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摘要:物理实验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法代替的。物理实验教学能有效培养学生的动手、观察、思维等能力。物理教师要注意创设更多的实验氛围和机会,创造和谐实验环境,创新探究实验设计,改进实验仪器。恰当进行信息技术与传统实验的整合。通过精心设计各种实验,促使学生主动地学习和发展。
关键词:创新;中学物理;实验教学;实验探究。
物理学是一门实验科学,物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础。由于受“应试教育”思想的长期影响。现在中学物理教学中存在着一些误区,如:轻实验。重理论;用粉笔画上黑板代替实验;回避难做的实验:对实验仪器的许多缺点熟视无睹。不去革新研制;甚至过分夸大在电脑上制作的课件,以此取代实验操作,这些做法忽视了物理实验的重要作用。《物理课程标准》指出:科学探究既是学生的学习目标。又是重要的教学方式之一。强调将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。如何按《物理课程标准》的要求将物理实验有机地与教学内容结合起来,我作了一些探索和尝试。下面仅谈一些自己的做法与体会,与大家共同交流。
1 创设实验氛围。创造和谐的实验环境。引导学生自主探究
教育心理学有关研究成果表明:心理安全和心理自由是创造性产生和发展的基本条件。每个学生都有很强实验操作兴趣和表现自我的欲望。在实验教学中尽量刨设积极自由的情感境界和实验氛围,使课堂上全体学生在科学情趣的引导下,个个成为投人科学研究的主角。比如,在电学实验中,我们总是过分强调安全问题,绝对不允许“短路”情况发生,甚至恐吓学生说如果短路了会发生爆炸,但是如果有些学生在好奇心的驱使下。特别想试一试短路的现象,而且付诸行动,导致电池或导线发烫甚至电池冒烟,此时大可不必对学生加以训斥,而正可以因势利导,让所有学生见识到短路现象,同时进行安全教育和环保教育。在此浪费一节电池、违反一次规定,比起学生通过亲身体验获得安全意识,不能说是得不偿失。尊重学生属于自己的体验。让他们走进自己的生活世界,体验生活,体验社会,即使是失败,也可能成为学生终身受益无穷的财富。
在探究“凸透镜成像的规律”实验中,一上课我就让学生寻找点燃的蜡烛在光屏上清晰的像,看谁先找到。不再如以往强调如何使用光具座。如何调节烛焰、透镜、光屏的位置等等,在没有任何条件限制的情况下。学生兴致盎然,各显神通,很快就有人发出欢呼,他们找到蜡烛的像了!(我肯定他们的成果。同时要求他们描述像的特点,并鼓励继续寻找其他的像)。接着,又有更多的同学找到了像,而且发现他们找到的像有的放大,有的缩小,有的很近,有的很远,有的同学甚至将像投影在墙壁上或天花板上,这时候,同学们活跃极了,他们相互指导和帮助,互相介绍成功的经验,更有甚者挨个作指导。最后,基本每个同学都找到了蜡烛的不同特征的像。在此基础上,学生很自然的心生疑问:为什么会有不同的像?在什么情况下成放大(或缩小)的像?为什么像是倒立的?能成正立的像吗?我趁机引导学生移动透镜或光屏,关注物体或像到透镜的距离,成放大(或缩小)像的条件,试着寻找出其中规律。学生经过比较讨论,有同学能够描述出诸如:像离透镜较远时。像较大的规律。让先找到规律的同学介绍他们的探究方法、现象和结论,全班同学进行评估和补充,在交流和讨论过程中会有新的问题,新的发现,学生通过进一步讨论,提出设想:成像的特点可能跟物体到透镜的距离有关。于是自主设计探究方案。测量出透镜的焦距和成像时的物距,记录下来进行比较,然后由学生归纳出凸透镜成像的规律及其应用。
让学生亲身经历丰富的探究活动,在探究过程中不断质疑、设问,手脑并用地通过观察、测量或计算。归纳出印象鲜明的物理规律;在学习过程中。学习者心理是自由的,探究活动是自由的,合作与交流也是自主的,学生自己是学习的主体,每人都有独特的体验:在获得物理知识和技能的同时感受科学方法。体验探究的快乐,形成和发展探究能力。
2 创新探究实验设计,改进仪器,培养创新能力
创新实验不是原有实验教学的一般改进。而是物理实验教学中有创新意识的“小发明”。
