第一篇:信息技术环境下初中物理实验教学体会
信息技术环境下初中物理实验教学体会
【摘要】:物理是一门以实验为基础的学科,实验是物理教学的重点。随着新课程对实验教学的重视,实验教学的有效性逐渐成为教学的热点问题。在信息时代,利用多媒体教学是提高课堂效率的好方法。它将图片、声音、视频等组合在一起,给学生视听等多种方面的感受,让学生在感受的同时进行知识的接收和学习。在物理实验教学中适时使用信息技术手段,调动学生多种感官与课堂教学活动,并融合体现个性风格的教学方法、教学技巧,给物理实验教学增添魅力。
【关键词】:初中物理 实验教学 信息技术 能力
将信息技术应用到初中物理实验教学中,能够克服传统教学中存在的一些弊端,激发学生的自主学习动力,提高教学效率。下面就信息技术环境下开展初中物理实验教学谈点体会。
一、利用多媒体教学手段,提高学习兴趣
新课标倡导“从生活走向物理,从物理走向社会”。在初中物理教学中,很多物理现象都是物理实验的“导火索”。教师不妨从学生感兴趣的“导火索”出发,寻找学生熟悉的物理现象,这样既能丰富物理教学内容,还能激发学生探索物理世界的兴趣。同时,应注意创新实验方法。如,在讲“滑轮”时,教师可以利用多媒体展示图片,被货物提上去的瘦子和被胖子提上去的货物,学生观看后肯定会对新知识产生兴趣。又如,在讲“串联、并联电路”时,教师可以展示两种电路的图片,让学生发言说出两者区别,提高学生的学习积极性,从而提高学生的学习兴趣。再如,在讲“杠杆的平衡条件”时,对于F1×L1=F2×L2及其相关知识,教师可以展示翘翘板图片,提高学生 的学习兴趣。引导学生研究物理知识,加深学生对物理知识的理解,培养学生的动手能力,实践能力,思维能力。
二、信息技术环境下开展初中物理实验教学
利用信息技术进行物理演示实验,可以不受时间、空间、实验仪器的限制,又具有操作方便、可视度高、信息容量大的特点。可以利用信息技术进行模拟实验展示,将一些在现实环境下很难进行或者效果不明显的实验更好地完成,这样使比较复杂的、抽象的物理现象或物理过程简单化、具体化,便于学生形成感性认识,帮助学生加深对现象的记忆和知识的理解。例如在讲授《天平测量固体或者液体的质量》时,如果教师在讲台上做实验,学生很难观察清楚,而运用信息技术把这些实验过程扩大化,使得学生能够更加清楚地观测到整个实验过程。同时,对于一些关键的、学生没有看清楚的实验环节,还可以利用信息技术展示给学生以便其多次观察,这样就大大提升了实验教学的效果。又如在讲《浮力》时,如果教师仅凭语言来为学生解释浮力产生的原因,很多学生会感到困惑,因为对于中学生来说这是一个比较复杂的物理现象。教师以动画的形式为学生展示出一个浸没在水中正在上浮的空心立方体,通过动画模拟演示让学生观察四周和上下两个面的形变程度,从而让学生得出立方体在水中前后左右四个面所承受的压力是相等的结论,而且在动画展示中因上下两面的压力差使得立方体向上浮动的原因也显得很直观,这时再利用液体压强公式推出浮力计算公式,学生就更易理解了。
三、在初中物理实验教学中应用信息技术的注意事项
1.以学生为本,强化学生的操作能力
以往的教材演示实验在物理实验中占有“绝对多数”的比例,而这些演示实验习惯上都是由教师在讲台上演示给学生看的,学生通常 没有动手的机会,这导致学生缺少动手机会,动手能力普遍不高。过去的实验教学形式主要有两种,一种是演示实验,另一种是分组实验。部分中学由于条件比较差,把许多分组实验也处理为演示实验,或者将演示实验用视频播放。为此,教师有必要想方设法将教师演示实验转变为学生自己动手实验,可以把演示实验通过改进、改组和改造等方法使其适合学生自己去实验。新教材要求不论是实验探究,还是教材安排的物理小实验,都要把操作权让给学生,让学生自己动手、自主创新、交流合作、得出结论。例如,在讲“压强”时,教师可以先讲解压力、受力面积等压强的基本知识,之后让学生根据身边的物品自己动手揭示三者的关系.这相对于教师单一的动手展示以及乏味的说教是一种创新,更是一种进步.又如,在讲“电路”时,教师可以分发给学生电池、开关、导线、灯泡等,让学生利用这些器材设计不同的电路使灯泡发光.这些不同的设计方法,其实就是创新.学生参与操作,能够加深其对物理知识的印象,从而为其物理学习的进步带来促进作用.创新实验不同于传统照搬课本实验,强调的是新.新的实验,带来新的学习兴趣,也带来新的收获。
2.运用信息技术时应注重学生探究能力的培养
新教材要求学生在获取知识的同时,也要掌握实验探究的方法。只有不仅在学习时能运用探究方法,而且能将科学探究延伸到以后的学习中,甚至对实际问题能进行自主探究的学生,才能得到较好的评价。例如,在学习“速度”时,要用到控制变量法探究速度大小与路程和时间的关系;进行探究滑动摩擦力实验时,若学生能自主发现滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、压力的大小有关,并能用控制变量法处理滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力大小的关系。说明学生经历长期的探究过程,发现问题、分析推理等能力都有了明显的提高,运用知识解决实际问题的能力也有较大的提升。总之,初中物理实验教学是培养学生的动手能力的重要平台。虽然有些物理实验无法在现实中进行演示,但是信息技术能够有效模拟实验场景,拓展学生的思维模式,提高学生的学习能力。在初中物理实验教学中,教师要合理利用信息技术,激发学生的学习兴趣,提高学生的自主学习能力。
