時間:2022-04-18 19:39:56
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物理教學必須以實驗為基礎,實驗在物理教學中占有舉足輕重的地位。而在現今職業高中物理教學中,實驗仍是薄弱環節。本文在分析職業高中物理實驗教學現狀的基礎上,闡述了促進物理實驗教學改革的幾個配套措施。
[關鍵詞]職高物理實驗教學現狀改革對策
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,回顧物理學產生和發展的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。無論是經典物理學的建立和發展,還是現代物理學的進展都與物理實驗息息相關。可以預言,未來物理學的發展一定離不開物理實驗。在職業高中的各門基礎課程中,物理課在提高學生的科學素質方面起著無可替代的作用,實驗在物理教學中更是占有著舉足輕重的地位。加強實驗教學,提高物理教學效果和開發學生創造能力,在加強素質教育的今天,顯得更加突出,尤為重要。
1實驗在物理教學中的地位和作用
在新的職業高中物理教學大綱中,已明確指出:"觀察現象、進行演示和學生實驗,能夠使學生對物理事實獲得具體的、明確的認識,這是理解概念和規律的必要的基礎。觀察和實驗對培養學生的觀察和實驗能力,培養實事求是的科學態度,引起學生興趣,具有不可代替的重要作用?quot;可見沒有物理實驗,很難達到物理教學目的。
回顧物理學產生和發展的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。所有的物理知識,都是在實驗的基礎上建立起來的。物理實驗作為物理教學的基本手段,有其特殊的教學功能。
1)通過實驗可以使物理教學理論聯系實際,引起學生學習興趣,引導學生發掘問題,激發其求知欲望,從而調動他們學好物理的主動性和積極性,引導他們熱愛科學。
2)通過加強實驗,不僅可以使學生具備一定的感性認識,更重要的是使學生進一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎上建立起來的,從而有效地幫助學生形成概念,導出規律,掌握理論,正確而深刻地領會物理知識。
3)通過實驗培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發現問題、分析問題和解決問題的能力;培養學生良好的實驗方法以及基本的實驗能力和動手能力,并且在此基礎上進一步培養他們的獨立工作能力和創新能力。
4)通過實驗培養學生從事科學研究應當具備的嚴格的科學態度,科學的思維方法,嚴謹的科學作風,逐步學會物理研究中基本的科學方法。
鑒于實驗教學的地位和作用,我們不僅應該重視實驗,而且應該在理論教學中認真貫徹以實驗為基礎的原則。
2職業高中物理實驗教學的現狀
隨著素質教育的進一步深化,我們國家不少專家學者和廣大物理教師對職業高中物理實驗的重要性的認識和感受逐步加深,物理實驗教學改革也正在密鑼緊鼓地進行著。但是應看到,到現在為止,物理實驗教學的現狀在我們國家還是不容樂觀的。
1)職業高中物理實驗教學的基本情況。據抽樣調查,現在有些職業高中對專業課的實驗要求普遍較高,投入的資金也很足,而作為基礎課的物理實驗卻普遍重視不夠。不少學校的物理實驗數目達不到教學大綱的要求,甚至有相當一部分學校基本上一個學生實驗都不做。即使有的學校按要求完成了,但是實驗教學的效果往往不理想。
2)學校和教師受傳統教育的影響,普遍存在著重理論輕實驗的思想。教學方法普遍采用講授法。有的老師甚至認為學生不會動手做實驗不要緊,只要會動筆考實驗就行。由此而引發了"做實驗不如講實驗","講實驗不如背實驗"的荒謬作法。加之科技的飛速發展,多媒體進入課堂,使得部分教師過分追求,迷戀多媒體的模擬實驗,讓學生看看了事,不重視讓學生看實物,實際操作.總而言之,目前相當數量的教師不做或少做實驗,放棄了運用實驗的直觀教學方法,這一現象嚴重妨礙了培養具有創新能力的人才.這樣教出來的學生一遇到實物就束手無策,不知道如何動手。
3)由于認識上的不足,教師在實驗教學的組織上、在教學過程中、在物理成績的考核上都存在著問題。例如:由于教師不愿在實驗教學方案的設計上下工夫、花時間,導致實驗教學方法形式單一、陳舊;單純為了完成教學任務而安排實驗,對學生實驗能力的培養顯得沒有計劃、沒有目的、缺乏系統性。同時對?quot;引導學生積極、主動地學習,培養學生獨立思考的能力和習慣"的指導思想不夠明確,教師在實驗教學中一手包辦現象嚴重,學生最多只是機械模仿,缺少動手和動腦的機會,能力得不到相應的提高。
4)實驗教學模式僵化,物理實驗教學的基本原則沒有得到充分的體現,教學方式呆板.從教學內容到教學方式沒有給學生留出足夠的發展空間.就分組實驗來說,教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項,寫得面面俱到.然而每次實驗課教師還要花相當長的時間根據教材講實驗目的、原理……,然后學生照著現成的實驗步驟或跟著教師動幾下,取幾個數據,實驗就算完成了.這樣做實驗,收獲不大.再說,現階段往往是一個班的學生同一時間做同一個實驗,用同一種方法、相同的儀器,都要在規定時間內做完,得出同一結論,這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做,自己就怎么做,特別是兩人合做時,有極少數學生只看不動手,也不留心實驗觀察,不記錄有關數據,更談不上去思考.這種教學模式不利于提高學生發現問題和解決問題的能力,不利于引導學生突破思維定勢這個思維障礙,不利于學生創新思維方法的形成,不利于學生智能的發展。
以上實驗教學的現狀,極大地影響著物理教學質量,與物理教學目的、教育改革的要求和物理實驗教學重要地位很不相稱,與時展對人才的要求很不適應。
3促進實驗教學改革的幾個配套措施
我們應當看到當前職業高中物理實驗教學薄弱,是有很多方面的原因。在分析問題、解決問題的時候也應從這些方面進行,應針對職業高中物理實驗教學現狀,從素質教育的高度,從這些制約因素出發,進行職業高中物理實驗教學改革,使實驗教學能充分發揮其在素質教育中的特殊作用。那么要加快實驗教學改革的步伐,首先要抓好幾個配套措施:
3.1轉變觀念
職高學校上至領導,下到學生,對基礎課普遍不夠重視,認為可有可無。職業高中物理實驗教學的現狀在很大程度上與觀念有關,要促進實驗教學改革,轉變觀念是關鍵問題。
教育是培養人的一種社會大行動,應該要從家庭、學校、社會來統一考慮。我們不能把物理實驗教學的現狀單單的歸咎于物理教師,其實不少教師是深知物理實驗的重要性,而且也曾經設想或嘗試采用較好的教學方法,但迫于各方面的壓力,教學課時上的限制,最后不得不放棄。因此要轉變觀念,就要轉變整個社會的觀念。要讓學校和教師,特別是社會上的人們認識到教育不能追求暫時的表面的效果,不能急于求成,而要著眼于未來,特別要著眼于學生在未來社會的作用與價值。教育不能帶有功利性,而要為社會培養真正的人才。
學校領導樹立了新觀念,觀念端正了,才能在課程設置、經費投入、師資調配和其他相關方面充分考慮到物理實驗教學的實際需要,并在一定程度上對實驗教學改革給予保證。同時也只有讓學生、家長知道素質教育的重要性,使他們從以前單單追求短期學生成績和升學率的片面認識中轉變過來。這樣才能給廣大物理教師一個廣闊的發揮才干的空間,使他們能自由地投身于物理實驗教學改革中去,充分發揮主觀能動性,在教學中大膽采用創新教學方法。只有這樣得到各方面的大力支持,物理實驗教學的改革才能大步向前邁,才能改進現狀。在物理實驗教學上,以教師為中心的教育觀,把物理實驗教學作為教師傳授知識、學生鞏固和理解知識的輔助教學手段。于是,有的時候會出現忽視實驗教學,或出現認為可有可無的情況。以學生發展為中心的教學觀,則把物理實驗教學作為整個物理教學過程的一個重要環節,啟發學生主動地獲取知識,培養和發展學生的能力。因此,改變傳統的教育觀,樹立新的教育觀念,實施素質教育,就要不斷提高對實驗教學基礎地位的認識,從提高實驗教學的效果,激發學生學習興趣,提高學生的能力出發,認真改進、大力加強實驗教學,把實驗教學真正移到以實驗為基礎上來。職業高中物理教師樹立了這個教育觀后,教師就會千方百計地重視實驗教學,努力做好實驗。
3.2改革教材。
要推進實驗教學的改革,應改革現行的教材。改革的主要思想是,教材應重視學生實驗能力的培養,應體現以實驗為基礎的學科特色。在物理教學中,注意讓學生通過自已動手實驗學習物理知識。
