第一篇:关于物理实验教学中渗透STS教育的几点思考
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关于物理实验教学中渗透STS教育的几点思考
作者:罗翀
来源:《物理教学探讨》2013年第10期
摘要:物理教学必须合理地选取“自然科学”、“生产技术”与“人文社科”这三方面素材,刻意构建一个宽广的教学平台,充分展现科学的人文价值。文章结合笔者高中物理实验教学实践,试图从创新课堂实验设计方案、变测量验证性实验为探究性实验和开展青少年科技创新活动等三个方面阐述在高中物理实验教学中如何渗透STS教育。
第二篇:物理教学中的STS的教育(论文)
大学研究生学位课程论文
论 文 题 目: 物理教学中的STS的教育
物理教学中的STS的教育
摘 要:本文先阐述了在物理教学中渗透STS教育的目的和意义,进而分析物理教学中实施STS教育有四方面的优势,最后又进一步提出如何在物理教学中渗透STS教育。
关键词:物理教学、STS
STS是英文“科学”(Science)、“技术”(Technology)和“社会”(Society)第一个字母的缩写,是上世纪六七十年代首先在英、美等国兴起的一门综合性交叉学科。在物理教学中进行STS教育,其目标是不仅使学生掌握物理学的基本知识和技能,而且使学生懂得这些知识的实用价值,培养学生的科学意识、技术意识和社会意识,使学生形成关于科学技术与人类福利、社会发展相统一的价值观,并努力推动科学、技术与社会的进步;进而去引导学生去认识科学、技术、社会乃至观念、意识、文化之间的复杂关系,去研究并掌握如何对这些关系进行有效调控,从而使人类文明得以长期稳定。因此物理学与STS问题有着天然、广泛的联系.
一、在物理教学中渗透STS教育的目的和意义
STS教育的宗旨是培养能够了解科学技术及其社会价值,了解现代社会对科学技术发展的需求且能够应用科学技术的人才,它要求科学教育要面向现代化,要注重渗透技术教育,要把科学教育和当前社会发展、社会生活紧密结合起来,使学生认识科学、技术与社会的相互影响,理解科学技术作为“第一生产力”的社会价值。物理教学内容与技术、社会和生活密不可分,基本教学目标之一是向学生介绍最基本的物理概念和规律,而教学内容中涉及到的运动、力、热、声、光、电等物理现象都与学生的生活密切相关。所以,源于生活、用于生活是物理教学的基本出发点和归宿,物理教学从其内容本身讲就必须联系技术、生活和社会加以展开。
二、物理教学中实施STS教育有四方面的优势:
1、物理教学与STS教育有着极大的相容性 物理学是自然科学的基础,物理知识在生产和生活中有着广泛的应用,对社会发展产生了极大的影响。如果实现了物理教学与STS教育的结合,STS教育所具有的多样性、开放性、综合性、参与性等特点,对消解和纠正长期以来物理教学中存在的封闭灌输、单一狭义、不利于学生个性发展等弊端将可能产生积极的影响。
2、物理学中蕴涵着极为丰富的科学方法论思想
现代科学观点把科学视为一种不断前进和自我矫正的对于大自然的探索过程,所有的科学知识都是科学探索的结果。STS教育中的“科学”,不只是静态的科学结论,也含有动态的科学过程。在科学探索过程中,还需要有正确的科学态度、先进的科学方法和坚韧的科学精神,就STS教育来说,主要是提高人的这 些科学素质。物理学中蕴涵有极为丰富的科学方法论思想,假如能把这些内容同具体的物理教学有机融合起来,使之转化为有血有肉的物理研究方法和物理思维过程,则学生易于理解和接受,对于培养和提高学生的科学素质和研究能力是很有促进作用的。
3、物理教学中有着丰富的STS教育内容 物理教学中的STS教育内容是极为丰富的,即使在中学物理教科书上也有不少体现。例:噪音的危害问题、惯性与交通问题、能量与能源问题、内能利用与污染问题、电器使用问题、核能与核辐射问题等。在物理教学中,对这些问题的研究学习进行拓展、加深。使学生在掌握学科知识的基础上懂得科学知识的应用,懂得科学技术和社会之间的相互影响和作用,有助于培养学生关注社会的意识和利用正确的价值观处理社会问题的能力。
4、物理教学要求与STS教育任务是一致的 物理的教学内容应该是日常生活和生产的常见、常用知识,是今后学习文化、科学、技术、适应现代化所需要的预备知识”教学目的是引导学生学习物理学的初步知识及其实际应用,了解物理学知识在科学技术和社会发展中的重要作用。由此可以看出,不论是教学内容,还是教学目的,都蕴涵了STS教育的思想。因此,在物理教学中,结合教学内容,只要将物理再向生活和环境延伸,给学生的智慧和思想以倾向性的触发,既体现了STS教育思想,又有益于完成物理教学要求。