第二篇:初中物理实验教学体会
初中物理实验教学心得体会
镇头中学郑海鹏
物理是以实验为基础的一门科学,在物理实验中更能展现出物理的神秘性和趣味性,也是学生建立正确的物理概念、培养科学精神和利用科学改造社会生活的一个重要手段。在教学的全过程中要贯穿实验这一条主线, 要想达到这一目标, 我认为必须把握好“演示实验”、“分组实验”和“探究实验”这三个关键环节。
一、演示实验教学要做到“精、真、显”
演示实验是指为配合教学内容而由教师操作示范的实验。它能化抽象为具体, 化枯燥为生动, 把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前, 引导学生观察思考, 帮助他们掌握物理概念和规律。
“精”是要精心准备, 要在选题、仪器、教案、教法等各个方面进行充分准备。在选题上, 对于教材中提供的演示实验要作为首选, 但要结合学生实际,把提高学生的兴趣放在首位。在仪器上, 要在课前认真检查实验所需仪器的性能, 必须先做一遍实验,确保仪器的完好。在备课上, 教师要对教材进行认真分析, 实验过程中可能出现的问题进行认真的思考, 策划出如何解决的对策,当然也可以故意预设一些实验错误,加深学生对实验的理解。在教法上, 教师要对授课内容有整体把握, 对何时进行实验, 在实验中有什么现象, 根据这些现象引导学生应归纳出什么规律或总结出什么结论, 学生会提出哪些问题要在课前考虑清楚。
“真”教师在演示实验的过程中也必须保证过程的真实性和结论的可靠性。因此一定要尽可能保证实验的成功。要保证实验成功, 除了在课前充分准备外, 还要求教师有深的理论功底和较刻苦的钻研 1
精神。一旦实验中出现了问题, 教师一忌忙乱, 二忌简单, 三忌虚假, 教师对出现的问题要迅速地分析原因, 找出错误的所在, 并向学生做出正确的解释, 然后重新开始实验直到得出正确的结论。
“显”是显明易见, 演示实验的目的就是要使全体学生有直观的印象,增加物理知识的神秘性,提高学生学习物理的兴趣,并通过实验建立正确的物理概念。所以演示实验要确保实验器材足够大,确保所有学生看的清楚,必要时自制教具。
二、“学生分组实验”培养学生的独立思考和解决问题的能力学生实验是指学生在教师的指导下自己动手, 通过亲自实践, 验证物理规律、加深对教材理解的教学手段。学生亲自操作、观察、记录、分析和总结物理现象, 是对知识的再认识、再学习和再提高。学生实验是物理考查的重点, 不管是学期考试还是中考考查的类型主要有两种方试, 一是理论考试,二是实验操作考试。但结果往往不尽人意。在这几年的教学中,学生在分组实验中往往会出现如下问题:
(1)注意力分散。
在老师讲时, 学生只管自己边看边玩。导致一些学生在十分基本的知识点上也要发生错误。
(2)仪器无端损坏。
特别是老师在利用静态的示意图及板书介绍实验原理时,使学生的吸引力大大下降。不少学生在自已摆弄仪器时, 导致实验器材无端损坏。
(3)热闹而无序。
学生注意力相对集中及积极参与是在“仪器安装及调节”“操作并记录数据”“数据分析及处理”这三个阶段。在这三个阶段学生的积极性虽然很高, 但实验效果较差, 这是由于前面几阶段的基础没
有打好, 导致学生的操作无序。
针对以上问题, 我进行了如下的设计:(1)变视听信息相互干扰为协调一致 , 我认为在开始讲解器材作用与介绍实验原理时可以用视频展示台将实验器材放大, 这样学生既可以看到清晰的仪器, 又可以听老师讲解,并且力求用生动活泼的形式来吸引学生的注意力。这样教学效率大大提高。(2)用动作技能的学习规律指导动作技能的学习, 学生的动作技能是比较缺乏的,只有通过老师很好的示范作用, 学生实验操作的正确率才会大大提高, 教学效果及教学的吸引力大大提高。
三、结合具体问题进行自主探究, 培养学生创新精神和创新能力探究性实验是指学生在学习好课本知识之后, 在老师的引导下结合具体问题进行自主探究, 培养学生创新精神和创新能力, 从而对知识更进一步的领会和掌握, 探究实验是基础教学改革中的一项重要措施。我认为从以下两个方面加强实验探究教学。
(1)、引导学生科学选取探究性实验的课题
探究性实验的选题要切合 《物理课程标准》的要求, 要准、新、奇。准──即准确, 科学合理。新──即新颖, 别致, 有趣。奇──即想象丰富, 思维创新。因此各学习小组在选题时,应注重科学性、需要性、趣味性、新颖性、创造性和可操作性。
(2)、认真地组织好探究性实验的活动
探究性实验的活动要在老师的组织和引导下, 学生以主人翁的姿态, 积极主动参与, 并经过认真的观察, 实践,思考, 体会物理现象中蕴含的知识和规律, 从而实现知识的迁移, 技能得到充分的提高,培养学生的创新精神和实践能力, 鼓励和提倡学生敢于想象, 勇于提问, 大胆实践,充分调动学生的积极性和创造性,体现学生的个
