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随着新课程的逐步推进,在高中物理课堂上,有一种现象不得不引起我们的注意:新课程特别强调实验在教学中的重要性,但教师却由于种种原因实验做得越来越少,用计算机模拟,用教师演示替代学生探究等现象还比较多.这在一定程度上也导致学生感觉物理抽象难学.物理学是一门趣味性极强的自然学科,有很多动手实验的机会,与日常的生产生活密切相关,对学生应该具有比较大的吸引力.所以,出现这种现象的原因在于我们常常在课堂教学中忽视了学生的需求,降低了学生的参与,削弱了物理学本身的实验性与趣味性.很多教师在课堂教学中逐步程序化,重视知识的灌输,却降低了对知识生成过程的关注.营造民主和谐的课堂环境,让学生真正成为学习的主人应该成为众多教育者实践探索的目标.
伽利略说过:“一切推理都必须从观察与实验得来”.物理学是自然科学中以实验为基础的学科之一.许多物理规律的发现,对未知世界的探究、发明、创造都离不开实验.实验不应只是物理课堂教学的辅助手段,而应成为贯穿于整个教学过程中创设情境、发现新知的重要手段.利用好实验,将会演绎出别样的精彩课堂.
1 实验激发认知冲突——课堂精彩引入
爱迪生说过:“惊奇就是科学的种子”.在教学实践中,建议教师结合学生已有知识,针对本节课的知识点和教学目标,创设与新课有密切联系、具有针对性和启发性的实验情境,激发学生探索的欲望,精彩引入课题,提升教学效果.
创设实验情境时,教师可以通过实验演示,也可以设置一些趣味实验,让学生亲自参与,通过体验,激发学生认知冲突,激发兴趣,自然生动引入课题.
如在“向心力”的教学中,我用一个一次性的杯子,放入水,然后提出有什么办法使杯子倒放,而水不掉下来时,学生想了许多办法,如利用初中时学过的大气压力——加一塑料片盖,然后倒过来;或让其凝固成冰……,我充分肯定了同学的各种设计方案,进而提出就在讲台上,怎么做 ?当我通过绳子拴住杯子两侧,表演了让水杯在竖直平面内做圆周运动,在到达最高点,开口朝下,而水却未从杯口流出时,学生个个跃跃欲试.此时可以让学生上台体验,由于害怕,学生往往会慢慢转上去,于是有水洒出来,甚至不小心浇到头上,通过实验体验,学生的兴趣进一步被激发,精彩引入课题.
在创设实验情境时,教师可以通过一组实验现象的对比,为进一步造成学生的认知冲突. 如在《自由落体运动》这节中,可以首先创设如下实验情景,通过一组实验现象的对比,逐步搭设认知的阶梯,启迪思维,激发探究新知的强烈愿望.
演示实验一:两块等大的薄纸片和厚纸板从同一高度静止下落.
演示实验二:把薄纸片揉成小团,让这两个纸片在同一高度静止下落.
演示实验三:牛顿管内部真空,里面有块铁片、一块软木和一根羽毛,让这三个物体从同一高度下落.
通过以上三个实验,学生的情绪立刻被调动起来,为接下来进一步研究自由落体规律奠定了基础.
2 实验探究规律生成——知识精彩建构
全国中小学教师继续教育网上看到一个教师发帖求教:“一个知识点我讲了99次,可学生考试时还是做错了,考试后学生们都又想起来了,这到底是为什么? ” 我们自己也经常会抱怨:学生 “一听就懂,一看就会,一做就错”,即懂了拿不到全分的现象,其实问题的核心是:学生模仿得多,自主建构得少,规律理解不深,运用不活.在很多课堂上,教师习惯包办代替,学生主动参与性低,导致知识的生成和建立缺少一个过程,学生被动记忆增多,学习效果不够理想.建议教师大胆开放课堂,将知识建构的过程完全通过学生探究.很多的物理规律和概念建立可以让学生通过实验自主建构,这样的知识生成不仅使学生印象深刻,而且极大激发学生思维,课堂活跃而高效.
