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课堂演示实验是中学物理实验教学的重要组成部分,它不仅是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可缺少的环节,还能培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习方法。也是变应试教育为素质教育,提高人才科学素质的重要手段之一。国家教委仪器研究所曾对一万余名学生进行实验能力测试,结果是我国中小学学生实验动手能力几乎都不及格。说明了我国中小学生实验动手能力普遍较差。因此,为了培养学生的实验技能、观察能力、思维能力和科学的思维方法,提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力,进一步提高学生学习物理的兴趣和爱好,调动他们的学习积极性,发挥非智力因素的能动作用,我们应进一步改革演示实验教学。
一、学生能力培养从重视演示实验教学开始
一些经济发达的国家,他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法,如日本初中物理的课时数只有75课时,但安排的学生实验却有20个,演示实验有130个,并且绝大多数都是研究性实验,基本形成以实验为中心的课堂体系。可见他们的学生在实验方面得到的训练和能力的培养比我国的学生多得多,他们学生的实验心理素质比我国中学生强。因此,在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中。我们对物理实验教学,必须引起高度重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示实验同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,例如:用发光二极管演示电磁感应中机械能与电能的相互转化等。在实验教学中,适当增加相关演示项目,使教学内容更加丰富,使学生的眼界更加开阔。例如“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野丰富他们的想象,而且能有效提高学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
二、让学生参与演示实验全过程
演示实验是教师利用课堂时间给学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高。因此在演示实验中,应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳、总结,甚至在实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。演示实验在教师的指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学的态度和方法。
三、变验证性实验为探索性实验
中学物理课堂演示实验可分为验证性实验和探索性试验,而大部分是验证性实验。验证性试验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是,对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性试验对培养學生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵”。因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的试验。在实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生思考:为什么要这样做?换种方法行不行?以此渗透物理思想,启迪学生思路。让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固,同时也能使学生受到科学方法的熏陶。
四、合理运用多媒体,优化演示实验教学
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而利用多媒体教学,是教学现代化的重要标志,是教学改革的重要组成部分。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时间以及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。例如,对于“LC电磁振荡电路”的振荡过程分析,可应用电子计算机的动画功能,展现了随着电容充放电的进行,LC回路中的电场能和磁场能之间的周期性变化,振荡电路的大小和方向变化的全过程。安全逼真,激发学生学习兴趣,使学生在学习过程中保持精力高度集中,思维高度活跃,求知欲高度旺盛的状态。对于可见度小、不易观察、只能水平演示观察的内容,例如水波的干涉、衍射现象,用发波水槽借助投影仪演示,既起到放大作用,又使其有动感,使学生看到清晰的干涉条纹,对学生脑子里形成正确概念有极大的帮助。但是还有部分同学对波的叠加原理难以理解,又缺乏想像力,我们仍然可以用计算机模拟制做了一条直线上两传播方向相反的两列波的叠加,可十分形象直观地表现波的叠加,学生也容易理解,并取得了良好的效果。
一、学生能力培养从重视演示实验教学开始
一些经济发达的国家,他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法,如日本初中物理的课时数只有75课时,但安排的学生实验却有20个,演示实验有130个,并且绝大多数都是研究性实验,基本形成以实验为中心的课堂体系。可见他们的学生在实验方面得到的训练和能力的培养比我国的学生多得多,他们学生的实验心理素质比我国中学生强。因此,在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中。我们对物理实验教学,必须引起高度重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示实验同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,例如:用发光二极管演示电磁感应中机械能与电能的相互转化等。在实验教学中,适当增加相关演示项目,使教学内容更加丰富,使学生的眼界更加开阔。例如“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野丰富他们的想象,而且能有效提高学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
二、让学生参与演示实验全过程
演示实验是教师利用课堂时间给学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高。因此在演示实验中,应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳、总结,甚至在实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。演示实验在教师的指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学的态度和方法。
三、变验证性实验为探索性实验
中学物理课堂演示实验可分为验证性实验和探索性试验,而大部分是验证性实验。验证性试验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是,对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性试验对培养學生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵”。因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的试验。在实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生思考:为什么要这样做?换种方法行不行?以此渗透物理思想,启迪学生思路。让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固,同时也能使学生受到科学方法的熏陶。
四、合理运用多媒体,优化演示实验教学
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而利用多媒体教学,是教学现代化的重要标志,是教学改革的重要组成部分。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时间以及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。例如,对于“LC电磁振荡电路”的振荡过程分析,可应用电子计算机的动画功能,展现了随着电容充放电的进行,LC回路中的电场能和磁场能之间的周期性变化,振荡电路的大小和方向变化的全过程。安全逼真,激发学生学习兴趣,使学生在学习过程中保持精力高度集中,思维高度活跃,求知欲高度旺盛的状态。对于可见度小、不易观察、只能水平演示观察的内容,例如水波的干涉、衍射现象,用发波水槽借助投影仪演示,既起到放大作用,又使其有动感,使学生看到清晰的干涉条纹,对学生脑子里形成正确概念有极大的帮助。但是还有部分同学对波的叠加原理难以理解,又缺乏想像力,我们仍然可以用计算机模拟制做了一条直线上两传播方向相反的两列波的叠加,可十分形象直观地表现波的叠加,学生也容易理解,并取得了良好的效果。