三、如何在物理教学中渗透STS教育
在教学实践中,根据STS教育的教学内容和学生实际,可采用以下几种方法在物理教学中渗透STS教育。
1、引导学生通过观察、探究自然界中的各种物理现象,从生活走向物理,从物理走向社会。自然界中的各种物理现象是比较复杂的,教师可在物理教学中尽可能地联系各种自然现象,突出基本的物理原理。例如:学习了物态的变化后,要求学生能用水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象,观察并探究电冰箱中的物态变化:放进冰箱的新鲜蔬菜过几天为什么会失去水分?如何才能保留这些水分?让学生应用物理知识解释身边的一些物理现象,寻求最佳解决问题的办法。课后可以布置探究性活动,如:调查学校和家庭的用水状况,设计一个学校或家庭的节水方案;调查当地水资源的利用状况,并对当地水资源的利用提出自己的见解,从而使学生对如何合理利用水资源的社会问题有充分认识,树立节约用水的意识。
2、紧密结合日常生活、工农业生产收集STS教育素材,提出一系列实际问题,引导学生运用物理知识及生活体验进行探究,最后解决提出的实际问题。例如:电能表是生产生活中应用比较广泛的一种仪表。我校使用的电能表的表盘上都标有2500R/kwh。如何用秒表和电能表测白炽灯、电熨斗等用电器的功率?如何检查电能表的准确程度?如何测照明电路的实际电压?分别是怎样计算的?在教师的引导下,学生推导了一系列公式,然后在课外进行测量。这不仅加深了学生对电功、电功率的理解,掌握了电能表的使用方法,而且培养了学生的探索能力和操作能力,为以后深入学习和参加实践打下了坚实的基础。
3、充分挖掘物理教材,介绍一些现代化科技成就,拓宽学生的知识面,提高他们的科学素养。联系现代科学技术反映了物理学习的时代特征,使学生能够 用现代观念看待物理知识的实际应用,使学生加深对现代科学技术的认识,培养学生运用所学知识分析解决现代生产技术问题的能力,增强社会责任感,了解物理学习的社会意义。
例如:学习激光时学生了解到激光具有方向性好、单色性好、亮度高的特性。接着可介绍激光在高新科技中的应用:利用激光方向性好的特性制成的激光雷达,它可以准确地测量目标的距离、方向和速度,对卫星、导弹等目标进行精密跟踪;医学上利用亮度高的激光作“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术,不仅能完全消毒杀菌,而且手术时间很短,减小患者痛苦;利用激光单色性好的全息摄影,在防伪、防盗等技术上更是一般光源所不及。从这些介绍中,学生把“激光”这个物理概念与社会生活上的一些尖端科学技术联系在一起,认识其物理原理。
4、利用课本中的相关知识点引导学生接触一些重大的社会问题,如环境保护、能源危机、噪声污染和可再生能源的开发等可持续发展的观念,使学生意识到现代科学技术高速发展的同时也带来了一些严重的社会问题,从而增强了学生的社会责任感。例如,观看录像或实地参观电厂,了解生产过程和应用情况,调查生产过程中可能造成的环境污染,提出治理这些污染的设想等。又如结合影响蒸发的几个因素就植树造林与保护水资源的关系引导学生写一篇调查报告。要求检索相关的地理和环保知识,了解我国水资源分布与植被分布之间的关系,并从影响蒸发的因素上分析开发大西北与植树造林减少水土流失、改善生态环境间的关系。然后在课堂上让学生交流调查心得,评比所写的论文或报告。这样,使学生从物理学的角度形成保护环境、防止噪声污染和开发可再生能源的社会意识,增强他们的社会责任感。
在物理教学中渗透STS教育是深化物理教育的一个重要途径,它在提高学生的科学素质、学习科学的兴趣、解决实际问题的能力上,都起着非常重要的作用。在物理教学中渗透STS教育,对教师的素质要求也相应地提高了。为此,教师要转变教育观念,不断更新知识,结合现代科技的应用,根据现行教学大纲、教材的需要和未来社会实践中生活的需要控制渗透的深度、广度,不断充实教学内容,使物理课具有时代的气息。
参考文献:
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第三篇:物理STS学习心得