性特色和合作精神。
自从开展有效教学之后,我对物理实验教学做了以下改进:
(一)改讲解物理规律为让学生探究物理规律
物理学是研究自然规律的一门科学,所以,物理新教材特别重视学生对自然规律的认识和发现过程。在物理教材中,许多对我们来说已经有明确结果和结论的定理、定律和原理,对学生来说结果是未知的,这正好为开展探究式教学提供了素材。我们可以把学生带入到对某一规律发现的情境中,让他们自己发现问题、自己解决问题,经历基本的科学探索的过程。学生在“像物理学家那样去思考物理”的同时,学习“发现问题、解决问题”的科学方法,以及科学家们“善于质疑、大胆猜想、勇于探索、不怕失败”的科学精神,并获得一定的知识和技能。
(二)改讲解物理现象为让学生自己探究物理现象
物理学要求学生能够了解、理解某些物理现象的重要特征。在传统的教学中,教师往往会把某一物理现象所具备的特征给学生罗列出来,让学生一条条记住,这样极不利于学生对这一现象的理解。如果我们让学生经历观察物理现象的过程,并自己探索和发现这些物理现象的特征,甚至有些特征还需要学生自己设计实验才能发现,那么,不仅能够使学生对这些物理现象的特征理解到位,而且同时培养了学生的观察能力、发现问题、解决问题和分析问题的能力。
(三)改讲解物理概念为让学生自己探究物理概念
物理学中为了描述某一现象都会引入一些物理概念,而所引入的物理概念与哪些因素有关、如何用这一物理概念来描述所研究的物理现象等问题一直都是教师在课堂上要重点讲解的。如果采用让学生自己寻找或定义一个物理量,该物理量要能够描述和反映所研究的现
象,那么学生就需要通过探究性学习自己分析、自己设计实验,寻找这一物理量,同时论证自己的观点。
(四)改介绍物理仪器的构造和原理为让学生自己设计物理仪器 物理学在对自然现象、自然规律的研究中常常要使用一些仪器,这就需要学生了解仪器的构造和原理。如果我们把讲解物理仪器的构造和原理改为根据要求让学生自己设计物理仪器的话,不仅能够让学生了解到仪器的构造和原理,还能够让学生了解到为什么仪器要设计成这个样子;不仅让学生学习了发明和设计仪器的基本方法,还能够让学生体会到发明和设计仪器的艰辛和快乐
总之, 演示实验、学生分组实验和探究实验的教法学法各有不同, 功效不同, 但他们之间有必然联系。实验教学是中学生对物理产生浓厚学习兴趣和培养学生技能的重要手段。加强了实验教学就会收到事半功倍的效果。
第三篇:新课改下初中物理实验教学探讨
新课改下初中物理实验教学探讨
李品杰
摘要:随着新课改理念的不断深入,物理实验教学在物理教学中起到了相当重要的作用。初中学生刚刚开始学习物理,学习方法及抽象思维能力还没有形成,因而,应从实验全方位指导,通过各种考查手段促进,加强学生实验,并且从提高教师自身素质做起。
关键词:课改 实验 科学 探究 角色 方法
物理是一门以观察、实验为基础的自然科学,物理规律都是在观察和实验的基础上,认真总结和思考得来的。作为一名物理教师,在教授学生物理知识过程中,如能正确的演示和指导学生实验,不仅能激发学生求知欲望,促进学生掌握知识、运用知识,还可以培养学生严谨求实的科学态度,所以实验教学能很好地实现“三维”目标。随着中考的改革,物理实验考查已作为一项必考内容,使物理实验教学具有重要的现实意义。
在物理教学中,教师角色应该从以往的那种“授业者”转变为“研究者、探索者、合作者、服务者”。物理实验教学也该如此,应抛弃以往的“口头式”、“黑板式”实验教学,改变以往“教师教的枯燥、学生学的乏味”的现象,真正体现出学生成为学习的主人,正确引导学生能动手、思考,提出问题和质疑,并能解决问题,真正发挥物理实验教学的作用。
物理教材书上明确将实验分为演示实验和学生实验,但是我认为作为教师应该不要拘泥于教材的束缚。敢于创设条件(如让学生制作学具、教师制作教具等),将课堂的演示实验敢于搬到学生实验中来。使学生实验的开出率突破大纲的要求,达到100%以上,通过学生自身的体验和感悟,真正地达到对知识的理解。同时也锻炼学生的动手操作能力,及学生物理术语表达能力,避免了学生回答、解释物理问题时的语言生活化。
在实验教学中,我们遵循从实际出发的原则。根据初中生刚开始学物理、学生实验做得太少、学生实验素养低的特点,我们就采取全方位指导的策略,即从头到尾的全过程指导。实践说明,应该如此,如此有效。
首先我们感到,不能打无准备之战,在实验前做好充分准备。
教师将实验教案从物理课时教案中分离出来,在实验案中,教师应该将学生在实验过程中出现的问题等备写出来。教师还应该在实验案中备写出“实验探究目的、实验探究猜想、实验探究设计(其中分为实验器材、实验原理图、实验原理、实验步骤)、实验探究数据统计表设计、实验论证、实验结论等六大环节”。并且,不是写在纸面上,而且都要亲自预做实验,做到心中有数,实现“探究”。
然后,教师在平时的实验教学中,及时指导学生实验时抓住“观察、操作、记录、分析、整理”。观察
所谓“观察”,即通过眼、耳、鼻、皮肤等感官感知。如选择测量工具时,我们一定要看清它的量程、最小刻度值、仪器是否完好无损等。实验中,数据的读取角度、现象的鉴别、线路的连接等,几乎每一实验的全过程,都离不开观察。观察是人类认识世界的窗口。经常注意要求学生一定要仔细观察,防止走马观花,粗枝大叶。操作
