高中物理学习中运用体验式学习的实践

霍维东

(甘肃省平凉市泾川县第一中学,甘肃 平凉)

传统高中物理教学中,往往是以教师为主导人,单方面传授课本中的知识,学生被动听讲,完成教师布置的任务,这种教学模式的效率较低,学生无法充分理解抽象性较强的物理知识。而将体验式学习法应用在物理课堂中,学生在教师的指导下主动参与到学习活动中,能在演示教学与亲身操作中强化对知识的掌握,课堂教学效率也会显著提升。

所谓体验式学习,即指导学生在做中学、学中悟。通过自主发现和探究,认识知识并形成完整的学习框架。物理学科有着抽象性强的特点,学生学习中主观能动性的发挥关乎教学效果。调查研究显示,学生参与课堂的程度越高,对知识的掌握也就越深刻[1]。这也间接证明,教师在物理课堂中应合理运用体验式教学,充分调动学生主观能动性的同时,指导学生结合已有经验、知识来操作实验,通过亲身经历来构建知识框架,形成自己的学习方法,进而提高学生的学习能力。而学生之间具有明显的个体差异,因此,不同的学生在学习和操作中会有不同的疑惑,教师也可以针对性地帮助其解决,这对学生能力提升及因材施教的落实都有极大的帮助。

(一)创设生活情境,唤醒学生生活体验

生活,既是物理知识的来源,又是应用物理的途径。换言之,教材中所展现的物理知识,是对生活中物理现象的科学概括。学生在课堂中认真学习物理知识,是为了将这些知识应用于解决生活实际中的问题。基于物理学科的特点,新课标中也提出了生活化教学的要求。因此,教师在高中物理教学中,应重视挖掘生活中的物理现象,结合学生的生活经验创设情境,辅助学生对物理现象展开探究,实现生活经验与理论知识的建构,从而有效提高物理教学效果[2]。

以人教版高中物理必修第一册“质点、参考系”教学为例,为了强化学生对“质点”概念的掌握,教师可以联系实际生活来创设情境,让学生在熟悉的情境中展开讨论,以加强对知识点的理解。如火车是日常生活中常见的交通工具,学生在旅游或外出游玩时也乘坐过火车,教师可以借此来展开教学。教师先利用多媒体展示从北京到哈尔滨的火车路线图,提出问题引导学生思考:当人们在研究火车从北京出发到哈尔滨时,火车能否被看作质点?再用多媒体展示或者进站时的图片,提出问题:当研究火车进哈尔滨站的运动情况时,火车能否被看作质点?在生活化情境中,学生在问题的引导下需要分辨其中不同的情况,发现在研究第一个问题时,可以将火车看作质点,原因是与北京到哈尔滨的长度相比,火车自身的长度可以忽略不计,这时将火车看作一个点,将北京和哈尔滨这两座城市也看成一个点,再展开探究。而在研究第二个问题时,火车则无法被看作质点,原因是火车进站用时较短,这时不能忽略其本身的长度。

(二)创设虚拟情境,创造体验补充教学

随着信息技术的飞速发展,科技与教育的结合愈发密切,深度融合已经成为未来教育的一大方向。高中物理教学中涉及电磁场、原子物理等抽象性较强的内容,教学中即便教师设计了演示实验,也有着诸多限制[3]。为了解决上述问题,教师可以在课堂中运用体验式教学法,借助先进的信息技术和电子设备,为学生创设虚拟情境,丰富学生的学习体验,既能成为高中物理教学的有效补充,又能够解决当前物理教学中的困境。

以人教版高中物理选择性必修第一册“弹性碰撞和非弹性碰撞”教学为例,教师在讲解“对心碰撞”与“非对心碰撞”概念时,为了让学生对知识点有更深入的理解,可以向学生展示Flash动画,模仿两个小球碰撞。在课堂中教师先引导学生思考:两个小球碰撞时可能会出现哪些现象?随后结合教学主题向学生展示两段Flash动画,主题则是“两个小球的碰撞”。第一组动画中,两个小球中心处于同一水平线上,且运动小球的运动速度与两球心的连线也在同一直线上;
第二组动画中,运动小球的运动速度与两个小球的球心的连线不在同一直线上。在学生观看完动画后,教师应鼓励学生组织语言表述两球碰撞后的运动情况,即让学生组织语言将所见到的情景表达出来,这是知识内化的一个重要过程,教师则要耐心倾听学生表述并做出系统化的总结。基于此,在高中物理教学中合理运用Flash动画来模拟实验情境,能有效强化学生的形象思维,使学生获得更丰富的体验,搭配适当的问题引导,提高学生的语言表达能力和概括能力。

