高中物理运动学实验资源开发策略与能力培养的初步研究

高中物理运动学实验资源开发策略与能力培养的初步研究

龚小航

浙江省义乌市上溪中学 322000

摘要：众所周知，在高中的学习生活中，物理是十分重要的学科，它是以观察与实验为基础的自然学科，所以学会做物理实验是学好物理课程的前提，是培养学生观察动手能力，落实科学探究的核心素养不可或缺的环节。教师在教学过程中，充分利用好实验进行辅助教学，将深奥的理论知识与动手实验有效结合，能够激发学生的学习兴趣，提升学生的创新意识与实际操作能力，进而加深理解实验背后的知识点。因此开展物理实验是十分必要的，本文将对高中物理运动学实验资源开发策略与能力培养进行初步研究。

关键词：高中物理；运动学实验资源开发；能力培养

目前，在新课改如火如荼进行的大背景下，培养学生的核心素养被提上了议事日程。其中，物理实验作为培养学生科学探究能力的重要手段，这就要求教育工作者深刻理解学习新课程标准，关注物理实验课所需相关资源，开发和利用物理实验课程相关器材与设备，革新教育教学理念，进而有效培养学生的实验探究能力、提高学生的实验素质。

1. 运动学物理实验资源的开发策略

   1. 对课程标准与教材的分析

运动学是比较重要的知识点，它贯穿高中物理学习的始终，通过物理实验可以帮助学生理解相关的运动学概念。例如：利用打点计时器打出一条纸带，让学生算一算平均速度及瞬时速度，学生就能直观的体会到平均速度与瞬时速度没有本质上的区别，极短时间内的平均速度就是瞬时速度。为了保证学生的学习顺利，教师必须对课程标准与教材进行深入分析，明确实验的目的：1、探究运动学物理量（速度、位移、加速度等）；2、绘制描述运动的图像（x-t、 v-t）；再结合学生的实际情况，设计相关实验，从真正意义上实现理论与实践相结合的教学原则。

1. 2. 对书籍资源的开发与利用

充分利用好课本教材和教辅材料等有效资源。教材是教学的重要资源，教材上的语句表达更加准确，教材的编排更加符合科学逻辑，因此教师要最大限度的利用好教材进行教学，不可脱离教材。但是，教材不是进行教学的唯一有效工具，教辅材料也是教师可以利用的重要资源，通过参考教辅资料，可以拓宽教师的视野，借鉴他人的优秀的实验教学设计方案。需要注意的一点是，无论挑选怎样的教辅材料，都要选择适合当下学习情况的、有质量的、能够帮助到学生理解知识点的工具。

1. 3. 对物理实验室的开发与利用

      1. 开发自制实验仪器，用身边的物品做实验

让学生利用身边常见的日用品制作简易的实验仪器，例如：可以让学生动手做一个利用滴水法测量加速度的简易小车。学生自制实验器材，并不是学校没有相关方面的投入，只是为了让学生体验到物理学习过程的参与感，体验到物理与现实生活的紧密联系，学生通过自我实验更加能够深刻理解实验背后的知识点。即便是学校拥有那些花费高昂、制作精密的高端实验仪器，也应该培养学生自己动手制作相关实验仪器的本领。在高中物理教学过程当中，这种方法属于特色教学，更是专门为学生制定的个性化教学方式。

1. 1. 2. 提高实验仪器的质量，加快实验仪器的更新

在进行运动学物理实验的过程当中，仅仅依靠学生们自制的建议实验仪器是远远不够的，必经学生自制器材比较简单粗糙，学校也要大量引进相关的先进物理实验仪器设备，以此来保证学生进行实验的操作质量。例如：用来测量速度及加速度的光电门。先进的仪器设备，能够迅速的抓住学生们的眼球，提升操作实验的兴趣，精密的实验器材得出的精准的实验结果，也可以提高结果的可靠性。

1. 1. 3. 建立DIS实验室

随着目前科学技术的飞速发展，在物理实验方面也对科学技术提出了更高的要求，将计算机应用到物理实验当中已成为目前发展的必要趋势。计算机系统中的视频播放、立体绘图、多种运算等功能已然能够帮助物理实验进行解决更多的难题。也许在不久的将来，随着虚拟实验室的普及，也能够进入校园，供学生们使用学习。

