第一篇:基于“双主体”关系下的物理课堂实验教学
基于“双主体”关系下的物理课堂实验教学
物理学是以实验为基础的科学,实验始终是研究物理学的重要方法;物理实验教学的目的,不仅是通过物理学习逐渐认识自然界物质运动的规律和运动的本质,还应从知识和技能的获得中了解和掌握科学的思维方法。这样才能更好地从前辈科学家思维活动的轨迹中,吸取智慧,得到启迪,有利于活跃自己的灵感,开发潜在的智能。
物理实验教学的目的是使学生通过物理现象的感性材料,培养学生的观察能力,并且培养学生的实验技能从而使学生发现事物本质。一堂有效的物理实验课堂就是一堂“双主体”课堂,教师和学生都是教学的主体。教师是研究教材、研究学生的主体。学生是学习的主人,是课堂教学过程中发挥主体作用的主体。“双主体教学模式”的核心思想是“尊重”、“参与”和“发展”,这是理论研究与实践探索的灵魂,也是联结理论与实践的关键。在“双主体教学模式”中,学生应该得到全面的发展和不断的提高,这种发展和提高必须在学生全身心投入教育教学过程中形成。在学生的主动参与的过程中,学生的积极性、主动性和创造性才能进入最优化的境界。
一、“双主体”关系提高学生积极性
物理实验课堂不光有演示实验,还有许多的学生实验。物理实验课堂没有充分发挥学生的积极性,没有调动学生的积极性,就不可能培养学生的观察能力、动手能力、处理数据的能力、分析误差的能力和归纳结论的能力。加强物理实验教学,要求我们首先将物理实验教学作为物理教学的主要任务加以落实,而不只是作为物理教学的辅助手段。特别要加强探索性实验的训练,根据教材的特点和学生实际情况,在学生已有知识和初步具有实验技能的条件下,由教师提出课题,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。要提高学生对物理实验课堂的积极性,就必须学生发挥主体作用。在物理实验课堂中渗透探究性教学的理念,积极地去创设情境与条件,充分发挥学生的主体性,激发起学生学习物理实验的积极性,从而更好更全面地去培养学生的各项综合能力。学生的主体意识越强,他们积极学习物理实验的兴趣就越大,从而也就越能在教育活动中充分发挥其主体自身的能动力量,不断地调整、改造自身的知识结构、心理状态和行为方式;学生的主体意识越强,他们对自身发展的希望就越大,从而对自身提出的需求也就越高。因此,学生的物理实验学习是为了满足其自身个体发展的需要,应该让学生通过自己对物理实验的参与来主动地建构和能动地改造自己的物理实验学习活动。
二、“双主体”关系使学生主动学习物理实验课
“主动学习”是参与学习的基本学习形式,物理实验课大多在“主动学习”中进行。积极引导学生主动学习,通过学生亲身的物理实验,分析物理过程,得出物理结论。变消极的学习为主动积极、富于创造的学习,使学习成为要以学生成为主体的自己的自主活动。主动学习的方式主要以学生主动探索发现和解决问题为特点,包括交往学习、合作学习、体验学习和有意义的接受学习等多种学习方式。在物理实验,我们特别注意学生在参与中学会学习,在参与中学会活动,在参与中学会合作。但就其物理实验规律而言,只强调参与是片面的,应该着重要求学生学会主动学习,静心思考,查找实验规律,得出实验本质,动中有静,静中有动。一动一静,一张一弛,才有利于学生掌握学习规律和学习方法,养成良好的学习习惯。在指导学生参与学习活动时,得到的刺激不能过分强烈,学生过于兴奋,反而会受到抑制而得不到有效的学习。因为学习也需要专心,需要全神贯注,需要安静下来认真思考。在师生“双主体”的相互作用之中,学生不断得到改造、进化和发展,教师不断得到充实、丰富和提高,双方处于一个和谐、协同的活动统一体中,学生的主动性将大大提高。
三、“双主体”关系培养学生的创造性
物理实验不仅是促进物理概念的形成、导出和验证定理、定律的手段,更重要的是有趣的实验教学能够满足学生的好奇心理,激发学生的学习兴趣,激活学生的思维状态,是培养学生创造思维能力的最佳办法之一。物理实验课堂可以利用对实验现象的猜想、对实验过程的理解、对实验原理的设计以及书写实验报告这几个环节来对学生创造性思维能力的培养。这一系列环节有两个主体:教师和学生。从教的角度说,教师是主体,只有发挥教师的主体性,才能有的放矢地对学生进行引导、指导及导向;从学的方面说,学生当然是学习的主体,教师及其对学生的教育内容则成为客体,学生只有积极、自主、能动地学习,主动接受教育的影响,积极向教师提出质疑,才能充分发挥自身的主体性,实现对学习活动的自我支配、自我调节和自我控制。在师生“双主体”的相互作用之中,教师不断得到充实、丰富和提高,学生不断得到改造、进化和发展,有力的培养了学生创造思维能力。
“以教师为主导,以学生为主体”重视了学生主观能动性,让他们自主地学习,成为学习的主人。在学生的主动参与物理实验课堂的过程中,学生的积极性、主动性和创造性得到了不断的提高。