《课程标准》指出:“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点”,“学生不仅应学习物理知识和技能,还应经历一些科学探究过程,学习科学方法,了解科学·技术·社会(STS),逐步树立科学的世界观。科学探究应渗透在教材和教学过程的各个部分”。因此,在物理教学中组织STS教育的形式必须多样化,必须冲破传统的封闭式的课堂教学模式,在教学时间和空间上都必须实行开放式的教学,形成学生自主参与、灵活、开放、合作的教学模式。
通过本课程的学习,加深了对 STS 教育的认识,进一步明确 STS 教育与物理学的关系,掌握初中物理教学中应遵循的原则、了解初中物理教学中实施 STS 教育的主要内容和基本途径,并从心里体会到在以后的教学注意渗透科学、技术、社会三者的关系,让物理学习跟生活实际多多产生联系,从而提高学生的学习兴趣,提高教学效果。
在教学中教师应结合教材中的知识点,紧密联系生产和生活实际;介绍现代物理的巨大成就,介绍物理家的创造、发明和发现,促进其它自然学科、工程技术以及生产和经济的发展,使学生更好地认识到科学知识在日常生活、工农业生产乃至高科技领域中的地位和作用。例如:在学习《平面镜》时,介绍平面镜的应用有能够成像(制作镜子)和改变光的传播方向(潜望镜);在学习《液体压强》时介绍为什么三峡大坝“上窄下宽”;在学习《物质的属性》时,介绍目前在我省范围内横跨长江的各座长江大桥的名称、位置和主要特征;在学习《现代通信—走进信息时代》时,介绍我省重点开发的“物联网”的进展程度等。
初中物理教学中,教师可以在适当时间、适度地介绍相关的物理学史,这样可以使学生了解物理发展的历史和一些著名物理学家的典型事迹与故事,也能较好地培养学生良好的科学素养与人文精神。例如:阿基米德根据他洗澡时,随着身子浸入浴桶,一部分水就从桶边溢出的现象发现阿基米德原理;瑞丽根据由氨制得的氮气密度和由空气制得的氮气密度不同从而发现了氩气。同时,在实际教学中,应适时向学生介绍我国在物理学领域中所取得的巨大成就,树立民族自尊心和自信心。例如:墨子最早发现“小孔成像”的现象,以及我国在超导材料,磁悬浮技术和高铁技术等的先进科技,“嫦娥一号”的成功探月和将要升空的“天宫一号”等等。
对学习困难的学生要耐心帮助,使他们达到相应的教学要求。对学有余力的学生,要鼓励他们多阅读课外书籍,鼓励他们冒尖,例如,讲完“摩擦起电”后,让几位学习拔尖的学生阅读课外书籍,了解“静电感应”、静电技术以及静电技术在生产生活中的应用等等。
必须废除注入式教学,运用启发式教学。既要注重知识的传授结果,又要注重知识的传授过程。“授之以鱼,不如授之以渔”就是这个道理。根据不同的教学内容和学生的实际情况,采取各种有效的方式和途径,引导学生动口、动手、动脑,从而发展学生的各种能力,使学生达到综合素质的提高。
充分运用教科书,启发学生积极思考,引导学生进行联想和想象。每学完一个知识点,就让学生想象该知识点在科学、技术、社会中的应用。例如,学完“运动和力”一节后,学生就可以联想到“神舟”五号的发射与回收时的情景。
要打破传统的学业上以分数定高低的观念,树立新的评估观念。以前塑造出的高分低能儿,不能适应社会的发展,不能推动社会的进步。在科学技术高度发展的时代,应培养学生开拓创新的能力,培养学生的探索精神和创造才能。我们应该变封闭式教学为开放式教学,让学生广泛接触社会,在实践中逐渐养成独立思考、善于质疑、富于创新的习惯和素养。
鼓励学生自己看书,自己动手实践,搞一些小制作、小发明。在自己动手的过程中会发现许多问题,凡是学生自己通过思考实践能够解决的问题,尽量让学生自己去解决,不要包办代替。让学生主动积极地摄取知识、应用知识,从中获得相应的能力。
第四篇:物理实验教学中的创新教育
物理实验教学中的创新教育
作者:张春喜 教学论文来源:原创 点击数:
440 更新时间:2008-9-29 摘要:创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育,它能够使学习者通过对已有知识的学习,了解前人是怎样解决具体问题的,从而模拟前人解决问题的思考方式,在现有的基础上积累经验,拓展视野,孕育创新。也就是说创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法,而不仅仅是知识的本身。因此,创新教育不应只是一个时髦而响亮的口号,而应落在工作的实处,物理的实验教学能够很好的体现这一质
变过程。
关键词:创新 能力 改革