2. 高中生运动学实验能力的有效培养

   1. 运动学实验操作能力的培养

实验的具体操作能力在进行实验的过程当中是尤为重要的。这需要学生在进行操作的过程当中能够深刻理解实验各种器材的具体使用方式、正确操作步骤、实验结束后对所有器材进行整理归位，灵活的选取实验所需器材，熟练操作基本的仪器工具，并且在实验出现异常情况时能够判断出问题所在，进行方案修改。因此，在进行实验前，教师需要培养学生能够熟练的使用仪器、装配仪器要正确合理、了解仪器调节的方法、严格按照实验要求进行操作、及时排除实验过程中可能会出现的故障、实验操作结束后按要求整理仪器。

1. 2. 运动学实验观察能力的培养

在运动学实验过程当中，敏锐的观察能力也是十分重要的，观察能力更是培养创造力和思维能力的前提条件。因此，在进行实验前，物理教师要将具体的观察方法交给学生们，使其掌握观察的要点，还需要给学生们创造有利的观察条件，逐渐养成在实验中拥有良好的观察习惯，在潜移默化中培养学生们的观察能力。在实验过程中，观察过程往往并不是一帆风顺的，学生们一定会遇到许多困难，使得观察受阻，这个时候教师一定要出面积极鼓励学生，但不要立刻告知学生们问题所在，要让学生们继续观察，一次不行就两次，两次不行就三次，整个过程尽量让学生们独立操作完成。学生们在这种情况下完成的实验得出的结果会更值得珍惜，更令人印象深刻。

1. 3. 运动学实验数据处理能力的培养

细数各个时期的物理实验成果，没有一个实验中的数据是草草计算统计的，那么拥有一定的数据处理能力，特别是在物理运动学的领域，是相当有必要的。数据处理能力并不只是单纯的计算能力，它同时也代表了各种不同的物理模型。所以说，如果一个学生的数据处理能力较强，那么也代表着他的专业水平与创造性的思维能力都是比较有优势的。因此，在进行实验前，教师要对学生们安排实验数据的图线训练，反复指导学生进行实验的误差分析和修正数据，并且能够通过种种训练进行物理分析，总结出相关的公式与定律，以此来达到实验的根本目的。

1. 4. 运动学实验设计能力的培养

实验设计是根据实验的目的与相关理论知识进行实验方案、实验步骤以及实验器材选择的一种活动。培养实验设计能力的基本原则为操作正确且符合科学常识、实验设计要安全可靠、实验设计具有一定精准度、操作简便直观、任何实验都可重复、要设置实验对照等。因此，在进行实验前，教师要让学生清楚实验的目的，掌握正确的实验设计原理，通过对实验归纳法、实验验证法、理想实验法这三种方法的理解来了解基本实验方法，与此同时，教师还要交给学生实验设计的基本思路，可以通过平衡法、转换法、放大法、比较法等方法来进行设计构思。培养运动学实验设计的能力要求学生要养成实验设计的习惯，注重培养实验设计的相关理论知识，增强实验的探索感，并从中体会到实验设计的乐趣。

结尾：综上所述，在高中物理教学中，如果教师想要高效的培养与提升学生们的实际实验操作能力，需要积极鼓励学生参与更多的物理实验，并主动地展示自己的实验成果，以此来转变以往传统的教学模式。教师需要在正式开展物理实验活动之前，首先对实验的现有资源进行充分的开发与分析，然后并结合这些资源开展有效的实验教学，确保实验实施是有效果的，进而为培养学生的实际实验能力提供强有力的保障。通过此次研究，本文发现课程标准、考试大纲、对运动学实验相关知识点的考察、现有实验资源、师生之间的配合均为影响高中运动学实验教学的重要因素，每一点都不能忽略、轻视。这也为以后的相关理论研究提供了部分重要数据。不过，由于课程开发理论的知识数量是极其庞大的，但是如今的学习研究水平仍然停留在初级阶段，这就要求我们今后还需要继续进行深入学习探究。

参考文献：

[1]田娜.高中物理运动学实验资源开发策略与能力培养的初步研究[J].高考,2020,(05):23.

[2]刘艳.新课程背景下高中物理演示实验资源的利用与开发研究[D].导师：唐荣德.广西师范大学,2015.