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【摘 要】新课程改革要求通过物理实验让学生体会科学探究过程,学习科学研究的方法,激发学生对科学的热爱,形成良好的合作习惯,培养创新意识提高科学素养,形成终生受益的能力。
【关键词】激发兴趣;渗透学科思想;改进实验教学;提升创新能力
新课程改革的实施,为高中物理教学带来了新的理念、更高的要求,物理实验教学的相关策略也发生了很大的变化,面对新理念和高要求,作为物理教师要在思想上高度重视实验教学,从方式方法上改革实验教学,从评价的角度强化实验教学,按照新课程的要求,通过实验教学,使学生掌握基本的实验知识和技能,体验科学探究的过程,了解科学研究的方法,增强创新的意识和实践能力,激发学生对科学的兴趣与热情,形成交流与合作的良好习惯,养成实事求是的科学态度,提高学生的科学素养,为学生的终身发展奠基。具体应从以下几个方面着手:
一 利用趣味实验激发学生学习的兴趣
伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,学习兴趣是一种能促进人的智力活动,调动学习积极性、自觉性和创新性的心理因素和内在动力。高中物理教学中要经常引人一些趣味性的实验来激发学生的学习兴趣。例如,学习静电屏蔽时,可做如下趣味实验:高压电网网外有放电火花,而网内小鸟却安然无恙;学习力学时,可做“瓦碎蛋全”的趣味实验;高中物理第一节课可以上成科普知识讲座,应用多媒体充分展示日常生活中有趣的物理现象和现代科学技术研究中与物理相关的重大成就,这样的趣味实验和讲座会强烈激发学生的好奇心和求知欲,进而强化学生学习的内部动机。
二 利用物理学史中典型实验渗透物理学科思想
物理学的思想和方法是在物理学家长期的科学实践中,逐步摸索、积累、形成和发展起来的,是人类智慧的结晶,它已经渗透到许多科学研究中,成为现代科学研究和处理问题的重要思想和方法。物理学史中许多经典的实验是我们进行物理科学思想教育的宝贵资源,物理教师要善于选择改造合适的史学实验,利用这些实验渗透物理学科思想。例如:自由落体的实验研究、伽利略理想斜面的实验分析、法拉弟电磁感应的实验、密立根油滴实验、楞次定律探究实验等,这些实验体现了物理学中普遍的思想和特殊的方法,有助于学生领会科学实验的探究方法和物理实验的内在价值,提高科学实验素养。
三 改革实验模式,体会探究的本质
(一)改“验证性实验”为“探索性实验”
牛顿认为:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现”。麦克斯韦在物理学上最伟大的贡献就是建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论,二十多年后被赫兹用实验证实。在物理实验教学中,要不断激励学生通过观察、比较、归纳、类比等探究手段,提出种种假设和猜想,激发探究欲望。部分验证性实验改为探索性实验,学习科学家的探秘思路和方法,使之达到不同层次的探究能力标,其功效的差异将非常大。
验证性实验的程序是:问题--原理--结论--实验 ;
探索性实验的程序是:问题--实验--讨论--结论 。
验证性实验往往是按实验步骤依样画佛的方式,学生缺少主动性,谈不上探究能力的训练;而探索性实验让学生通过自己探索、观察分析,能使学生学习如何发现问题、观察实验,如何用学过的知识解决新问题或发现新规律,同时更能激发其学习动机,提升学生的探究能力。例如,新教材中将验证牛顿第二定律的实验改为探究加速度与力的关系、探究加速度与质量的关系;验证力的平行四边形定则学生实验改为探究力的合成定则实验;验证机械能守恒定律改为探究重力势能的减少量与动能增量的关系。这样,改“验证性实验”为“探索性实验”。通过一种探索的渠道,学生获得的就不仅仅是死记的使用仪器的方法和实验原理,学生实验的动机得到强化,探究能力也会有显著提高。
(二)改“测量型实验”为“设计型实验”
体会实验的设计思想就是在实验教学中不仅仅让学生掌握如何去进行操作,还要让学生领会这个实验是如何进行设计的,有什么巧妙之处。如用单摆测定重力加速度、用油膜法估测分子的大小实验体现了放大的思想,伏安法测电阻实验体现了等效的思想。高中物理中许多实验都可以重新进行设计或创意,在教学中引导学生根据实验目的、原理自行设计实验方案。通过学生自行设计实验,可使学生的整体思维能力、知识运用能力、实验操作能力、以及探究能力得到全面提高。例如,测量电源的电动势和内阻实验本是“测量型实验”,教材采用伏安法。教师可以把它改为“设计型实验”,通过指导学生理论探究让学生自己选择测量电路是电流表内接还是外接;探究设计不同电路产生的测量误差有何不同;同时也可以让学生自己探究设计出“伏欧法”电路和“安欧法”电路;并可以进一步指导学生先设计测量电流计电阻电路,然后可以准确测出电源电动势和内阻。这样把“测量型实验”改为“设计型实验”,对扩展学生视野,活跃学生思维是很有益的,同时学生的探究能力也得到了训练和加强。