第二篇: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
第三篇:八年级下物理实验教学工作总结
八年级物理实验教学工作总结
(2012-----2013学第二学期)
一学期的教学工作结束了。在校领导和上级主管部门的指导下,在物理实验员的协同下,本学期的实验教学工作完成的很圆满,很顺利。现总结如下:物理学是一门以实验为基础的学科,物理实验对理解和掌握物理概念和规律,对物理知识的巩固和运用有着重要的作用。本学期我们对实验进行了探究性的研究。
1、确定实验教学指导思想,强化实验教学目标
在初中物理实验教学过程中确定以实验为基础,用实验来展开激发学生的实验兴趣,发挥学生参与教学的主动性和积极性,培养学生操作实验、设计实验的实践能力和创造能力,加强实验教学的研究,尽量把验证性实验改为探索性实验,把演示实验改为边讲边实验,通过挖掘教学内容的学术性,有机地把课内探索延伸到课外。总之,尊重科学,实事求是,面对群体,以实验创新教育为前提,使学生达到掌握物理实验技能和科学方法,养成科学态度,学会运用实验手段解决物理问题的能力为指导思想,强化实验教学目标。
2、探索改革实验教学模式,发挥主导、主体功能
大力探索改革不适应新时期形势的初中物理实验教学模式,建立起按科学设计实验教学程序、优化实验教学过程、指导实验方法、培养创新能力的“引导-探索-实验-掌握”教学模式。这种教学模式应充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位。教师充分相信学生,使学生主动参与实验。课本让学生看,实验让学生做,思路让学生想,疑难让学生议,错误让学生析。让学生独立设计实验,利用物理实验,发挥学生的主观能动作用,最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流,教师在课内讲重点、关键点和注意点,发挥好主导调控作用。主要方式是采取提问、答疑、讨论、观察实验现象、动手操作等。在实验中,加强对学生实验方法和创新能力的培养。按教学大纲规定必做的分组实验,并将学生分成三种类型:第一类是理解能力差,反应较慢,动作缓慢;第二类是思维敏捷,动作粗糙;第三类是独立思考,动手能力强。不管哪类学生整个实验过程全部由学生自己独立完成,教师必要时答疑引路。
3、全体师生在思想上都很重视。
每次实验,都认真的准备,并事先演习一遍。同学都能够做到先预习,熟悉实验的目的、原理、步骤及注意事项,并严格按实验要求进行操作。实验结束后能及时整理仪器并按要求进行送回仪器室,摆放到指定位置。
通过做实验,培养了同学们的观察能力和动手能力,同时,通过对实验数据的处理和对实验的总结,增强了学生们运用数学知识解决问题的能力。通过做实验,使同学们演习物理的兴趣有了很大程度的提高。培养了学生的实事求是的科学态度。
本学期的实验工作能够圆满完成是和师生的共同努力分不开的。以后的实验工作我们将更加严格要求,力争做的更好。
邓亚平
2013-06-20
第四篇:浅谈新课程理念下的物理实验教学
浅谈新课程理念下的物理实验教学
在新课程理念下,我们要将实验教学重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程的转化,从而达到学生自主学习的目的,养成自主探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。因此改革传统的物理实验课教学模式,创建适应当今教育形势需要的物理实验课探究模式,已成当务之急。那么怎样创建当今教育形式下的物理实验课模式呢?我认为可以从下面几个方面着手。首先,增强演示效果,激发学生自主学习物理兴趣
我们知道,在物理教学中,演示实验是使学生对教学内容获得直观感性认识的重要手段,是建立概念和规律,理解和掌握物理知识不可缺少的环节,一个成功的演示实验,不仅有利于激发学生学习物理的兴趣,也有利于加深对书本知识的理解。因此,演示实验具有其它教学手段不能替代的作用,为增强演示效果,增大实验的可见度,我在实际教学中进行了一些尝试,且取得了较好的效果。例如检验大气压存在的实验,每个学生自己都可以做这个实验,实验器材(一个输液瓶,一根10至20cm的小玻璃管及带色的水)来源也很简单,如图所示.实验步骤是:在瓶里装入适量的水,用胶塞封闭,将玻璃管从胶塞中间插入瓶中,再从玻璃管上方吹入少量气,使瓶外的管中能产生一定高度的水柱,再观察它在楼顶和楼底的水柱的高度变化情况,从而推断出气体压强随高度变化情况学生便一目了然。
用乒乓球做物体的浮沉实验,用水和水杯做放大镜实验等等,总之,能够让学生做的,一定要让他们做起来,协助他(她)们做成功,使他们获得成功的喜悦,产生强烈的成就感。