伴随着经济的发展,科技的日新月异,知识在社会生活和社会发展中的含量越来越高,而以知识为基础的知识经济越来越受到世人瞩目。决定个人命运的主要因素,也已不再是掌握知识的多少,而在于更新知识创造知识的能力的大小。创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育,它能够使学习者通过对已有知识的学习,了解前人是怎样解决具体问题的,从而模拟前人解决问题的思考方式,在现有的基础上积累经验,拓展视野,孕育创新。也就是说创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法,而不仅仅是知识的本身。因此,创新教育不应只是一个时髦而响亮的口号,而应落在工作的实处。
创新是事物发展过程中量的积累,是量变过程。同时创新又是创造,是事物的突变,是一个全新事物和方法,是事物发展过程中的质变。物理的实验教学能够很好的体现这一质变过程。我们下面就在初中物理实验教学中来探索创新教育的具体实施。
一、更新实验教学的思路
创新不是凭空的胡编乱造,而是通过对客观事物的观察、分析、总结,在客观事实的基础上来得到前人没有得到的结果结论,或者是用前人的正确结论创建新的领域。如果把创新等同于建造空中楼阁,那是对创新的一个歪曲,是非常容易误入唯心主义的泥潭的。
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、定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现行初中物理教科书中所安排的十九个学生分组实验,两百一十一个演示实验和若干课外小实验。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,用雪碧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眼药瓶做物体的浮沉实验,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内容。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。
调动学生刚刚起步的创新的意识和创新的精神。
总之,我们不是为做实验而做实验,我们做实验是学习这种研究事物内在联系,研究问题的方法。
二、培养学生实验能力
我国在教学中培养学生实验能力,特别是动手能力方面,与发达国家相比存在着明显的差距,培养学生实验能力是我国近些年来物理教学改革的重点内容之一。让学生动手做实验,能够使学生对物理事实获得具体的、明确的认识,这是理解概念和规律的必要的基础。
实验能力主要包括观察力、操作能力、数据处理能力以及实验报告能力:一要培养观察能力。无论是教师的演示实验还是学生的分组实验,学生都有一个对物理现象进行有目的、有序的观察过程。要注意引导观察的全面性、准确性和深刻性。教给学生观察的方法,通常采取的方法有:对比观察法和归纳观察法。对比观察法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。归纳观察法是通过对个别现象进行观察,经过分析、推广,再归纳为一般性的规律。观察能力的培养是教学大纲中重点强调的,应该在平时的观察中逐步提高。二要培养操作能力。实验过程离不开操作,操作是否正确规范都有可能影响实验的结果,甚至直接导致实验的失败。应该引导学生在操作前拟定操作步骤,要了解所使用仪器的用途、规格和使用注意事项,按照实验原理,学会控制实验条件,合理组装或连接实验装置。另外,在操作过程中故障的排除是许多学生的薄弱环节,往往反映学生对实验原理模糊不清,或者对各部分仪器的工作情况不甚了解,又不肯动脑分析而急于求老师来解决。这时教师应当引导学生分析故障的特点,放手让学生自己独立解决,养成手脑并用、独立工作的习惯和能力以及进行科学实验的自觉意识。三要培养数据处理能力。要得到正确的实验结果就必须具备一定的数据处理能力。在中学阶段,要求学生养成对于一个量的确认需获得多组数据(多次直接测量)才有可信度的习惯;对于直接读取的数据应该会用有效数字表示;能自己设计表格进行间接测量的计算;能用代数法、图象法几何法来研究实验报告能力。要将科学实验的全过程和成果完整地表达出来,就要指导学生认真独立地写好实验报告,这也是培养学生分析问题、总结规律和文字表达能力的重要措施。实验报告的内容要规范化,一般应包括:实验课题、实验目的、实验原理、仪器装置、实验步骤、数据记录和处理、实验结论、误差分析等。在高中课本中,最初三个实验已做了简要的示范,让学生有一个模仿学习过程,以后的实验就要求学生自己写。特别是写“实验步骤”,学生普遍感到较难,教师应该引导学生根据实际操作过程,自己组织语言按“装(即在准备步骤中将仪器装接调整好)、测(测量、读数)、处(数据处理)、结(做出结论、整理器材)”依序写出,不要大量抄录课本中的内容。每次实验报告都进行评分,并给予评价。总之,培养学生实验能力要以提高实验素养为指导思想,注重必要的实验技能训练。长期坚持强化实验能力训练,就能使学生更快更熟练地掌握科学实验方法,推进由应试教育向素质教育的转轨。
