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【摘要】物理学是一门实验科学、要加强演示和学生实验,培养学生一定的实验能力和科学素养,可见,物理实验在中学物理教学中大力加强演示实验和学生实验,这对于培养学生的观察和实验能力、实事求是的科学态度、培养学生兴趣都有着不可替代的作用;可见物理实验有着重要作用和地位。本文只就物理实验课中如何加强学生实验技能训练和培养学生实验能力进行讨论和研究,意在探求物理实验课培养学生物理实验技能的方法和途径。
【关键词】实验能力; 创新能力; 创作灵感; 知识的迁移 ;学习动机 ;控制变量法 ;瞬间顿悟
物理是一门以实验为基础的学科,通过对物理实验的学习,可以帮助学生更直观的了解物质的性质,掌握物理实验技能、技巧,理解和巩固化学知识,是培养学生观察现象能力,分析问题能力、解决问题能力的重要手段。同时培养了学生团结协作能力和动手能力。因此在教学过程中,必须重视物理实验在培养学生的观察能力、思维能力、动手操作能力,描述(表达)能力和创造(设计)能力等方面的重要作用。从近年中考物理试题来看,有关物理实验内容的考查,无论从形式到内容,从知识到能力,从题量到分值都已得到了高度的重视。而且题型越来越活,形式多种多样,趋向于开放性试题,重点考查学生的实验基础和创新能力。所以如何培养和提高学生的实验能力、创新能力是物理教师面临的一个重要课题。新教材中对实验分了几个层次:演示实验、学生实验,这有利于学生通过实验理解所学知识,极大的提高了学生动手操作能力和调动了学生学习物理的兴趣,同时对学生实验能力的培养既有帮助,现就这方面谈一下我自己的一些心得和想法。
1 教师要激发学生的求知欲,鼓励学生幻想
心理学告诉我们:学习动机是直接推动学生,进行学习的动力,学生对所学的物理知识发生了兴趣,就会主动积极去思维,去探索创新。那么在课堂教学中,如何激发学习动机,引起兴趣呢?
1.1 教师要向学生传授现代物理知识,应用物理知识去解释自然的奥秘,剖析日常生活及用品中蕴含着的物理知识,讲解玩具、机器中的原理和涉及到的物理知识,使学生产生好奇的心里。好奇作为学生思维的先导,是中学生思维上的一个重要特点,培养好奇心,能使人善于发现问题,提出问题,并激发求知欲和学习兴趣,好奇是成功的起点,教师应该有意识地进行引发和激励。
1.2 带领学生参观实验室及一些工厂的生产设备,是一种最直接的激发学生趣的方法,向学生介绍仪器的用途、设备的结构原理等,由于学生的专业知识薄弱,对仪器及设备不够了解,因而他们会问到很多的问题。好问是中学生心理的又一特点,中学生已经有了一定的基础知识,而且这知识具有过渡性的特点,他们的认识也随之由经验型向思维型发展。学生好问的积极性应得到鼓励和尊重,教师也要不厌其烦地一一作答,必要时可拆开仪器的外壳,使学生认识仪器的本质。鼓励他们异想天开,放开思维,那怕是谎诞不经的设想,都不要紧。
2 把选择探究实验内容的权力交给学生
2.1 教师认真地组织好研究性实验的活动。活动要能体现出教师的主导作用和学生的主体作用,在教师的组织和引导下,学生以主人翁的姿态,积极主动地参与,让学生在提出问题的基础上,独立设计实验,,并经过认真的观察、讨论、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。