首先,创新实验设计,创设探究情景。关键在于创设问题情景,它能起着激励、启发、点拨、反馈的功能。问题必须以情景为基础,设计的问题能引起学生的关注,让学生感悟到情景中的问题,并产生探究、解决问题的欲望。其次,创造条件,改演示实验为学生实验,提高实验效果。比如在探究“液体压强的特点”时,由于液体压强计的操作和原理都有一定的难度,我收集了一些矿泉水瓶,割去瓶底,套上乳胶薄膜代替塑料瓶底(并用油性笔划上方格增加形变的可视性),让学生自主探究。取得很好的效果。第三,改进实验仪器。自制教具和学具。课程标准指出“利用身边的物品、廉价的材料进行物理实验”是开发实验室课程资源的基本原则。用日常器具做实验,进行教学实验探究活动,具有简便、直观、原理单一等优点,更有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。例如有些学生利用废弃的饮料瓶可以做几十个实验,如探究固体压强、液体压强和大气压强,制作滑轮等。在《浮力的应用》教学中,让学生利用筷子、铅笔、塑料棒、试管等材料自制密度计,比较不同液体的密度,学生在制作密度计的过程中容易体验明白其中的原理,自制的密度计使用起来亲切、顺手,有效突破了密度计教学的难点。“坛坛罐罐”当仪器,用日常器具做实验,本身就给学生一种重视创造发明的实例,是对学生进行创新精神教育和创造能力培养的最好榜样,是丰富实验室课程资源和全面提高学生科学素养的需要。
3 开设第二课堂,激发学生的兴趣,提高动手能力
每个学生都想表现自己,都渴望成功的激励,并且能很出色的表现。要创造机会,让学生来充分展示自己,体验成功。初二年级学生刚接触物理,学完《声现象》后,我们举办了一个叫做“天籁之声”的小型音乐会,要求每个学生用自制的乐器发出至少三种特点的声音,并说出相关的声现象知识。学生跃跃欲试,表现出极大的兴趣,他们用橡皮筋和月饼盒自制古筝、用饮料的吸管制作排萧、用胡萝卜雕刻成短笛、用圆珠笔套做哨子、用一次性纸杯和一根棉线制作“喔喔叫”(共鸣箱),学生的作品取材各异,构思不同,演奏方法不拘一格,有些同学干脆表演口技,某些同学的音乐天分和特长得以在全班展现,不断赢得同学由衷的赞赏和掌声。此时,我看到的是闪耀在同学们脸上兴奋的光芒,充分体验到物理与生活的和谐美妙,激发出对学习物理的极大兴趣和对科学的好感。
在教学中推行“课前三分钟实验”:每节物理课前请 一位学生演示一个物理小实验、展示自己的小制作或小发明,使学生在相对自由的时间和空间设计物理实验,养成探究习惯,同时给学生提供一个展示自我的平台。有一位平时表现很一般的学生,在课前实验用电风吹吹出的气流将乒乓球托起在空中旋转,引起全班同学惊奇与赞叹,在全班同学热烈的掌声中,该生的自尊心得到极大的满足。此后不断有很好的表现,物理成绩越来越好:另一位同学用密封性很好的矿泉水瓶,在侧面钻一个小孔,装满水后,由于液体的压强,水会从侧壁射出,然后将瓶盖拧紧,由于大气压的作用,水流马上停止,引起全班同学极大的好奇,后来老师们借鉴在大气压的课堂上,都有出乎意料的好效果;还有一位同学制作了一个可用拉线控制高速转动的七色板,能够很好地演示“色光的合成”实验,克服了三色陀螺可视性较差的缺陷,被老师们当作很顺手的实验教具。在小制作与小实验过程中,学生表现出很强的创新意识和创造能力,制作出一大批值得收藏的佳作,如桥梁模型、自动报警装置、太阳能自动节能车模、登陆缓冲装置和发射延时装置等。
4 恰当利用多媒体,进行现代信息技术与传统实验的整合
通过动画、摄像、录像和实物投影,实现化大为小,化小为大;化远为近,化近为远;化静为动,化动为静;拉近学生从直接感知到抽象思维的距离,有利于思维能力和科学素质的培养。例如,汽车由于有惯性。碰撞是非常危险的,不便直接用实验演示,在教学中,可用多媒体播放模拟人在汽车相撞时冲向汽车的挡风玻璃,撞碎了挡风玻璃的危险情景。同时播放有关交通事故的实际画面,通过生活素材对学生进行安全教育,提高学生的安全意识。又如用慢放将网球拍击球发生形变的过程显示出来,加深学生的理解。另外,恰当使用exceI等软件,针对实验数据采集,实验现象的记录和分析,实验的结论等作出显示或分析,提高课堂效率。但是,在实验教学中要尽量让学生接触科学的真实。因此,凡是能动手做的实验,尽量不要用多媒体模拟。
总之,物理实验教学能有效培养学生的动手、观察、思维、想象、表述等能力;在实验中学生的环保意识、安全意识、经济意识、竞争意识、团结协作意识和实事求是的科学意识也有所形成;同时,实验还有德育和美育功能,以实验之美,引导学生热爱物理,培养学生爱科学的情感,培养学生科学的方法和态度,开启学生智慧之门。愿我们在中学物理实验教学中运用自己的聪明与才智,开辟一片亮丽的天空!
