高中物理拓展性實驗是對“做實驗不如看實驗，看實驗不如講實驗”現(xiàn)象的反思的基礎(chǔ)上，在近幾年的教學實踐中不斷完善、發(fā)展、創(chuàng)新的一種教學范式.拓展性實驗，接下來小編簡單介紹一篇優(yōu)秀物理教學論文。

　　摘要：分析了高中物理拓展性實驗教學的研究背景和基本內(nèi)涵，解讀了高中物理拓展性實驗教學的目標和建構(gòu)策略，重點介紹了高中物理拓展性實驗課程的建設(shè)實踐.

　　關(guān)鍵詞：高中物理;拓展性實驗;課程建設(shè)

　　1高中物理拓展性實驗教學的研究背景

　　杜威在《民主主義與教育》中所提出的“做中學”這一寶貴思想至今依然有著重要的現(xiàn)實意義.新課標指出，實驗是物理教學的一種重要手段，是培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的重要途徑，在教學中發(fā)揮著舉足輕重的作用.探究性教學，強調(diào)學生運用所學知識和技能親自探索“新”規(guī)律、發(fā)現(xiàn)“新”現(xiàn)象.在當前的物理實驗教學過程中，教師們往往從實驗原理、步驟、注意事項，甚至連實驗結(jié)果都面面俱到地進行講解，然后由學生按部就班地操作，實驗教學流于形式，完全不能發(fā)揮培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的作用，從而失去了實驗教學的意義.我們在教學實踐中也深刻地感受到：給學生創(chuàng)設(shè)具體的實驗情境，讓學生親身經(jīng)歷實驗探究的全過程，是培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的最佳途徑.

　　2高中物理拓展性實驗教學的基本內(nèi)涵

　　高中物理中的演示實驗、學生實驗以及自主實驗等為基礎(chǔ)和起點，教師根據(jù)學生的認知結(jié)構(gòu)以及物理實驗的特點，通過對實驗目的、實驗平臺、實驗領(lǐng)域、實驗評價等進行拓展而形成的系列實驗.拓展性實驗探究教學，要求學生能夠在新情境下逐步做到主動設(shè)計實驗、親身經(jīng)歷實驗、深入反思實驗等.這樣的教學方式，實現(xiàn)了實驗教學目的拓展，實驗課程從封閉性的、驗證性的實驗向開放性的、探究性的實驗課程轉(zhuǎn)變;實現(xiàn)了實驗平臺的拓展，實驗探究教學以我們“江蘇省高中物理拓展性實驗課程基地”為依托，為學生提供數(shù)字化實驗室、虛擬實驗室、大學先修實驗室、創(chuàng)新物理實驗室等豐富的平臺;實現(xiàn)了實驗領(lǐng)域的拓展，在課程標準規(guī)定的實驗之外，通過開發(fā)新技術(shù)應(yīng)用型探究課程、生活體驗型物理實驗課程、學術(shù)探究型物理實驗課程、問題解決型物理實驗課程等，拓展高中物理的實驗領(lǐng)域;實現(xiàn)了學生評價方式的拓展，對學生的評價從傳統(tǒng)的筆試評價轉(zhuǎn)化為對實驗過程中的操作能力、創(chuàng)新能力等進行的綜合評價.