(三)改“演示实验”为学生“随堂实验”
物理演示实验具有形象真实、生动有趣的特点,能为学生在形成物理概念、得出物理规律前形象、直观的展现物理情景,使学生感受倍深。心理学研究表明:人的动作记忆效率比语言文字记忆效率要高好几倍。“百闻不如一见,百看不如一做”说的就是这个道理。在教学中我们让学生参与到演示实验中,从而调动学生的积极性和注意力。先只让学生了解该实验的实验原理和实验的关键步骤等,对实验结论不作了解,这样由看教师做实验为自己动手做实验,变被动接受知识为主动探求知识,变限制性实验为开放性实验,既增加学生对物理规律的理解深度,又可以加强对演示实验的实验方案的设计,极大激发了学习和研究物理兴趣的积极性,培养学生发散性思维和创造性思维能力,培养了学生创新能力。
四 开放物理实验室,张扬学生个性
开放物理实验室首先是物理实验资源的开放,就是将有关实验器材摆放在实验室,供学生有选择地进行操作、探究。学生实验中有解不开的疑惑、对某些现象有特别的兴趣,都可以在他们认为方便的时候,到实验室与教师一起探讨并动手做。这种开放实验室能够创造适合学生的学习环境,可以让不同层次、不同需要的学生各得其所,便于学生在宽松、自由的氛围中积极自由地动手和动脑,对促进学生学习方式的改变、开拓学生的视野和空间、实现学习的拓展和迁移、发展学生个性、提高创新能力具有重要的作用,同时学生的探究能力更能进一步得到发展。
开放物理实验室更重要的是教学观念和教学活动的全面变革。教学理念开放,更加注重学生差异发展和全面发展;组织形式开放,学习主体可以是师生组合、生生组合、师生加专家、生生加专门研究人员等构成的学习共同体 ;教学方式开放,自主、合作、探究的学习方式更加普及;实验类型开放,由验证型向探究型、设计型、综合型过渡;评价方式开放,既有过程性评价,又有结果性评价,既有教师评价,又有自我评价和学习伙伴的评价。利用开放物理实验室,还可以引导学生 从日常生活熟悉的事情入手,开展物理实验的研究性学习,设计研究课题,开展科技小制作、小发明比赛,让学生自己选题,自己找材料,收集资料,设计实验,改进实验,探索实验方法,探究涉及的物理原理。通过体验小制作、小发明设计上、操作上的高要求和制作成功的喜悦,可促使学生形成良好的意志品质和严谨的科学态度,提高实验操作、实验设计和实验创新能力。
【关键词】激发兴趣;渗透学科思想;改进实验教学;提升创新能力
新课程改革的实施,为高中物理教学带来了新的理念、更高的要求,物理实验教学的相关策略也发生了很大的变化,面对新理念和高要求,作为物理教师要在思想上高度重视实验教学,从方式方法上改革实验教学,从评价的角度强化实验教学,按照新课程的要求,通过实验教学,使学生掌握基本的实验知识和技能,体验科学探究的过程,了解科学研究的方法,增强创新的意识和实践能力,激发学生对科学的兴趣与热情,形成交流与合作的良好习惯,养成实事求是的科学态度,提高学生的科学素养,为学生的终身发展奠基。具体应从以下几个方面着手:
一 利用趣味实验激发学生学习的兴趣
伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,学习兴趣是一种能促进人的智力活动,调动学习积极性、自觉性和创新性的心理因素和内在动力。高中物理教学中要经常引人一些趣味性的实验来激发学生的学习兴趣。例如,学习静电屏蔽时,可做如下趣味实验:高压电网网外有放电火花,而网内小鸟却安然无恙;学习力学时,可做“瓦碎蛋全”的趣味实验;高中物理第一节课可以上成科普知识讲座,应用多媒体充分展示日常生活中有趣的物理现象和现代科学技术研究中与物理相关的重大成就,这样的趣味实验和讲座会强烈激发学生的好奇心和求知欲,进而强化学生学习的内部动机。
二 利用物理学史中典型实验渗透物理学科思想
物理学的思想和方法是在物理学家长期的科学实践中,逐步摸索、积累、形成和发展起来的,是人类智慧的结晶,它已经渗透到许多科学研究中,成为现代科学研究和处理问题的重要思想和方法。物理学史中许多经典的实验是我们进行物理科学思想教育的宝贵资源,物理教师要善于选择改造合适的史学实验,利用这些实验渗透物理学科思想。例如:自由落体的实验研究、伽利略理想斜面的实验分析、法拉弟电磁感应的实验、密立根油滴实验、楞次定律探究实验等,这些实验体现了物理学中普遍的思想和特殊的方法,有助于学生领会科学实验的探究方法和物理实验的内在价值,提高科学实验素养。
三 改革实验模式,体会探究的本质
(一)改“验证性实验”为“探索性实验”