关键词:创新;中学物理;实验教学;实验探究。
物理学是一门实验科学,物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础。由于受“应试教育”思想的长期影响。现在中学物理教学中存在着一些误区,如:轻实验。重理论;用粉笔画上黑板代替实验;回避难做的实验:对实验仪器的许多缺点熟视无睹。不去革新研制;甚至过分夸大在电脑上制作的课件,以此取代实验操作,这些做法忽视了物理实验的重要作用。《物理课程标准》指出:科学探究既是学生的学习目标。又是重要的教学方式之一。强调将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。如何按《物理课程标准》的要求将物理实验有机地与教学内容结合起来,我作了一些探索和尝试。下面仅谈一些自己的做法与体会,与大家共同交流。
1 创设实验氛围。创造和谐的实验环境。引导学生自主探究
教育心理学有关研究成果表明:心理安全和心理自由是创造性产生和发展的基本条件。每个学生都有很强实验操作兴趣和表现自我的欲望。在实验教学中尽量刨设积极自由的情感境界和实验氛围,使课堂上全体学生在科学情趣的引导下,个个成为投人科学研究的主角。比如,在电学实验中,我们总是过分强调安全问题,绝对不允许“短路”情况发生,甚至恐吓学生说如果短路了会发生爆炸,但是如果有些学生在好奇心的驱使下。特别想试一试短路的现象,而且付诸行动,导致电池或导线发烫甚至电池冒烟,此时大可不必对学生加以训斥,而正可以因势利导,让所有学生见识到短路现象,同时进行安全教育和环保教育。在此浪费一节电池、违反一次规定,比起学生通过亲身体验获得安全意识,不能说是得不偿失。尊重学生属于自己的体验。让他们走进自己的生活世界,体验生活,体验社会,即使是失败,也可能成为学生终身受益无穷的财富。
在探究“凸透镜成像的规律”实验中,一上课我就让学生寻找点燃的蜡烛在光屏上清晰的像,看谁先找到。不再如以往强调如何使用光具座。如何调节烛焰、透镜、光屏的位置等等,在没有任何条件限制的情况下。学生兴致盎然,各显神通,很快就有人发出欢呼,他们找到蜡烛的像了!(我肯定他们的成果。同时要求他们描述像的特点,并鼓励继续寻找其他的像)。接着,又有更多的同学找到了像,而且发现他们找到的像有的放大,有的缩小,有的很近,有的很远,有的同学甚至将像投影在墙壁上或天花板上,这时候,同学们活跃极了,他们相互指导和帮助,互相介绍成功的经验,更有甚者挨个作指导。最后,基本每个同学都找到了蜡烛的不同特征的像。在此基础上,学生很自然的心生疑问:为什么会有不同的像?在什么情况下成放大(或缩小)的像?为什么像是倒立的?能成正立的像吗?我趁机引导学生移动透镜或光屏,关注物体或像到透镜的距离,成放大(或缩小)像的条件,试着寻找出其中规律。学生经过比较讨论,有同学能够描述出诸如:像离透镜较远时。像较大的规律。让先找到规律的同学介绍他们的探究方法、现象和结论,全班同学进行评估和补充,在交流和讨论过程中会有新的问题,新的发现,学生通过进一步讨论,提出设想:成像的特点可能跟物体到透镜的距离有关。于是自主设计探究方案。测量出透镜的焦距和成像时的物距,记录下来进行比较,然后由学生归纳出凸透镜成像的规律及其应用。
让学生亲身经历丰富的探究活动,在探究过程中不断质疑、设问,手脑并用地通过观察、测量或计算。归纳出印象鲜明的物理规律;在学习过程中。学习者心理是自由的,探究活动是自由的,合作与交流也是自主的,学生自己是学习的主体,每人都有独特的体验:在获得物理知识和技能的同时感受科学方法。体验探究的快乐,形成和发展探究能力。
2 创新探究实验设计,改进仪器,培养创新能力
创新实验不是原有实验教学的一般改进。而是物理实验教学中有创新意识的“小发明”。