物理实验教学的现状与它在物理教学中应有的地位是很不相称的。造成这种现象的原因很多,如实验课所占比重较小,考试制度的局限和不少学校的实验设备的不足乃至有些教师不能适应实验教学的要求等等。使得实验开设率低,实验教学效果不佳,要求偏低。面对这种现状,我们采取了增加学生实验和教师演示实验的次数以及增加课外活动的实践机会,提高实验课的质量,摸索出一些切实可行的改革措施,有效地
提高了教学质量。
三、改进实验教学,优化教学过程
(一)强化演示实验。
除了重视做好每一个教学大纲中所规定的演示实验外,增加了一些演示实验。我们在强化实验手段上,做了一些尝试:用演示实验创设情景,引入新课,理解、巩固和深化知识。对于激发求知欲,提高兴趣,启迪思路都有事半功倍之效。用演示实验解决抽象疑难问题,如布朗运动、浮力的作用力和反作用力、随圆盘一起做匀速圆周运动的物体受静摩擦力方向是指向国心的受力分析等等,生动直观,言简意赅。事实证明,具体形象要比语言文字更易记住,视觉刺激远胜于听觉刺激。另外,教师在做演示实验所表现出良好的实验素养也对学生有潜移默化的作用。因此,为了提高物理教学的整体水平,我们必须充分利用演示实验的特点,充分发挥实验在教学中的功能。
(二)重视学生分组实验。
这类实验要严格要求学生在实验过程中遵守预习——实验(操作)——总结(报告)的规程要让学生有充分操作和思考的时间。学生分组实验是培养学生实验技能的必要的实验类型。我们将各个实验归类为“基本仪器的使用、测定性实验、验证性实验、探索性实验”四大类,指导好各类实验的特点和通用的实验方法。”基本仪器的使用“要能记住基本仪器、仪表和量具的构造、用途和操作规程,掌握操作要领和读数方法。“测定性实验”往往是通过测定某些物理量再借助某些物理规律,间接地得到待测的物理量。“验证性实验”主要是让学生学会研究物理规律的两种科学方法,即由理论到实验和由观察、实验到理论的方法,通常是先测定与规律有关的物理量,然后看一看这些物理量的关系是否符合所要证实的规律。“探索性实验”又称研究性实验,则是对学生进行用实验归纳法研究未知物理规律的训练,此类实验难度较大,在课本中数量较少,我们按照教学大纲所指出的“有条件的学校应发增加探索性实验的数目”,将一些验证性实验改为探索实验(如牛顿第二定律、玻意耳定律)。增加学生对该类实验的训练,同时有利于学生知道重要定律的由来和培养控制实验条件及设汁实验的能力。对实验进行分类指导,有利于使学生摸索到做各类实验的基本规律,不致于离开教师的指导就不知所措。对于学生分组实验掌握情况如何,除了进行书面考试外,还进行了单独
实验操作考试,收到良好的效果。
(三)增加随堂实验。
为了增加学生的动手机会和加深理解物理知识,我们还增加了许多随堂实验,即边学边实验。它可以配合课堂教学内容,通过亲自做实验去探索和获取知识。对于一些可见度不高,不宜演示的重点实验和与课本知识密切相关的小实验,如:高中教材中的肥皂膜干涉、三棱镜色散现象和一些仪器刻度的观察等等;或适合学生动手动脑探索规律的实验,如:初三的欧姆定律,高二电学中电源电动势与路端电压、内电阻的关系以及路端电压与外电阻的关系;或对于有些基本仪器的认识和使用,如:电表、秒表、温度计、滑动变阻器等等。随堂实验调动了学生的学习积极性,对于激发兴趣、促进知识的掌握具有现实意义,值得提倡和推广。
(四)开展课外活动。
结合课本里的“小实验”,引导学生利用课外时间通过一些简单器材和自制仪器独立完成。如:初中学生学完“浮力”知识后学会制作潜水艇模型,学完“光的反射定律”后制作简易潜望镜,学完“安全用电”后学会安装照明电路,排除照明电路的故障;学完“照相机”后配合劳技课开设摄影讲座和组织摄影实践活动。配合学校科技节举办大型“扔鸡蛋”比赛活动,靠学生自己找器材,自行设计和制作,踊跃参与,大显身手。这次活动盛况还在省电视台播出,同学们至今还记忆犹新,意犹未尽。我们还组织学生学会修理弹簧秤,自制溢水杯等简单仪器和小家电的使用和维修。组织学生走出校门参观马尾造船厂、闽渔公司、华能电厂、省物构所等等。不受教学大纲限制,形式多样,多渠道开设实践活动课,将理论与实践有机地结合起来,在活动中培养学生的科技意识、创造意识、竞争意识和实用意识,对于开发学生智力,丰富学生课余生活,提