1)現行有關實驗的教材甚少,有關教育部門集這方面的專家學者根據各種實驗教學類型編出相應的物理實驗教材,供學生用書,并作為教師教好實驗的參考用書。編成一個由正規的學生實驗、實驗練習題、課后隨堂小實驗以及課后小制作等組成的系列實驗教材。當然還要適當增加一些能提高學生操作技能和拓寬知識面的課外讀物。
2)對于學生實驗應有一套專門的正規的實驗教程。這個教程能與課本獨立開來,有培養學生閱讀能力和自學能力,提高實驗技能,掌握科學思維方法等功能。這一教程的編寫應注意以下幾個方面:
一)要讓學生上好實驗課,預習是非常重要的環節。教程應根據實驗內容布置一些預習思考題,讓學生在閱讀中思考,加深對原理的理解。例如:在"研究勻變速運動的規律"實驗中可提出:1)根據紙帶上的點,能判斷小車的運動性質嗎?什么情況下作勻速運動,勻加速運動,勻減速運動?什么情況下作加速運動,減速運動?2)為什么我們不一定從運動物體剛剛運動時打出的點作為起點,而從中間某一個作為起點?這樣做有什么好處?在紙帶上可以把任一個點選作起點(不一定從第一個點選起),為什么?3)兩個連續的記數點怎樣選擇?是不是選兩個相鄰的點?為什么我們常用打點計時器打五個點的總時間為時間間隔,而不是逐點選取?4)通過紙帶上打下的點怎樣計算加速度?怎樣計算即時速度?學生通過預習能做到實驗前心中有數。只有讓學生先動腦筋,課上才會動手。
二)實驗教材應突出學生的主體地位,教程應在實驗的各個階段(實驗前、實驗中、實驗后)對提出一系列富有啟發性的問題,或根據需要,提出學生不易回答的問題。同時啟發學生提出問題,問題一經提出,實驗的目的也就很清楚了,學生也會帶著問題做實驗,在實驗時分析、解決問題。
三)教程在介紹實驗器材不要像"抓方"一樣羅列在學生的面前,讓學生機械地搬用;而是應該用"開方"的方法引導學生根據實驗目的和實驗原理來選取實驗器材。使學生明白為什么要選用這些器材進行實驗以及除了老師提供的器材外還可以選用哪些器材來代替。同時可以用例子來鼓勵學生自制儀器進行實驗,可以讓學生收集我們日常生活中常見的物品,來替代原有的器材做各種實驗。
四)現在很多學生很希望能親自參與設計實驗。教程要特別注意處理好統一要求與學生的個性化發展的矛盾沖突。在規定學生完成一定的實驗計劃和要求的前提下,教程可以鼓勵、引導學生不拘泥于教程中的做法,可以進行一些創新改進,或自己另外設計不同的方案或者自己提出實驗研究課題,設計實驗方案,獨立或與同學合作進行實驗。
五)教材應對學生實驗提出明確、具體的要求,要讓學生帶著一定的任務來做實驗。有了具體要求,學生實驗時才有矩可循。當然提出的要求要循序漸進,在不同階段,提出的要求應有所不同,在剛開始做實驗時可以只提出簡單要求,循序漸進,然后逐步提高。當然教程在編寫實驗時也應注意分出層次:開始幾個實驗可以詳細的給出實驗的各個環節,例如:實驗原理、實驗目的、實驗步驟、數據表格、實驗報告的書寫模式等。先讓學生打好基礎,養成按一定程序有條不紊地進行實驗的習慣;以后的實驗就不再這樣,而是逐步引導學生在理解實驗原理和內容的基礎上,自己獨立地列出實驗步驟、自制實驗表格等,從而提高學生的實驗能力和素養。
3)利用多種有效渠道增加實驗在教材(區別于上述的實驗教程)中的比重,盡可能的增加學生動手實驗的機會。例如:在教材中可以適當增加一些有趣的實驗來引入課題,激發學生學習愿望;或增加一些簡便易做的課堂實驗,使學生利用手邊的學習用品或生活用品就能自己動手實驗,觀察現象。這樣既可以使學生多動手做實驗,又有利于學生理解理論知識。又或者在各章節后面的閱讀材料或開?quot;小實驗"欄目介紹有趣的實驗等,這也會大大提高學生的動手能力和學習積極性,加深對知識的理解。多數學校儀器設備不足,物理實驗教學受到限制。為了在儀器設備不足的條件下加強實驗,。教材也可重點安排不必使用專門儀器、簡單易做的課堂實驗、實驗性習題和課外小實驗、小制作,并把一些過去由教師演示的實驗,改為既可以演示又可以由學生自己動手做的實驗,供教師選擇。還可鼓勵學生結合所學物理知識自己設計一些實驗。不要單單采用陳述性的語言,而應該多一些啟發性,比較生動的言語或問題來編寫實驗。例如在編寫時可以通過設置一些類?quot;看一看"、"問一問"、"想一想"、"做一做"等環節來促使和引導學生多觀察、多發問、多動腦、多動口、多動手,逐步培養學生能力。4)由于我國地域遼闊,人口眾多,各地區經濟文化發展不平衡的國情,試圖只有一個大綱,一套教材的做法是行不通的。所以國家教委提出"在統一基本要求、統一審定的前提下逐步實現教材的多樣化,以適應各類地區、各類學校的需要。"因此,對于我們的實驗教材也可采取這樣的做法,即經批準,各地區可以根據本地區的具體情況,分別制定出實驗教學計劃并編寫與己相適應的實驗教材。這樣就給予了不同地區學校一定的自由度,使他們因地制宜地搞好實驗教學。
5)教材改革是一個長期過程,隨著社會、教育形勢的發展,舊的矛盾解決了,新的矛盾又會產生。知識不斷在更新,教育也應該要有新的內容、新的知識,因此,不斷研究教材在使用中存在的問題,隨時注視國外教材的最新動向,每隔一定時間對教材作一次較大的修訂,可以使教材不斷更新、不斷適應新的教學要求。例如:教材改革要對于一些陳舊過時,或者說明問題不夠直觀,又或者在說明問題時出現漏洞的演示實驗必須剔除或者改進,添加一些已經解決了困難的物理疑難實驗等。同時在改革教材添加與生活、科技的聯系緊密的實驗課題,應反映物理科學的變革,讓學生多了解近、現代物理方面的重大實驗成果,知道這些成果對人類發展的重大作用從而激發他們學習物理的極大興趣,并且重視物理實驗。同時也讓學生知道多一些新的知識。
3.3提高教師自身素質。
戰斗在教育第一線上的教師是實施教育的直接參與者,要真正運用好物理實驗,使之對提高教學質量發揮出獨特的作用,需要教師具備的實驗教學的素質,既要有物理學理論和實驗知識,又要有教育學、心理學和教學法的知識,還必須腳踏實地親手實踐。
科學在發展,教育也要發展,沒有一成不變的。作為一名物理教師要通過不斷的學習使自己的實驗教學能力和知識水平提高,使自身具備良好的實驗能力和實驗技能;要有鉆研和創新精神,例如對物理中的疑難實驗進行專題學習和研究、改進一些實驗等;也應接受新的教育理論、新的教育思想,指導自己的教學實踐。同時各地區教育部門應組織力量定期對在職教師進行培訓或組織在職教師進修。其他教育教學方面的培訓在有些地區已經開展,但針對物理實驗方面的相對較少。可以進行針對物理教師在物理實驗中對實驗的設計,實驗測量的操作技巧,設計、改進實驗以及排除故障的創造性能力,實驗考核的命題能力等方面的培訓,此外通過舉行各級研討會,提供物理教師間交流與探討的機會,從而相互促進。
3.4重視實驗教學目標的實施
1)確定實驗教學指導思想,強化實驗教學目標
在職高物理實驗教學過程中確定以實驗為基礎,用實驗來展開激發學生的實驗興趣,發揮學生參與教學的主動性和積極性,培養學生操作實驗、設計實驗的實踐能力和創造能力.加強實驗教學的研究,盡量把驗證性實驗改為探索性實驗,把演示實驗改為邊講邊實驗,通過挖掘教學內容的學術性,有機地把課內探索延伸到課外。總之,尊重科學,實事求是,面對群體,以實驗創新教育為前提,使學生達到掌握物理實驗技能和科學方法,養成科學態度,學會運用實驗手段解決物理問題的能力為指導思想,強化實驗教學目標,要求學生在實驗的全過程中自始至終抓好"七個正確":其一,選擇儀器正確;其二,安裝調試實驗裝置正確;其三,操作規程正確;其四,觀察方法正確;其五,測量讀數正確;其六,處理數據正確;其七,實驗結論正確。
2)探索改革實驗教學模式,發揮主導、主體功能
大力探索改革不適應新時期形勢的職高物理實驗教學模式,建立起按科學設計實驗教學程序、優化實驗教學過程、指導實驗方法、培養創新能力的"引導-探索-實驗-掌握"教學模式。這種教學模式應充分發揮教師的主導作用,突出學生的主體地位。教師充分相信學生,使學生主動參與實驗.課本讓學生看,實驗讓學生做,思路讓學生想,疑難讓學生議,錯誤讓學生析。讓學生獨立設計實驗,利用物理實驗,發揮學生的主觀能動作用,最大限度地調動學生自主學習的積極性和主動性。變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流,教師在課內講重點、關鍵點和注意點,發揮好主導調控作用.主要方式是采取提問、答疑、討論、觀察實驗現象、動手操作等.在實驗中,加強對學生實驗方法和創新能力的培養。