比如教师在讲解“滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反”时,学生对“相对”往往不能深刻理解,所以在后续学习中判断滑动摩擦力方向时经常会犯错误.如果在我们的课堂上设计一些小实验让学生自己得出这个规律,效果可能会完全不同.
实验一:学生用手心在课桌上水平向右滑动,体会得出此时手受到课桌的摩擦力方向.
实验二:课桌上放一本书,右手放在书上,左手将书从右手下向左拉动(右手始终保持静止),感受此时右手受到书的摩擦力方向.(此实验可以让学生体会到静止物理可以受滑动摩擦力,只要两物之间有相对运动.)
实验三:课桌上放一本书,右手放在书上,左手将书从右手下向左推动,右手相对书向右运动,感受此时右手受到书的摩擦力方向,与实验二中右手受得摩擦力方向是否相同.
实验四:调换右手和下方书的运动方向,再次感受摩擦力方向.
通过以上实验的探究,让学生自己归纳出滑动摩擦力方向特点.实践证明,学生对滑动摩擦力方向的判断掌握得会更好.
有时,我们还可以将课本演示实验改为学生分组探究实验,会有意想不到的收获.
例如:在“楞次定律”一节的教学中,笔者给每两位学生发一套实验器材:干电池(旧)1节、电流表1个、线圈1个、条形磁铁1个、导线若干.
实验探究一:研究电表指针偏转方向与流入电表的电流方向的关系(用旧电池与电流表试触)
实验探究二:研究磁铁插入和拔出线圈时产生的感应电流方向
建议实验表格随着实验探究的逐步深入,在教师引导下,学生自主设计并完善.学生在最初设计时一般只按要求先记录感应电流的方向,当发现磁极插入和拔出时,电流都有出现逆时针和顺时针,无法得出规律时,教师可引导:产生感应电流条件是什么?学生自然会联系到磁通量的变化.在观察磁通量变化依然无法得出规律时,教师可再引导学生比较感应电流的磁场方向和原磁场的方向.以往教师习惯替代学生设计表格(栏目由教师预设好),学生只是“被探究”,“假探究”,对为何要设置完成这些栏目一头雾水,主动探究的欲望大打折扣,思维自然不会很活跃.将实验结果逐步记录,通过仔细分析,学生能自行得出楞次定律.也许,学生一开始表述时没有原定律那样简洁,但只要意思表达出来,那就已经很成功了,然后教师可逐步引导学生尝试用更简洁的语言概括.
通过实验改进,学生尝试自己得出结论.实践证明,从实验现象到最终规律的得出,这个过程中学生的参与度会直接影响教学效果,也是教师课堂应该关注的重要环节,需要精心设计.
3 实验提升规律应用——学生精彩体验
运用所学的理论指导实践,在实践中得到对理论的进一步检验或修正,这是一个体现创造力的过程,也是课堂教学的关键阶段和最后的落脚点.教师可以设置一些实验,让学生进一步强化对规律的应用,同时也能感受到生活中处处都有物理.
大自然,日常生活和生产车间为学生学习物理提供了广阔的课堂.如学习了圆周运动后,让学生到公园观察 “过山车”;学习了光的折射后可以让学生观察水中“弯曲”的筷子.如在《超重与失重》的教学后,笔者布置一个课外实验:要求学生回家站在台式体重计上,做各种各样的动作,观察记录自己的体重.总结归纳哪些动作可以使读数偏大?哪些动作可以使读数偏小?也可以建议学生回家拿一个易拉罐,在其底部凿一个洞,先堵住洞,灌入水,然后在让易拉罐做自由落体运动,观察其下落过程中是否有水从底部流出,在实验基础上,学生对超失重规律必将有更为深刻的认识.
当然,有条件的学校,还可以利用学校科技节等一些活动,将实验与班级间竞赛联系起来,效果更好.比如,笔者在讲完动量定理后,要求学生设计生鸡蛋从教学楼四楼落下但不摔坏的办法.班级之间进行比赛,看哪个班使用最少最轻最经济的材料实现目标.有的班给鸡蛋进行厚厚的外包装,有的给鸡蛋安装降落伞等等,尽管方法各不一样,有成功也有失败的,但学生都学会了从延长鸡蛋与地面的接触时间和减小鸡蛋落地瞬间的速率这两个方面考虑,这也就对动量定理有了更为深刻的认识.