　　3高中物理拓展性實驗教學的目標解讀

　　(1)回歸教育本質(zhì)追尋科學真諦物理課程是建立在人類對世界本質(zhì)認識基礎(chǔ)上的，全面提高學生的物理學科素養(yǎng)是物理課程教學的核心.物理學的事實和理論是在人類不斷探索的過程中逐步發(fā)展起來的，實驗探究便是這一過程中最有效的方法之一.我們以國標課程的主干知識為載體，依托實驗室設(shè)備，通過提供一系列的拓展性實驗課程，以及物理教師和物理科學研究人士的專業(yè)引領(lǐng)，引領(lǐng)學生主動參與探究，養(yǎng)成動手實驗、動腦思考的認知習慣，培養(yǎng)在實踐體驗中認識事物、獨立分析和獲取新知識的意識和能力.(2)關(guān)注生活實踐增強社會責任物理科學與人類的日常生活、經(jīng)濟活動、環(huán)境保護等方面密切相關(guān)，我們創(chuàng)設(shè)的拓展性實驗項目和提供實驗研究的內(nèi)容相當部分來自于學生身邊的生活實際，通過親歷拓展性物理實驗的研究過程，不僅引導了學生養(yǎng)成嚴謹、務(wù)實的科學精神，還提升了學生勇于面對困難、善于進行團隊協(xié)作的人文精神，豐富了學生的情感體驗，增強了學生對他人包容能力和社會的責任感.(3)拓展成長空間培養(yǎng)特色人才我們的拓展性實驗活動開拓了教師的視野，為物理教師的專業(yè)成長開辟了新的空間.同時，拓展性實驗項目的不斷豐富，使得物理教學更加貼近了學生的生活，最大限度地滿足了學生對科學類課程的不同學習需求.這類有個性特色的拓展性物理實驗活動，幫助學生了解了未來可供選擇的高校物理、工程、數(shù)學類專業(yè)以及未來職業(yè)的相關(guān)內(nèi)容，為學生興趣、愛好、特長、職業(yè)和事業(yè)融為一體的人生未來奠定了基礎(chǔ)，培養(yǎng)了社會所需的特色人才.(4)彰顯學校特色發(fā)揮輻射效能我們結(jié)合國家課程每年開發(fā)了5門以上適合的拓展性物理實驗選修課，以及一定數(shù)量的學生自主實驗項目.通過課內(nèi)向課外的延伸、校內(nèi)向校外的延伸、書內(nèi)向書外的延伸;物理學科向工程、技術(shù)、數(shù)學、信息等的拓展，彰顯了學校特色.同時，借助于領(lǐng)銜人的核心力和影響力，展示探究成果，展示研究過程，推廣項目價值，擴大專業(yè)引領(lǐng)的影響，助推教師的專業(yè)成長，強化了骨干教師孵化器的作用.

　　4高中物理拓展性實驗教學的建構(gòu)策略

　　(1)凝練物理學科觀念生成實驗探究主題我們研讀物理學科標準，明確了各個學期學生通過哪些知識的學習要實現(xiàn)哪些物理學科的核心素養(yǎng)，并思考如何通過實驗探究來幫助學生實現(xiàn)物理學科素養(yǎng)的發(fā)展.我們研讀物理教材，優(yōu)化高中物理的課程體系，實現(xiàn)學生知識體系的模塊化和能力體系的結(jié)構(gòu)化.我們凝練物理學科的大觀念，生成了系列實驗探究的主題.(2)創(chuàng)設(shè)真實探究情境導入物理學科問題“情境”是新一輪高中課程改革最核心的概念，將物理學習內(nèi)容與真實情境結(jié)合，在情境問題的解決過程中實現(xiàn)知識的獲得與物理學科素養(yǎng)的發(fā)展一直是我們思考的重點.我們的實驗探究主題都是根據(jù)學生在學習和生活中可能會碰到的問題來設(shè)置，例如“長度的測量”.設(shè)置的主題也是圍繞教學目標中要解決的核心問題，整個探究過程在本質(zhì)上就是一個問題解決過程，每一個問題，都能明確指向物理學科核心素養(yǎng)的發(fā)展要求.(3)采用師生協(xié)作方式親身經(jīng)歷探究過程我們通過組建不同類型的物理探究實驗小組來進行協(xié)作學習，各小組配備不同個性特色的指導教師，通過實驗實踐來培養(yǎng)師生合作探究的意識和能力，充分調(diào)動與發(fā)揮了學生的主體性和創(chuàng)造性，增強了學生的主體力量、彰顯了生命價值，發(fā)揮了學科的人文素養(yǎng)作用.

　　5高中物理拓展性實驗教學的課程建設(shè)