高学生科学素质和学习兴趣都是很有效的。
四、实验教学评价中的新意识
教师对教学目标的完成情况进行评估,为制订下一个目标做准备,这是一个学科目标的结束。如果说学生 已经掌握了知识的重点、难点,形成了相应的技能技巧,那么教师应该对学生学习过程进行总结,学生掌握了什么,超越了什么?谁做得最好,由教师和学生总结这个的经验,从而形成再创新能力,这个环节是必不可少的。
在以往的教学评价当中,往往是以学生的一次次考试的成绩来评价每一个学生,在具有创新意识的教育教学过程中,这个评价方法自然也应该有所改进,而实验教学的评价似乎成了其中的重点。新的评价观点不仅仅应该看到学生在操作实验中的熟练程度、准确程度,更应该重视实验中解决问题的能力。由于这种评价还在起步当中,在实际操作时就更应该努力避免死板缺乏创造力的观点,这也是我们努力的方向之一。
总之,创新教育能使学生学会学习,开发智力提高素质, 增加了锻炼的机会,增强了适应社会发展的意识。而其在物理实验教学中的具体实施,也会给我们培养大量的适应现代化社会需要的人材提供一个可行的方式方法。
第五篇:浅谈物理实验教学中的创新教育
浅谈物理实验教学中的创新教育
22世纪将是知识经济占国际经济主导地位的世纪,也就是知识经济竞争的世纪。知识经济的竞争,实质上是技术创新的竞争、知识创新的竞争和创新人才的竞争。无论是进行技术创新,还是进行知识创新,最关键、最根本的因素是人才,是创新者。下一个世纪的知识经济,必将形成对人才尤其是创新人才的巨大需求,人才的竞争会异常激烈。那时谁拥有大量高素质的创新人才资源,谁就拥有持续创新的能力,谁就具备发展知识经济的巨大潜力;相反,谁缺少科学技术储备和创新人才,谁就会失去知识经济带来的发展机遇。创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育,它能够使学习者通过对已有知识的学习,了解前人是怎样解决具体问题的,从而模拟前人解决问题的思考方式,在现有的基础上积累经验,拓展视野,孕育创新。也就是说创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法,而不仅仅是知识的本身。因此,创新教育不应只是一个时髦而响亮的口号,而应落在工作的实处。创新是事物发展过程中量的积累,是量变过程。同时创新又是创造,是事物的突变,是一个全新事物和方法,是事物发展过程中的质变。物理的实验教学能够很好的体现这一质变过程。下面就在初中物理实验教学中来探索创新教育的具体实施。
一、更新实验教学的思路
创新不是凭空的胡编乱造,而是通过对客观事物的观察、分析、总结,在客观事实的基础上来得到前人没有得到的结果结论,或者是用前人的正确结论创建新的领域。如果把创新等同于建造空中楼阁,那是对创新的一 个歪曲,是非常容易误入唯心主义的泥潭的。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、定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现行初中物理教科书中所安排的十多个学生分组实验,一百多个演示实验和若干课外小实验。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,用雪碧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眼药瓶做物体的浮沉实验,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内容。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。调动学生刚刚起步的创新的意识和创新的精神。
总之,我们不是为做实验而做实验,我们做实验是学习这种研究事物内在联系,研究问题的方法。
二、实验教学方法的改革
1、观察是创新的前提