实验让学生真正成为了学习的主动探索者,培养和发展了学生探究性思维和科学态度.同时,也使学习过程变为了研究过程、创新过程和收获过程.实验让物理课堂更精彩!
伽利略说过:“一切推理都必须从观察与实验得来”.物理学是自然科学中以实验为基础的学科之一.许多物理规律的发现,对未知世界的探究、发明、创造都离不开实验.实验不应只是物理课堂教学的辅助手段,而应成为贯穿于整个教学过程中创设情境、发现新知的重要手段.利用好实验,将会演绎出别样的精彩课堂.
1 实验激发认知冲突——课堂精彩引入
爱迪生说过:“惊奇就是科学的种子”.在教学实践中,建议教师结合学生已有知识,针对本节课的知识点和教学目标,创设与新课有密切联系、具有针对性和启发性的实验情境,激发学生探索的欲望,精彩引入课题,提升教学效果.
创设实验情境时,教师可以通过实验演示,也可以设置一些趣味实验,让学生亲自参与,通过体验,激发学生认知冲突,激发兴趣,自然生动引入课题.
如在“向心力”的教学中,我用一个一次性的杯子,放入水,然后提出有什么办法使杯子倒放,而水不掉下来时,学生想了许多办法,如利用初中时学过的大气压力——加一塑料片盖,然后倒过来;或让其凝固成冰……,我充分肯定了同学的各种设计方案,进而提出就在讲台上,怎么做 ?当我通过绳子拴住杯子两侧,表演了让水杯在竖直平面内做圆周运动,在到达最高点,开口朝下,而水却未从杯口流出时,学生个个跃跃欲试.此时可以让学生上台体验,由于害怕,学生往往会慢慢转上去,于是有水洒出来,甚至不小心浇到头上,通过实验体验,学生的兴趣进一步被激发,精彩引入课题.
在创设实验情境时,教师可以通过一组实验现象的对比,为进一步造成学生的认知冲突. 如在《自由落体运动》这节中,可以首先创设如下实验情景,通过一组实验现象的对比,逐步搭设认知的阶梯,启迪思维,激发探究新知的强烈愿望.
演示实验一:两块等大的薄纸片和厚纸板从同一高度静止下落.
演示实验二:把薄纸片揉成小团,让这两个纸片在同一高度静止下落.
演示实验三:牛顿管内部真空,里面有块铁片、一块软木和一根羽毛,让这三个物体从同一高度下落.
通过以上三个实验,学生的情绪立刻被调动起来,为接下来进一步研究自由落体规律奠定了基础.
2 实验探究规律生成——知识精彩建构
全国中小学教师继续教育网上看到一个教师发帖求教:“一个知识点我讲了99次,可学生考试时还是做错了,考试后学生们都又想起来了,这到底是为什么? ” 我们自己也经常会抱怨:学生 “一听就懂,一看就会,一做就错”,即懂了拿不到全分的现象,其实问题的核心是:学生模仿得多,自主建构得少,规律理解不深,运用不活.在很多课堂上,教师习惯包办代替,学生主动参与性低,导致知识的生成和建立缺少一个过程,学生被动记忆增多,学习效果不够理想.建议教师大胆开放课堂,将知识建构的过程完全通过学生探究.很多的物理规律和概念建立可以让学生通过实验自主建构,这样的知识生成不仅使学生印象深刻,而且极大激发学生思维,课堂活跃而高效.
比如教师在讲解“滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反”时,学生对“相对”往往不能深刻理解,所以在后续学习中判断滑动摩擦力方向时经常会犯错误.如果在我们的课堂上设计一些小实验让学生自己得出这个规律,效果可能会完全不同.
实验一:学生用手心在课桌上水平向右滑动,体会得出此时手受到课桌的摩擦力方向.