　　我們以拓展性物理實驗探究為抓手、以建設(shè)物理實驗中心為依托、以開發(fā)多元探究性課程為載體進行課程建設(shè).具體而言，我們通過建設(shè)4個實驗中心，開發(fā)了4個拓展性物理實驗系列課程.(1)建設(shè)DIS數(shù)字實驗中心，開發(fā)新技術(shù)應(yīng)用型拓展性物理實驗課程.DIS數(shù)字實驗能夠有效地與傳統(tǒng)實驗方式實現(xiàn)優(yōu)勢互補，DIS數(shù)字實驗能夠形象展示動態(tài)過程并具有強大的數(shù)字處理能力，有助于幫助學生接觸到新技術(shù)，深入理解物理概念和分析物理過程，提高實驗效率，將節(jié)省出來的時間更多地用于物理規(guī)律的探討，信息技術(shù)與實驗的整合有助于培養(yǎng)學生的自主學習和合作學習的能力，且新材料新技術(shù)的使用有助于催生學生的創(chuàng)新思維因子.我們面向全體學生，要求學生親自動手，充分運用DIS數(shù)字實驗的多樣性，廣泛開展實驗探究活動，實現(xiàn)核心知識全覆蓋.我們建設(shè)了DIS數(shù)字實驗中心，包括一個力學DIS數(shù)字實驗室、一個電學DIS數(shù)字實驗室、一個熱學DIS數(shù)字實驗室.與之對應(yīng)，我們開發(fā)了新技術(shù)應(yīng)用型探究課程，具體包括以下2個方面.1)數(shù)字化拓展性物理實驗探究篩選人教版高中物理教材中所有的物理實驗，挑選出常規(guī)實驗無法完成或?qū)嶒炐Ч�不明顯的實驗，例如電容器的充放電過程、氣體的幾種狀態(tài)變化、通電自感和斷電自感現(xiàn)象等，借助用數(shù)字化信息采集系統(tǒng)，將難于觀察的物理現(xiàn)象“可視化”，加深學生對物理現(xiàn)象的認識和理解.同時借助校本課程進行物理專題探究，對物理教學沒有時間去研究的問題和現(xiàn)實中學生感興趣的問題進行深入的專題探究.針對一些具體的問題讓學生提出設(shè)計方案，思考并提出數(shù)字化實驗可能被擴展應(yīng)用的各種想法，設(shè)計出實現(xiàn)以上各種想法的物理思想和可行性方案思考并提出應(yīng)用DIS進行測量各種物理參數(shù)的操作方案.2)虛擬實驗室拓展性物理實驗探究中學物理虛擬實驗室是充分利用Authorware，3DMAX，Photoshop等多媒體軟件設(shè)計實現(xiàn)的.它利用3DMAX軟件按照物理實驗器材真實建摸，虛擬出真實物理實驗場景;利用Authorware軟件合理的組合編程，達到充分合理的人機交互功能，便于學生使用.它匯集視頻、動畫、文字講解，結(jié)合模擬實驗操作，輔以階段測試，通過實踐與檢測等多種環(huán)節(jié)來提高學生對實驗內(nèi)容的理解與掌握程度.內(nèi)容豐富，重點突出，為廣大中學生提供更實用、更便捷的學習物理實驗的機會.可利用虛擬實驗室進行實驗探究的有兩類;一類是基于儀器和元器件，如，游標卡尺、螺旋測微器、示波器、模擬電路、電子電路、分光儀等;另一類是部分無法通過實際實驗觀察的實驗，如，經(jīng)典理想實驗、近代物理原子實驗和部分DIY實驗.(2)建設(shè)趣味物理實驗中心開發(fā)生活體驗型拓展性物理實驗課程探究性趣味物理實驗與學生的日常生活密切相關(guān)，直觀、形象、充滿趣味性，能夠極大地調(diào)動學生的興趣，能使學生產(chǎn)生強烈的好奇心，激發(fā)他們的學習和動手操作的積極性.這樣的開放性實驗成本不高，以因陋就簡、構(gòu)思巧妙見長，面向全體學生，因此參與面更廣，由學生親自動手制作和體驗，能夠充分滿足和發(fā)揮學生的探究性欲望及能力，對教師和學生，都蘊藏著極高的設(shè)計智慧和教育價值.與之對應(yīng)，我們開發(fā)了生活體驗型拓展性物理實驗課程，具體包括以下3個方面.1)玩具類趣味實驗開發(fā)拓展將趣味實驗分別與人教版物理教材必修1，必修2，選修3-1，3-2，3-3，3-4中的物理知識相對應(yīng).例如學生動手完成“浮沉子”、“滾動的膠囊”、“飲水鳥”、“變幻無窮的肥皂膜”、“惡作劇電震玩具”、“硬幣的游戲”等有趣好玩的玩具，這些玩具類趣味性探究實驗不但能激發(fā)學生的學習的好奇心和積極性，而且能讓學生理解消化物理知識，學以致用，提升學習成就感.2)常用物品類趣味實驗開發(fā)拓展“從生活走進物理，從物理走向社會”是物理新課程的基本理念.利用身邊有很多小物件可以作為物理實驗資源，可以開發(fā)很多趣味實驗.如，“調(diào)皮”的直尺、瓶子對抗賽、打球壓癟易拉罐、吹不掉的乒乓球、燈泡中的風車、神氣的鏡子、天花板上的“彩虹”、水龍頭下的實驗等.學生通過身邊的材料制作趣味實驗，既能提高學生觀察生活的能力，又能鍛煉動手能力，豐富物理知識.3)生活中趣味實驗課題研究拓展課題研究屬于研究性學習，同學在老師指導下，從自身生活和社會生活的體驗中選擇和確定研究專題，學生從趣味實驗內(nèi)容為切入進行課題研究，進行初步嘗試.