操作,它是学生实际动手参与实践的具体过程。每一种仪器,都有它的使用规则和要求,例如天平的平衡调节,电表的机械调零等,我们应严格地按照它的规则要求进行操作。特别是在做一些带危险性的或损坏性的实验时,应先通过教师的检查,避免一些不必要的损坏和意外。例如:在八年级电学中使用电流表测量电路电流的连接电路时,开关应断开,电流表应与被测部分串联,要保证电流必须从电流表的正极流入负极流出,被测电流不超过电流表的量程,(在不能确定的情况下,可以采用点触或试触的方法),不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端。当然,我们可以事先将电路图画好,然后按电路图连接,达到操作时降低难度的目的。这个过程中必须得到教师的检查同意以后,方才可闭合开关进行实验。否则一旦电流表的正负接线柱接反或电路中发生了短路现象,很容易烧坏电流表。记录
即在实验中,正确的读取和记录数据,它包括:读取的姿势(例:刻度尺数值的读取时,眼睛应水平垂直或竖直垂直刻度);读取的方法(读到分度值的下一位)和准确的记录(数字与单位要准确)。在此过程中,我们可以通过多媒体演示错误的读取姿势或方法,加深学生对错误和误差的了解,加强学生对动手操作的掌握。同时,也应注重实验的事实,而不能任意加大或减小实验数据,有意迎合实验的真实结果,应着力培养学生实事求是的科学态度。
再次对于实验数据的记录,还应该让学生自己制作实验数据统计表,使学生很容易从数据中总结规律等。分析
由于操作者不同,实验器材的不同,操作方法的不同等因素的影响,对于记录的数据,可能导致同一实验结果的不同。我们应及时加以总结和分析。帮助学生
分析哪些是错误导致的结果,哪些是误差造成的原因,与学生共同探求对实验器材和实验方法的改进,进一步激发学生学习兴趣,拓宽他们的思维。例:做动滑轮可以省一半力的实验过程中,实验的结果与理论的数值存在偏大的现象,我们应帮助学生指出,这并不是错误实验的原因,而是由于摩
第四篇:物理实验教学体会
初中物理实验教学体会
在日常的物理实验教学中,充分挖掘学校、教室的设施、器具和教师、学生身边熟悉的物品及生活经验创设学习情境,建立物理概念,进行物理概念教学,不仅拉近了物理与生活的距离,满足了学生的兴奋感。
实验是一种基本的科学方法。在实验教学设计中,要有意识地教给学生打开知识宝库的钥匙,学生从接触物理科学开始,就初步地理解和熟悉基本科学方法。实验教学是在一定程度上模仿科学研究过程的缩影。为此,我们必须研究教学实验与科学实验的共同点,以便研究如何对学生系统地进行科学训练。一般说来,实验教学基本方法大致分为如下三类
实验探究法:例如在欧姆定律的教学中,采用控制变量的方法,分别测出电流强度与电压的关系和电流强度与电阻的关系,归纳出欧姆定律的表达式。其特点是:实验探究在前,归纳结论在后。
实验推理法:这是一种推理,判断在前,实验验证在后的研究方法是与想象,推理、判断等思维形式紧密结合起来的方法,是人们的认识能力充分发展的表现。理想实验法:理想实验是人们头脑中想象的实验,是一种思维活动,是在已有实践的基础上,经过推论、判断得出理想条件下的物理规律的方法。例如,伽利略在研究物体惯性时进行的无摩擦理想斜面实验。
课外小实验,也会提高学生学习物理的兴趣,教师应及时进行布置和检查,学生在比较实验 结果时会显得兴趣盎然,觉得学有所。
科学实验要求具有实事求是的态度。在实验教学设计中,要体现对学生“严谨治学,尊重客观事实,避免主观臆断;理论联系实际;不怕困难和失败,磨练不拔毅力”的教育。要引导学生留心观察目标之外的现象,乐于、敢于多问几个“是什么”?“为什么”?鼓励学生在科学与安全的前提下,尝试其他实验方法。著名科学家钱三强说过:“科学态度和科学作风是一个人优良品德的重要组成部分。
第五篇:新课程背景下初中物理实验教学探讨
新课程背景下初中物理实验教学探讨
摘要:本文围绕新课程的基本理念,阐述了中学物理实验教学存在的问题,探究新课程背景下探究实验教学改革中应该改进和完善的问题,并提出培养学生对物理实验的自主性,积极性和创造性的观点,以及辅助实验教学手段的应用和课外实验的开发等。
关键词:新课程 实验教学 实验手段 课外实验
新课程改革从实验到推广已经走过了七年多的历程。回首这七年的新课改,无论是教学思想和教学方法都有了翻天覆地的变化,让人耳目一新,给人以生机勃勃的感觉。培养出的学生思维敏捷,创新能力强,突出了学生的个性,这说明新课程改革初见成效。作为课改实验区老师的我也伴随新课改一起成长,这里我谈谈自己在新课程改革中针对物理实验教学的一些认识和体会。
为了培养学生的创新精神和实践能力,新课程标准要求:必须将学习重心从过分强调知识的传授和积累向知识的探究转化,将学习过程从知识的被动接受向知识的主动获取转化。这就要求物理教师开展好实验探究教学。
一、初中物理实验探究教学的现状
作为课改实验区的老师我访问过很多的学校,有城镇中学,也有农村中学,也和参加课改的老师们接触和倾谈的比较多。就目前而言,城镇中学的实验课开展的比较好,而农村的实验教学相对要差一些。
