第一篇:浅谈新课标下高中物理实验探究教学
浅谈新课标下高中物理实验探究教学
——以《摩擦力》教学为例
肃南一中
陈
鹏
邮编734400 关键词:新课标 高中物理实验探究教学 教学设计 摩擦力
摘 要:“课程标准”指出,教材大部分的模块可以以探究教科书中所涉及的科学规律为主,并强调,观察实验、抽象思维和数学方法相结合,是物理科学探究的基本方法。
正 文:
新课程改革以来,课堂教学中的科学探究一直是大家非常关注的问题。在教育部制订的《普通高中物理课程标准》里,科学探究既是一种教学方式,也是内容标准的一个组成部分。在科学探究和物理实验能力要求中,列出了“科学探究要素”和“对科学探究及物理实验能力的基本要求”,突出了物理实验的重要意义和作用。“课程标准”指出,教材大部分的模块可以以探究教科书中所涉及的科学规律为主,并强调,观察实验、抽象思维和数学方法相结合,是物理科学探究的基本方法。
从教学实践的角度来看,物理教师在课堂教学中实施“科学探究”教学有两个关键性的问题值得注意:其一,是探究教学的教学设计问题;其二,是课堂教学中的具体操作和课堂控制问题。
要完成科学探究的教学设计,首先必须对“科学探究”有一个清楚的认识。
在普通高中物理课程标准中,没有对“科学探究”的概念和含义作出明确的说明,只是列出了科学探究的要素、能力的基本要求和科学探究的基本方法。因此,我们看到了多种对“科学探究”不同的解读,物理教师在实施科学探究的过程中也确实有一些困惑。
“科学课程”中,推行“依据证据的解释”,在初中关于摩擦现象的学习就是这样的。在高中物理课程中,科学解释要求运用定律、定理、理论、模型等更多的科学知识、逻辑证据、深入的分析,并更加清楚的展示逻辑、证据及物理规律和理论知识之间的关系。例如:用摩擦定律解释和计算有关问题,用摩擦机理解释滑动摩擦的规律。这就是说,在物理课程中,对科学解释提出了更高的要求,即物理现象及过程、定律的解释和对物理规律的模型解释。
因此,高中物理课程中的科学探究包含两个不同的探究方向,一是指向事实,即由观察和实验所得到的事实,为解释(或者规律)提供事实证据;另一个是指向理论或者概念框架体系。一方面,物理规律具有普遍性,他覆盖了一些相关事实,并可以对这些事实作出解释;另一方面,物理规律具有真理性,这些事实是对物理规律的证实或检验。进一步,物理规律是物理知识体系的一个组成部分,物理定理是由理论演绎推理的结果,需要由事实证据来检验,实验定律来自事实的概括和归纳,它既要由事实来对其检验,也要由理论模型对其解释,这样物理规律就具有了必然性和真理性。只有这样,物理科学探究才能展示逻辑、证据和知识之间的关系。
基于上述观点,物理规律教学中的实验探究并不能简单的看做是“把验证性实验改变为探究性实验”的问题,也不能以实验结果作为探究的最后一步。而是应该把实验结果和数据看做证据,并运用证据和逻辑进行分析、推理和交流,从而获得物理规律,进而对问题进行解释。
滑动摩擦力实验探究具体应当怎么设计呢? 第一应该明确学习任务和实验探究的目标。学生在初中已经学过滑动摩擦力并且也做过有关滑动摩擦力的探究实验,通过实验学生已经知道了摩擦力的大小与正压力和接触面的粗糙程度有关,高中教学实验探究任务是找出它们之间的定量关系,同时学习动摩擦因数以及物理意义。1.明确学习任务和实验探究的目标 滑动摩擦力实验探究目标:
找到摩擦力与正压力、接触面之间的定量关系,学习动摩擦因数的物理意义。
第二,我们的学生具有一定的实验技能,有能力完成用测力计测量滑动摩擦力的实验,在固定测力计的情况下,用拉木板代替拉木块,解决了实验中只有匀速运动前提下才能用测出的拉力代替测量滑动摩擦力的问题。
一般课上实验方案都是教师为学生的设计好的,如果有几种不同方案的话可以给学生机会选择。如果课上让学生改进实验仪器这基本上是不可行的,如果是在研究性学习活动中可以给学生动手改进的机会。
因此课前,老师要在了解学生实验能力水平的前提下,设计完善的实验方案。
2.教师要了解学生实验技能水平并完善实验方案
第三,在用实验探究滑动摩擦力大小的规律之前,首先学生要明确一些问题,才能保证实验顺利进行,不能给学生一些实验仪器和任务去探究吧,也不能说教师就不敢指导了,怕教师指导了学生,就不是学生探究了。实验前要学生明确的问题又分成两类,一类是实验技能方面的,如:怎么测量这些物理量,测量时有哪些注意事项,怎样操作才能保证实验数据的准确性、设计表格等等。另一类应该是实验探究思想方法类的问题,如:学生制定实验方案、设计实验步骤、实验中怎样控制变量的问题。
3.学生实验之前需解决的问题分为两类:
⑴.实验技能方面的问题
怎么测量这些物理量,测量时有哪些注意事项,怎样操作才能保证实验数据的准确性、设计表格等等。
⑵.运用实验探究实验思想方法类问题
学生制定实验方案、设计实验步骤、实验中怎样控制变量。
另外,在收集实验数据之后,怎样分析实验数据、在分析论证实验结论前要根据实验数据,分析数据之后,做出一定的猜想,在分析论证阶段教师要教给学生的方法,最终怎样得出实验结果并描述和解释实验结论。
4.学生实验之后需解决的问题
⑴.怎样分析实验数据
⑵.在分析论证实验结论前要根据实验数据作出一定的猜想 ⑶.在分析论证阶段教师要教给学生的方法
⑷.最终怎样得出实验结果并描述和解释实验结论
经过新课程的教学实践,老师们对规律教学中的实验探究已经进行了一些尝试和探索,在实践中有了自己的体会,也有困惑。
我们在上课的过程中发现,滑动摩擦力实验是学生初中做过的,就实验技能方面的要求也不是太高,学生通过实验测出数据不是很困难,困难的是在实验前制定实验探究方案、确定实验步骤、取得证据以后如何分析并得出实验结论的过程若没有教师的指导,学生独立完成还是存在着一定的盲目性。教师怎样给予学生指导,又怎样才能发挥学生的主观能动性,这个尺度不知道该怎样把握。这一部分处理不好,课上的确占用了不少的时间,学生实验探究的结果也会打折扣。设计教学方案、确定实验步骤、注意事项、分析数据得出结论这几个环节教师都应该对学生做出一定的指导。但,应该采取不同的策略,可以通过导学案将实验步骤、注意事项、记录数据的表格发给学生,这样做可以减少很多的赘述,集中时间把研究的重点放在探究方法的思考上。
这两类问题的确是教师在教学实践中比较难处理的地方,因为头绪多,处理不好,主要内容不突出,或者学生实验目的性不强,实验探究部分不知道该怎么做。第二部分:摩擦力机理的探究及静摩擦力教学情景的创设 上面通过实验探究得到了关于滑动摩擦力的规律之后,我们是这样设计下一个教学环节的:通过摩擦力产生的机理部分内容的学习,进一步理解摩擦力与正压力、接触面粗糙程度的关系。
这个环节这样设计的理由有三个:一是学生在初中没有学过静摩擦力,而摩擦力产生的原因与滑动摩擦力基本上是一样的。在学会滑动摩擦力产生机理以后,让学生用刚学到的摩擦力的机理自己去分析物体没有被拉动时产生静摩擦力的问题,学生可以自己探究分析出静摩擦产生的原因、方向及大小。这样静摩擦力的教学设计目的是培养学生的逻辑推理及分析能力。
另一个考虑是:学生在定量了解了滑动摩擦力与正压力及接触面的关系以后,再进一步探究静摩擦力的定量关系时,就有了一定的基础。
第三,静摩擦力大小是通过二力平衡分析出来的,而且也没有静摩擦力的测量实验。象这样,学生在分组实验探究滑动摩擦力并了解其机理的基础上,再学习静摩擦力,学生理解起来应该更容易些。
摩擦力机理是一个比较难的问题,高中学生不可能通过一节课理解他,只是初步探究,认可这个事实即可。让学生介绍摩擦力机理的有关课外知识,老师点到为止,不占用过多的课堂时间,较好的把握重点和难点的关系。
静摩擦力部分的教学设计有如下五部分。
静摩擦力探究的教学设计
1.静摩擦力的存在、大小、方向的理论分析 2.测静摩擦力实验方案的理论推导 3.拉力与静摩擦力等大反向的实验验证 4.静摩擦力的学生分组实验探究 实验中最大静摩擦力问题情景的创设 静摩擦力大小和方向探究过程的教学设计
静摩擦力大小、方向探究过程的教学环节是怎样设计的?