2.2 活动要能体现出学生的创新精神和实践能力。研究性实验的活动要鼓励和提倡学生敢于想象,勇于提问、大胆实践,可采取不同的方法、不同的形式、不同的思路、不同步骤来进行研究,调动学生的积极性和创造性,培养他们的创新精神和实践能力,变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流。例如探究实验“浮力的大小等于什么?”时,教师如果不让学生去猜想,直接按课本的三个步骤进行操作当然省时,不用动脑就顺理成章得出阿基米德原理。这样的教学模式不利于培养学生的能力,严重后果是,造就大量高分低能、缺乏创造性和开拓精神的学生。,所以教师可通过一个简单的实验或现象提出问题,让学生大胆去猜想。他们会有很多猜想,比如(1)浮力跟密度有关。(2)浮力跟物体所受重力有关。(3)跟物体体积大小有关。(4)跟浸没的深度有关。(5)跟物体排开水的体积有关等等。教师不要规定同学们选哪个猜想去验证,而是让他们自由选择问题,自由组合、讨论设计方案,当然这个过程教师要来回巡视指导学生。比如选择4)的那组可引导他们先测出铁块部分露出时受到的浮力,然后把铁块浸在水中较浅的位置测浮力,再把它浸没较深的地方测浮力,这样通过动脑设计实验,进行实验,得出结论的方式拓展了学生的思维,培养了创新能力。三、引导学生善于选取生活中的材料作为实验器材,进行实验的设计教师可以提出问题,让学生在课外自己主动的开展科学探究,让学生能够联系实际、因地制宜,选取日常生活中易得的材料来制作实验器材,想好实验的方法,设计好实验的步骤,根据各自的猜想和假设来相互协调地进行自主探究。不宜对学生制作做统一的要求,规定相同的方法。例如:在学习光的反射后,可以让学生制作简易的潜望镜,通过学生制作过程了解光的反射规律和运用所学知识解决实际问题;学习了声现象后可以让学生用橡皮筋制作吉它等等。
4 在实验中注意控制变量法的应用
控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一,这种方法在整个初中物理实验中的应用较普遍。例如探究电流与电压、电阻的关系时,可引导学生用控制变量法,先保证R不变时,研究I与U的关系;再让U不变时,研究I与R的关系。此外还有研究动能或势能跟什么因素有关时也用到控制变量法等等。
5 培养学生的团结合作精神,触摸创作灵感
团结就是力量,以研究小组为单位,集团体的智慧,进行制作仪器,质量会更高。在制作过程中,辅导教师人中要调控良好氛围。要求学生在制作过程中必须动口,动手、动脑,即使说错了也不要紧,也是一种研究,有时会成为另外一种研究对象的突破口。说多了做多了钻研多了,经验也就丰富了,知识也就充实了,灵感会在一瞬间显现出来,我认为灵感是创作的生命,灵感是沿经验而来的,是在知识积累到一定程度上才会在一瞬间显露的出来的,从微观机制上说,创造思维是人的主观意识的协同作用,从心理学上说,意识和潜意识是从整个心理活动对应的直觉是灵感、想象等,具有随机性、瞬时性、感情性,灵感是主体思维在外部刺激下诱发产生的,对客体的整体观察,并由此导向对客体问题的瞬间顿悟,产生的突发性、过程的瞬时性、环境的性、感情是灵感思维的物证,灵感实验上是一种潜意识活动结果,因此,指导教师要鼓励学生多说,多谈看法,说出感受。以人为镜,从而启发学生的能动性。
6 进一步开拓研究课题,鼓励学生勇于尝试
学生在前一次的制作过程中,积累了经验,尝到了成果,兴趣正浓,要及时开展下一阶段的研究活动,适当地增加一些难度,师生共同商讨实验方案,指导教师要认真审阅方案,看其是否可行。这一阶段,指导教师可适当轻松些,即使遇到了难题,经过他们努力,相信大多能走出困境,实验不管是成功,还是失败,都是有原因的,让学生学会如何去研究,当他们在研究中有进步时,他们内心会有少少的欣慰,这小小的进步,会增强学生的自信心,化作前进的动力,让学生们知道实验失败并不可怕,放弃实验是糯夫。好的实验设计不是一件容易的事,在制作过程中,经常会遇到种种困难,指导教师在肯他们进步的同时,要鼓励学生们勇于克服困难。
马克思说:“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。” 伽利略为了证明“自由落体运动是一种匀变速直线运动”,做了近百次实验。科学家发明电灯,试验了一千多次,最后一次才成功的。进行科学研究,要一丝不苟,灵活运用学识,勇于克服困难,勇于尝试,才有可能成功的。