对于城镇中学来说,功能室齐备,实验设备、器材齐全,实验课开展较好。但是,个别老师为了赶教学进度,一味地上新课,占用学生实验的时间,学生实验开展得不尽人意。他们忽略了实验在教学中的地位和作用,“听一听,不在心;看一看,懂一半;练一练,心智能力都发展”。只有当学生自己动手做、动手练,对知识和技能掌握才牢固。
而部分农村学校的实验课就变了样。个别学校没有规范的实验室,有的学校实验器材不齐备,有的学校有实验器材却放在仓库里无人问津。实验课就凭老师一张嘴,学生实验变成了演示实验,演示实验变成了老师讲实验,实验教学就这样一而再,再而三地打了折扣。不过有的老师做得很好,在实验器材不足的情况下,千方百计想办法,从生活中找器材、找设备,自制了不少经典的实验器具。
记得我到一个偏远的农村学校去听课时,有个老师正在讲液体内部压强,在没有规范的实验器材有情况下要让学生理解液体内部压强这样抽象的知识的确难度很大。这个老师制作了个简单的器材,通过简单的实验让学生理解了“液体内部压强随深度增加而增大”。他的方法是:(如图)用一个小一点的薄壁塑料药瓶,在瓶盖上开个小孔插一根细玻璃管,用胶水把瓶盖和玻璃管间的缝隙密封,在玻璃管滴一滴红墨水柱。将这个薄壁塑料药瓶放入液体中,放到深度较大的位置时红墨水柱就升高,放到深度较小处时红墨水柱就降低。这就让学生非常容易归纳出“液体内部压强随深度增加而增大”的结论。
朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”,的确,就地取材,随时实验,可以使学生感到物理学就在自己身边,研究物理学并不神秘,从而调动学生学习的积极性、主动性,养成实验习惯,提高实验技能,培养创造能力。
这说明实验课的开展,并不全是受条件限制和制约的,只要我们态度端正、观念明确,是可以较好地开展好物理实验教学的。
二、新课改下的初中物理探究实验改革
实验教学是研究科技、发展科技的前提,实验教学的改革将大大加强它应有的和重要的素质教育功能。目前我国正面对走向世界的重大挑战,对人才的培养也有了新的要求,我们必须对一向被人们忽视的实验教学进行改革,把它从薄弱的环节提高到重要的地位上来。
(一)新课程中实验教学必须转变实验观念
据我了解,一般的老师在物理实验教学中,更多的是把物理实验作为物理学科理论教学的辅助手段,物理实验的教育功能也仅停留在培养学生智力、操作技能、提高学习兴趣、调节课程气氛上,而忽视了实验教学对学生的非智力因素和其它素质的全面发展的重要作用。我们教育者必须努力转变实验观,要对实验教学有一个全面的和科学的认识,真正意识到实验教学本身独特而重要的素质教育功能。实验观念的转变是新课程改革中实验改革的前提和保障,思想是行为的指南,只有我们教育者的思想转变了,才会引起我们实验教学实践的转变和改革。
(二)新课程初中物理实验教学
1.定制实验探究目标
实验探究目标是整个实验教学活动的出发点和最终归宿,它对实验教学起着导向作用,它也制约着实验教学设计的方向,也决定着实验教学过程的实施和实验教学评价的开展。在初中物理课堂教学实践中,必须有合理的、明确的、细致的、可以量化的实验探究目标。说简单一些,就是要让教师自己明确这个探究实验或这节实验探究课要达到什么目的,要让学生通过实验探究掌握什么技能,归纳出什么结论。实验探究目标不宜定制过多,但要定制确切,从而发挥其在整个实验教学中的功能。
例如:有的老师只要是用到电流表的探究实验就提出“练习电流表的使用方法”的目标,用到温度计的实验就提出“练习温度计的使用”的目标等等。这样提实验探究目标那可以说就是敷衍和应付。如果在“探究串、并联电路电流的规律”中提出“练习电流表的使用方法”的目标就比较恰当,学生才学习了电流表的使用规则,理当练习;若在“测量小灯泡的电功率”的实验中提出这样的实验目标就不妥当了,因为在做这个实验之前,电流表学生已经使用很多次了,已经很熟习使用方法了,再提这个实验探究目标就没有必要了。
在初中物理新课程标准中提到,实验探究目标是让学生经历基本的科学探究过程,具有初步的科学探究能力,乐于参与和科学技术有关的社会活动,在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识。让学生具有创新意识,能独立思考,勇于有根据地怀疑,养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神;关心科学发展前沿,具有可持续发展的意识,树立正确的科学观,有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。
2.探究实验教学因素的优化
实验教学因素包括实验教师、学生、实验教学内容以及实验教学环境等,共同构建了实验教学系统。在实验教学的实施过程中,实验教师的作用至关重要。实验教师要根据具体的教学内容,灵活地选用教学方法,合理地使用教学媒体,创设适宜轻松的教学环境,充分调动学生的主动性、积极性和自主性。协调好各要素之间的关系,实现教学过程的最优化,最大地发挥实验教学的教育教学功能,从而促进学生主体的全面发展。