有了摩擦力产生的机理,学生用推理及理论分析的方法,得出静摩擦力的存在、大小及方向是很容易的。
第二个环节,静摩擦力的实验测量。一般课堂教学中理论分析二力平衡得出静摩擦力的大小以后,一般没有实验测量。我们在这里设计了让学生使用刚才用过的测力计和木块动手测测试试,学生们在实验中能够发现并生成了一系列有关静摩擦的探究问题,如:静摩擦力是变化的、静摩擦力存在着一个最大值、最大静摩擦究竟与哪些因素有关等在静摩擦力学习中需要解决的系列问题。然后教师要根据学生在实验中产生的这些问题设计相应的教学环节,并解决这些问题。
在这里,我们介绍了一个用传感器测量静摩擦力的实验,该实验可以测出静摩擦力,同时对比摩擦力的大小与拉力等大反向。这个演示实验能起到试验论证的作用,也使得有关静摩擦力的探究教学更加完整。
通过演示实验和分组实验两种方式探究静摩擦力。演示实验利用传感器显示水平拉力和水平切向力的大小,得到水平拉力和静摩擦力的定量关系。再结合二力平衡,进一步得到静摩擦力大小关系。在此基础上进行的学生分组实验的目的就是让学生感受和体验了。这是新课程改革极力倡导的教学方式。
上面静摩擦力与滑动摩擦力两部分内容是分别探究和学习的,当然我们生活中见到的实例多是由静止到运动,或者由运动到静止的,那么应该设计一个教学环节,把两个摩擦放到一起,于是,就有了第四部分的教学设计内容。滑动摩擦力与静摩擦力大小和方向全过程探究的教学设计
物体从静止到运动全过程实时记录摩擦力图线意义的探究
这时用传感器实验得出来了一条由静止到运动的摩擦力的图线,让学生分析并理解图线的含义。
这是学生运用学过的知识分析测量结果、解释现象的一个教学环节,在这个教学环节中,主要目的是为了给学生提供一个运用所学知识,解决实际问题的机会,同时这条图线可以看出来最大静摩擦力与滑动摩擦力大小的关系,前面发现的最大静摩擦力的大小问题也在这里得到了解决。
如果学生能够分析清楚,由静止到运动的摩擦力的图线,那末她就掌握了滑动摩擦和静摩擦的规律,这个教学环节检查了学生对本节课的学习情况。
第五部分。用学到的规律解释现象、巩固理解
在这个教学环节里,我们设计了一个问题,要学生用实验的方法,测量一个无法用测力计直接测重力小球的重量,目的是让学生用学过的知识,解决具体的实际问题,这个实验的设计正好用上了学生实验中测出来的滑动摩擦系数,不过把已知量和待测的物理量换了一下。
课堂上发现,学生很快就能找到解决问题的思路。下面我们看一下这一段的教学录像。在这个课的教学设计中既然前面已经安排了学生分组实验也已经得出了结论,后面再做传感器的精确实验,这组传感器的实验是不是一定有这个必要?
本节课从探究滑动摩擦力分组实验、静摩擦力的分组实验、静摩擦力的传感器精确实验、又到最后物体由静止到运动全过程中实时摩擦力曲线的实验,还有学生测小球重量实验,一节课能完成这么多的实验吗?
总结摩擦力各个阶段实验的作用
我们先来回顾一下,本节课我们设计的教学实验有哪些?它们的作用是什么?