其次是鼓励学生自主探究,培养他们创新能力
教科书上的探究实验是对一些重要定律和原理让学生进行探究并得出结论。但在实际教学中,绝大部分老师都是替学生设计好实验步骤甚至做成演示实验,学生成了旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养,也就更不能说学生能够很好的熟悉实验器材。因此要鼓励学生自己动脑、动手操作,在探究过程中充分发挥学生在探究过程中的主体和中心地位,让学生亲身经历实验过程,对未知结论的探索、激发学生的思维状态,认识到这些物理实验反映的物理本质,从而认识并形成正确的物理规律,培养学生的创新意识。例如,在探究“浮力的大小等于什么”的实验中,我们首先应该让学生思考:放入水中的乒乓球,从它刚露出水面到最后漂浮在水面上不动的过程中,它受到的重力怎样变化?浮力怎样变化?浸没在水中的体积怎样变化?从而让学生对“浮力的大小与什么有关”根据现象作出猜想和假设,并进一步设计实验进行探究、分析论证并尝试改进实验方案。在实验探究活动中让学生通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,不仅得出了影响浮力大小的因素,更重要的是让学生们逐步树立科学方法的学习和科学世界观。
第三,协助学生进行日常生活小实验,及小制作教学手段
在日常教学实践中,重视初中教材中小实验的教学,既有利于巩固知识,提高能力,更能引起学生的兴趣,这对全面提高物理实验操作能力具有重要的意义。通过小实验和小制作的完成,可激发学生学习物理知识的兴趣,调动他们学习的积极性。
物理学科的特点决定了学生学习物理的难度,导致一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪,若能在改进课堂教学的前提下,把握住对小实验教学的机会,通过学习体会亲自制作和实践的乐趣,就可激发兴趣,认识到物理知识在实践中的应用,从而激起他们学好物理的信心。通过小实验的教学,进一步培养和加强学生的实验技能。根据学校的实际情况,我们组织学生利用课外活动时间开展小制作活动,如自制电动机、测力计、潜望镜、简易望远镜、三棱镜、电铃、楼道电灯开关电路等。既能锻炼学生的动手制作能力,又能为学生将来工作后自制简易用具打下良好的基础。物理学是实验科学,提倡学生自编实验和自制实验器材,可培养动脑思考的习惯和动手创新的能力,又如“纸盒烧开水”、“小风轮”等小实验的实施和操作过程,就是对知识的再学习过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。通过对小实验的教学,达到对物理知识的巩固、复习和提高的作用。因此,小制作、小实验的实施过程就是对知识的再学习过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。同时,通过对小实验的教学还可教育学生树立献身科学的精神,实施理想教育和爱国主义教育。第四,拓展实验教学的思路,扩大实验探究的范围
物理就是以实验为基础的学科,也就是物理的定义、定理、规律都建立在大量的实验和实践活动中,那么我们所说的实验也就不仅仅局限于课本上的演示实验、探究实验及“想想做做”小实验,而是将实验探究贯穿于物理学习的全过程。我们的实验教学可以在课上,也 可以在课下;可以使用实验室所配备的器材,也可以自备自制教具,甚至可以使用我们日常生活中的现有物品,经常用学生身边的物品做实验,如用铅笔和小刀做压强实验,用可乐瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验用乒乓球做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,这些器材学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力:大家一起来想一想,还可以用什么来说明我们要知道的物理知识。或者,这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题,等等。学生在实验探究活动中,通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
实验是物理课程改革的重要环节,是落实物理课程目标,全面提高学生科学素养的重要途径,也是物理课程改革的重要条件和重要课程资源。任何时候都应该十分重视实验的创新。实践证明,培养学生的创造性思维关键在于教师。要让学生具有创造精神,教师首先要实施以创造性教育。依靠具有创新的教师通过创造性的教育一定能培养出创造性的学生,而教师对实验创新又是落实这一目标的一个关键。
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