一般来说,实验探究课学生的兴趣是很浓厚的,学生的探究积极性是很高的,只要我们充分抓住学生的探究欲望和兴趣,合理地组织实验探究,学生的探究实验就会取得意想不到的效果。在物理实验教学中,尽可能让学生动手做实验,就应该创造条件让学生动手做,让学生在动手中观察思考、讨论分析、推理、判断,自己去发现问题、解决问题和得出结论,使实验探究的过程成为学生再发现的创新过程。例如:在学习“液化现象”时,课本上有压缩体积液化的演示实验,而没有降温液化的实验,我们可以把化学中制取蒸馏水的实验搬过来演示。而这部分教学内容刚好在初冬季节,气温较低,也可以让学生对着铁皮文具盒或玻璃窗的玻璃呵气,不一会铁皮文具盒或玻璃窗上就会出现很多小水珠,让学生体会、研究实验现象,得出结论。由于学生的个体差异,在实验分组中要注意学生的搭配,操作能力强的和操作能力差的搭配、基础知识过硬的和基础知识差的搭配。否则有的小组实验探究开展的有声有色,而有的小组却冷冷清清,一塌糊涂。
在分组实验的时候,教师不但要注意各实验小组的活动,如:各小组器材是否有问题,各小组是否动手,各小组的实验进度,各小组的实验数据等,还要对有困难的小组要及时帮助指导,还要注意到组内每个人的活动,基础好、操作能力强、性格外向的学生次次做,而其他同学坐着看,没有达到人人操作、人人动手。针对上述情况,实验教师在分组实验时可以这样安排:每次实验时,由实验小组组长任命一人为主,其他为辅,轮流做主,使全体学生的动手能力都能提高。
3.学生自主实验探究能力的培养
在物理实验中,我们可以激励学生不限于课本中的器材,将器材开放,让学生根据实验的目的和原理去设计实验,鼓励学生写出有独立见解的实验报告,然后根据不同的实验类型,在课堂上进行交流,分析得出合理的器材与步骤,这样就把以往学生抄实验报告改变为发散思维的过程,如在讲到用天平和量筒测量液体密度时,有些学生把课本中的玻璃杯换成了口杯等,在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生在步骤上先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量„„等等。对于器材的选择,我们要表扬了学生肯动脑筋;在步骤上出要肯定了将盐水全部倒入的合理性,并对先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法进行了讨论,分析这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,由于杯底和杯壁还粘有盐水,使测得的体积小于杯中原有盐水的体积,会造成较大的误差。这样使学生感到有一种成就的喜悦,师生探究的快乐,极大调动了学生学习物理的兴趣,也使学生的创新能力在实验探究中潜移默化地得到培养。
4.新课程中物理实验教学应注意的几个问题
(1)选用适当的方法设计实验
设计实验的方法有很多种,合理地设计实验,是探究实验的前提。实验老师选择一定的设计实验方法,做到心中有数,不搞盲目实验教学。
实验探究设计的基本方法可归纳为下面几种:
①平衡法:用于设计测量仪器。用已知量去检测另一些物理量,例如:使用天平、弹簧秤、温度计、比重计等测量工具进行测量实验。
②转换法:借助于力、热、光、电现象的相互转换实行间接测量,例如:使用电子温度计进行测量温度;使用频闪摄影探究物体的运动;研究坚硬物体的形变[用一个厚玻璃瓶,在瓶盖上开个小孔插一根细玻璃管,用胶水把瓶盖和玻璃管间的缝隙密封,在玻璃瓶中装满水并上升到玻璃管中一段,当用力压玻璃瓶外壁时,玻璃管中的水柱就会上升。(如图)]等等。
③放大法:利用迭加、反射等原理将微小量放大为可测量,例如:螺旋测微器的使用、测细铜丝直径、测一张薄纸的厚度等。
(2)新课程中物理实验要注重培养操作能力
操作能力主要是对基本仪器的使用和数据读出能力,仪器、设备的组装或连接能力,故障的排除能力等三方面的培养。
①基本仪器及规范使用。
初中物理学生实验涉及的基本仪器主要有:米尺、天平、停表、弹簧测力计、温度计、电流表、电压表、变阻器等。
其使用的规范要求:a.了解仪器的使用方法,明确测量范围(量程)和精密程度(分度值);b.对某些仪器使用前的调零或记下零点误差;c.牢记使用规则和操作程序;d.正确读取数据。
②仪器、设备的组装或连接。
要进行一个物理实验总是需要先把各个仪器、部件、设备组装起来,并要求装配和连接必须正确无误,具体要求是,布局要合理,要便于观察和操作;连接要正确、简单;实验前要检查,必要时进行预备性调节。例如:对于一个电路的连接,我们一般是让学生按照电路图从电源正极出发沿电流方向进行连接,亦可从电源负极出发逆着电流方向进行连接,连接完成后要认真检查连接的正确性,甚至进行试触,以检查连接的正确性。但是如果有的学生,抽象思维敏捷,他不从电源开始连接,也不顺着电流方向或逆着电流方向连接,只要他连接正确,我们也不要批评他,反而要给予肯定。
③探究实验故障的排除。
实验中的故障排除,不但是一种操作能力。它涉及对实验原理的掌握程度,分析处理问题的方法,对各部件工作情况的了解等,是一种综合运用能力。例如:
如图所示是小王同学连接的实验电路,当开关闭合时,两个小灯泡都不亮,小王用一段导线来检查该电路的故障。用电压表并联到L1两端,电压表无示数;用电压表并联到L2两端,电压表仍无示数。则电路的故障可能是什么?这是一个综合性强的问题,要涉及到很多知识。比如:串联电路的电压特点;电压表的操作规则等等。
(3)新课程中物理实验要注重培养观察能力
中学物理实验中的观察是一种有目的、有计划而且比较持久的思维知觉。一般需要重点观察实验的基本仪器、实验的设备和装置,实验中的各种物理现象和数据、图像、图表,以及教师的规范化操作等。
物理实验观察,通常采用的方法有:比较观察法和归纳观察法。
①比较观察法:人们认识事物、现象,往往是通过对两个事物、现象的对比,或把某一现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的。
例如:在学习沸腾现象时,可以观察液体沸腾前和沸腾时的情况进行比较,细致、敏捷、全面、准确地得到沸腾含义;我们还可以人为地控制条件,使液体分别在常压、加压、减压的比较下沸腾,总结同一种液体,沸点随外界气压变化而改变。
②归纳观察法:总结一些现象的一般规律,反映现象的实质时,或研究一些涉及变化因素较多的问题时,通常采用归纳观察法。即,通过对个别现象分别进行观察,得到一些个别的结论,再分析、归纳,从而得出一般规律。例如:我们做滚摆实验时,通过观察滚摆在上升和下降时速度的变化来分析它动能和势能的转化。
三、辅助实验手段的应用
(一)多媒体辅助实验教学
多媒体辅助实验教学是采用直观方法展示事物的本质和内在联系,它具有声像并茂,形象鲜艳,再现迅速,感染力强,能突破时空限制等特点,并适合青少年的年龄特征,极大地提高了学生的学习兴趣。它的运用弥补了传统实验教学的局限性,能充分地把教师、学生与实验融为一体,增加了演示实验的可见度和清晰度,提高了学生的多种感官效能,降低了学生的感觉阈限,让多媒体辅助教学与实验演示产生珠联璧合的最佳效应,是其它方法难以做到的。
1.多媒体辅助实验教学提高实验的可见度和清晰度。
对实验过程和现象的观察是物理实验教学的重要环节。借助多媒体辅助实验教学为学生创设观察的通道,将实验现象投影放大,能增加可见度,缩短观察时间,提高实验效果。
例如在做“海波的熔化”的演示实验时,我们会遇到几个问题。
一、远处的学生看不清海波状态的变化和温度计示数的变化;
二、由于海波纯度的影响,固体海波在温度未达到48℃时就开始熔化了。把海波熔化的实验做成CAI课件,就可以让所有的学生看到在理想状态下的海波熔化现象了,这对学生理解晶体熔化时温度保持不变有很大的帮助。
当我们向学生展示一些较小或复杂的实验器材时,常常会担心学生看不清楚而不能认识各部分的名称。例如:我们在教学认识内燃机结构时,即使我们用内燃机模型给学生讲解,但可见度仍会让部分学生分不清各部分的名称。我们借助CAI课件和Flash动画来讲解内燃机的结构就容易的多了。老师讲得轻松,学生理解也快,这就大大地降低了实验的难度。
我们在演示动能和弹性势能相互转化的实验时,会遇到这样的问题,由于木球撞击弹簧片、弹簧片弯曲形变、弹簧片恢复形变反推木球的过程发生时间太短,学生根本就看不到实验现象。通过CAI课件,可以把实验的过程放慢,让学生看到木球慢慢地撞击弹簧片,弹簧片慢慢变弯曲发生形变,老师再暂停动画讲解:此过程中木球的动能转化为弹簧片的弹性势能;老师再接着放动画,弹簧片恢复形变,将木球反弹回去,此过程中弹簧片的弹性势能又转化为木球的动能。这样通过CAI课件的慢放,学生也就详细地看到了整个实验的过程,较容易理解其中的能量转化。
2.多媒体辅助实验教学增强演示实验的效果。
部分物理演示实验可见度小,演示效果不佳,很难突破教学难点和重点。尤其是后排的学生很难看清实验操作的方法和发生的现象,影响学生情绪,也影响了实验教学的效果。借助多媒体辅助实验教学使学生容易理解和接受。
例如:学习“牛顿第一定律”中的演示实验,演示在三种情况下(平面上铺毛巾、白布、木板),同一辆小车保持从同一高度由静止开始下滑,观察小车在三种不同物体表面上的运动情况。实验演示效果并不理想,只是从生活经验中得到结论。把它制成CAI课件,学生非常直观地看到了平面越光滑,小车在水平面上滑行得越远。在此基础上,学生很容易理解牛顿第一定律所说的“一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态”。
3.多媒体辅助实验教学可优化实验操作步骤的讲解。
将实验指导,规范的操作方法制成CAI课件,这样就把实验过程清楚地显示出来,优化了实验操作步骤的讲解,使学生对操作步骤和方法以及操作要领获得深刻印象,在操作的同时,对照投影内容及时调查,较好地解决了用大量时间去讲解实验步骤的问题。使学生有充足的时间动手操作,同时教师也有时间深入到学生中去指导,提高实验的成功率。