1.滑动摩擦力学生分组实验---------得出滑动摩擦力与正压力与接触面材料的关系。2.传感器静摩擦力大小的实验测量------是静摩擦力大小等于拉力的证据。3.静摩擦力学生测量实验-----收集证据,4.全过程实时记录摩擦力图线意义的实验-----检测学生学习成果,实验得到最大静摩擦力与滑动摩擦力大小的关系
5.测量小球重力的学生实验------学生应用学过的知识解决具体的实际问题
我们分析的课例,是试图把摩擦力这节课的每一个知识点得出都设计了不同的实验探究,并不是要求老师每一个实验都必须做。老师们可以根据自己学生实验水平和实验器材的情况,设计出适合自己的探究实验方案。
有的学校只能采用弹簧测力计等实验仪器让学生进行分组实验探究,有的学校已经建立了数字化实验室,有条件让全体学生利用传感器进行分组实验探究,比如:这节课可以让学生先把物体从静止到运动的摩擦力的图线先做出来,用探究的方式一段段的通过探究,也就是用问题驱动方式设计这节课,这时,教师演示实验与学生分组实验的关系、在做出图线以后学生就生成了问题并提出了猜想、实验测量的方法、静摩擦和滑动摩擦两部分的研究顺序要按照时间发生的顺序进行了,实验探究的设计就全变了。
总之,仪器不同,精确度不同,但是用实验探究的方法得到结论的思想是一致的。学生实验能力不同、学校条件不同、采用的实验设备不同,教学设计方案应该都是不同的,我们只是提出了一种教学设计方案。
其实,各种版本教材的安排顺序是不一样的,这两部分内容先讲哪一部分老师各有自己的理解,我们在备课的过程中也参考了各种版本的教材,安排顺序变化了,实验探究的教学设计也要相应的变化。总之,我们提倡不是教教材,而是按照课程标准的要求用好教材。这节课设计的所有实验不外乎有两个目的:一是介绍每一个知识点的得出是怎样通过实验完成的,了解规律教学是怎样通过实验探究实现的。二是介绍不同精度的实验在整个探究实验教学设计中发挥着不同的作用。
物理实验在科学探究中的作用概括为:1.创设情境
2.形成问题
3.提供证据
4.促进理解
参考文献: 1. 《普通高中物理课程标准》(实验稿)中华人民共和国教育部.[M].北京:人民教育出版 社,2003 2. 《全日制义务教育物理课程标准》(实验稿)中华人民共和国教育部.[M].北京:北京师 范大学出版社,2001
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第二篇:新课程下高中物理教学探究
新课程下高中物理教学探究
会泽县第二中学
董学江
[摘要]: 高中物理新教材继承了我国物理教材优势,以国际视野追求发展,新教材体现课程内容的基础性和时代性;注重物理学的思想、方法和科学精神的教育;体现多样化的教学方式,关注学生的兴趣和体验;体现科学、技术与社会的关系;体现课程及教学内容的多样性和选择性。总之,新教材为实现学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面的全面发展创造了条件。
[关键词]: 物理、新教材、教学探究
高中物理课堂教学是枯燥的,这也是许多高中物理教师感到头痛的问题,究其原因:一是高中物理教学任务重,尽管新教材已将高中物理许多内容做了删减和降低难度,但任何物理老师都不敢妄言轻松,为了完成教学任务,物理教师不得不将高中课堂当做自己独唱的舞台,学生只能被动的接受物理知识。二是高中物理对学生各方面能力要求提高,知识稍微复杂一点,大多数学生已经不能理解和接受,时间长了便对物理学科失去兴趣,新课改的实施,对物理课堂教学提出了新的要求,如何在高中物理课堂教学中贯彻新课改理念,调动学生思维的积极性,引导他们积极参与教学,这是诸多物理教师都在思考的问题,此问题的解决对高中物理教学的提高意义重大,本人在现行高中物理教学中,一直不断的控索,总结得出了一些具体的方法。
一、深刻理解新大纲、新教材,转变教学思想观念
从新旧大纲的对照中,我们可以发现:1.新大纲对教学目的作了调整,强调使学生了解物理学与其他学科以及物理学与技术进步、社会发展的关系,强调对科学方法的训练以及科学态度、科学志趣的培养。2.课程安排有较大变化:分必修物理课(I类物理课)和必修加选修物理课(II类物理课)。前者是基本要求的物理课,是全体学生必须学习的;后者是较高要求的物理课,适合于基础较好的学生学习。3.在“教学中应该注意的问题”里,谈到加强能力的培养时,特别指出“要破除单纯传授知识的传统教学观念”;还要求落实课题研究,并着眼于能力与意识的培养。4.在教学内容和要求方面减少了说明,减少了限制,利于因材施教。
新教材更具有其新的特色:16开彩页印刷,图文并茂,强调了基础知识,更注重能力的培养。教材中增设了不少新栏目,例如“为什么?”、“思考与讨论”、“做一做”等等。演示实验和学生分组实验都有所加强。教材还十分注重联系现实生活中的实际问题,更贴近了生活。由于高一年级两类物理的内容和要求完全相同。因此高一年级新教材将教学内容分为必学和选学,这样既能弥补知识面偏窄不足,又给程度较好的学生留有进一步钻研的余地,而不会给大多数学生增加负担。
这些变化都是从有利于学生掌握知识、发展能力的角度去考虑。因此教师教循教育要面向现代化、面向世界、面向未来的战略思想,贯彻国家教育方针,改变以往只重传授知识的做法,密切联系实际,重视能力的培养,让学生在学习物理基础知识、实验技能的同时,受到科学方法和科学思维的训练,受到科学态度和科学作风的熏陶,提高他们的科学文化素质。
二、转变教学方式,优化教学过程,实施新大纲
新教材、新大纲的实施要通过课堂教学来进行。为达到新教学目标,适应新教材的要求,我们改变传统教学方法中偏重记忆、理解,学生被动接受知识的做法,以“活动化”的教学模式进行教学,通过学生的“动脑、动口、动手”活动,引导学生积极、主动地学习,体现“以教师为主导,以学生为主体,以培养能力为主线”的现代教学理念。我们从下面几个方面开展了尝试。
1.创设情景,激发兴趣,培养能力
(1)创设一个和谐、民主、活跃的课堂气氛,变一言堂为群言堂,改变教师讲述为主的教学模式。教师变教材的重点、难点知识为问题,引导、组织学生对问题进行讨论,让学生在充足的课堂时间里自主学习、讨论辩析。例如在学习“人造卫星、宇宙速度”这个内容时候,恰好是我国发射“神舟三号”卫星之际。抓住这个扩展知识面的大好机会,教师布置同学们收集报刊、杂志、网上的有关资料,结合所学知识,开设一节由同学主持、演讲、讨论,教师客串发言的活动课。这样既活跃了课堂,调动了学生学习的主动性,还使他们学会收集信息、拓宽知识面,同时还使他们了解我国现代科学技术的成就,培养了爱国主义情操,增强学习科学的志趣。
(2)创设趣味性学习过程。新大纲在能力要求中包括培养学生运用数学处理问题的能力,其中要求理解图象的物理意义,会用图象表达和处理问题。这样跨 2 学科、用图象来反映物理规律学生历来感到很困难、很乏味。为此教学中我们利用我国民间故事“龟兔赛跑”设置了趣味性学习过程。要求同学们把自己记忆中“龟兔赛跑”的故事反映到位移一时间图象和速度-时间图象中去,而且故事不限版本,只要求能根据自己所作的图象叙述出故事。同学们一听,情绪高涨,人人动手在图象中描绘故事。我们还从中选择六、七个不同的图象到实物投影机上显示,并由作者讲述故事。这样的动脑、动手、动口的趣味性学习活动,既联系了实际,提高兴趣,又化难为易。
