高中物理实验教学中设置问题链的研究.pdf
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1、中文科技期刊数据库(全文版)教育科学 136 高中物理实验教学中设置问题链的研究 刘娅楠 吴江中学,江苏 苏州 225000 摘要:摘要:本文分析问题链在高中物理实验教学的各个环节中的作用,阐述问题链在建构实验模型、理解物理实验原理、实验方法、实验装置和器材及实验操作方面的应用,突出问题链在实验教学中的必要性及优势,并总结问题链辅助高中物理实验教学的教学策略。高中物理教学是以实验为基础的学科。物理教学中,运用实验可以为学生学习物理创造一个良好的科学情景环境。学生通过观察实验现象不仅有助于知识的学习、理解,而且可以发展学生的观察和深入思考问题的能力。通过实验教学可以有效的激发学生的学习兴趣及求知
2、欲。创设生动形象可感受的物理情景,促使学生主动地获取物理知识和发展科学实践能力并促进学生科学品质和世界观的形成。使学生掌握实验的基础知识和基本方法,培养他们的实验技能和能力,并在探索实验的过程中,提升学科素养。所以物理实验教学是物理学习的重要基础、重要方法和重要手段。关键词:关键词:实验教学;问题链;策略 中图分类号:中图分类号:G63 1 高中物理实验教学中设置问题链的必要性 物理实验是物理学科的概念及规律理解的基础。高中物理教学,离开了物理实验就犹如空中楼阁,纸上谈兵。所以物理实验在教学中的应用不仅是为了激发学生学习的兴趣,同时也学科学习的必须要求,是高中物理学习的不可分割的重要内容。所以
3、,在教学时通过实验不仅要培养学生的观察思考及动手操作能力,同时也要加深学生对物理知识概念层面的物理量及定理、定律等的理解,其中也包括物理学科思想及方法的认识。研究发现学生自我发展时问题的意识以及问题的能力是其关键的动力,学生有问题意识时便是主动思考的开始,在实验教学结合实验目的,逐步挖掘实验中的原理、思想、操作等,发现问题解决问题,激发学生的探索欲望,所以在高中实验教学中设置问题链,即可以帮助完成实验教学,又可以激发学生思考,防止为了实验而实验的现象,真正从物理学学科的角度进行实验教学,提高学生动手能力,分析解决问题的能力。其中物理实验中的问题链是教师根据学生已有知识能力基础上,创设一系列有中
4、心、有序列但又相对独立的问题,环环相扣层层深入,启发学生思维,形成知识结构。实施问题链教学关键在设置问题,要领在问题成链,引领学生思考,提高学生参与度。基于物理实验的教学设计中应有意识的引导学生观察思考,以设置问题链的方式帮助学生层层深入,建构实验模型、寻找物理规律,并让学生在问题对话、互动研讨的过程中,感受思考的乐趣,体验成就感。2 高中物理实验教学中设置问题链的分析 2.1 利用问题链帮助学生构建实验模型 在实验教学中,问题链的设置相当于触发器,帮助学生明确问题而不是盲目探究,例如在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,学生在讨论和具体操作中发现很多与最初实验的设想不同的地方,而恰是这
5、些不足的点促使学生不断思考,能力得到提升;比如学生在等效替代时大多会想到提起重物,将物重代替了合力,而不会直接利用教材中的橡皮筋实验;对此教师可以设置问题链引导学生进一步思考,建构其他方案,如拉动橡皮条;建构模型也可以进一步引导学生发现,记录力的方向时很难用两个测力计直接拉重物或者橡皮条,改进实验用绳套便于记录方向。2.2 利用问题链帮助学生理解实验原理 我们知道,物理实验是物理教学的重要基础、重要方法、重要手段,同时也是物理教学活动的重要内容。随着物理教育教学改革的深入发展,物理实验教学将发挥重要作用。要研究实验在教学中的应用,首先要了解实验目的、实验的方法、实验的内容及要求。其次要从实验原
6、理的作为切入口,理解了实验原理,才能把握实验的理论依据和操作关键。同时充分理解实验原理中文科技期刊数据库(全文版)教育科学 137 才可以合理选择实验的装置、器材,创设合理的实验条件,正确地处理实验数据,实验误差的分析并得出实验的结论。所以对物理实验原理的理解,是进行物理实验方案设计的基础,是实验改进的前提条件。所以,对实验原理的理解是学生物理实验学习过程中最重要且基本的环节,也是物理实验教学的重中之重。实验的原理不仅是指实验目的中所提及的物理事实,广义范围对物理实验原理的定义是指对物理实验方法、实验装置及器材、实验的流程、实验结果的分析等等为依据的物理科学观念。需要注意的是原理分析时需要有一
7、定的理想化,即忽略物理问题中的次要的因素,对物理模型做简化及抽象,抓住主要因素把握关键条件,所以分析理解物理实验原理时,必须同时考虑它的科学性及可行性。无论是对于选择物理实验的方案,还是对实验方案的设计,都是要首先考虑物理原理是否正确,物理实验的原理是否确切。从实验仪器的制作、实验器材的选择、实验条件的创设等等方面来看理论上实验是否能成功。若物理实验的原理不能满足科学性和可行性,那么再精彩的实验、再创新的实验方案也是不可取的。由此可见,理解实验原理是实验教学的关键;理解原理首先要知道实验中涉及的物理概念,并建立概念之间的联系,以及概念与实验的联系;而问题链的特点是层层递进,可以通过搭建台阶,由
8、实验目的开始逐步建立概念之间的关联,突破实验难点。例如在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,微观量分子直径转化为宏观量油膜厚度是非常重要的实验思想,在教学中可以有实验目的开始设置问题链如实验的目的估测分子大小;估测分子的哪些物理量可知其大小直径、体积;油酸分子的特点一部分亲水另一部分斥水;实验想通过什么方法油膜法;设想油酸分子在水上形成油膜的样子;油酸膜的宏观量与你待测的微观量间是否存在联系有,油膜的厚度是分子直径;如何可知油膜的厚度测油膜的体积和面积。应用上述问题链可以理解概念,所以一般情况下可以从分析实验标题入手明确实验的目的、内容,确定研究实验的方法和思想,理解实验原理。2.3 利用问
9、题链帮助学生明确实验方法和实验方案 实验是需要有一定的实验方法及实验方案实施的。实验方法和方案往往决定了物理实验的框架。因此,实验的方法和实验的方案是实验教学中非常能体现教师想象力和创造性思维的教学部分。在进行实验方法和实验方案教学时,我们的思维不能被具体的实验所局限,而应该进行抽象思维。在进行实验的方法及方案教学中,要深入理解实验的设计思想和实验方法,以便汲取物理实验设计方案中的独特视角精华,从而发现物理实验方法的关键之处。要注重实验方法,尽可能透过每一个实验方案的原理、装置、器材等方面的具体形式和参数,抓住其本质的属性和典型的特征,也就是说要善于建立恰当的实验模型。要进行实验方法和实验方案
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