按教學大綱規定必做的分組實驗,采用一人一組,總體安排,并將學生分成三種類型:第一類是理解能力差,反應較慢,動作緩慢;第二類是思維敏捷,動作粗糙;第三類是獨立思考,動手能力強。不管哪類學生整個實驗過程全部由學生自己獨立完成,教師必要時答疑引路。另外還要改革實驗報告的書寫,實驗報告不要求統一的格式,只要求與物理教學相聯系,寫出本實驗成功的關鍵、有何不足。
3)改革考試方法,加大實驗考核力度
以前我們在物理考考試中,在檢查學生實驗部份的掌握情況時,基本上只局限于書面考試,關于實驗能力、特別是實驗操作技能的考試很少,導致出現學生背實驗、紙上談實驗的狀況實驗考核極不全面。職高物理實驗考試總體要求是把考理論和考操作結合起來,全面反映學生實驗課的基本要求;不論哪類學生考試的原則都是把考實驗和做實驗結合起來。考試成績由平時考核成績、理論考試成績、操作考試成績幾個部分組成,三者的比例為2∶2∶6。平時考核內容包括上課到位率、認真程度、實驗報告的書寫等三個方面;理論考試可全面考查學生掌握實驗基礎知識的廣度與深度;方法是在期中、期末考試卷中加大實驗理論題的比例。操作考試是根據教學大綱的要求把實驗操作能力要達到的教學目標加以分解,并按實驗內容難易程度將考試分解為考基礎實驗,一般以大綱中規定必做的實驗為主,時間一般安排在每學期期中、期末前兩個星期內。另外對2)中第二、三類學生還要增加綜合性和設計性實驗的考試,所謂綜合性實驗考試是將不同的實驗進行組合,綜合解決較復雜的問題,要求學生利用本實驗手段去解決新的問題。考設計性實驗時,根據教師提出的實驗目的要求,學生自行設計實驗方案,完成實驗,時間安排在課外科技制作課上進行,?饕疾煅拇叢炷芰α?br>3.5開展豐富多彩的第二課堂活動
1)把課外活動納入實驗教學的范圍是實驗教學改革的重要環節,為了從多方面培養學生做物理實驗的興趣,在學生掌握了一些基本實驗技能后,應按統一計劃,組織好課外活動,配合課堂實驗教學,具體措施,一是根據教材實驗特點和青少年的心理要求,精心設計課外活動的內容。做到既注意內容和形式的統一,又注意活動的趣味性。保證兩課的內在聯系。二是抓好落實,一學期的實驗內容要事先確定,建立活動小組,安排好輔導老師,以保證課外活動經常化、制度化。把課內和課外內容銜接好,課內課外就能相互補充。此外,利用課外活動這塊陣地,我們還舉行了許多別開生面的專題講座、專題答辯會、科技信息講座、小制作、小發明等,對促進實驗教學起到了很好的作用。
2)舉辦綜合性實驗競賽,將知識性、趣味性、科學性和群眾性融為一體。為了鞏固實驗教學的質量,使課外活動具有更大的吸引力,每學期定時舉辦規模較大的實驗競賽活動。
3)引導學生日制學具、教具,參加"小發明、小制做"活動,培養創造型人才引導學生進行發明創造,參加自制學具、教具的活動,一方面可以鞏固課內實驗所學的知識和初步掌握的基本實驗技能,更重要的是培養了學生的創造能力。在這個活動中,學生們大膽設想認真設計,精心操作,這是傳統的教學過程無法達到的。引導他們自做學具、教具,鼓勵他們創新。在這一活動中,應始終堅持真(原理科學)、新(設計新穎,采用新技術)、美(設計簡單合理,主次分明),在整個活動中自然形成以學生為主體,并由一批骨干隊伍帶動,發展到全班學生紛紛動手,大大提高了學生的實驗技能和理論水平,豐富了學生的課外活動的內容。
3.6實現兩個保證
職業高中物理實驗教學改革,還有賴于一個教育系統目標、各方面的政策、經費投入等的保證。例如:改變實驗室的管理方式,經常性地對學生開放實驗室,提供第二課堂陣地,鼓勵學生根據學習的需要或教材中的"小制作"等自行設計一些驗證性或探索性實驗。可是實驗室要向學生開放,是有一定的困難的。困難在于支付包括有關人員工資、水電等等在內的一切費用,沒有足夠的經費去支持實驗室向中學生開放。因此,資金的保證很重要。國家要設立專門經費來支持特別是經濟落后地區學校的實驗室建設,支持實驗教學。同時我們也看到在不少地方學校由于實驗儀器、設備問題,基本實驗還做不全,卻撥大量資金用于大興土木、用于購買電教設備,去提高表面的教育設施。例如有的學校的物理實驗樓裝修得很漂亮,實驗室的外在硬件設施都很好,可?quot;內在"--實驗器材卻很缺少,很落后。因此學校應把有限的經費用在最基本的教學需要上為好,給實驗教學的順利開展提供一定的保證,少一些形式上的東西。
還有,教學上學生實驗的時間太少,學生能夠用于自由支配,根據自己的愛好去做些小實驗搞些小發明并進行思考鉆研的時間被學校設置的課程和布置的作業充斥掉了。因此,物理實驗教學改革的推動還有賴于學校對學生在這方面時間上的保證,增加實驗的比重。
結束語可以相信,只要切實地抓好制約物理實驗教學改革的幾個配套措施,通過廣大物理教師、教育研究工作者的共同努力,職業高中物理實驗教學改革的步伐將進一步加快,實驗教學的現狀將得以改變。
參考文獻:
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1. 提高教師自身素質是上好實驗課的前提
在教學中要真正運用好物理實驗,提高教學質量,發揮其獨特作用;提高教師自身素質是上好實驗課的前提。①教師要有物理學理論和實驗知識;有教育學、心理學和教學法的知識;親手實踐。②具備良好的實驗能力和實驗技能;通過不斷學習,使實驗教學能力和知識水平提高。③有鉆研和創新精神;對疑難實驗進行專題學習和研究、改進方法;接受新的教育理論和思想,指導教學實踐。④積極參加針對物理實驗中對實驗的設計,測量操作技巧、改進方法及排除故障的創造性能力,實驗考核的命題能力等研討會,提高自身素質。
2. 利用實驗史實和事例激發氛圍
在實驗教學中:①對物理史上著名實驗介紹。如《科學之旅》中介紹了“伽利略對單擺的探究”從而發現“擺的等時性原理”,并根據這個原理制作“機械擺鐘”。展示科學發現過程目的是展示科學家創造思維和創新精神,對學生進行科學精神和創新意識培養。②介紹典型物理實驗事例,培養創新意識和欲望。如教學凝固后,介紹“姆潘巴”現象及其發現過程,同時介紹中央電視臺《走近科學》欄目的片段:上海某中學三位學生在物理教師指導下,經歷幾個月,做了上百次實驗,獲得上萬個數據,最后論證“姆潘巴”現象不存在。介紹此事例目的是,要求學生向坦桑尼亞中學生姆潘巴和上海的幾位中學生學習,學習他們敢于質疑,有實驗探究的精神;用榜樣的示范作用來激勵學生的創新意識和創新精神,從而激發創新氛圍。
3. 實驗教學中需要強調注意事項
動手實驗是學生參與實踐的具體過程,教師在實驗前強調實驗室規則和要求:①實驗前必須完成預習內容;②按小組坐好,不得亂動器材;③實驗時不能大聲喧嘩;④實驗完成后將器材擺放整齊,經檢查后方可離開;⑤不能將器材帶出實驗室,如有損壞及時說明。另外,帶有危險性或損壞性實驗,要先檢查,避免損壞或者出現意外。如在用電流表測量電路時,開關應先斷開,電流表應與被測部分串聯,注意電流必須從電流表正極流入,從負極流出,被測電流不超過電流表量程,不能將電流表不經過用電器而直接接在電源兩端等。
4. 提倡動手實驗,掌握基本方法
學生動手實驗的作用:①學生動手實驗有利于調動學習興趣和積極性。據統計,喜歡物理的占84%,不喜歡的占3%。②學生對學習內容的鞏固程度與學習方式關系很大。據統計,通過聽講能記住25%;看到實物或現象能記住40%;既動手做又描述能記住97%。所以在物理實驗教學中讓學生動手實驗,在實驗基礎上討論、分析,歸納概念和規律,有利于學生理解和掌握知識。③教育家陶行知提倡手腦并用的學習方式,教學中提倡動手實驗,正是遵循陶行知先生的教育理論去實踐的,培養學生的實驗能力。④動手實驗是學習研究過程,在直接參與動手實驗過程中,逐漸認識到實驗是獲得物理事實的根據;是檢驗假設真理性的標準;逐步領會科學家是如何通過物理實驗獲得物理事實,得出概念和規律的。
5. 實驗教學有利于培養觀察能力,提高分析能力
觀察是人們對客觀事物、現象感知過程中的一種最直接方法。物理教材中的每個概念和規律一般由觀察、實驗、分析、歸納概念、規律應用、實際問題等構成,為了提高觀察能力,在引導觀察實驗現象時應注意:①從什么地方觀察,發生什么現象,現象發生變化過程的條件是什么;②觀察同時思考、分析、比較此現象有什么特征,說明什么問題;③如何判斷推理,概括有關性質和規律,逐步形成邊觀察邊思考的習慣,掌握觀察方法和提高觀察能力。
例如,觀察水被加熱至沸騰時,提出問題讓學生邊實驗、邊思考:
a. 開始加熱的燒杯底和內壁是否有小氣泡?怎樣產生的?
b. 初始階段水溫有什么變化?小氣泡在上升至水面過程中其體積有什么變化?
c. 當水中有大量氣泡產生,并迅速上升過程中,體積不斷增大,到水面破裂時,溫度是否變化?瓶口出現的“白氣”是什么?
d. 如果沸騰時間較長,還會看到水位比加熱前有些下降,為什么?
