农村高中生力学实验设计能力的培养与研究

摘要：农村高中生力学实验的开展情况是提升学生学习效果的重要途径。从高中开展力学实验的总要性入手，分析当前农村高中力学实验设计存在问题，提出提升实验设计能力的途径对于高中物理实验课程的有效开展具有重要指导作用。

关键词：高中；力学实验；设计；提升

物理实验的开展是提高物理课程教学实效性的重要辅助手段，是培养学生科学素养，提高知识理解的重要方法和途径。力学是高中物理课程的基础性内容，首要学习内容，承上启下的内容，学生理解的程度对后续物理学习兴趣、物理其他知识的学习都会有一定的影响。

一、高中开展力学实验的重要作用

（一）发散物理思维，帮助学生理解

物理是一门理解性、理论性、探究性极强的学科，每一个物理知识点的学习都要充分进行思考、理解其内在规律性，并验证结果。学生的学习要求是必须要透过物理学知识的现象看到本质，让学生对知识的认知从感性上升到理性。物理实验可以通过设置物理事物情景或者虚拟情景等，让学生直观的认知物理知识背后的东西，让学生站在实验人员研发的角度，观察物理现象，提出疑问，并展开交流，自己探究出结论。这就是一个完整的学习过程。

（二）纠正认知冲突，增加感性认识

学生在初中阶段已经有了物理知识的初步学习，但与高中物理知识相比，还比较基础，用初中物理知识解释生活中的物理现象也不够准确，与高中物理知识形成了认知冲突。因为初中物理知识有正确的，也有不正确的。在高中物理学习时，教师使用一些物理教具进行实验，能够让学生增强感性认知，引导物理概念的正向深入。比如一个水瓶装满水，如果在瓶底有空，会漏水，但是当瓶子做自由落体运动时，水却不会流下来，学生通过真实的实验会对什么是“完全失重”有深刻的认知。

（三）补充教学内容，完成教学目标

每一门课程的每一个教学内容都有学习目标和重难点，有的时候，重难点枯燥难懂，怎么解决这一问题？靠的就是实验这一辅助手段。力学物理概念是高中物理的重点也是难点，更是后续物理知识学习的基础，学生如果打不好基础，会导致后续物理课程更加不能理解。物理学习还有一个方法问题，通过力学实验，帮助学生理解科学家实验探究科学的过程，步步引导，会使学生掌握并学会运用科学的方法来分析问题，提升学生物理学习兴趣，这既是完成教学目标的要求，同时也是为后续学习做好准备。

二、农村高中生在物理力学学习中存在的问题

（一）感性认识不足

农村高中由于经费、环境等问题，有的教学实验设备配备不足，导致缺少实验或实验效果不佳。在进行力学学习时，学生缺少物理现象认知，就无法全面系统的理解物理规律、适用条件和物理意义等理论知识，感性认识不足。由于初中升高中后，力学是物理的第一个知识点，所以很多学生习惯于用原有的知识和经验看待新的物理知识，形成一种思维定势，不愿意多角度，全面去思考问题，更不注重条件的变化，愿意用老思维解决新问题，造成错误出现。因此，在物理力学学习过程中，要教会学生面对物理概念与物理规律需使用不同思维，减少绝对化的出现，改变初中物理学习的思维定势。

（二）教学方式单一

由于高中物理力学实验在高考中分值所占比例较少，在应试思想的影响下，教师不愿意多花时间在实验教学研究与让学生做实验。有的教师用理论代替实验，有的教师让学生看实验视频，有的教师自己做实验让学生看，再好点的教师就是边做实验便讲解实验过程。由于农村高中条件限制，很多高中无法实现学生人手一台实验操作设备，导致实验教学呈现僵硬化的教学模式，学生呈现出看实验、背实验、听实验、讲实验的实际教学过程。

（三）实验仪器明显不足

高中物理阶段是整个学生生涯实验课程最多的阶段，也是物理学习最重要的阶段，很多农村学校由于实验经费不足，无法满足学生实验所必须的条件。一些高中配备了实验设备，但仅限于分成小组做实验，导致一部分学生无法亲手操作，教学目标无法完成，实验性趣无法培养，更别提提高学生的实验设计能力了。

（四）教师观念不正确

一些学校的教师存在高考考高分就可以了，不需要学生实验动手和设计能力有多强，只要学生掌握高考中几个重点的实验案例即可，忽视了学生实验技巧、动手能力、创新能力、设计能力的培养和提高。还有一些教师由于不重视实验，导致实验操作环节准备不足，操作技能较低，有时候实验目标根本无法实现。

三、提升农村高中生力学实验设计能力的有效途径

（一）改革教学模式，发挥学生主体作用

为培养学生的力学实验设计能力，首先要树立以学生为主体，以教师为主导的实验教学理念，注重学生物理学习的探究性过程，可以做如下教学设计：第一步创设力学实验情境提出研究的问题；第二步组织学生讨论，让学生猜想与假設；第三步让学生制定实验计划并设计实验方案；第四步指导学生进行自主实验操作；第五步让学生寻找实验误差，总结实验失误；第六步让学生分析实验数据，讨论、交流与总结；第七步老师进行知识点讲解，加深学生理解。

（二）有效利用生活用品

物理来源于生活，教师在对学生进行物理实验时，尽量让实验和生活相联系起来。利用 生活中的瓶瓶罐罐也可设计出精彩的物理课堂演示实验，由于这些用品不属于教材中的仪 器，所以也是一种创新的表现。实验贴近生活，使学生发现生活中处处有物理，使物理走向生活，使学生学习起来更有效率。

（三）设计学生实验试题

学生的实验成绩需要靠实验试题来检验。因此，在实验试题中，要设置开放型问题，让学生设计试题中的实验过程，引导学生自己通过笔答的形式完成试题测验，这也是提高学生设计能力的有效手段。

参考文献：

[1]刘丽娜.物理学习中思维障碍及消除对策[J].中学生数理化，2011 （07）：25.

[2]陈克利.探讨物理学习中的思维障碍——关注高中生的思维能力培养[J].物理教学探讨，2012 （12）：17-20 +23.

注：课题名称《农村高中生力学实验设计能力的培养与研究》，课题编号 MDZX2017070。

作者简介：秦丽凯（1981-）男，单位：抚顺县高级中学。