(3)针对学生对概念的糊涂认识有意设计概念的冲突情景。如学生学习牛顿第三定律后,常常把一对作用力和反作用力与一对平衡力混淆。为此设计了一些矛盾冲突若是马拉车的力等于车拉马的力,为什么是车被马拉走,而不是马被车拉走?把这些司空见惯问题上的似是而非之处,出其不意地在学生面前展开,激起惊奇感,促使学生主动思索、探究,2.增加探索性实验,引导学生“重新发现”,在探索中体会学习的乐趣
一般课本上的知识通常是科学家早就发现的知识,由于长期受传统教育的影响,学生往往习惯依赖教师、迷信课本,只照章记忆,忽视概念和规律的建立过程。教学中应增加探索性实验,引导学生探索,使他们认清概念、规律所依据的物理事实,知道它们的来龙去脉,真正理解其中的道理,领会研究问题的方法。
例如在学习简谐运动中的固有频率与振幅关系这一问题时,我们不是直截了当给出书中结论,让学生记忆,而是补充设置几个探索性小实验,一是测定弹簧振子在气垫导轨上以不同的振幅振动的周期,由同学们用实验秒表或者是自己的手表来记时测定周期大小。二是模仿伽利略号脉观察教堂吊灯摆动,发现“摆的等时性”的过程。以活动调动全体学生参与,引导他们去发现问题。这样学生不仅自己参与得出知识的结论,而且亲身体验了科学家发现问题的过程。发现者的自豪之感洋溢在他们的脸上,久久没有消失,同时科学的种子也在他们心中萌芽了。
教学中我们还把一些验证性的实验改为探索性实验,例如把学生分组实验“验证机械能守恒定律”引入新课,定量探索研究自由落体运动中的动能、势能的关系,从而得出结论,还利用测量的数据讨论了守恒条件。让学生参与知识产生和发展的过程。
3.把科技制作引入课堂,提供“成功的机会”增强创新意识和学习自信心
对科技制作活动,我们以小组活动的形式在全年级开展。每个小组2—8人不等,学生自由组合。我们经历了发动学生、自由编组、确定项目、设计、寻找材料、精心制作、展示作品等环节。活动都由各小组自行确定,所以制作的作品形式多样,有水火箭、钉子椅、水棱镜……等五十多样。我们目的是发挥物理学科的实验优势,让学生利用身边的一些简便材料,在理论和实际的结合中理解和运用知识;同时也培养了学生独立思考、手脑并用,善于与别人合作的能力。
这次活动有所不同的是,把作品展示引进课堂:各小组把自己的作品在讲台上向全班同学展示,介绍作品名称、原理、构造、材料、作用,还操作演示,回答同学们的提问。这不仅培养了学生的能力,更重要的是给所有的学生提供了展示才华的舞台,使他们享受到成功的欢乐,提高学习的自信心。
我们把学生的作品陈列在校科技活动室,向全校师生展出,还推荐优秀作品到区、市参赛,有两项作品《凹凸桥》、《离心运动》荣获“广州市第四届青少年科技活动汇演”二等奖。在课堂教学中尽可能使用学生作品来做演示实验,如双线摆、反击式水轮机、水火箭等等。这样不仅是对学生学习成果的肯定,也使学生觉得科学就在自己身边,引导他们把所学的物理知识应用到实际中去。
4.开展课题研究,培养学生的综合能力
高中物理课程的重大改革是首次设立了“课题研究”项目。我们原来认为,自己都不懂,怎么教学生?通过学习,明白了在高中开展课题研究是全面培养学生综合运用所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作能力的重要环节。教师对学生的研究方向和研究方法给予指导,把学生蕴藏着的积极性和创造力开发出来,同时自己也从中汲取营养。
实践中我们开展了“灶具的演变”和“拔河中的力学问题探讨”等课题研究。研究中我们注意着眼于能力和意识的培养。以“拔河中的力学问题探讨”为例谈谈我们的做法:学生由观看教师拔河比赛后,提出了研究课题,深入探讨,主要从力学角度研究了队员的力量、绳子的质量、队形、个人姿势、啦啦队、队员体重、鞋子等与拔河的关系,测量了几种常见鞋子与不同地面间的动摩擦因素,还把得出的初步结果用在班际拔河比赛中加以论证,最后得出结论并完成研究报告。
三、实施新大纲、新教材过程中的几点存在问题
新大纲的目标符合社会发展需要,符合学生身心发展,新教材的编写比较灵活,给教与学都留有发展的空间,是一本难得的好教材,如何更好地发挥它的作用,还需要我们思考:
1.新大纲、新教材的实施要有与之相适应的教学观念、教学方法。教学中如何避免“穿新鞋,走老路”的状况。
2.对学生能力培养怎样避免低层次的重复训练,如何有效地培养学生的创新精神和实践能力。
3.由于教材中高一年级两类物理课的内容完全相同,所以新教材第一册的内容,对基础较差的学生来说是较难的。如何使基础较差的学生经过努力也可以达到要求,有待我们探索。
4.新教材的内容比原教材增加了,对能力的要求也增大,但新大纲安排的时减少了。实际教学中常常觉得时间比较紧张,教学中引导学生探索、研讨没有充足的时间。如何解决这个冲突,需要我们在实践中摸索。
5.如何使学生的学习兴趣稳定、持久,使学生经常享受到成功的欢乐,也是亟待解决的问题。
[参考文献]:
[1]中华人民共和国教育部,《普通高中物理课程标准》,北师大出版社,2003.3
[2]高中物理课程标准研制组,《普通高中物理课程标准》解读,人民教育出版社,2004.4 [3]廖伯琴主编,《普通高中课程标准实验教科书-物理》,山东科技出版社,2004 [4]张大昌主编,《普通高中课程标准实验教科书-物理》,人民教育出版社,2004
第三篇:新课标下高中物理教学体会
新课标下高中物理教学体会
高一物理教学组熊 亮
2010年湖北省高一年级开始进入新课程改革,作为参与本次课改的一名老师,在接受课改新理念,感受课改新思维,使用课改新教材的同时,试着用新的教学理念在自己所任教班级内实践了半学期,现谈谈自己对在新课改下物理教学的一些感悟。
一、教学目标理念新
新课标明确指出:“普通高中教育是面向大众的、与九年义务教育相衔接的基础教育”。“高中物理新课程旨在进一步提高学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生,为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。”例如在“自由落体运动” 中为了更好的体现三维目标,我从“重的物体下落的是否比轻的物体下落的更快?”这一问题引入,然后通过实验及“落体运动”的研究中历史上的几个小故事展开,引导学生自行探究其运动规律让学生在“探究”学习的过程中掌握知识,在认知的一般过程中培养学生学会学习,学会研究的方法,最主要的是教师有意识的对伽利略等伟人的介绍在情感和价值观上注重对学生人格的培养。
二、教学内容重新合理安排