這將膨脹、熱傳遞、氣化、液化等知識有機聯系起來,從而提高觀察和思維分析能力。
6. 把驗證性實驗變為探究性實驗
目前中考實驗設計題需要學生具有探究性實驗能力的有力體現,這就要求學生具備發散思維、換元思維、轉向思維和創優思維等思維能力,這些能力都靠平時逐步培養。如講授“恒定電流”后,根據學生已學知識,將“伏安法測電阻”實驗改為:有5種不同測量電阻實驗的分套器材,請根據各套器材設計不同的實驗,并比較哪種方法測得電阻值較準確,分析原因。器材:共用器材為待測電阻R(10 Ω,0.5 A),電源,電鍵,滑動變阻器,導線若干。測量方法;①伏特表、安培表各1個,共用器材;②伏特表2個,電阻箱1個,共用器材;③安培表2個,電阻箱1個,共用器材;④伏特表1個,電阻箱1個,共用器材;⑤安培表1個,電阻箱1個,共用器材。改進后的實驗稱為物理教學中的實驗探究,此方法特點是,培養學生創造思維的多向選擇性,使學生積極主動地探究知識。
7. 借助多媒體將實驗分解化
造成學習物理知識困難的原因是:學生缺乏物理實驗和分析、概括規律的能力。例如,在講授“慣性”內容時,借助多媒體運用抽拉活動片段演示小車遇到障礙物阻力而停止運動,而小車上的木塊沒有受到障礙物阻力,由于慣性保持原來的運動狀態仍向前運動;但因木塊底部與小車面的摩擦,使木塊底部受到摩擦力作用不能繼續向前運動,只好倒向前方。利用多媒體圖像將“慢鏡頭”展示在學生面前,同時對小車、木塊及兩者之間的關系進行分析,由于圖像清晰,模擬逼真,講解和觀察、理解,都能收到良好效果。
8. 開展課外動手實驗,發展創造力
1. 提高教師自身素質是上好實驗課的前提
在教學中要真正運用好物理實驗,提高教學質量,發揮其獨特作用;提高教師自身素質是上好實驗課的前提。①教師要有物理學理論和實驗知識;有教育學、心理學和教學法的知識;親手實踐。②具備良好的實驗能力和實驗技能;通過不斷學習,使實驗教學能力和知識水平提高。③有鉆研和創新精神;對疑難實驗進行專題學習和研究、改進方法;接受新的教育理論和思想,指導教學實踐。④積極參加針對物理實驗中對實驗的設計,測量操作技巧、改進方法及排除故障的創造性能力,實驗考核的命題能力等研討會,提高自身素質。
2. 利用實驗史實和事例激發氛圍
在實驗教學中:①對物理史上著名實驗介紹。如《科學之旅》中介紹了“伽利略對單擺的探究”從而發現“擺的等時性原理”,并根據這個原理制作“機械擺鐘”。展示科學發現過程目的是展示科學家創造思維和創新精神,對學生進行科學精神和創新意識培養。②介紹典型物理實驗事例,培養創新意識和欲望。如教學凝固后,介紹“姆潘巴”現象及其發現過程,同時介紹中央電視臺《走近科學》欄目的片段:上海某中學三位學生在物理教師指導下,經歷幾個月,做了上百次實驗,獲得上萬個數據,最后論證“姆潘巴”現象不存在。介紹此事例目的是,要求學生向坦桑尼亞中學生姆潘巴和上海的幾位中學生學習,學習他們敢于質疑,有實驗探究的精神;用榜樣的示范作用來激勵學生的創新意識和創新精神,從而激發創新氛圍。
3. 實驗教學中需要強調注意事項
動手實驗是學生參與實踐的具體過程,教師在實驗前強調實驗室規則和要求:①實驗前必須完成預習內容;②按小組坐好,不得亂動器材;③實驗時不能大聲喧嘩;④實驗完成后將器材擺放整齊,經檢查后方可離開;⑤不能將器材帶出實驗室,如有損壞及時說明。另外,帶有危險性或損壞性實驗,要先檢查,避免損壞或者出現意外。如在用電流表測量電路時,開關應先斷開,電流表應與被測部分串聯,注意電流必須從電流表正極流入,從負極流出,被測電流不超過電流表量程,不能將電流表不經過用電器而直接接在電源兩端等。
4. 提倡動手實驗,掌握基本方法
學生動手實驗的作用:①學生動手實驗有利于調動學習興趣和積極性。據統計,喜歡物理的占84%,不喜歡的占3%。②學生對學習內容的鞏固程度與學習方式關系很大。據統計,通過聽講能記住25%;看到實物或現象能記住40%;既動手做又描述能記住97%。所以在物理實驗教學中讓學生動手實驗,在實驗基礎上討論、分析,歸納概念和規律,有利于學生理解和掌握知識。③教育家陶行知提倡手腦并用的學習方式,教學中提倡動手實驗,正是遵循陶行知先生的教育理論去實踐的,培養學生的實驗能力。④動手實驗是學習研究過程,在直接參與動手實驗過程中,逐漸認識到實驗是獲得物理事實的根據;是檢驗假設真理性的標準;逐步領會科學家是如何通過物理實驗獲得物理事實,得出概念和規律的。
5. 實驗教學有利于培養觀察能力,提高分析能力
觀察是人們對客觀事物、現象感知過程中的一種最直接方法。物理教材中的每個概念和規律一般由觀察、實驗、分析、歸納概念、規律應用、實際問題等構成,為了提高觀察能力,在引導觀察實驗現象時應注意:①從什么地方觀察,發生什么現象,現象發生變化過程的條件是什么;②觀察同時思考、分析、比較此現象有什么特征,說明什么問題;③如何判斷推理,概括有關性質和規律,逐步形成邊觀察邊思考的習慣,掌握觀察方法和提高觀察能力。
例如,觀察水被加熱至沸騰時,提出問題讓學生邊實驗、邊思考:
a. 開始加熱的燒杯底和內壁是否有小氣泡?怎樣產生的?
b. 初始階段水溫有什么變化?小氣泡在上升至水面過程中其體積有什么變化?
c. 當水中有大量氣泡產生,并迅速上升過程中,體積不斷增大,到水面破裂時,溫度是否變化?瓶口出現的“白氣”是什么?
d. 如果沸騰時間較長,還會看到水位比加熱前有些下降,為什么?
