淺論生活化實驗教學在高中物理課堂中的運用策略

隨著新課程改革如火如荼的實施，高中物理教學要從生活走向物理，從物理走向社會。為此，要重點關注和加強高中物理實驗教學與生活實踐之間的聯(lián)系，利用實際生活中的問題驅(qū)動和引導學生進行知識實驗的探索，較好地培養(yǎng)學生的高中物理實驗素養(yǎng)，實現(xiàn)高中物理知識的活學活用。一、高中物理生活化實驗教學存在的問題（一）教材知識與學生的實際生活相脫節(jié)隨著高中物理知識的不斷深入，教材中的知識與學生的實際生活存在較大的距離，難以對學生生活中的問題進行物理闡釋，教師也無法在課堂上對學生生活中的實際問題進行深入全面的剖析和研究，以至于學生對于物理實驗的探究提不起來興趣，讓高中物理知識和生活實際之間的距離變得越來越大。（二）高中物理生活化實驗教學資源不足由于資金以及環(huán)境等多個方面的束縛，因此一些學校并不具有生活化特征的實驗教學器材，并且在使用數(shù)量以及質(zhì)量等方面存在差異，因而實驗教學器材的日常維護變得捉襟見肘，所以也導致部分生活化實驗器材缺失，無法保證生活化高中物理實驗教學的正常開展，只得完成基本的課堂演示實驗或開展簡單且易于課堂組織的分組實驗，長此以往不利于充分拓展學生的高中物理發(fā)散思維和各類創(chuàng)新性思維。二、高中物理生活化實驗教學的實施策略分析高中物理生活化實驗教學要依循生活化、科學性、主體性、趣味性、合作性的原則開展，圍繞學生的實際生活內(nèi)容創(chuàng)設豐富多樣的實驗教學，引領學生在趣味性、生活化的實驗場景中進行自主學習和體驗探究，增進對高中物理知識的理解和體悟，更加真實深入地體會高中物理原有的實驗現(xiàn)象和本質(zhì)。（一）運用生活化實驗培養(yǎng)學生的物理思維高中物理生活化實驗教學要結(jié)合教學目標和任務，重點培養(yǎng)學生在生活化實驗中的思維方式，引導和培育學生的高中物理生活化思維和科學素養(yǎng)。以學習高中物理“牛頓第一定律”的生活化實驗教學為例，要通過生活化實驗教學引導學生探究阻力對物體運動產(chǎn)生的影響，從而知曉萬事萬物都是有慣性的，為學生建立科學客觀的推理方法和科學思維提供生活化的實驗幫助。在生活化實驗教學設計之中，教師可以預設相關的生活化情境，在課前對學生提問：“大家在初中階段對牛頓第一定律有基本的了解，那么讓大家思考并回憶一下牛頓第一定律的物理概念是什么呢？其特點又是什么？”學生思考后主動回答牛頓第一定律也就是慣性定律，其特點是質(zhì)量越大則慣性越大。繼而，教師通過演示實驗，將生活中學生常用的紙張、毛巾、固體膠等物件展示在實驗課堂之中，將固體膠從相同的高度滾落到地面、紙面和毛巾之上，讓學生觀察這一個生活化實驗，并得出實驗結(jié)論。繼而教師抓住這個生活化實驗情境讓學生思考：“如果水平面的阻力為零的話，物體將會怎樣運動呢？”對于這一問題，學生積極主動地加入討論，并說出自己的看法，有的學生說這個物體將永遠運動下去，有的學生說這個物體將以落下的速度勻速運動下去，還有的學生提出質(zhì)疑，這種現(xiàn)象在現(xiàn)實中是否會真實存在呢？由此可見，學生在這個生活化實驗中快速進入到物理課堂學習情境之中，并開始進入到新課的學習和探究。在新課教學之中，教師拿出事先準備好的實驗器材，跟學生一同完成生活化實驗，多角度考慮實驗期間的紙條抽出速度會對物體位置造成怎樣的影響，并且，認認真真的進行觀察和仔仔細細的進行實驗現(xiàn)象記錄，運用牛頓第一定律對實驗中的問題進行分析和解釋，最后進行歸納和總結(jié)，并進行慣性的演示實驗，讓學生設想一下如果將直尺快速抽出，橡皮會掉落在哪里？其物理原理又是什么呢？在教學反思環(huán)節(jié)，通過兩個不同的生活化實驗進行對比分析，引導學生探究阻力對物體運動的影響，并了解慣性維持原有運動狀態(tài)的實質(zhì)，找到生活中與慣性相配套的現(xiàn)象和問題，然后將物理探究作為出發(fā)點和落腳點，從而加深物理知識與生活的聯(lián)系。