高中物理难学,是我国高中学生的共同呼声。而其中原因之一就在初中与高中内容衔接中出现的一个“台阶”上。对此问题,新课程在内容安排上更为合理。例如人教版新教材的《必修一》在绪论之后,是先安排运动的描述,接着是匀变速直线运动的研究,最后才是力与牛顿运动定律。而旧教材的第一册是绪言,之后就直接进入到力的学习,然后学习直线运动,接着是牛顿运动定律,再接着是物体的平衡。在教学过程中我们可以明显发现,力对于此时的学生过于困难抽象,而先安排运动的描述这一章,比较简单且与学生过去的学习经验相近,学生能比较好的掌握这一章的内容。在初中学习过程中,对物理的要求偏低,这就有可能导致学生一上高中就接触较难的力学部分而使得学生觉得物理太难,失去了学习物理的信心和兴趣。而新教材的安排,就避开了这个问题,它给我们的最大感觉就是循序渐进、环环相扣、步步登高。
众所周知,物理学是一门以实验为基础的学科。物理实验在物理教学乃至整个科学教育中占有重要的地位,实验是中学物理教学的重要内容。在新课标中没有像以前对高中阶段物理实验的内容和数目作硬性的规定,只是强调通过实验提高学生的实验技能、创新能力、独立思考能力、探索精神,在三维课程目标和实验的技能技巧上要达到的要求,在教材中也没有具体安排实验板块,而是将生活中常见的现象以实验的形式穿插在平时的教学中,并用探究性的实验代替代替以往的验证性的实验。这样更符合学生的认知实际,在潜移默化中把实验的重要性深入到学生的心目中。因此教师在物理实验教学上有更大的自由空间,但也提高了对教师要求,比如在探究性实验中学生的讨论与交流很难控制,不但要控制讨论题目的数量和难度,还要实时控制讨论的深度和广度,控制好讨论的时间,更要把学生会提出来的问题考虑的更全面。一但控制不到位或疏于控制,教学内容将
难以完成,实验目的也将难以达到
三、教学过程中加强老师与学生的对话
多年来我们一直在提倡“启发式”、“以学生为主体”等多种理念,这些理念也早已深入人心,而新课程也正是继承并加强了这些优秀的理念提出“探究性教学”的思路,以探究为平台加强师生间的对话。教学只有建立在师生平等对话的过程中进行,才能充分发挥师生双方在教学中的主导性和主体性。而创设和谐的对话氛围,正是这种双边活动的有力体现,它能激发学生的好奇心、求知欲,它能充分发挥学生的主观意识和创新精神,它能使学生置身于快乐之中。
所以我觉得在对话中教师要注意做到:要以一个参与者、研究者的身份出现在学生的探索、研究、讨论之中。与学生一起发表自己的观点,交换自己的看法。教师用商量的、研讨的口吻与学生对话,鼓励学生相互补充,展开讨论。比如“我想这样做,大家看行不行?”“这位同学是这么想的,你有什么不同的看法?”如果学生向教师提问题。教师要热情对待,积极回答。在对话中,要有充分的时间和空间让学生把话说完。
当然我们也不能忽略新课改在实施的过程中还存在着一些困难。
1、新的教科书对学校配件的要求较高,而我们在短期内无法实现。
学校本身器材不配套,有不少教材上要求的仪器装置没有办法演示给学生看。例如瞬时速度的测量装置—光电门,学校没有这种器材。学生仅仅通过看书本上的图片,基本上没有办法理解光电门测瞬时速度这个原理。
2、许多需要掌握的配套内容教科书上没有。
如在讲到“速度和加速度”时,仅仅介绍了平均速度,瞬时速度,却没有讲到平均速率。而平均速率是很容易和平均速度弄混的,学生很会认为它是平均速度的大小。教材中可以明文给出。这内容在教材中不出现,而配套练习的题目中却常常看到,可见平均速率的掌握也是十分重要的内容。
3、配套练习的错误率较高,难度偏大。
教材的变动较大,导致教辅资料跟不上,教材却是更新了,教师的教学理念也在更新,但教辅材料中题型的老化,没有看到新课改的理念,因为现在的学习仍处在并较长时间将处在应试教育阶段,所以只从课本上学习新知识,没有好的教辅资料练习学生还是很难适应这样的学习,考试成绩很容易打击学生学习的积极性。新教材对实验要求提高了但教辅资料没有体现出来这一点,所以更需要配套的教辅资料来改变这一部分空缺。等等。
总而言之,我想我们此后会努力克服困难,以新课改理念为思想,对已经发生或正在发生的教学活动进行的自我调节性思考,使自己不断成长,促进自身教学风格的形成。建立起以校为本的教学资源体系,努力在不断的磨砺与创造中迎来新课改的成功。
第四篇:新课标下高中物理教学体会
新课标下高中物理教学体会
辽宁省东港市第一中学 邓庆国
辽宁省普通高中的新课程改革已经实施一年多了,曾有过成功的喜悦,也曾有过无助的迷茫。下面我就结合自己的教学实践,谈谈自己的粗浅体会,不当之处请各位领导、同仁批评指正。
一、新课改的作用
曾经有老师问我,她写论文时,想用素质教育这个词,这个词是否已经过时了?我回答:素质教育不但没有过时,而且几个月前,《中国教育报》还专门对当前的素质教育进行系列讨论。应该说:我们现在正处在应试教育向素质教育过渡期,提高全民素质是我们努力的方向。教育部长周济曾经说:现在我们说应试教育的倾向还是比较严重的,中小学生的负担确实比较重,这是事实,但不能说现在应试教育占主导地位。现在的教育确实存在很多需要改进的地方。但应该承认,我们国家基础教育总的质量还是好的。
那么,新课改就是应试教育向素质教育过渡的推动力。为了更好地理解我们现在所处的位置,我设计了一个物理插图来说明这个过程。图中含义:
①图的外观含义:这是用物理图来说明我个人认为的当前我们所处的位置,即:正处于过渡期(斜面上),而新课改正是促进过渡的推动力(牵引力)。
②过渡期太短,势必倾角过大,则自身阻力就越大。
③新课改的推动力与内外阻力合力的大小关系,又决定着过渡的进程。④小车代表“教育”还是代表“教师”、“学生”,你感觉是什么就是什么。⑤还有其它什么还以,你可以自己继续分析。
本次新课程改革是经历了3年研制,征求了包括50多名院士在内的社会各界意见的改革,经过了从2001年9月份以来的实验,所以有专家认为,其意义不亚于1977年恢复高考。所以,教育部马司长说:“课程改革的浪潮滚滚而来,新世纪的中小学教师必须接受新一轮课改浪潮的洗礼。”
二、关于新课改的课堂教学
有些现象看似体现新课程、新理念,但表面的热闹精彩掩盖不住教育背后的空虚乏力。尊重学生,教师就只能是对学生说好话吗?挫折教育就不是素质教育了呗?自主学习就等于学生自己学习?合作学习岂止是几个学生围在一起这么简单?难怪有教师抱怨采用这种新教法,教学效果反而不佳,原因就在于此。真正的课堂教学不仅要“形似”,更要“神似”。这就需要我们老师下大气力,进行研究、设计。下面就课堂提问为例,介绍一下我的认识。
1、不当的课堂提问
就拿“互动”来说:师生交往和互动是学生通过自身原有的知识、经验与教师进行交流、互动,引起原有知识结构的重新构建,从而获得新的知识的过程通过信息交流实现师生互动,生生互动,相互沟通,相互影响,形成“学习共同体”。
课堂上师生互动,应该说是新课改所倡导的,但在听有的老师互动课时发现,有的老师认为,课堂提问多了,就是师生交往和互动了。暂且不论是否片面,问题提出的恰到好处也行,可是很多提问都属于无意义的提问:一问即答,一问齐答;什么都问,学生乱答;边讲边问,自问自答;填空式提问,接话式回答;暗示性提问,顺应性回答;指令性提问,判断性回答。例如:“电荷的运动情况是什么呀——哎——向右的”,在这句话中,学生没有任何人回答,老师只是“自作多情”;解这道题需要用万有引力——定律;讲解完选择题,得出答案后问,这个题应选择什么呀;对不对;会不会等。