例如:用伏安法测电阻的实验中,要分别观察电流表、电压表,调零电流表、电压表,移动滑动变阻器等等,中间实验小步骤多,难度较大,把它制成CAI课件在屏幕上显示并结合讲解,使学生较好地、较快地掌握实验步骤和方法,这样学生的操作速度加快,错误减少,大大节约了时间,成功率明显提高,多数同学获得较为满意的效果。再如:用电流表测电流实验时,对电流表的使用初学者经常出错,通过CAI课件显示出电流从正极流入,负极流出,电流表串接,根据量程正确读数,如果并接或反接易烧毁,用其它颜色强调量程,这样比较形象、直观,使学生留下深刻的印象。
(二)数码展示台辅助实验教学
多媒体辅助实验教学形象、直观、可见度大。但有它的缺点,那就是容易让学生产生不真实的想法,很大程度上降低实验的真实性,所以多媒体辅助实验手段不能代替演示实验。
我们在演示一些微观的、不易观察的实验现象,为了让学生能够更清晰、更直观地观察实验器材和实验现象,我们对所演示的实验进行数码投影不防是个好办法。它可以把实验器材放大,形象在展示在屏幕上,还能把实验过程、实验现象实况展示在学生面前。
例如:使用螺旋测微器来测量,教师拿着螺旋测微器讲其组成、结构和工作原理以及使用方法,由于可见度小,收效甚微,而把螺旋测微器放到数码展示台上投影到屏幕上给学生讲解其结构和工作原理,学生就容易接受多了。在使用时,旋动旋转旋钮和微调旋钮,测微螺杆向右移动的距离就是所测长度,这个距离的整数部分由固定刻度上读出,小数部分由可动刻度上读出,用一根钢针指着进行读数,使学生观察得清清楚楚,很快掌握其使用方法。
再如:磁场的演示实验。过去我们的做法是,先把六个小磁针放在讲桌上围成一个圆圈状,中间放一个条形磁铁,观察小磁针南、北极的方向变化。但是,由于讲桌较高不利于学生观察,前排学生能看得见一些,后排的学生就一点也看不到了。为了解决这一问题,我把这个实验放在数码展示台上做。具体做法是,在展示台上铺一张纸(避免实验器具划伤展示台),将六个小磁针放到展示台上围成一个圈,介绍完实验原理及小磁针南北极后,把条形磁铁放在小磁针围成的圆圈中间,这样实验现象即可通过展示台投影到屏幕上,实时、准确地呈现出实验现象,全体学生都可以清晰及时地观察,而且还有助于激发学生的观察兴趣,集中学生的注意力。
将电教媒体科学地运用于中学物理实验教学,与实验教学相互交融,有机结合,将弥补实验操作中由于器材、环境等原因造成的不足,是提高中学物理实验教学质量的有效途径。
四、课外实验的开发
新课标提出这样的理念:从生活走向物理,从物理走向社会。物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。通过从自然、生活到物理的认识过程,激发学生的求知欲,让学生领略自然现象中的美妙与和谐,培养学生终身的探索兴趣。
物理课由于实验多,往往是学生最爱上的课,注意力最集中的课。但是长时间的一成不变,学生的兴趣也会大打折扣。多开展课外实验,是课堂实验的有效补充,也让物理学更贴近生活,让学生感到物理就是身边、科学就在身边。我常常在备课时就设计了一些简单课外实验,让学生下课后、回家后去做。不但可以巩固基础知识、培养学生的能力、激发学生的兴趣,最大的好处是让大多数学生有成就感,其效果胜过做几道书面题。
在学习了光的色散后,我发现很多学生很快就忘记了白光由七种色光组成的。于是我就利用活动课的时间带着学生做了一次人造彩虹。烈日下,我端着一碗水和学生来到操场中间,学生们用各种眼神望着我,怀疑的、惊奇的、钦佩的。我用力喝了一口水,使劲喷出去,阳光下,一道小小的彩虹瞬间出现在我喷出的水雾中。学生那个兴奋劲足啊!一阵狂呼,校长还以为出了什么事。之后,学生各自端一碗水都来研究这人造彩虹,居然还有学生总结出要背对阳光才能看见彩虹的结论。从此,在学生的心中彩虹再也不是科幻中描述的那么神奇了。
在学习了物体的浮沉条件后,我安排学生回家用盐水和鸡蛋继续做实验。第二天,有个学生拿着一个鸡蛋来找我,说:“老师,为什么我家的鸡蛋不沉于水?不是说鸡蛋的密度大于清水的密度吗?”这可为难我了,望着这奇怪的鸡蛋,还真不好给学生解释。突然我想起小时候帮父母收稻谷时水田中那一个个漂浮的臭鸭蛋,终于有了答案:“你家的鸡蛋变质了,臭了。”学生小心的敲破蛋壳,一股臭味喷了出来,我们都笑了。
课外小实验及小制作是课内演示实验、学生实验的有效补充,是以学生独立为主的实践活动。在选题、取材、时间、空间上都比课堂教学有更大的灵活性,可以在相当大的程度上让学生独立操作、独立思考和独立解决问题,因此有利于学生施展聪明才智,培养能力,发挥创造力。学生从独立实践中,能够不断获得正反两方面的经验和教训,这是教学手段所无法传递的教育信息。
实验探究能力很大程度上影响了学生将来的发展方向,世界上许多发达国家重视实验教学的经验值得我们借鉴。德国物理教育界流传着这样一种说法:“没有实验的课,不算是一堂成功的课”。德国的物理教师除了极少数纯理论课没有实验外,一般每堂课要做2-3个实验。美国物理教师更重视实验探究,在他们上的每一节课中至少要做一个实验。有的是课本上要求的实验,有的是他们自己设计的实验,学生课堂上动手活动量较大,有半数以上的课是在实验室渡过的。可想而知,实验探究教学在中学物理教学中的重要地位。大量的信息资料显示:没有一定数量、质量演示实验的物理课是不成功的课;学生实验开展得不好的物理教学不能称其为合格的教学。
参考文献:
[1]马世红.设计性研究性物理实验的实践情况[J].物理实验,2004.11