设计高中物理实验型作业的实践与思考，本文主要内容关键词为：作业论文,物理实验论文,高中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
众所周知，物理是一门实验性很强的学科，如果不能充分地通过实验获取对知识更直观、更全面的认知，那就根本不能真正把物理学好。因此，物理教学必须充分发挥实验的重要作用。为此，教师除了在课堂上做演示实验、指导学生做分组实验外，还可以通过设计实验型作业，要求学生课外用日常器具做物理实验，发挥学生学习的创造性，以提高物理教学的有效性。
一、设计实验型作业的必要性与可行性
实验型作业既是物理学科特点的需要，又是新课程理念的要求。高中物理课程的基本理念之一是“在课程实施上注重自主学习，提倡学习方式的多样化”。教育家陶行知主张“教学做合一”，强调教与学都是以“做”为中心，要让学生亲自在做的活动中获得自主学习的能力。现在许多实验仪器越来越复杂，结果呈现越来越直接，而让学生动手、动脑的机会却越来越少。学生无法体验探索自然规律的艰辛与喜悦，培养学生的探究意识与领悟探究的方法又怎能实现？再者，在教学过程中，笔者发现演示实验和分组实验都存在着一定的弊端。演示实验是教师为学生提供感性认识的过程，学生的动手能力得不到锻炼；而分组实验常常出现“学生多，仪器少；男同学抢着做，女同学怕动手；成绩好的积极做，成绩差的旁边看”等倾向。实验型作业恰好能弥补以上种种不足，给学生提供了人人动手去探究的机会。
实验型作业主要是以作业形式，让学生运用课堂所学的知识、方法技巧，通过实验去探究他们在学习和生活中遇到的问题。高中物理实验中有不少涉及实用型知识，有很多内容与实际生产、现实生活有着紧密的联系，因此实验型作业使物理教学更贴近学生的生活。课堂内学习的知识若能迅速地通过实验型作业被运用到课外生活中，那么学生对所学知识的理解将更加深刻。此外，中学生好奇的心理特点，非常适合实验型作业这一趣味性、创造性的学习活动。总之，物理新课程倡导探究式教学，高中学生也已经具备一定探究知识的能力，只要教师引导得法，物理教学渗透实验型作业不仅是可行的，而且教学效果会比习题作业更显著。对此，笔者进行了教学实验，所教两个班学生基础程度是相同的。他们学习必修2“圆周运动”一章完成作业及单元测验情况如下表。
由此可见，学生饶有兴趣地完成了实验型作业并产生了良好的教学效果。接着，我把这一“作业”方式推广到我任教的班级。在高一第二学期期末考试中，他们物理的平均分比另一位教师所教学生的平均分高出8.76分。我的学生反映：“我们从读书开始就大量做习题，枯燥地做题很容易感到厌烦。不过，对实验型作业还是感到有点‘玩中学’的感觉，我们乐意做这样的作业。”可见，学生采用自主参与、开放、灵活的学习方式完成实验型作业，对物理教学是行之有效的。
二、设计实验型作业的原则
实验型作业是为学生提供动手动脑机会的一种综合性学习活动。高中物理教师如何通过设计实验型作业，让学生在“身临其境”的探究过程中培养探究意识与领悟探究的方法呢？
1.选题要科学、可行
教师设计实验型作业，首先，选题要科学，必须保证所设计的实验不出科学性错误。其次，学生是否能顺利完成实验是设计作业的关注点，也就是说实验必须是可行的。因此，设计时必须兼顾取材容易、制作简便、效果明显、安全可靠。例如，“形变与弹力”本是分组实验，但每位学生家里都有实验器材：橡皮筋，直尺，五个型号相同的电池（代替钩码）和塑料薄膜袋（装电池用）。学生在家里做该实验，其效果也很明显。我把它作为实验型作业来布置，引导学生参照课本的相关实验步骤进行实验探究。“探究电饭煲的工作原理”本是一个小实验，大多数学生家里都有电饭煲，但由于使用220 V的交流电，存在一定的危险性，还是不要设计为实验型作业。
2.内容要趣味性浓
爱因斯坦有一句名言：“兴趣是最好的老师。”趣味性是设计实验型作业的基础。教师设计作业时，一定要使作业趣味性浓，内容要能激发学生的好奇心和求知欲，要有驱动力，学生才会积极参与。因此，教师要从学生的物理学习和生活实践中，选取他们感兴趣的问题进行设计，并从物理学的角度较明确地表述这些内容。例如，“人的反应时间是多少”是学生喜欢谈论的话题。讲“自由落体运动”之后，引导学生根据课本提供的内容，每两位学生一组做“测人的反应时间”的实验作业。学生在交流与合作中完成这一实验，既弄清了研究对象、研究过程以及自由落体运动的规律，又提高了学习物理的兴趣。
3.问题要针对性强