常見的有玩具中的課題研究，例如悠悠球的閃光現(xiàn)象分析，睡眠空轉(zhuǎn)現(xiàn)象分析等;家庭生活的傳感器研究，例如鼠標、電熨斗、電飯煲、聲控熊貓玩具等.(3)建設(shè)大學物理先修實驗中心開發(fā)學術(shù)探究型拓展性物理實驗課程我們將部分大學物理實驗引入高中，引導優(yōu)秀學生開展這些實驗，這能彌補當前高中教材基礎(chǔ)性有余而先進性不足的缺點，滿足部分學生的創(chuàng)新欲望和攻關(guān)欲望，深層次地促進他們對有關(guān)物理知識理解，同時，能極大地拓寬學生和教師的視野，有效促進學生和教師對實驗教學進行更深入的思考.與之相應(yīng)，我們開發(fā)了學術(shù)探究型拓展性物理實驗課程，具體包括以下4個方面.1)長度測量的拓展性實驗課程在高中利用直尺、游標卡尺、螺旋測微器等測量方法的基礎(chǔ)上，拓展下列的一些方法：千分表、用光杠桿法測量長度、用霍爾傳感器法測量位移變化量、動態(tài)共振法測量楊氏模量實驗、用聲速法測量長度、熱學方法測量長度、用電磁學方法測量位移變化量、用光衍射法測量位移變化量、光偏振法測定薄膜的厚度、全息干涉計量測微小位移等一系列與長度測量有關(guān)的物理知識和方法.2)中學物理常用常數(shù)測定的拓展性實驗課程中學物理中常見物理量的常數(shù)都是由教材直接給出，學生對這些常數(shù)的測得方法存在好奇心理，通過此課程讓學生動手操作測出這些常數(shù)，對學生知識的獲取、方法的指導、能力的培養(yǎng)起到很大的幫助.以下常數(shù)可以通過實驗測出：重力加速度的測定、金屬彈性模量的測定、空氣密度的測定、空氣中聲速的測定、密立根油滴實驗測元電荷、霍爾元件測量磁場、直流電橋測量電阻、用掠入射法測定透明介質(zhì)的折射率、用雙棱鏡測光波波長、普朗克常量的測定.3)奇妙的光學世界的拓展性實驗課程光學與生活和現(xiàn)代科技息息相關(guān)，幾何光學和物理光學的探究是學生感興趣的課題，通過此課程將學生帶入奇妙的光學世界.可以在高中階段讓學生接觸到的光學實驗有：薄透鏡焦距的測定、顯微鏡和望遠鏡、衍射光柵的研究、牛頓環(huán)與劈尖干涉、偏振現(xiàn)象的觀察與分析、液晶的電光效應(yīng)與顯示原理、全息照相.4)重現(xiàn)經(jīng)典物理實驗拓展性實驗課程2002年評選出的十大經(jīng)典物理實驗的核心是抓住了物理學家眼中最美麗的科學之魂：用簡單的儀器和設(shè)備，發(fā)現(xiàn)了最根本、最單純的科學概念.學生在重溫這些經(jīng)典實驗時，既體驗物理學的美，又了解了近代物理學的發(fā)展史.部分實驗高中已經(jīng)涉及，在實驗時要從更高要求、深度研究，提升學生的綜合科學素養(yǎng).(4)建設(shè)創(chuàng)新設(shè)計實驗中心，開發(fā)問題解決型拓展性物理實驗課程我們建設(shè)了創(chuàng)新設(shè)計實驗中心.該中心是一個聚焦在創(chuàng)新、設(shè)計、技術(shù)、工程交叉領(lǐng)域的開放性實驗室平臺，具有交流、跨學科、共享的特征.借鑒STEM教育理念，創(chuàng)新設(shè)計實驗中心通過創(chuàng)設(shè)引人入勝且具有適度挑戰(zhàn)性的問題情境，讓學生持續(xù)投入各類體現(xiàn)其個性特點的科學探究活動，親身經(jīng)歷設(shè)計研究實驗、從事科學觀察、基于證據(jù)形成理論假設(shè)等典型科學探究過程;通過提供真實的、與生活密切聯(lián)系的技術(shù)問題情境，讓學生持續(xù)投入富有想象力的技術(shù)設(shè)計活動，發(fā)展技術(shù)意識和操作能力.與之相應(yīng)，我們開發(fā)了問題解決型拓展性物理實驗課程，具體包括以下3個方面.1)技術(shù)工程的體驗拓展高中物理教材中，注重滲透STS教育，在物理知識的技術(shù)應(yīng)用上與生活科技聯(lián)系緊密，尤其是人教版?zhèn)戎赜谖锢韺W技術(shù)應(yīng)用的選修2系列高中教材，該教材某些章節(jié)內(nèi)容完全是技術(shù)應(yīng)用，如2-1第三章第3節(jié)，2-2第二章第2節(jié)等.但是教材中對技術(shù)的介紹(包括選修3系列)完全是從理論的角度出發(fā)的，沒有學生的體驗實踐、完成工程或技術(shù)項目的活動.本課程從完善教材的角度出發(fā)，讓學生體驗實踐，可以開展的項目有：必修1中設(shè)計跳臺跳水的水深，設(shè)計手提式彈簧測力計，自制簡易的加速度測量計.必修2中利用極限速度設(shè)計谷物清潔裝置、設(shè)計玩具小火車軌道.選修系列中制作伏打電池、自制小發(fā)電機、制作無線話筒等.