新课改的课堂教学,千万不能只追求表面,要防止盲目追随一哄而上的不良现象。否则还是穿新鞋走老路,甚至新鞋穿不上,老路走不畅。
2、提问要有指向
兴趣性提问:往往用在教学的开头,或在教学关键环节。联想式提问:教学过程中遇到理论、观点方面的问题。类比式提问:用于学习新概念、新知识的推理过程中。悬念式提问:往往用在教学的结束,给学生留下悬念。
迁移性提问:教学过程中遇到难点或困惑,用知识迁移去解决。猜想式提问:往往用在引课或某种规律性问题。
发散式提问:是创新思维的前提,可用在引课或课的结束。反馈式提问:某一个教学段的完成或某一个教学环节的结束。挑战性提问:教师见机行事,引导创新思维。
3、关于新教材教学中的提问
有时教材中也涉及了问,但我们如果真正提出问题,反而效果不好。如必修(1)第二章匀变速直线运动的研究第四节自由落体运动(P45)中的说一说:
学生都知道在空气中下落有空气阻力,如果这个问题老师问的肤浅,则没有必要,也不能引起学生的兴趣,如果老师问的太深,又没有必要。所以正常授课时,我只是通过演示,来让学生感受的。
而还有的,如果在增加一个或几个问,效果会更好。如必修(2)第六章曲线运动第三节研究平抛运动的规律中的实验:
这个实验在做之前,先让学生考虑(增加一个问):怎样观察两球同时落地?可采取兴趣性提问、猜想式提问、挑战性提问都可以。在本节实际教学中,我采用让学生进行讨论的方法来进行的。
再如必修(1)第三章第2节弹力中演示:
还可以提问:用力压桌面时,光点位置是向上还是向下变化?兴趣性提问;悬念式提问;猜想式提问;反馈式提问都可以。学生回答的正确率不超过1/3。
课堂教学不应该是不变的方程式,更不能呈现僵化的程序,而应该是一个随机应变的模型。只追求僵死不变的教学模式,永远找不到课堂文化。
三、关于新课改的实验教学
1、考纲上的不同之处
以往高考物理考试大纲中的实验部分,在新课改的物理(或综合)考试大纲中改为实验与探究,具体要求也不同。
以往物理考纲实验要求:能独立完成“物理知识内容表”中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论;能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
新课改物理考纲实验要求:能独立完成“物理知识内容表”中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论,对结论进行分析和评价;能在实验过程中发现问题、提出问题,并制定解决方案;能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性实验。
划线部分为不同之处,主要是强调了设计和探究。
2、重视实验的设计和探究 必修教材中明确的探究课: 必修(1):第二章第1节:探究小车速度随时间变化的规律
第四章第2节:探究加速度与物体质量、物体受力的关系。
必修(2):第五章第2节:探究弹性势能表达式
第五章第3节:探究功与物体速度变化关系 第六章第3节:探究平抛运动规律
必修教材中有部分内容也可以设计为探究课,如:必修(1)第三章第4节力的合成中演示变探索等。
关于探究实验,这是大家都非常熟悉的,也是轻车熟路的,这里不再多说。
3、重视实验的实践体验
如:必修(2)第六章第1节曲线运动中的做一做:
有人说:“这么简单的概念还需要体验吗?”体验不只是为了理解知识。这一过程有利于增强学生理论联系实际的意识,解决许多更复杂的问题往往需要有这种意识,意识是难以通过“讲知识”来形成的。
类似内容还有:必修(1)第二章第4节自由落体运动中的做一做(测定反应时间);以及必修(2)第六章第7节做一做(向心力和半径的关系)等。
4、创造条件做实验
实践证明,成功的演示胜过千言万语。所以,我们要尽量用实验说话,增加学生的感性认识,效果非常理想,特别是在高一阶段,对于衔接初高中物理有很大的帮助。除了上面提到的一些实验外,还有:
必修(2)第六章第2节运动的合成与分解中的演示:(用日光等管装清水和蜡块)
必修(1)第三章第2节弹力中演示:(用激光笔代替光束)5、2007年高考试题中的实验题
今年理综全国卷(1),也就是我们辽宁省理综试卷的实验题,第一题是示波器,很多学校没有复习,致使学生本题得分较低,还是重视实验好,特别是学生能亲自动手做,那么就不会忘记,这就是刚才所说的重视实验的实践体验。
关于示波器,“3+2”高考时曾经考过一次,最近一次出现在2003年江苏高考物理题中,试题如下:
(6分)图中为示波器面板,屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。
⑴若要增大显示波形的亮度,应调节_______旋钮。⑵若要屏上波形线条变细且边缘清晰,应调节______旋钮。
⑶若要将波形曲线调至屏中央,应调节____与______旋钮。
还有:今年理综全国卷(1)第二题是借用验证动量守恒定律实验装置验证弹性碰撞的恢复系数,实际就是验证动量守恒定律实验的变化,这也告诉我们,新课改的实验应该重视,特别是探索性实验否则很难适应以后的高考,至少中等以下的学生(题略,以下同)。
北京综合卷实验第二题,网上评价很高:尽管是在用笔、用纸去考实验,但还是把认真做实验和敷衍做实验区分开,要把做过实验和没做过实验区分开来。实验是关于“小车在斜面上运动”问题,实际上还是“探究小车速度随时间变化的规律”和“验证牛顿运动定律”的结合。
演示实验也要上考卷,今年北京综合卷实验题第一题,就是一个关于阴极射线管的演示实验。
新课改的教学演示实验要尽可能地做,这样可以少走弯路。当然本题还是比较简单的。
江苏两个实验题都具有探究性,没有照搬课本上规定的学生实验,但使用的仪器和方法又是学生学过的。综合能力较强的学生应该能较好地应付。
四、关于新课改的重过程教学
新课程中实施教学思路的体会,首先就是重过程。也就是说:重视学生自主经历某种有价值的学习活动(例如观察、实验、解释、分析、概括、交流等)。通过该活动,在实现知识与技能目标的同时,让学生获得体验,形成意识,掌握方法,提高能力。
1、为什么重过程
在具体过程中能理解知识、掌握相关的技能。
在具体过程中学生能获得相关体验,增强相关的意识。意识是很难通过灌输来达到增强目的的。
方法,通常表现为解决问题的程序。理解某个方法不等于能掌握、运用这个方法。掌握和运用需要通过一定的过程来实现。
学生的能力是在相关行为中提高的,学生经历某一过程的行为为培养和发展相应能力创造了条件。
2、怎样重过程
下面就对新教材的两个教学过程进行分析,看应该怎样重知识。例1:关于曲线运动速度的方向 传统的教学过程是:
①列举旋转砂轮上的火星、旋转雨伞上的水滴沿圆周切线飞出的事例;②得出结论:做曲线运动的质点经过某位置的速度方向,在曲线过这点的切线方向上;③讲解有关例题,布置有关习题。
新课改的教学过程:
①观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题:怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向?