(三)演示物理实验,引导学生体验学习

实验不仅是物理教学中的重要组成部分,更是教师教学的有效方式。高中物理教材中的知识之所以抽象性较强,但也是多位物理学家通过一次次实验,从实验现象中总结归纳而来。因此,在高中物理教学中,教师应基于物理学科的特点,课堂中选择恰当的时机演示实验过程,使学生更加清晰、直观地观察到实验现象,以丰富学生的学习体验。这一过程学生的主体作用得到充分的发挥,自行总结出物理规律,在感悟中加强对知识的掌握。基于此,教师在开展体验式教学时,应结合教学需求向学生展示演示实验[4]。

以人教版高中物理必修第一册“摩擦力”教学为例,为了让学生认识到接触面粗糙程度的不同对摩擦力的影响,教师应设计合理的演示实验。首先,在讲解理论知识前,教师准备两个完全相同且表面光滑的砝码、一双较为粗糙的木筷、一双较为平滑的铁筷。在班级学生中任选一名男生和一名女生,鼓励其尝试用不同的筷子分别夹起不同的砝码,比一比谁先夹起来。通过两名学生的演示,其他学生发现,木筷子更容易将砝码夹起来,但铁筷子却没有那么容易。此时,教师可以鼓励班级中力气较大的学生来尝试,发现结果仍然与之前相同。大部分学生都会感到惊奇,这到底是为什么呢?其次,在学生的好奇心被充分调动起来后,教师立足于其感兴趣的问题,指导学生观察实验器材,在摸索中逐渐发现答案。由此,学生结合实验过程和实验器材的特点,很自然地得出了接触面粗糙程度不同对摩擦力的影响,并认识到接触面越粗糙,摩擦力就越大。这种教学形式下,学生真正成了物理学习中的体验者,在教师的指导下完成观察、思考、探究等步骤,不仅可以提升物理学习效果,还能促进学生多项能力的发展,可谓一举多得。

(四)操作物理实验,丰富学生体验学习

为了构建高效物理课堂,新课标中要求教师开展探究式教学,即让学生占据物理学习中的主要地位,使教学主体性得到充分的展现,进而在主动学习中推动自身能力与学科素养的形成[5]。在实际教学中,教师应立足学生的发展,开展探究式教学,将操作物理实验的权利归还给学生。在教师的指导下,学生要通过思考、探究、设计、操作等步骤,完成物理实验操作,使学生在亲身操作中获得体验,在体验中总结物理规律,以强化对物理知识的理解。

以人教版高中物理必修第三册“电容器的电容”教学为例,教师在带领学生研究影响平行板电容器电容大小的因素时,可以设计探究实验。教师要先为学生讲解实验原理,并借助大屏幕展示实验器材组装图,鼓励学生结合自己的理解,用两块铝板来制作平行板电容器,学生通过自主探究与合作讨论,制订如下实验步骤:(1)选择两块铝板,一块固定在螺旋测微仪上,另一块固定在滑块上;
(2)铝板固定后尝试调节螺旋测微仪,调节两块铝板之间的距离,并根据数字电容表示数的变化来研究电容和极板间距之间的关系;
(3)尝试在轨道上移动滑块,来增加或减少两极板的正对面积;
(4)根据所提供的实验器材,在两极板中插入不同的介质板,并记录数字电容表的数值,研究电容与介质介电常数的关系。如此一来,学生通过亲身实践获得了丰富的情感体验,对平行板电容器的原理有了更深刻的了解,有助于强化对物理知识的认识和理解。

总的来说,教师在高中物理教学中,应立足于核心素养的培养要求,尊重学生的主体地位,在遵循新课标要求的前提下,通过合理地创设情境、实验教学等,构建体验式课堂,充分发挥出学生的主观能动性,在探究中把握物理规律,加深对物理知识的理解,潜移默化中培养学生的综合能力。

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