观察是实验的第一步,也是创新的前提。没有对客观事物的认识是谈不到创新的。我们在实验教学中首先应该使学生知道:所谓观察就是要有目的地辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因,其次,要使学生了解观察是要经过一定的努力,克服一定的困难,才能发现问题,才能得到对事物的正确认识和正确的结论。需要指出的是:在教学中应该 让学生知道,观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步,也是我们要进行任何创造和超越的第一步,我们所需要的不仅仅是大家观察到的结果,更重要的是观察这个活动的本身,观察在生活中无处不在。比如观察水的沸腾实验中要求学生注意观察在给水加热的过程中,能看到什么?在此基础上引导同学讨论观察的方法和应注意的问题。可以提示看到的不同的现象是由不同的原因引起的,但是具体到是哪些原因,应该由学生通过多次的实验得出一定的结论,而不是老师在黑板上把各种条件罗列出,再提供给学生实验。那样做实际限制了学生的思维,是不利于学生形成创新思维的。
2、实验,在学习中创新
人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地加以思索和总结得到的。如对于彩虹,自然界在特定雨天后才能看到,平时看不到。在序言中教学中用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里, 使学生感到新奇,通过这段教学师生共同讨论,形成共识,知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。通过实验,能够对物理事实获得具体的明确的认识,有助于理解物理概念和规律。那么在这里学习的就不是色散的知识,更重要的学习了这种探索事实根本的方法——实验。实验中要有实事求是的科学态度。教育学生每做一个实验应该:了解实验目的,正确使用仪器,作必要的记录,得出相应的结论整理好实验器材。根据实验观察到的现象和结果得出结论,做出正确的实验报告。向学生适当介绍一些物理学大师所做的物理实验以及所取得的成绩,而在以后的学习中能够运用这些方法来探索知识。
3、重视方法的总结,动手动脑 科学方法提出这样几个步骤:收集大量资料,证据;总结分析;得出结论;提出意见和建议。实验做完了,结果出来了,我们的实验是不是就结束了?没有。应用才是我们的最终目的,这也完全符合唯物主义方法论中关于从实践到理论再由理论到实践的辨证原则。当学生做了基本实验后,教师应当对学生实验提出较高层次的要求--做验证性的和设计性的实验。比如在做完测平均速度的实验后应该总结实验时所采用的物理方法:控制变量的方法,这种方法在物理的实验中是最常用的,是应该掌握的。这样在学完密度知识后根据实验室所能提供的器材可以要求学生解决如何测金属块的密度问题,学生可以根据控制变量的方法提出设计方案,也可以提出一些具体问题,自己设计实验方法进行实验。这不仅对前面知识的应用,也是一种对物理方法的使用。运用现有的知识内容推论后面的学习内容是一种物理研究的思路,更是学生应该掌握的物理方法之一。在这个研究的过程中也更容易有新的突破。在做固体融化的实验过程中(直接加热),开始的实验结论和课本上总是不一致,学生甚至考虑了推翻课本的大胆想法。在引导学生考虑小学学习的热平衡的知识后,就有学生考虑是不是加热不均匀的问题,通过讨论,最终使用了水浴的方法来解决了问题,结论与课本基本一致。这就是运用来探讨新知识新方法,在探讨中学生也品尝到了成功的喜悦。
三、实验教学评价中的新意识
教师对教学目标的完成情况进行评估,为制订下一个目标做准备,这是一个学科目标的结束。如果说学生 已经掌握了知识的重点、难点,形成了相应的技能技巧,那么教师应该对学生学习过程进行总结,学生掌握 了 什么,超越了什么?谁做得最好,由教师和学生总结这个的经验,从而形成再创新能力,这个环节是必不可少的。在以往的教学评价当中,往往是以学生的一次次考试的成绩来评价每一个学生,在具有创新意识的教育教学过程中,这个评价方法自然也应该有所改进,而实验教学的评价似乎成了其中的重点。新的评价观点不仅仅应该看到学生在操作实验中的熟练程度、准确程度,更应该重视实验中解决问题的能力。由于这种评价还在起步当中,在实际操作时就更应该努力避免死板缺乏创造力的观点,这也是我们努力的方向之一。
总之, 通过物理实验教学中的创新教育能使学生学会学习,开发智力提高素质, 增加了锻炼的机会,增强了适应社会发展的意识。而其在物理实验教学中的具体实施,也会给我们培养大量的适应现代化社会需要的人材提供一个可行的方式方法。