牛顿认为:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现”。麦克斯韦在物理学上最伟大的贡献就是建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论,二十多年后被赫兹用实验证实。在物理实验教学中,要不断激励学生通过观察、比较、归纳、类比等探究手段,提出种种假设和猜想,激发探究欲望。部分验证性实验改为探索性实验,学习科学家的探秘思路和方法,使之达到不同层次的探究能力标,其功效的差异将非常大。
验证性实验的程序是:问题--原理--结论--实验 ;
探索性实验的程序是:问题--实验--讨论--结论 。
验证性实验往往是按实验步骤依样画佛的方式,学生缺少主动性,谈不上探究能力的训练;而探索性实验让学生通过自己探索、观察分析,能使学生学习如何发现问题、观察实验,如何用学过的知识解决新问题或发现新规律,同时更能激发其学习动机,提升学生的探究能力。例如,新教材中将验证牛顿第二定律的实验改为探究加速度与力的关系、探究加速度与质量的关系;验证力的平行四边形定则学生实验改为探究力的合成定则实验;验证机械能守恒定律改为探究重力势能的减少量与动能增量的关系。这样,改“验证性实验”为“探索性实验”。通过一种探索的渠道,学生获得的就不仅仅是死记的使用仪器的方法和实验原理,学生实验的动机得到强化,探究能力也会有显著提高。
(二)改“测量型实验”为“设计型实验”
体会实验的设计思想就是在实验教学中不仅仅让学生掌握如何去进行操作,还要让学生领会这个实验是如何进行设计的,有什么巧妙之处。如用单摆测定重力加速度、用油膜法估测分子的大小实验体现了放大的思想,伏安法测电阻实验体现了等效的思想。高中物理中许多实验都可以重新进行设计或创意,在教学中引导学生根据实验目的、原理自行设计实验方案。通过学生自行设计实验,可使学生的整体思维能力、知识运用能力、实验操作能力、以及探究能力得到全面提高。例如,测量电源的电动势和内阻实验本是“测量型实验”,教材采用伏安法。教师可以把它改为“设计型实验”,通过指导学生理论探究让学生自己选择测量电路是电流表内接还是外接;探究设计不同电路产生的测量误差有何不同;同时也可以让学生自己探究设计出“伏欧法”电路和“安欧法”电路;并可以进一步指导学生先设计测量电流计电阻电路,然后可以准确测出电源电动势和内阻。这样把“测量型实验”改为“设计型实验”,对扩展学生视野,活跃学生思维是很有益的,同时学生的探究能力也得到了训练和加强。
(三)改“演示实验”为学生“随堂实验”
物理演示实验具有形象真实、生动有趣的特点,能为学生在形成物理概念、得出物理规律前形象、直观的展现物理情景,使学生感受倍深。心理学研究表明:人的动作记忆效率比语言文字记忆效率要高好几倍。“百闻不如一见,百看不如一做”说的就是这个道理。在教学中我们让学生参与到演示实验中,从而调动学生的积极性和注意力。先只让学生了解该实验的实验原理和实验的关键步骤等,对实验结论不作了解,这样由看教师做实验为自己动手做实验,变被动接受知识为主动探求知识,变限制性实验为开放性实验,既增加学生对物理规律的理解深度,又可以加强对演示实验的实验方案的设计,极大激发了学习和研究物理兴趣的积极性,培养学生发散性思维和创造性思维能力,培养了学生创新能力。
四 开放物理实验室,张扬学生个性
开放物理实验室首先是物理实验资源的开放,就是将有关实验器材摆放在实验室,供学生有选择地进行操作、探究。学生实验中有解不开的疑惑、对某些现象有特别的兴趣,都可以在他们认为方便的时候,到实验室与教师一起探讨并动手做。这种开放实验室能够创造适合学生的学习环境,可以让不同层次、不同需要的学生各得其所,便于学生在宽松、自由的氛围中积极自由地动手和动脑,对促进学生学习方式的改变、开拓学生的视野和空间、实现学习的拓展和迁移、发展学生个性、提高创新能力具有重要的作用,同时学生的探究能力更能进一步得到发展。
开放物理实验室更重要的是教学观念和教学活动的全面变革。教学理念开放,更加注重学生差异发展和全面发展;组织形式开放,学习主体可以是师生组合、生生组合、师生加专家、生生加专门研究人员等构成的学习共同体 ;教学方式开放,自主、合作、探究的学习方式更加普及;实验类型开放,由验证型向探究型、设计型、综合型过渡;评价方式开放,既有过程性评价,又有结果性评价,既有教师评价,又有自我评价和学习伙伴的评价。利用开放物理实验室,还可以引导学生 从日常生活熟悉的事情入手,开展物理实验的研究性学习,设计研究课题,开展科技小制作、小发明比赛,让学生自己选题,自己找材料,收集资料,设计实验,改进实验,探索实验方法,探究涉及的物理原理。通过体验小制作、小发明设计上、操作上的高要求和制作成功的喜悦,可促使学生形成良好的意志品质和严谨的科学态度,提高实验操作、实验设计和实验创新能力。