這將膨脹、熱傳遞、氣化、液化等知識有機聯系起來,從而提高觀察和思維分析能力。
6. 把驗證性實驗變為探究性實驗
目前中考實驗設計題需要學生具有探究性實驗能力的有力體現,這就要求學生具備發散思維、換元思維、轉向思維和創優思維等思維能力,這些能力都靠平時逐步培養。如講授“恒定電流”后,根據學生已學知識,將“伏安法測電阻”實驗改為:有5種不同測量電阻實驗的分套器材,請根據各套器材設計不同的實驗,并比較哪種方法測得電阻值較準確,分析原因。器材:共用器材為待測電阻r(10 ω,0.5 a),電源,電鍵,滑動變阻器,導線若干。測量方法;①伏特表、安培表各1個,共用器材;②伏特表2個,電阻箱1個,共用器材;③安培表2個,電阻箱1個,共用器材;④伏特表1個,電阻箱1個,共用器材;⑤安培表1個,電阻箱1個,共用器材。改進后的實驗稱為物理教學中的實驗探究,此方法特點是,培養學生創造思維的多向選擇性,使學生積極主動地探究知識。
7. 借助多媒體將實驗分解化
造成學習物理知識困難的原因是:學生缺乏物理實驗和分析、概括規律的能力。例如,在講授“慣性”內容時,借助多媒體運用抽拉活動片段演示小車遇到障礙物阻力而停止運動,而小車上的木塊沒有受到障礙物阻力,由于慣性保持原來的運動狀態仍向前運動;但因木塊底部與小車面的摩擦,使木塊底部受到摩擦力作用不能繼續向前運動,只好倒向前方。利用多媒體圖像將“慢鏡頭”展示在學生面前,同時對小車、木塊及兩者之間的關系進行分析,由于圖像清晰,模擬逼真,講解和觀察、理解,都能收到良好效果。
8. 開展課外動手實驗,發展創造力
一、高中物理實驗教學的現狀
在多年的教學過程中,筆者一直都非常重視物理實驗教學,尤其是每次的考試或測驗,學生對于實驗題的完成情況,都是本人關注的焦點。對于實驗題的完成度、正確率、得分率等數據,我都會做成表格文檔,記錄在案。在平時教學中,我們可以發現學生容易犯的一些錯誤,并且從中也能夠看出一些本質問題。
1.對“有效數字”運算正確率偏低對于“有效數字”這個概念,學生們似乎普遍不太重視,導致正確率非常低。有的學生把“保留兩位有效數字”錯誤地理解成“小數后兩位”,如果運算涉及到單位之間的換算,數量級之間的運算就會出現錯誤,這都是因為學生態度不端正,不能正視高中物理實驗。
2.對測量工具的掌握不到位雖然是高中學生,但是也不能保證他們對于測量工具的使用方法都能夠熟練地掌握,特別像螺旋測微儀、游標卡尺這一類的測量工具,有的學生對于他們的工作原理的理解還不夠透徹,往往會讀出很奇怪的讀數。而大部分的學生,出現的問題主要是分不清測量數據應讀到哪一位,例如,螺旋測微儀的讀數,經常會看到學生給出“0.18mm“”1.20mm”這樣的讀數。對于電流表、電壓表以及滑動變阻器等實驗儀器的使用,學生會出現連線和讀數等方面的錯誤。例如,在進行連接實物圖的測試時,學生經常會把連接線接到滑動變阻器的滑片上,造成連線錯誤和讀數的錯誤。
3.與紙帶相關的測試容易出錯對于這一類的實驗,從高一的時候學生就開始接觸,而且反復地講解和練習,但是依然是錯誤頻發。比如,在“利用紙帶求加速度”這一類的實驗中,學生在答題時總會出現“計算各段的加速度求平均值”代替“逐差法”,這都反映出學生并不理解“逐差法”。這么多次的實驗,暴露出很多的問題。高中學生的實驗能力需要重新考量,他們對于一些實驗的技能掌握還不到位,設計能力和完成能力都有待進一步提高。至于為什么會出現這么多問題,主要原因有,教學方法單一化、實驗教學過程化、實驗結果唯一化,這就導致學生在物理實驗思維、實驗操作方面都得不到提高,實驗設計的能力就更加薄弱。限于實驗題在高考中的地位,有的學生和教師把11個實驗題拿出來進行題海練習,花了工夫不少,但是效果卻不明顯。
二、改進措施
1.重視實驗課,培養學生的實驗能力
(1)教師要注重實驗演示的規范性。因為高中物理實驗的演示,本身就是實驗技能的展現,教師完成這個實驗,本身就起到一種示范性的作用,其一舉一動都會成為學生學習和模仿的依據。所以,教師在做課堂實驗演示之前,要精心準備,多次預演,力求在課堂演示時做到規范、標準和實驗的完整性,保障課堂教學的效果。對于一些復雜的實驗,可以利用多媒體等外設輔助,逐步展示實驗的每一個步驟。
(2)在做分組實驗之前,教師要對實驗原理和實驗的步驟向學生做最后的交代,對實驗器材要進行最后的檢查,在實驗的過程中要求每一個學生都動手參與,并且進行數據記錄,最后填寫實驗報告。分組實驗對于學生實驗能力的培養,規范學生的實驗操作是具有十分重要意義的。
2.注重物理思想,提高學生開放性思維每一個物理實驗都有其獨特的設計思想,一個成功的物理實驗,其設計思想總包含著對已有知識的運用和思維的創新。培養學生的實驗設計能力,就應該引導學生領會物理實驗思想,從中得到啟發。例如,在進行“驗證力的平行四邊形定則”實驗時,就應該讓學生理解,為什么要兩次把橡皮筋的節點拉到同一個位置;驗證“牛頓第二定律”時,讓學生理解為什么要使長木板傾斜以平衡摩擦力;驗證“機械守恒定律”時,如果要驗證mv2/2=mgh,為什么要選擇第一、二點距離為2mm的紙帶;在進行“動量守恒定律”實驗時,為什么被碰小球的質量要小于入射小球的質量……其實這些實驗的關鍵都在于控制,而實驗的精髓就在于如何去“控制”。
在初中物理實驗教學中,面對不同實驗主題要有不同的實驗設計,但是達到共同的教學目標,這就要我們進行求同比較教學,這種方法通常可以達到事半功倍的教學效果。在具體的實驗教學中,教師可以通過比較分析,找出適合學生特點的實驗,也可以引導學生在動手做了幾個物理實驗后,自己探求其中的共同點。例如人教版初中物理實驗:
(一)教學材料
1.液體的擴散實驗。該實驗我們是觀察硫酸銅溶液與清水的擴散現象,但是我們都知道這種擴散是需要幾十天才能觀察到明顯的變化,這在課堂教學上根本無法完成。通過采取改進的教學材料,學生可以清晰的發現,在30田后硫酸銅溶液與清水的界面逐漸模糊不清。
2.改變內能方式。我們的實驗內容是在壓縮引火儀中加入硝化棉,當我們快速按壓活塞時,由于密閉的氣體被反復壓縮,內能增大,溫度升高,從而致使硝化棉燃燒。我們都知道硝化棉燃燒的過程是十分短暫的,可以說是瞬間,學生通常情況下很難捕捉到這樣的瞬間,從而對整個實驗的變化過程沒有清晰的意識。這兩個不同的實驗主題,不同的實驗設計,可以采用相同的實驗方法來避免實驗給物理課堂教學帶來的弊端。我們可以通過攝像機把整個實驗過程拍攝下來,對于時間長才能看到實驗結果的,我們采取快放的方式;對于時間瞬間的,我們可以采取慢放,將整個實驗過程清晰形象的呈現在學生面前。
(二)教學方法初中物理實驗教學究竟是否能夠達到最優的目標,章節中各個部分是否能夠進行協調運轉有重要意義。在進行物理實驗的研究過程中有很多科學方法,只有掌握了正確的方法和事物的規律,才能真正的做好物理實驗學好物理。
二、存異是初中物理實驗教學的深化點
只發現事物之間的共性而不能發現其之間的個性,對于物理的學習仍是不利的。這就要求我們在平時的教學過程中更加注重觀察和總結創新,利用好同中的存異,這也是初中物理實驗教學的深化點。
(一)實驗方法同中存異
在教授物體對外做功內能減少的實驗時,我們可以發現按照課本上的實驗設計要求根本達不到很好的教學效果。大口玻璃瓶內放了些水,在不斷給瓶內打氣時,達到一定限度瓶塞會跳起,觀察瓶內的變化。實驗結果:在瓶塞跳起是瓶內會出現白霧。實驗教學目標:通過實驗證明物體對外做功內能減少,溫度降低。這就需要有求異精神,改進實驗方法,將水換成酒精,因為酒精較水更易蒸發,實驗效果更佳。
(二)教學對象的同中求異
關鍵詞:物理實驗教學 實驗探究能力 創新思維 創造能力
物理學是一門以實驗為基礎的學科,它以實驗為載體,培養學生的實驗探究能力、動手能力,因而對培養學生的創新精神和創造能力等方面具有重要的作用。物理的探究源于生活,又用其研究的成果來指導生活。在實驗中,通過對一些感性材料的接觸和研究,能激發學生對事物的興趣和理性思考。
物理實驗教學包括課堂演示實驗、課堂分組實驗和課外小實驗以及家庭小實驗。各種類型的物理實驗,具體形象地展示了物理知識的形成和發展過程,為學生的學習提供了豐富的感性材料,在強化學生感知的同時糾正了在感知中形成的錯覺,從而達到豐富學生頭腦中感性材料儲存及發展智力、培養能力的目的。
一、發揮物理實驗教學在培養學生實驗探究能力中的作用