　　2)“頭腦風暴法”科學設(shè)計“頭腦風暴法”是一種培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力的方法，在科技節(jié)活動中讓不同類型的學生構(gòu)成小組圍繞某一問題進行自主探究.小組成員思維高度活躍，打破常規(guī)，產(chǎn)生大量創(chuàng)造性設(shè)想，利用常規(guī)器材進行科學設(shè)計.可以讓學生進行科學設(shè)計的有：“保護雞蛋”、“制作船模型”、“起重機模型制作”、“螺絲模型制作”、“橋梁模型制作”、“紙塔模型制作”等.3)創(chuàng)新實驗教具的改進與制作針對目前教材當中的演示實驗與學生實驗觀察現(xiàn)象不明顯、誤差比較大、引出規(guī)律理由不充分等弊端，指導學生以解決這些實際存在的問題為目的來重新設(shè)計實驗教具，鼓勵學生或?qū)ΤＲ?guī)的實驗儀器加以改造、或選用日常生活物品、或自制儀器，從而提高學生在知識學習、技能訓練、科學素養(yǎng)養(yǎng)成、學科興趣培養(yǎng)等方面的效率.例如，“探究功與速度的變化關(guān)系”、“探究法拉第電磁感應(yīng)定律”、“測量動摩擦因數(shù)”、“探究泊松亮斑”、“探究平拋運動”、“探究簡諧運動的表達式”、“非純電阻電路中電功與電熱的關(guān)系”等實驗教具的改進.總之，高中物理拓展理實驗教學的研究，讓教師們摒棄了物理課堂教學“教師講授、學生靜聽”的傳統(tǒng)模式，促使了教師革新課程教學觀念，積極反思課程教學過程，形成了明確的課程意識.具有課程意識的教師以自己對課程的獨特理解為基礎(chǔ)，從目標、課程、教學、評價等維度來整體規(guī)劃教育實踐活動，從而成為課程教學的組織者、建構(gòu)者、創(chuàng)生者與研究者，在提升學生生命品質(zhì)的同時，也提升著教師的生命品質(zhì).

　　閱讀期刊：《數(shù)學物理學報》

　　《數(shù)學物理學報》雜志是我國數(shù)學物理學界委托中國科學院武漢物理與數(shù)學研究所主辦的，以刊登數(shù)學與物理科學的邊緣學科中具有創(chuàng)造性的代表學科水平的科研成果為主的綜合性學術(shù)刊物。讀者對象是國內(nèi)外本學科范圍的科技工作者。

文章TAG標簽：高中物理論文

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