实验二:课桌上放一本书,右手放在书上,左手将书从右手下向左拉动(右手始终保持静止),感受此时右手受到书的摩擦力方向.(此实验可以让学生体会到静止物理可以受滑动摩擦力,只要两物之间有相对运动.)
实验三:课桌上放一本书,右手放在书上,左手将书从右手下向左推动,右手相对书向右运动,感受此时右手受到书的摩擦力方向,与实验二中右手受得摩擦力方向是否相同.
实验四:调换右手和下方书的运动方向,再次感受摩擦力方向.
通过以上实验的探究,让学生自己归纳出滑动摩擦力方向特点.实践证明,学生对滑动摩擦力方向的判断掌握得会更好.
有时,我们还可以将课本演示实验改为学生分组探究实验,会有意想不到的收获.
例如:在“楞次定律”一节的教学中,笔者给每两位学生发一套实验器材:干电池(旧)1节、电流表1个、线圈1个、条形磁铁1个、导线若干.
实验探究一:研究电表指针偏转方向与流入电表的电流方向的关系(用旧电池与电流表试触)
实验探究二:研究磁铁插入和拔出线圈时产生的感应电流方向
建议实验表格随着实验探究的逐步深入,在教师引导下,学生自主设计并完善.学生在最初设计时一般只按要求先记录感应电流的方向,当发现磁极插入和拔出时,电流都有出现逆时针和顺时针,无法得出规律时,教师可引导:产生感应电流条件是什么?学生自然会联系到磁通量的变化.在观察磁通量变化依然无法得出规律时,教师可再引导学生比较感应电流的磁场方向和原磁场的方向.以往教师习惯替代学生设计表格(栏目由教师预设好),学生只是“被探究”,“假探究”,对为何要设置完成这些栏目一头雾水,主动探究的欲望大打折扣,思维自然不会很活跃.将实验结果逐步记录,通过仔细分析,学生能自行得出楞次定律.也许,学生一开始表述时没有原定律那样简洁,但只要意思表达出来,那就已经很成功了,然后教师可逐步引导学生尝试用更简洁的语言概括.
通过实验改进,学生尝试自己得出结论.实践证明,从实验现象到最终规律的得出,这个过程中学生的参与度会直接影响教学效果,也是教师课堂应该关注的重要环节,需要精心设计.
3 实验提升规律应用——学生精彩体验
运用所学的理论指导实践,在实践中得到对理论的进一步检验或修正,这是一个体现创造力的过程,也是课堂教学的关键阶段和最后的落脚点.教师可以设置一些实验,让学生进一步强化对规律的应用,同时也能感受到生活中处处都有物理.
大自然,日常生活和生产车间为学生学习物理提供了广阔的课堂.如学习了圆周运动后,让学生到公园观察 “过山车”;学习了光的折射后可以让学生观察水中“弯曲”的筷子.如在《超重与失重》的教学后,笔者布置一个课外实验:要求学生回家站在台式体重计上,做各种各样的动作,观察记录自己的体重.总结归纳哪些动作可以使读数偏大?哪些动作可以使读数偏小?也可以建议学生回家拿一个易拉罐,在其底部凿一个洞,先堵住洞,灌入水,然后在让易拉罐做自由落体运动,观察其下落过程中是否有水从底部流出,在实验基础上,学生对超失重规律必将有更为深刻的认识.
当然,有条件的学校,还可以利用学校科技节等一些活动,将实验与班级间竞赛联系起来,效果更好.比如,笔者在讲完动量定理后,要求学生设计生鸡蛋从教学楼四楼落下但不摔坏的办法.班级之间进行比赛,看哪个班使用最少最轻最经济的材料实现目标.有的班给鸡蛋进行厚厚的外包装,有的给鸡蛋安装降落伞等等,尽管方法各不一样,有成功也有失败的,但学生都学会了从延长鸡蛋与地面的接触时间和减小鸡蛋落地瞬间的速率这两个方面考虑,这也就对动量定理有了更为深刻的认识.
实验让学生真正成为了学习的主动探索者,培养和发展了学生探究性思维和科学态度.同时,也使学习过程变为了研究过程、创新过程和收获过程.实验让物理课堂更精彩!