教師要發揮各種物理實驗在教學中的作用,注重激發學生的學習興趣,培養學生的實驗探究能力。
1、演示實驗形象、生動、直觀,極易引起學生的直接興趣,增強學生學習積極性。演示實驗能夠提供豐富的感性材料,變抽象為形象,通過觀察,思考,使學生認識客觀規律,發展能力,培養興趣。例如在講授流體壓強時,教師可以用一只漏斗、一只乒乓球給同學們演示一個有趣的現象,老師先把漏斗拿在手里,漏斗口朝下,把乒乓球放在漏斗里,用手頂住,一松手,乒乓球在重力作用下掉下來;接著老師把漏斗的尖部咬在嘴里,把乒乓球放在漏斗里,用手頂住,向漏斗里吹氣的同時把手松開,奇妙的現象出現了:雖然手離開了乒乓球,但乒乓球并不落下來,卻在漏斗口附近跳動著。同學們會被這一現象驚呆了,“為什么乒乓球不落下來呢?難道重力就不存在了嗎?”再將漏斗和乒乓球交給某個同學,讓其仿照老師的動作表演,他會吸足了氣,集中力量對準漏斗尖部吹氣,想把乒乓球吹下去,結果,乒乓球照樣在漏斗口附近跳動著,并沒有落下去,而且吹得愈厲害,它跳動得愈快。這一情景,會激發在場每位同學的思考:這是為什么?這時候,老師再解釋這一奇妙的現象,這一堂壓強課的效果可想而知。
2、學生分組實驗,是實驗能力培養的主渠道,實驗操作能力就是動手能力,是培養學生實驗探究能力的重要途徑,讓學生通過實驗發現并提出問題,引發思考。在實驗中,教師可以采用多種方法讓學生參與實驗過程,可以先演示后實驗,也可以先設計后實驗,或讓學生用自己的方法完成。例如歐姆定律實驗可以教師先演示后讓學生進行實驗,測定物質密度的實驗可以讓學生先設計后實驗,測定物體質量的實驗可以讓學生根據天平的使用說明書來完成。
在演示實驗和學生分組實驗的教學中教師應該增加實驗的創造成份,培養學生創造思維的“主動探索性”。演示實驗是思維探索的第一感性材料,感性材料越豐富,興趣就越大,所以增加演示實驗的創造成份,有利于培養學生的學習興趣。而在分組實驗教學過程中,可以靈活地將一些教師做學生看的演示實驗改變為學生自己動手操作的實驗。將演示實驗改為學生實驗,這樣既可以增加學生實驗機會,培養學生的實驗操作能力,又極大地提高學生學習的興趣和積極性。對學生的實驗時間不限制,實驗室隨時開放,只要學生有時間,就可以進實驗室去做實驗,這樣就保證了學生有充分的時間做實驗,能按照自己的方法設計實驗,觀察實驗現象,起到促思激趣的效果。
3、課內小實驗是教師在授課過程中,恰當地穿插在當堂內容中的小實驗。這不僅能加深學生對物理知識的理解,而且也烘托了課堂氣氛,使學生在“邊學邊實驗”的氛圍中自然地產生了學習興趣。它具有趣味性強、方法簡單、易做、實用的特點,有助于打破學生對實驗的神秘感和畏懼感。如在“超重、失重”的教學中,自由下落的易拉罐中水竟然不從孔中流出,學生在驚訝之余了解到失重現象。又如在講大氣壓強的存在時,在大試管中裝滿水,再用一根小試管插一部分到大試管中,然后倒置過來,小試管竟徐徐往上升而不隨水一起下落。這些趣味的小實驗是不用障眼法的真正魔術,它將激發學生學習物理的濃厚興趣,引發大家探索物理問題的熱情。
4、課外小實驗和家庭實驗能讓物理走進生活,提高社會和家庭在物理學習中的作用。課外小實驗和家庭實驗主要取材于身邊的物品及家庭日常生活用品,學生用這種隨手取材的方法進行實驗,會感到分外親切,也能切切實實感到學有所用。
例如在家庭中研究光的色散,有以下幾種方案可以采用:
(1)利用廚房中洗潔精制造的泡沫吹肥皂泡,在太陽底下可以看出五顏六色的顏色,這些顏色都是太陽光經過色散后形成的。
(2)背對著太陽,在嘴里含一口水,迅速向上噴出,可以發現在有霧的地方會出現白光經過色散后的彩色光帶。
(3)利用臉盆和玻璃鏡子,在盆子里裝滿水,將鏡子斜插在水中,將反射光射到墻壁上觀察反射光顏色的變化。
在進行課外小實驗和家庭實驗的過程中,為了彌補某些器材的不足,在保證安全的前提下,允許學生把部分實驗儀器帶出實驗室,帶回家,把實驗地點“開放”到家庭中去,讓他們有反復自我訓練的機會和時間,為學生發現問題,激發興趣提供一個更為廣泛的空間。
二、教師應該在物理實驗中發揮自身的作用,培養學生的實驗能力
第一,利用探究模式教學加強對學生物理實驗能力的培養
這是一種在教師引導下由學生獨立完成并發現知識過程的活動,在應用這種模式時,教師要有目的的選擇重演與再現的內容。物理教學中極為重要的組成部分的實驗教學就應該合理利用探究模式,來培養學生的實驗能力。因此可以從以下幾個方面進行培養,才能更好的達到這一目的。
1.重視學生觀察能力的培養──這是探究模式的重要條件。物理的認識過程多是以實驗觀察為基礎的,觀察是認知的窗口,是思維的前提。因此,教師在進行探究實驗時,應該指導學生善于觀察。使學生明確觀察目的和初步掌握觀察方法;在實驗完畢后,教師應及時糾正存在的問題,要根據實驗重點和容易忽視的現象進行提問,指導學生進行探究。
這樣,學生通過操作、觀察、分析、探究,再經過疑問、更正、指導和探究,長時間的堅持下去,學生就能養成一個全面、仔細、系統的觀察習慣,為今后學生主動探究打下基礎。
2.培養學生的動手操作能力──這是操作的必要條件。讓每一位學生親自動手做實驗,這是新課程教學中極力強調的,這不僅是為了使每一位學生掌握實驗原理,正確使用實驗器材,掌握實驗技能和操作方法,而且也是為了進一步培養學生的觀察能力和思維能力、理論聯系實際進行探究的能力,同時還在于培養學生良好的實驗習慣。因此要注意,在實驗過程中,教師要巡回指導,發現問題并及時糾正。
3.加強學生的歸納能力─―這是探究教學模式的歸宿(落腳點)。做物理實驗的目的就是通過學生的探究得出某種結論,因此,無論是教師的演示實驗還是學生分組實驗,在實驗中無論觀察到什么現象,都要進行分析、歸納,從而獲得結論,找出規律,培養學生的實驗探究能力。在實驗中,發生一些操作上的失誤和實驗誤差在所難免,教師要正確指導學生分析產生錯誤和出現錯誤的原因,通過對整個實驗過程的分析,總結經驗,找出規律,培養科學的思維方式,這樣才能提高學生分析問題和解決問題的能力。
第二,構建家庭物理實驗室,拓寬學習物理的空間
開展家庭物理實驗活動要有計劃、有目的、嚴肅認真地進行;在實驗中要明確觀察的目的,如實記錄實驗現象,通過分析能得到什么結論;教師要定期檢查學生完成家庭物理實驗的情況,對成功之處給予表揚,對不足之處幫助分析原因并找出解決的方法;鼓勵學生自行設計家庭物理實驗,引導學生利用其學過的知識設計一些簡易的實驗來說明和驗證一些原理和解決一些問題,培養學生的創造性思維能力。
關鍵詞物理實驗;感受型;實驗型
一、感受型物理實驗教學
感受型物理實驗教學是指根據物理課本中學習到的各種物理現象設計相應的實驗內容,讓學生能夠在物理實驗過程中了解到生活跟物理知識之間的聯系。這種類型的實驗非常注重對學生實驗感受的培養,通過實驗讓學生能夠對生活中的物理知識有非常深刻的體會,且簡單易行。感受型物理實驗不同于傳統意義上的物理實驗,它要求學生在實驗過程中能夠真正感受到各種物理知識,并且深刻理解該現象產生的本質、原理以及結果。對于初中學生來說,感受型物理實驗在整個物理教學中具有如下幾個方面的價值。1.能夠提升初中學生的動手操作能力,讓他們真正體會到生活中的物理知識,同時激發他們繼續探究物理本質的欲望,進而提高他們對物理課本中所講內容的興趣和積極性,最終達到物理成績的提升。2.讓學生在實驗進行的過程中,深刻了解簡單物理概念和規律的歸納方法,正確領會物理知識的含義,并且成功將所學到的物理知識應用到社會生活的方方面面,解決其實際生活中遇到的一些問題。3.學生通過實驗過程有效提高觀察能力,使其能夠在以后的生活和學習中不斷發現物理知識。同時實現了對學生分析問題和解決問題能力的培養,讓學生能夠獨立解決生活中遇到的物理問題。我們可以深刻地看到感受型物理實驗在初中物理教學中的重要作用,以及實現物理知識和生活實際的聯系,讓學生真正感受到學習物理的重要性,同時也感受到學習物理知識的必要性。但是感受型實驗在運用過程中還存在著一定的不足之處。1.硬件設施的欠缺。隨著我國經濟的不斷發展,雖然很多地方的學校硬件和軟件水平都得到了較大的提升,但是在感受型實驗教學過程中,物理教學的儀器和設備還非常陳舊和老化,導致很多實驗結果跟預期相差很大。另外由于儀器和設備數量的限制,實驗過程中并不能夠保證每個學生都能夠親自感受到物理實驗的過程和結果,甚至有些實驗只能由教師選擇一兩個學生進行演示。2.感受型實驗在進行過程中要求學生自己探究實驗的步驟和結果,教學進度較慢,不能夠滿足物理教學目標的需求。另外由于初中生面臨著中考,為了追求較高的考試成績,教師在教學過程中和學生在學習過程中都注重教學結果,忽略了對學生綜合素質的培養。3.學生認為物理實驗不是特別重要,只要學習好相關的理論知識即可,所以在學習的過程中積極性不高,甚至認為物理實驗純屬浪費時間。他們在實驗時不知道到底要干什么,為什么要做這個實驗等,導致物理實驗的效率非常低,甚至是負面效果。4.教師在物理實驗教學過程中帶著非常強烈的思維定式,在教學過程中按照常用的方法進行教學,忽略了不同學生的接受能力和理解能力。同時,教師不注重對實驗過程和實驗方法的改進,一直采用老的實驗方法進行教學,沒有與時俱進。