（二）利用生活常用素材進行生活實驗教學高中物理生活化教學實驗要充分利用學生日常生活的常用素材，多方位地開發(fā)生活化物理實驗教學資源，讓學生體會到物理來源于生活，又應用于生活，提高學生對高中物理生活化實驗教學的探究興趣。以學習“磁場對通電導線的作用力”這一章節(jié)為例，在講解有趣的實驗“旋轉(zhuǎn)的液體”教學過程中，教師可以讓學生搜索日常生活的相關實驗素材，如玻璃盒蓋、錫紙、金屬筆、鹽水、碎紙屑等，讓學生用心思考并對這些生活中常用的物品進行組裝，使之成為有用的教學資源。接著，教師要帶領學生充分利用生活素材開展實驗，首先可以讓學生找個玻璃盒蓋作為玻璃器皿，在其邊緣內(nèi)壁貼上常用的錫紙，中心則固定好金屬筆，并分別接上正負極。實驗中的導電液體采用生活中常用的鹽水，在水面上灑一點碎紙屑。在布置好實驗設備之后，教師畫圖講解相關的物理原理，在學生自己動手操作的過程中加深對物理原理相關知識的理解和體悟，從而深入認識到磁場對通電導線的作用力。又如，在學習高中物理《交變電流》的知識時，通過課堂講解讓學生理解不同交流發(fā)電機的種類及其應用原理，多數(shù)學生對于旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機有一定的認知，然而對于旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機缺乏直觀深入的了解，對此教師可以利用學生日常生活中見過的兒童玩具手動發(fā)電手電筒，在實驗中演示玩具手動發(fā)電手電筒的操作步驟，讓學生快速融入到熟悉的生活化實驗場景之中，并通過拆除塑料蓋的實驗親眼看到旋轉(zhuǎn)磁極也能夠產(chǎn)生感應電流，從而深入透徹地理解產(chǎn)生感應電動勢的條件是磁通量發(fā)生變化。（三）精心創(chuàng)設生活化實驗情境，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)高中物理生活化實驗教學要精心創(chuàng)設學生熟悉的生活經(jīng)驗情景，啟發(fā)學生的思維，將培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)貫穿于生活化實驗教學的始終，使得生活化實驗情境能夠與實踐探索建立起更加緊密的聯(lián)系，較好地培養(yǎng)學生的科學思維和探究能力。在學習高中物理《速度變化快慢的描述——加速度》一課中，教師要精心創(chuàng)設生活化實驗場景和情境，結(jié)合學生的具體學情和教學要求，讓學生在實驗中明晰加速度的物理概念，了解加速度的矢量性，激發(fā)出學生潛在的學習探究動機，讓他們主動進行物理概念的知識架構(gòu)，從而實現(xiàn)學生的物理核心素養(yǎng)變得更好。在實驗中教師先播放學生熟悉的生活化視頻，如火箭升空、飛機起飛、汽車剎車、汽車在彎道里漂移等，讓學生觀看視頻并思考教師提出的問題：“視頻中的物體的運動存在哪些共同點？”學生在可視化的速度變化場景之中激活自己的認知和生活經(jīng)驗，理解速度這一矢量的相關要素，從速度的大小和方向兩個要素理解速度變化的關聯(lián)性。繼而，教師又拋出問題：“對于速度的變化量應當如何計量呢？”在問題的驅(qū)動下引導學生進行推測和猜想，如：嘗試用較大的速度減去較小的速度、用末速度減去初速度，并在實驗中驗證學生的推測和各種猜想，形成對速度變化量的完整認知體系，促進學生對物理知識進行內(nèi)化和知識遷移。之后，還可以讓學生練習計算速度的變化量，可以向?qū)W生列舉出相關生活實例：當乒乓球以2m/s的速度撞向墻壁，又以2m/s的速度反彈時，試計算速度的變化量。