总之,在物理实验教学中,要以学生掌握实验基本技能、技巧为主来开展教学。针对教学内容,有意识地培养学生观察、分析、表述、探索、比较、综合、运用、设计实验的能力,提高学生实验能力和创新意识。
【关键词】实验能力; 创新能力; 创作灵感; 知识的迁移 ;学习动机 ;控制变量法 ;瞬间顿悟
物理是一门以实验为基础的学科,通过对物理实验的学习,可以帮助学生更直观的了解物质的性质,掌握物理实验技能、技巧,理解和巩固化学知识,是培养学生观察现象能力,分析问题能力、解决问题能力的重要手段。同时培养了学生团结协作能力和动手能力。因此在教学过程中,必须重视物理实验在培养学生的观察能力、思维能力、动手操作能力,描述(表达)能力和创造(设计)能力等方面的重要作用。从近年中考物理试题来看,有关物理实验内容的考查,无论从形式到内容,从知识到能力,从题量到分值都已得到了高度的重视。而且题型越来越活,形式多种多样,趋向于开放性试题,重点考查学生的实验基础和创新能力。所以如何培养和提高学生的实验能力、创新能力是物理教师面临的一个重要课题。新教材中对实验分了几个层次:演示实验、学生实验,这有利于学生通过实验理解所学知识,极大的提高了学生动手操作能力和调动了学生学习物理的兴趣,同时对学生实验能力的培养既有帮助,现就这方面谈一下我自己的一些心得和想法。
1 教师要激发学生的求知欲,鼓励学生幻想
心理学告诉我们:学习动机是直接推动学生,进行学习的动力,学生对所学的物理知识发生了兴趣,就会主动积极去思维,去探索创新。那么在课堂教学中,如何激发学习动机,引起兴趣呢?
1.1 教师要向学生传授现代物理知识,应用物理知识去解释自然的奥秘,剖析日常生活及用品中蕴含着的物理知识,讲解玩具、机器中的原理和涉及到的物理知识,使学生产生好奇的心里。好奇作为学生思维的先导,是中学生思维上的一个重要特点,培养好奇心,能使人善于发现问题,提出问题,并激发求知欲和学习兴趣,好奇是成功的起点,教师应该有意识地进行引发和激励。
1.2 带领学生参观实验室及一些工厂的生产设备,是一种最直接的激发学生趣的方法,向学生介绍仪器的用途、设备的结构原理等,由于学生的专业知识薄弱,对仪器及设备不够了解,因而他们会问到很多的问题。好问是中学生心理的又一特点,中学生已经有了一定的基础知识,而且这知识具有过渡性的特点,他们的认识也随之由经验型向思维型发展。学生好问的积极性应得到鼓励和尊重,教师也要不厌其烦地一一作答,必要时可拆开仪器的外壳,使学生认识仪器的本质。鼓励他们异想天开,放开思维,那怕是谎诞不经的设想,都不要紧。
2 把选择探究实验内容的权力交给学生
2.1 教师认真地组织好研究性实验的活动。活动要能体现出教师的主导作用和学生的主体作用,在教师的组织和引导下,学生以主人翁的姿态,积极主动地参与,让学生在提出问题的基础上,独立设计实验,,并经过认真的观察、讨论、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。
2.2 活动要能体现出学生的创新精神和实践能力。研究性实验的活动要鼓励和提倡学生敢于想象,勇于提问、大胆实践,可采取不同的方法、不同的形式、不同的思路、不同步骤来进行研究,调动学生的积极性和创造性,培养他们的创新精神和实践能力,变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流。例如探究实验“浮力的大小等于什么?”时,教师如果不让学生去猜想,直接按课本的三个步骤进行操作当然省时,不用动脑就顺理成章得出阿基米德原理。这样的教学模式不利于培养学生的能力,严重后果是,造就大量高分低能、缺乏创造性和开拓精神的学生。,所以教师可通过一个简单的实验或现象提出问题,让学生大胆去猜想。他们会有很多猜想,比如(1)浮力跟密度有关。