二、實驗型物理實驗教學
實驗型物理實驗教學是我們傳統意義上的教學,即在實驗進行之前,教師將所有實驗用品和儀器調整好,設計好實驗步驟,并且告訴學生實驗過程中可能出現的現象和結果,學生只需要按照教師設計的步驟進行機械操作即可。這種實驗教學方法是目前初中物理實驗教學中常用的教學方法,能夠有效節約實驗課程所需要的時間,并且學生能夠方便地獲得實驗結果。電學是初中物理實驗中的一個重要模塊,要求學生能夠掌握電路的連接方式,并且會用滑動變阻器實現電路中燈泡電流的調節。在實驗進行之前,教師會為學生提供一個正確電路連接圖,并且準備好干電池、滑動變阻器、電流表、小燈泡以及開關和導線等實驗器材。實驗過程中學生只需要按照教師給出的電路將準備好的實驗器材連接在一起,然后滑動變阻器的可動端即可。該實驗教學方法能夠快速地讓學生了解滑動變阻器的調節作用,正確無誤地達到實驗預期的效果,但是在整個實驗過程中,學生完全按照教師設定好的方法進行,學生的自主能力和創新能力得不到有效培養。這種實驗教學方式要求學生在實驗進行之前記住實驗的內容、步驟和結果,與其說是做實驗,不如說是驗證實驗,學生只需要機械地進行各種操作即可,無論成功與否,只要學生記住實驗的注意事項和實驗結果,在考試過程中就能夠拿到較好的成績。這樣長期下去,學生和教師都會喪失對實驗的興趣,更談不上進行實驗教學的探索和改革了。
三、探究性物理實驗教學
【關鍵詞】:物理實驗教學 實驗探究能力 創新思維 創造能力
“創新是一個民族發展的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力”,培養具有高素質、具有創新精神和創造能力的建設者和接班人,是教育的最高目標。物理學是一門以實驗探究為主的學科,它以實驗為載體,培養學生的實驗探究能力、動手能力,因而在對培養學生的創新精神和創造能力等方面具有重要的作用。
一、物理實驗教學和物理實驗探究能力的關系
物理學是一門以實驗為基礎的學科,實驗在物理教學中具有十分重要的作用。在實驗中,通過對一些感性材料的接觸和研究,能激發學生對事物的興趣和理性思考。物理的探究源于生活,又用其研究的成果來指導生活。物理問題的探究經歷了從發現問題,提出問題,猜想、設計實驗來驗證猜想的正確性,總結交流實驗結論,應用結論解決問題的過程,在這探究過程中大大提高了學生解決實際問題的能力,加強了對他們思維能力的培養。
心理學研究表明,人的思維活動是在感性材料的基礎上產生的,感性材料是思維活動的源泉和依據。各種類型的物理實驗,具體形象地展示了物理知識的形成和發展過程,為學生的學習提供了豐富的感性材料,在強化學生感知的同時糾正了其在感知中形成的錯覺,從而達到豐富學生頭腦中感性材料儲存及發展智力、培養能力的目的。物理學的學科特點決定了實驗不僅是物理教學的基礎,也是引發學習興趣,使學生主動獲取知識,發展能力,提高科學素質的基本途徑。
二、如何發揮物理實驗教學在培養學生實驗探究能力中的作用
教師要發揮各種物理實驗在教學中的作用,注重激發學生的學習興趣,培養學生的實驗探究能力。物理實驗按來源?形式?目的的不同,可分為課堂:教師演示和學生分組實驗?課內外小實驗和家庭實驗。
1、演示實驗的生動?直觀?形象,極易引起學生的直接興趣,增強學生學習積極性。同時演示實驗要有啟發性,演示實驗能夠提供豐富的感性材料,變抽象為形象,通過觀察,思考,使學生認識客觀規律,發展能力,培養興趣。例如在講授流體壓強時,我們可以用一只漏斗?一只乒乓球給同學們演示一個有趣的現象,老師先把漏斗的尖部咬在嘴里,漏斗口朝地,當把乒乓球放在漏斗里去,在向漏斗里吹氣的同時把手松開,奇妙的現象出現了,雖然手離開了乒乓球,但乒乓球并不落下來,卻在漏斗口附近跳動著,同學們會被這一現象驚呆了,“為什么乒乓球不落下來呢?難道重力就不存在了嗎?”再將漏斗和乒乓球交給某個同學,讓其仿照老師的動作表演,他會吸足了氣,集中力量對準漏斗尖部吹氣,想把乒乓球吹下去,結果,乒乓球照樣在漏斗口附近跳動著,并沒有落下去,你吹得愈厲害,它跳動得愈快。這一場面,會激發在場每位同學的努力思考:這是為什么?這時候,老師再解釋這一奇妙的現象,這一堂壓強課的效果可想而知。
2、學生分組實驗,是實驗能力培養的主渠道,實驗操作能力就是動手能力,是素質教育的基本能力之一,是培養學生實驗探究能力的重要途徑,讓學生通過實驗發現并提出問題,引發思考,對其思維造成的沖擊遠比被動接受強烈得多,在實驗中,我們可以采用多種方法讓學生參與實驗過程,可以讓先演示后實驗,也可先設計后實驗,或讓學生自己完成的方法完成。
3、課內小實驗是指教師在授課過程中,恰當地穿插在當堂內容中的小實驗。這不僅能加深對物理知識的理解,突破難點,而且也烘托了課堂氣氛,使學生在“邊學邊實驗”的氛圍中自然地產生了學習興趣。它具有趣味性強,方法簡單、易做、實用的特點,有助于打破學生對實驗的神秘感和畏懼感。如在靜電教學中,“紙上跳舞”的小實驗,使學生在笑聲中體會到靜電的產生與防止方法;再如,在“超重?失重”的教學中,自由下落的易拉罐中水竟然不從孔中射出,學生在驚訝之余了解到失重現象。講解力的合成實驗時,用一條線從中間對折后拴在木凳上,然后兩手各提一股線,并逐漸分開,來研究分力與合力的“小實驗”。這些趣味的小實驗是不用障眼法的真正魔術,它將激發學生學習物理的濃厚興趣,引發大家探索物理問題的熱情。
4、課外小實驗和家庭實驗能讓物理走進生活,提高社會和家庭在物理學習中的作用。課外小實驗和家庭實驗主要取材于身邊的物品及家庭日常生活用品,學生用這種隨手取材的方法進行實驗,會感到分外親切,也能切切實實感到學有所用。例如:背對著太陽,在嘴里含一口水,迅速向上噴出,你可以發現在有霧的地方會出現白光經過色散后的彩色光帶。
三、教師應該如何在物理實驗中發揮自身的作用,培養學生的實驗能力
1.利用探究模式教學加強學生物理實驗能力培養。這是一種在教師引導下由學生獨立完成并發現知識過程的活動,在應用這種模式時,要求教師有目的的選擇重演與再現內容。物理教學中極為重要的組成部分的實驗教學就應該合理利用探究模式,來培養學生的實驗能力。
2.構建家庭物理實驗室,創造學習物理的空間。開展家庭物理實驗活動的具體做法:有計劃、有目的嚴肅認真地進行家庭物理實驗;在實驗中要明確觀察的目的,如實記錄實驗現象,通過分析能得到什么結論;定期檢查學生完成家庭物理實驗的情況,檢查學生的實驗報告,實驗操作過程,對成功之處給予表揚,對不足之處幫助分析原因找出解決的方法;鼓勵學生自行設計家庭物理實驗,引導學生利用其學過的知識設計一些簡易的實驗來說明和驗證一些原理和解決一些問題,培養學生的創造性思維能力。
3.多渠道收集物理實驗信息,豐富教師的業務水平。應該從雜志、報紙、廣播和電視中收集一些最新的實驗信息,創造性地加以改進,合理地應用到教學中,借鑒科學的研究方法。要想提高學生的探究能力,教師必須具有更高的業務水平,這樣才能更好地發揮實驗教學在培養學生實驗能力中的作用。
參考文獻:
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我國著名教育家楊叔子曾經說過:“創新之根在實踐”,中學物理實驗,對于學生動手操作能力、創新能力、解決實際問題的能力等方面都有重要的作用,有其他課程無法取代的重要性.此外,中學生通過物理實驗的學習,對以后走出校門樹立嚴謹的工作態度和良好的工作作風,增強學生的組織、協調和管理能力至關重要的.物理知識的學習是一個循序漸進的過程,學習物理實驗知識和方法,得到實驗技能的訓練,從而初步了解科學實驗的主要過程和基本方法,為今后的學習和工作奠定良好的實驗基礎.