學生通過思考和練習之后，教師及時給出點評和反饋，在課堂上對學生計算中出現(xiàn)的錯誤進行及時糾正，并再次強化一維矢量運算方法，強化學生對速度變化快慢的認知和理解，幫助學生形成正確的物理觀念。最后，教師布置課后作業(yè)，讓學生通過作業(yè)練習加深對加速度的生活化認知，幫助學生更好地鞏固課堂所學的知識，形成正確的物理觀念。（四）引導學生進行分組實驗，積極主動地開展探究在高中物理生活化實驗教學之中，教師可以讓學生進行分組實驗，讓學生分組自主完成實驗的設計，通過探究獲取高中物理學科知識，并在團隊合作中發(fā)現(xiàn)并探究問題，培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹細心的科學態(tài)度和團隊合作精神。以學習高中物理《牛頓第三定律》為例，教師可以創(chuàng)設分組探究型生活實驗情境，利用實驗小車創(chuàng)設氣球放氣的生活化情境，鼓勵學生仔仔細細的觀察運動過程并且認認真真記錄好實驗現(xiàn)象：由于氣球漏氣，因此會推動用小車向前進，這成為很多專家和學者競相研究的重點。同時，認識到力的作用是相互的，理解作用力與反作用力之間的相互規(guī)律。繼而，教師讓學生以小組為單位進行分組實驗設計和制作，學生分別根據(jù)相應的實驗儀器設計小實驗，探究作用力與反作用力的規(guī)律，并引導學生對實驗提出的問題進行猜想和推測。在小組實驗一中，學生在水杯中放入梨子，觀察梨子與水在質(zhì)量上的變化情況。學生通過實驗進行猜想和推測：梨子與水杯的質(zhì)量一定的條件下，將梨子置于水杯之中，若梨子對水的壓力與水對木塊的浮力是一對相互作用力，則總質(zhì)量保持不變。通過對實驗的觀察和分析，得出如下結(jié)論：由于兩物體的總重量發(fā)生改變，因而二者所受力為一對相互作用力。在小組實驗二中，探究兩個相同的彈簧在拉伸狀態(tài)下的伸長量。學生對此進行實驗猜想和推測：彈簧的勁度系數(shù)在同等作用力的條件下?lián)碛邢嗤纳扉L量，而這個力可以被稱為一對相互作用力。并通過多次反復的實驗操作，證實自己的推測和猜想。在小組實驗三中，選取具有一定吸力的兩個磁鐵塊作為實驗材料，觀察分隔放置的兩個磁鐵塊在多次相吸時的狀態(tài)。學生對實驗狀態(tài)進行仔細觀察，最后得出與猜測相同的實驗結(jié)論：具有相互吸引力的異性磁極擁有相互作用力，多次相吸后停留的位置保持一致。最后組織學生進行交流和探討，通過分組實驗深度認識和理解牛頓第三定律。并將這一物理定律應用于學生組織的拔河比賽之中，當學生看到一名男生與一名女生進行拔河比賽時，對之前課堂得出的結(jié)論發(fā)生沖突，教師對此進行點撥，現(xiàn)在我們讓男生站在小車上，再讓其與女生進行一次拔河比賽，讓學生再次通過實驗進行討論和分析，共同分析影響拔河的因素，探究相互作用力的規(guī)律，加深對物理知識的理解和體悟。（五）運用生活化實驗解決實際問題高中物理生活化實驗教學體現(xiàn)出極其重要的作用，教師要引導學生通過生活化實驗解決現(xiàn)實中的實際問題，充分體會到物理實驗與生活的聯(lián)系。以超重和失重的生活化實驗教學為例，教師要引導學生運用牛頓運動定律解決超重和失重的實際問題，通過實驗激發(fā)學生的思考，運用物理知識解釋生活中的超重和失重現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。在實驗中，教師可以讓學生觀察兩組實驗：實驗一，預先準備紙帶、砝碼、稱鉤，將砝碼懸掛于紙帶之上，用稱鉤快速上提紙帶，發(fā)現(xiàn)紙袋在上提過程中發(fā)生斷裂。實驗二，將懸掛有砝碼的紙帶快速下放，觀察到這一實驗結(jié)果與實驗一的結(jié)果全然不同，紙帶不但沒有斷裂反而似乎有減輕之感。通過這兩組實驗，引發(fā)學生的質(zhì)疑，為何重物在兩種不同情形下有如此大的區(qū)別，