首先,创新实验设计,创设探究情景。关键在于创设问题情景,它能起着激励、启发、点拨、反馈的功能。问题必须以情景为基础,设计的问题能引起学生的关注,让学生感悟到情景中的问题,并产生探究、解决问题的欲望。其次,创造条件,改演示实验为学生实验,提高实验效果。比如在探究“液体压强的特点”时,由于液体压强计的操作和原理都有一定的难度,我收集了一些矿泉水瓶,割去瓶底,套上乳胶薄膜代替塑料瓶底(并用油性笔划上方格增加形变的可视性),让学生自主探究。取得很好的效果。第三,改进实验仪器。自制教具和学具。课程标准指出“利用身边的物品、廉价的材料进行物理实验”是开发实验室课程资源的基本原则。用日常器具做实验,进行教学实验探究活动,具有简便、直观、原理单一等优点,更有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。例如有些学生利用废弃的饮料瓶可以做几十个实验,如探究固体压强、液体压强和大气压强,制作滑轮等。在《浮力的应用》教学中,让学生利用筷子、铅笔、塑料棒、试管等材料自制密度计,比较不同液体的密度,学生在制作密度计的过程中容易体验明白其中的原理,自制的密度计使用起来亲切、顺手,有效突破了密度计教学的难点。“坛坛罐罐”当仪器,用日常器具做实验,本身就给学生一种重视创造发明的实例,是对学生进行创新精神教育和创造能力培养的最好榜样,是丰富实验室课程资源和全面提高学生科学素养的需要。
3 开设第二课堂,激发学生的兴趣,提高动手能力
每个学生都想表现自己,都渴望成功的激励,并且能很出色的表现。要创造机会,让学生来充分展示自己,体验成功。初二年级学生刚接触物理,学完《声现象》后,我们举办了一个叫做“天籁之声”的小型音乐会,要求每个学生用自制的乐器发出至少三种特点的声音,并说出相关的声现象知识。学生跃跃欲试,表现出极大的兴趣,他们用橡皮筋和月饼盒自制古筝、用饮料的吸管制作排萧、用胡萝卜雕刻成短笛、用圆珠笔套做哨子、用一次性纸杯和一根棉线制作“喔喔叫”(共鸣箱),学生的作品取材各异,构思不同,演奏方法不拘一格,有些同学干脆表演口技,某些同学的音乐天分和特长得以在全班展现,不断赢得同学由衷的赞赏和掌声。此时,我看到的是闪耀在同学们脸上兴奋的光芒,充分体验到物理与生活的和谐美妙,激发出对学习物理的极大兴趣和对科学的好感。
在教学中推行“课前三分钟实验”:每节物理课前请 一位学生演示一个物理小实验、展示自己的小制作或小发明,使学生在相对自由的时间和空间设计物理实验,养成探究习惯,同时给学生提供一个展示自我的平台。有一位平时表现很一般的学生,在课前实验用电风吹吹出的气流将乒乓球托起在空中旋转,引起全班同学惊奇与赞叹,在全班同学热烈的掌声中,该生的自尊心得到极大的满足。此后不断有很好的表现,物理成绩越来越好:另一位同学用密封性很好的矿泉水瓶,在侧面钻一个小孔,装满水后,由于液体的压强,水会从侧壁射出,然后将瓶盖拧紧,由于大气压的作用,水流马上停止,引起全班同学极大的好奇,后来老师们借鉴在大气压的课堂上,都有出乎意料的好效果;还有一位同学制作了一个可用拉线控制高速转动的七色板,能够很好地演示“色光的合成”实验,克服了三色陀螺可视性较差的缺陷,被老师们当作很顺手的实验教具。在小制作与小实验过程中,学生表现出很强的创新意识和创造能力,制作出一大批值得收藏的佳作,如桥梁模型、自动报警装置、太阳能自动节能车模、登陆缓冲装置和发射延时装置等。
4 恰当利用多媒体,进行现代信息技术与传统实验的整合
通过动画、摄像、录像和实物投影,实现化大为小,化小为大;化远为近,化近为远;化静为动,化动为静;拉近学生从直接感知到抽象思维的距离,有利于思维能力和科学素质的培养。例如,汽车由于有惯性。碰撞是非常危险的,不便直接用实验演示,在教学中,可用多媒体播放模拟人在汽车相撞时冲向汽车的挡风玻璃,撞碎了挡风玻璃的危险情景。同时播放有关交通事故的实际画面,通过生活素材对学生进行安全教育,提高学生的安全意识。又如用慢放将网球拍击球发生形变的过程显示出来,加深学生的理解。另外,恰当使用exceI等软件,针对实验数据采集,实验现象的记录和分析,实验的结论等作出显示或分析,提高课堂效率。但是,在实验教学中要尽量让学生接触科学的真实。因此,凡是能动手做的实验,尽量不要用多媒体模拟。
总之,物理实验教学能有效培养学生的动手、观察、思维、想象、表述等能力;在实验中学生的环保意识、安全意识、经济意识、竞争意识、团结协作意识和实事求是的科学意识也有所形成;同时,实验还有德育和美育功能,以实验之美,引导学生热爱物理,培养学生爱科学的情感,培养学生科学的方法和态度,开启学生智慧之门。愿我们在中学物理实验教学中运用自己的聪明与才智,开辟一片亮丽的天空!