新课程要求物理教学要培养学生探究性学习的能力。因此，设计实验型作业要创设一个符合学生认知特点的科学探究环境。我们知道，中学生处于冲动时期，比较难有持久的兴趣。教师设计作业时，既要有层次地针对不同水平的学生设计作业，又要坚持循序渐进、从易到难、化繁为简的原则，制造悬念，营造强烈的问题情境，以“问题串”的形式，将探究过程分解成若干小问题，引导学生通过实验逐个解决，使他们多获得一些成功的体验，帮助他们树立克服困难的信心。比如，在讲授“汽车、自行车前进靠什么力”这一内容时，我设计一个作业：（1）电动玩具小车在路面时，什么力使其由静止变运动？在水平方向上小车对地面有力的作用吗？（2）如果用细线吊起运动的小车，现象是怎样，说明什么道理？（3）如果将转动轮子的玩具小车与带轮子的轻木板相接触，现象又是怎样，又说明什么道理？学生在观察与思考中完成探究，汽车的驱动力、静摩擦力与滑动摩擦力、作用力与反作用力等疑惑就会彻底解决。
三、设计实验型作业的策略
实验型作业要产生良好的教学效果，灵活的设计方式显得尤其重要。
1.就地取材——从生活现象或用具中设计
就地取材是设计实验型作业的基本方式。“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，教师通过作业来引导学生用生活中随手可得的材料进行实验，在此过程中能大大提高他们的动手设计和实验操作能力。例如，我在教完“安培力的应用”后，要求学生利用生活中的废旧电动机制作简易的电动船，让学生在制作过程中进一步理解、感受电动机的工作原理。当看见学生那略显稚拙而又富有灵气的作品时，我不得不感叹学生头脑中蕴藏着巨大潜能。学生动手做作业时会有更多的生活体验，逐步认识到“物理就在生活中”，陌生感就会消失，亲切感随之而来，物理也就学得有滋有味。
2.未雨绸缪——将教学难点设计为用于预习的实验作业
感知活动是概念形成的基础。因此，对学生容易混淆的知识，与其让教师在课堂上反复讲和学生不断进行练习，不如未雨绸缪，设计探究类实验预习作业，引导学生在恰当的台阶上通过实验去思考问题、感悟知识，从而突破教学难点。例如，在教“向心力”一节前，我设计一个预习作业：用细线拴住小石块在一水平面上作圆周运动，引导学生运用“有多少个施力物体，受力物体就会受多少个作用力”的知识，分析小石块受力情况，并利用“力的合成”知识来探究做圆周运动物体所需向心力的来源。完成了这节的教学并进行课后的测试，215人中有192人掌握了“向心力是效果力、是合力”的知识点。而采用新方法教学前，大约只有2/3的同学能理解该知识点。
3.举一反三——将知识的复习设计为创新思路的实验作业
学生创造性思维能力的培养需要经历创造性的教学活动才能实现。教师布置实验型作业，要求学生根据已学习过的实验原理和方法，完成具有创新思路的小实验。让学生设计实验方案并完成实验，既是对学生进行科学思维方法训练的催化剂，又是培养他们创新思维能力的有效途径。比如，完成“功率”教学之后，我布置了“测量人在某种运动中的功率”的实验型作业，要求学生利用“功率等于功除以时间”的实验原理来设计实验。要完成问题是：（1）可行性实验方案有哪些？这些可行性实验方案中的共同特点是什么？（2）方案选定后，如何求功和功率？需要选择哪些实验器材？（3）测量哪些物理量？测量是否存在误差问题？如何才能较准确地测量？学生要解决以上的问题，首先要“迁移”所学的知识，发散自己的思维，学会从不同的角度去分析问题，使分离的知识之间产生联系并形成知识体系，灵活应用所学的知识，从而在“多向选择性”中培养创造性思维，发展创造能力。
四、合理调控设计实验型作业，提高物理教学的有效性
任何事物都有其两面性。实验型作业如果处理不好，也会对学生学习产生负面作用。例如，完成作业需要的时间，教师难以估测，且因人而异，如果部分学生花费过多的时间，会影响其他内容的学习。再有，有的学生对一些探究类作业的内容感到陌生，会出现热情高、成效低的现象。因此，教师在对学生学习情况进行摸底调查的基础上，要细致地安排作业的内容并对作业的难度要作合理调控。教师向学生布置完作业后，应多向学生了解作业中遇到的困难，留意学生在作业中可能出现的问题，及时加以恰当的指导与点拨，使实验型作业真正成为调动学生学习积极性的良丹妙药。
成功总是青睐有准备的人，设计实验型作业也是如此。教师要将设计作业纳入平时的备课之中，作为整体考虑，制订设计作业计划，对作业的量要作合理调控，坚持“适度”的原则：小型的实验型作业，如解惑类实验、小制作、小型的探究实验等，每周布置一题；较大型或大型的分组探究作业每学期开展两次。
总之，搭建实验型作业这一平台的目的，是让学生增加探究的兴趣，最大程度上获取知识与应用知识，实现手脑并用、学以致用、活学活用。需要指出的是，利用日常器具做实验型作业绝非权宜之计，而是物理教师丰富实验教学资源和全面提高学生科学素养的客观需要。学生在完成实验型作业的过程中所积累的实践经验，是习题作业远远无法比拟的，更重要的是，它有利于真正提高物理教学的质量和效果。