②实验:通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动,说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。
③简单的理论分析:渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。
④得出结论:做曲线运动的质点经过某位置的速度方向,在曲线过这点的切线方向上。
⑤体验:“做一做”——做一个显示抛体运动速度方向的“飞镖”。以上教学过程包括了:“提出问题——实验——理论分析——得出结论——体验”这样一个完整的过程。
例2:关于向心加速度和向心力 传统的教学过程是:
①分析做匀速圆周运动的物体受到向心力作用;②实验得出:向心力的大小跟质量、半径、角速度都有关系;③“可以证明”,向心力的大小等于F=mrw;④从力要产生加速度导出向心加速度意义和公式;⑤阅读材料:向心加速度公式的推导;⑥做一做:感受向心力。
过程分析:以上过程中的实验装置比较复杂,难以作为学生实验,而且力的大小的呈现比较间接,不易形成直观认识;证明过程也只是四个字:“可以证明”,学生没有经历这个过程,虽然作为阅读材料给出了公式的推导,但难以落实;只是在最后做一做中,起到一定的弥补作用。
新课改的教学过程:
①用一定的篇幅,设立小标题,进一步明确“速度变化量”的概念。
分析:向心加速度难点在于ΔV,正确认识圆周运动的ΔV作为以后过程的基础,这里又作了进一步强化。
②通过五个步骤说明ΔV很小时匀速圆周运动的ΔV指向圆心,引入向心加速度。
分析:把对ΔV方向的分析分为五步骤,减小台阶,降低坡度。③给出向心加速度,在“做一做”中让学生尝试自己进行推导。
分析:ΔV问题解决了,推导只是数学问题,放在“做一做”中,兼顾学生的差异性。
④通过实例引入向心力概念,通过牛顿第二定律推导向心力公式。分析:至此,学生获得的是完整的向心加速度概念。⑤用圆锥摆粗略验证向心力公式。
分析:圆锥摆实验装置简单,能够当作学生实验来做,也是一个应用知识的实例。
⑥做一做:体验在线速度和角速度相同的情况下向心力与半径的关系。分析:通过体验来认识半径和向心力的定量关系,强化实践意识。以上只是从几个侧面,说明自己对新课改的粗浅认识,在以后的日常教学中,还要不断地进行新的探索和研究,使我校的新课改工作能够顺利地向前发展。
(本文由丹东市教师挂牌培训讲话稿整理而成)
第五篇:新课程下的高中物理课堂教学演示实验探究
新课程下的高中物理课堂教学演示实验探究
吴康云
随着《普通高中物理课程标准》的颁布,高中物理教学改革已全面展开。作为高中物理教师必须认真学习、研究《普通高中物理课程标准》,领会和贯彻新课改精神,及时进行教师角色和教学方式的转变,才能适应时代发展和物理课程改革的要求,从容应对这场改革。而在《新课程标准》中,把物理实验能力要求作为内容标准的一个独立的主题,物理实验在《新课程标准》中的地位是显而易见的。物理实验对于提高学生学习物理兴趣,进而提高学生物理成绩把学生培养成有较高科学素养的人,有着不可替代的作用,所以,科学高效地开展物理实验教学就成为当务之急。如何开展物理实验教学是一个涉及教师、学生、器材、制度等课程要素的复杂工程,本文主要就如何开展演示实验教学进行探究。
一、教材中一些物理演示实验教学的改进
为使演示实验在课堂教学中发挥到最大的效果,教师除了应精心选择有较强科学性和代表性的实验进行演示外,有时为加强演示实验的可观性、便利性、趣味性等而需要采取一些改进措施。
1、改进物理演示实验教学的意义
有利于提高课堂教与学的效率,这些改进后的有趣、明显的实验现象和精巧的设计等都会给学生留下深刻的印象,且大大的提高学生对概念、规律等知识的理解,从而提高课堂上教与学的效率。有利于提高学生对物理的学习兴趣和学习能力,课堂演示实验的改进有时能提供一些与学生原有的认知结论相违背的新奇现象,或者学生能亲自参与设计操作实验的环境,这将大大激起学生学习物理的兴趣。有利于促进探究式教学和新课程教学改革的实施。新课程背景下,《物理课程标准》明确指出,高中学生应该在科学探究和物理实验中达到提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个科学探究要素。物理改进课堂演示实验能为探究性学习提供相应的学习环境。在和学生共同改进实验的过程中,学生与学生的探究以及教师与学生之间的探究都可以很自然的融入其中,这样整个活动都会充分体现“合作探究”教学模式,符合新的物理课程标准的要求,从而高效有序地进行新课程教学改革。2. 物理演示实验教学改进应遵循的规律。
我们进行实验改进的目的是增强实验的趣味性、凸显原有实验的现象、突出实验操作的主要程序,甚至修正原有实验的缺陷,让实验尽可能的发挥它的作用,而这种改进要遵循一定的规律。
(1)应有利于加强演示实验的便利性。实验装置应力求简单,以便排除复杂的实验装置对观察和思考主要问题的干扰即排除分散注意力的干扰,这是突出重点的需要。如:新课程人教版物理1中第58页上微小形变的演示实验(如图1所示)中,两次利用光的反射定律“放大”了光线的微小变动,这个方法渗透的很好,但调整装置很费时。若将氦氖激光器放在桌面上,使它的光直接射向较远的屏幕(或教室后面的墙壁)上,向桌面施加压力时会观察到光点移动。使得该演示实验简捷高效,现象直观清晰,会很大程度地提高课堂效率。又如:新课程人教版物理1中第56页上的演示实验(如图2所示),观察最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小关系,当手拉弹簧称,逐渐增大拉力,使得木块从静止开始移动后,很难控制木块匀速运动,于是弹簧秤的读数不断变化,很难感性地形成正确的概念。若加以改进,将弹簧秤拉木块整个装置置于一个长薄板上,保持木块静止不动,逐渐加力反向拉动木块下的薄板直至匀速拉动(如图3所示),观察弹簧秤的读数变化,这样更容易操作。
图1
图2 图3
(2)应有利于提高演示实验的可观性。明显的实验现象和可观性较强的实验都有利于教学内容的传授和学习。可观性差、实验现象不明显的实验容易引起学生对所讲内容的不信任,不利于学生的知识掌握。如:新课程人教版物理选修3-1中第6页的演示实验“探究影响电荷间相互作用力的因素”(如图4所示),一般静电实验很难演示成功,由于孤立物体和悬挂小球一般带电量很少,若加上空气潮湿的影响,放电较快,物体和小球之间的库仑力很小,丝线的偏角很小,很难观察到三个偏角的大小的不同,所以此演示实验成功率很低。而若将实验改进为(如图5所示),O为带绝缘柄的金属球,丝线上的小球用聚苯乙烯发泡材料(或其他轻质材料)做小球p1. p2. p3,在小球外面涂上石墨导电层(或外面包上导电的铝箔),利用感应起电机使A和三个小球同时带上正(负)电,起电机的起电效果远远强于摩擦起电,因此铝箔小球产生了明显的偏离,很容易比较出它们之间的距离越大偏角越小;若加快起电机的摇动速度,O和三个小球的带电量增加,丝线的偏角增大,说明它们之间的库仑力变大了;减慢摇动速度,则带电量减少,角度变小则库仑力变小。由此得出结论:电量越多,库仑力越大。这样改进以后实验现象明显了,提高了可观性,有利于学生对库仑定律的感性的了解。