(2)浮力跟物体所受重力有关。(3)跟物体体积大小有关。(4)跟浸没的深度有关。(5)跟物体排开水的体积有关等等。教师不要规定同学们选哪个猜想去验证,而是让他们自由选择问题,自由组合、讨论设计方案,当然这个过程教师要来回巡视指导学生。比如选择4)的那组可引导他们先测出铁块部分露出时受到的浮力,然后把铁块浸在水中较浅的位置测浮力,再把它浸没较深的地方测浮力,这样通过动脑设计实验,进行实验,得出结论的方式拓展了学生的思维,培养了创新能力。三、引导学生善于选取生活中的材料作为实验器材,进行实验的设计教师可以提出问题,让学生在课外自己主动的开展科学探究,让学生能够联系实际、因地制宜,选取日常生活中易得的材料来制作实验器材,想好实验的方法,设计好实验的步骤,根据各自的猜想和假设来相互协调地进行自主探究。不宜对学生制作做统一的要求,规定相同的方法。例如:在学习光的反射后,可以让学生制作简易的潜望镜,通过学生制作过程了解光的反射规律和运用所学知识解决实际问题;学习了声现象后可以让学生用橡皮筋制作吉它等等。
4 在实验中注意控制变量法的应用
控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一,这种方法在整个初中物理实验中的应用较普遍。例如探究电流与电压、电阻的关系时,可引导学生用控制变量法,先保证R不变时,研究I与U的关系;再让U不变时,研究I与R的关系。此外还有研究动能或势能跟什么因素有关时也用到控制变量法等等。
5 培养学生的团结合作精神,触摸创作灵感
团结就是力量,以研究小组为单位,集团体的智慧,进行制作仪器,质量会更高。在制作过程中,辅导教师人中要调控良好氛围。要求学生在制作过程中必须动口,动手、动脑,即使说错了也不要紧,也是一种研究,有时会成为另外一种研究对象的突破口。说多了做多了钻研多了,经验也就丰富了,知识也就充实了,灵感会在一瞬间显现出来,我认为灵感是创作的生命,灵感是沿经验而来的,是在知识积累到一定程度上才会在一瞬间显露的出来的,从微观机制上说,创造思维是人的主观意识的协同作用,从心理学上说,意识和潜意识是从整个心理活动对应的直觉是灵感、想象等,具有随机性、瞬时性、感情性,灵感是主体思维在外部刺激下诱发产生的,对客体的整体观察,并由此导向对客体问题的瞬间顿悟,产生的突发性、过程的瞬时性、环境的性、感情是灵感思维的物证,灵感实验上是一种潜意识活动结果,因此,指导教师要鼓励学生多说,多谈看法,说出感受。以人为镜,从而启发学生的能动性。
6 进一步开拓研究课题,鼓励学生勇于尝试
学生在前一次的制作过程中,积累了经验,尝到了成果,兴趣正浓,要及时开展下一阶段的研究活动,适当地增加一些难度,师生共同商讨实验方案,指导教师要认真审阅方案,看其是否可行。这一阶段,指导教师可适当轻松些,即使遇到了难题,经过他们努力,相信大多能走出困境,实验不管是成功,还是失败,都是有原因的,让学生学会如何去研究,当他们在研究中有进步时,他们内心会有少少的欣慰,这小小的进步,会增强学生的自信心,化作前进的动力,让学生们知道实验失败并不可怕,放弃实验是糯夫。好的实验设计不是一件容易的事,在制作过程中,经常会遇到种种困难,指导教师在肯他们进步的同时,要鼓励学生们勇于克服困难。
马克思说:“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。” 伽利略为了证明“自由落体运动是一种匀变速直线运动”,做了近百次实验。科学家发明电灯,试验了一千多次,最后一次才成功的。进行科学研究,要一丝不苟,灵活运用学识,勇于克服困难,勇于尝试,才有可能成功的。
总之,在物理实验教学中,要以学生掌握实验基本技能、技巧为主来开展教学。针对教学内容,有意识地培养学生观察、分析、表述、探索、比较、综合、运用、设计实验的能力,提高学生实验能力和创新意识。