物理實驗在物理學發展中地位的重要性毋庸質疑.回顧物理學的發展史,自伽利略開創完整的科學實驗方法以來,人們通過物理實驗不斷的發現和檢驗一個又一個物理學上重大的真理和規律.例如牛頓的經典物理理論、愛因斯坦的狹義相對論等時刻都在被物理學家在理論和實驗研究中不斷引用,同時也在不斷的經受著實驗的考驗.因此,物理學可以說就是實驗物理學,與物理實驗息息相關.
從培養優秀人才的角度來看,物理實驗教學,我國科學家技術的發展有著最為直接的影響.本文的重點針對當前中學生課堂上物理實驗的缺失,列出了一些現象,并分析其深層次的原因,提出自己的對策建議,從而希望在中學生的物理課堂上實現更加有效的物理實驗教學,在新課標的號召下進一步提高物理實驗的教學質量,并為我國基礎教育中物理實驗培養環節上提供一些有價值的信息,為物理實驗教學活躍在中學課堂上提出自己的看法.
實驗在實現中學的物理課堂教學中有舉足輕重的作用,中學生在我國的社會主義現代化建設中充當著接班人的角色,站在社會主義現代化建設的高度來認識物理實驗在中學生教育中至關重要,有助于中學生深刻理解物理實驗的重大意義.深入對中學生物理實驗情況進行探析,不僅對我國基礎教育培養方案以及學生的自身發展有現實意義,而且對相關學校的物理實驗課程的再建設,對于培養優秀人才方案的實施,也將提供一定的可靠依據.
二、中學物理實驗教學現狀及原因探析
常規物理教學模式的影響,目前的中學物理教學現狀不容樂觀,存在學生普遍感覺學習物理難的壓力,甚至對物理學習產生恐懼的心理,失去學習物理的熱情.存在此種現象最直接的原因便是物理實驗教學的缺失,讓學生缺少對實驗最直觀的感受,對物理學習失去了興趣.沒有真正做到對物理概念、規律及意義的清晰認識. 造成這種現狀的原因主要表現在一下幾個方面:
1.部分教師觀念上的誤區
實驗作為學生接受知識最深刻的一種教學方式的作用被弱化,在有的老師看來成為了可有可無的教學手段.由于中學生面臨的高考實驗題只看重最后的結果是否正確,從而使老師在教學的過程中不重視實際操作和學生創新能力的考察,更多的是從如何應對考試的角度出發,一學期開設為數不多的幾門實驗課,更有甚者,照本宣科,在黑板上進行實驗的講解,形成固定答案,要求學生背實驗,這樣的老師認為,學生不會動手做沒關系,只要記住答案會考試就行.導致學生做實驗的積極性降低,不僅沒有開發出教材本身的價值,更造成學生思路的狹隘,創造性的缺失.多媒體教學在中學普及以來,教師利用多媒體進行模擬實驗的屢見不鮮,用多媒體模擬來代替實際操作,更讓學生遠離了實驗.
有的老師認為物理實驗本身在于得出最終結論和規律,實驗的過程也就輕描淡寫一帶而過了,只要讓學生認識實驗裝置,實驗器材,也就不用再花費一節課的時間去驗證結論是否正確了.再加上實驗教學需要進行大量的前期準備工作,耗時費力,學生缺乏組織紀律,甚至會會出現實驗儀器損壞或短缺的現象,為了減少麻煩,還是少進行實驗為好,即使上實驗課,也只是為了完成任務,監督學生完成實驗,不能進行更好的結果交流,起不到能力考查和評價的效果.
2.實驗教學方法不佳
由于對物理實驗教學認識不足,導致教師在實驗組織、教學過程和最終成績考核上存在一系列問題,教師的教學壓力長期存在,使得他們不愿意把大量時間花費在實驗教學方案的設計上,導致教學方式單一、沒有特色.單純為了教學任務而安排的實驗課程,對學生實驗能力的培養缺乏系統性.灌輸式的教學方式根深蒂固,對于引導學生獨立思考的能力缺乏引導,在老師包辦的教學課堂上,學生機械接受,缺少實踐操作的能力,導致實驗意識的缺失,實驗能力的低,面對需要創新,做出判斷的實際情況顯得不知所措,無從下手.這樣的教學方法勢必會對學生科學學習方法的培養造成一定的阻礙,對于提高學生理解能力和素質方面也有一定影響.
3.實驗教學模式固定
中學物理實驗教學從內容到教學方式上限制了學生的發展空間.就分組實驗來說,教材中從實驗目的、原理、儀器、步驟、注意事項,寫的清清楚楚,除此之外,老師在講課的過程中,也會把實驗從目的到注意事項、步驟再詳盡的介紹一遍,這樣學生在實際操作的時候就會按照老師所講的固定模式進行實驗,實驗的結果也是將提前已經知道了的數據再通過實驗證明一遍,這樣實驗就算完成了.對于學生而言,這種教學模式注重的是已有知識和技能的傳授,使得學生在實驗的過程中缺少思維的空間,不利于學生發現和處理問題能力的提高,亦不利于學生創新思維方法的形成,阻礙學生智能的發展.
4.學生實驗的態度差
中學生受其特殊心理因素的影響,部分同學在實驗的過程中不喜歡反復地操作,尤其對那些已經知道結論的實驗更是沒有耐心,便另辟蹊徑,做一些危險性較大的操作,從而失去了對基礎知識理解和基本能力訓練的機會,這種盲目的心態不僅會妨礙實驗能力的提高,還極易發生傷害事故.也有同學認為實驗考試與動手操作無關,只需在考試之前背一背老師要求的內容即可,實驗課就不認真,甚至缺課現象時有發生.
三、解決對策
中學物理教學實驗的不良現狀,值得每一個人深思,從宏觀上講與素質教育背道而馳,從微觀來看這樣的教學實驗影響了物理教學的良性發展,對學生各方面能力的培養有太多不利的因素.針對物理實驗教學這一窘境,在參考相關資料和理論的基礎上,我認為應該從以下幾方面來解決這一問題.
1.實驗教學的認識要與時俱進
應新課標基本理念要求,注重科學探究,提倡學習方式多樣化.教師要在義務教育課程標準的認識上,結合本地區、本學校、本年級學生的實際,做出符合實際的教學安排,在新課標的指導下,將學生變成受教主體,注重由“教”變“導”過程的形成,使學生認識到由“學”到“用”的重要性.
校領導要有積極地辦學理念,要有學生學習與實驗相結合的意識,擁有先進的管理實驗室的思想,不能將實驗室看成是只能在有實驗時才能對學生開放,更要為學生時刻進行實驗學習提供必要,開放實驗室,提高其利用率,真正使新課標要求的教學培養目標落到實處.同時也要加大對實驗室的投入力度,完善實驗設備,為學生提供現代化的實驗器材,并在日后加強對實驗器材的維護,確保器材隨時用隨時有,隨時用都完好.
2.實驗教學模式要多種多樣
新課標要求中學的實驗類型有六大類,即:演示實驗、操作性實驗、驗證性實驗、探究性實驗、計算機輔助實驗以及非常規實驗.教師的教學中基本上停留在演示實驗和驗證性實驗這一要求上,對剩下的實驗要求在上課講授的過程中很少涉及甚至是沒有涉及,這種教學模式不利于學生全方位的接受新課標所要求的知識,沒有使教學資源達到最優化,單一的實驗還使得學生失去求知的渴望.隨著多媒體在中小學的普及,教師要切實利用好這一資源,將演示實驗與計算機輔助實驗相結合,既能避免演示實驗的單一,又能利用計算機仿真模擬這一特征,將學生帶進一個虛擬的教學情境中,使學生更容易接受實驗所要求的目標,并強化學習記憶.
演示實驗與操作性實驗相結合的過程,不再過多注意或是強調老師演示的內容,加上學生親自動手參與其中,使得實驗效果事半功倍.同樣的實驗,看老師的演示和自己親手操作的感受相差甚遠,在實際操作的過程中,會遇到觀看演示實驗所看不到的意外,可能看起來很容易的操作會遇到多次的失誤,在每一次的失誤中,學生操作起來會越來越接近理想的實驗效果,使得知識遷移,強化學習記憶.
驗證性實驗和探究性實驗相結合,使已學過的物理結論更加印象深刻,驗證性的實驗比較傳統,探究性的實驗側重于學生自己擬定實驗方案,制定實驗程序,探索未知的實驗現象,并在實驗的基礎上形成一種新的實驗形式,這樣的實驗,更有利于學生知識的靈活運用和創新思維方式的培養,可以稱得上是一種最佳的教學模式.
3.實驗教學設施要盡善盡美