图4
图5(3)应有利于增加演示实验的趣味性。在学习过程中,学生对所学知识感兴趣是极为重要的,兴趣是学习的直接动力,物理实验的现象和结果往往能激发学生的兴趣,使学习处于一种积极主动的状态中,所以应适时设置有趣的演示实验以达到激趣的目的。如:学习重心的概念时,可以增加这样一个小的演示实验:用橡皮筋将两支铅笔的一端扎紧,另一端拉开适当的距离后搁在第三支铅笔上,构成一个木支架,宽端略高于窄端(如图6所示)。将小球放在木支架的窄端,可见小球朝高端滚去。这个实验很有趣,看似小球自动上坡,实质上是小球重心下降,一部分重力势能转变成了动能。但也应注意避免出现为增加趣味性而忽视了安全性,如有的老师在学习“机械能守恒”一节时,进行“铅球碰鼻”实验(如图7所示),3公斤重的铅球自某学生鼻尖无初速度释放再摆回,看学生怕不怕铁球碰伤鼻子,惊险刺激,但应防止被试验的同学站立时会出现轻微晃动而造成伤害。
图6 图7
(4)应有利于提高演示实验的环保性。在课堂演示实验中还应注意安全环保等问题,如:在旧人教版物理第二册(必修加选修)的P4演示鸡蛋从一米多高的地方落到一块泡沫塑料垫上,观察鸡蛋会不会被打破(如图8所示)。这个实验的演示结果往往会使鸡蛋在泡沫垫上弹跳几次后滚落在地板上破碎,既不美观也不环保。若在透明的大大的玻璃器皿内的底部铺一层厚厚的细沙,再将鸡蛋从一米多高处下落(如图9所示),鸡蛋会稳稳停落在铺有沙子的器皿中,既不会再次弹跳又完好无损,大大增强了实验的直观性及环保性。
图8 图 9
二、发挥演示实验在物理课堂教学中的重要作用
物理课堂演示实验具有形象、有趣的特点,能为学生在形成物理概念、得出物理规律前营造出真实生动的物理情境,容易被学生接受。
1、演示实验可以帮助学生直观、形象地观察物理现象及其变化规律,形成物理概念。作为物理教师要尽一切可能,在课堂上为学生展现出真实丰富的物理现象和生动有趣的物理情景。
2、演示实验可以激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力,引导学生积极进行思维活动。兴趣是一种内驱力,它能刺激学生为追求探索未知事物而获得相应的学习动机,而课堂上的演示实验往往能起到这样的效果。教师在演示实验中还要注意培养学生观察力,让学生善于观察出事物和现象中重要的属性和特性。
3、演示实验是学生学习实验操作的重要途径。教师演示实验的态度和效果,对学生的科学观有着至关重要的影响。教师必须认真做好示范操作,每一个环节都应合理规范。这样,教师娴熟的操作技能、严谨的科学态度和显著的实验效果能帮助学生培养其严谨的科学态度和规范的操作步骤。
三、演示实验的教学方式
演示实验的授课形式不应仅仅是单一的“老师演,学生看”,还可以是“教师导,学生演”,即学生积极参与演示实验。通过趣味新奇的物理实验演示,自己切身的参与,激发学生的好奇心理,从而激发他们思索的欲望。
1.“样板式”演示实验教学。演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。在这种常规的演示实验教学中,应注意积极引导学生思考、猜想、观察、分析、论证、评估,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。引导学生从课堂演示实验现象的观察和实验的研究分析中归纳出结论,是培养高中学生学习科学归纳思维方法的有效途径。
2.“参与式”演示实验教学。在演示实验的操作中,要关注学生的参与、体验和理解。教师只是创设情景,做一些简明、娴熟的示范点拨。引导学生在对物理概念的形成阶段,像科学家那样地思维,主动思索实验方案,控制实验条件,排除干扰因素,在实验中测量数据,获取信息,交流信息,处理信息,在信息中寻找和发现规律。若教师能为学生提供参与某些科学探究过程的机会,让学生根据已有的背景知识和可靠的物理事实,通过推理和想象来提出问题,并形成猜测,然后提出实验方案,并进一步通过分析数据来反馈假设,最后形成正确的实验探究结果,这将会帮助学生形成较高的科学素养。让学生在教师指导下参与演示实验,不仅能提高学生实验技能,又能加深他们对物理概念和规律理解和掌握,同时也能加强对学生科学方法的训练及能力的培养。
3.“合作式”演示实验教学。有选择地改变一些物理演示实验的常规程序,以探究小组丰富物理实验的组织形式。比如为培养学生主动探索物理规律的能力,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验,以加强对学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力的培养效果。这些演示实验可以根据教材的特点和学生实际情况,实行分组实验,在学生已有知识和初步具有实验技能的条件下,在教师指导下,让学生自己动手、动脑,在实验中观察现象,主动探索,然后得出物理规律。在课堂组织形式上将物理课堂演示实验与学生的分组实验有机地结合起来,同时加强学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力的训练,多角度、全方面地让中学物理实验教学提高到一个新的水平。
综上所述,按照科学的方法实施、改进高中物理教学中的演示实验教学的作用是多方面的,因此在中学物理教学中,我们必须把物理演示实验的操作、改进、设计列为实验教学中的一个重要内容,具体落实到教学措施和各个环节中,对于响应新课程标准,提高学生综合素质,培养人才,提高全民族的思想道德水平和科学文化水平都具有重大的意义。另外,中学生的实验能力与理论水平相比差距很大。实验能力水平较低,主要体现在学生的动手能力水平较低。所以在开展研究性学习提高学生的实验思维能力和设计实验能力的同时,应加强培养学生的动手能力。通过开放实验室、精选课外实验尽量创造更多的条件,给学生更多的时间和空间来动手做实验,是提高学生物理实验能力的关键。总之,在新课程标准背景下,我们要真正重视实验教学,真正落实学生的主体地位,构建开放的实验课程资源,努力促进学生物理实验和科学探究能力的提高,使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面都有应有的提高。