论文部分内容阅读
物理学是一门以实验为基础的自然科学。在中学物理教学过程中,实验既是物理教学的重要基础,也是物理教学的重要内容、重要方法和重要手段。然而长期以来,由于受各种主客观因素的影响,实验教学并没有受到应有的重视。首先,许多学校和教师由于受传统教育观和应试教育指挥棒的影响,普遍存在着重理论轻实验的思想。教学方法普遍采用讲授法。有的老师甚至认为学生不会动手做实验不要紧,只要会动笔考实验就行。由此而引发了“做实验不如讲实验”,“讲实验不如背实验”的荒谬作法,把实验仅仅作为一种教学手段或作为理论知识教学的一种辅助工具.其次,农村中学由于客观实际,仪器材料和配备与《课标》要求相比大量不足,新课标中要求的许多实验由于缺乏实验器材而无法开展.第三,原有实验仪器、设备陈旧;学校没有专职的实验人员,一般都是任课教师兼管[1]。因此,物理实验教学在多数情况下流于形式化、表面化和流程化,成为中学物理教学的薄弱环节。实验教学的现状,极大地影响着物理课堂教学有效性的提高,制约着学生科学素养的提升。其实,如果我们能开发一些“非常规”物理实验,对解决实验教学面临的困境,尤其对广大农村中学(包括城镇中学)物理实验教学的有效开展和实现教育的公平性将具有非常重要的理论意义和实践价值。
一、非常规实验的内涵和价值
《高中物理课程标准》指出,“实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源”。有研究者(张伟,2005)从资源开发和利用的角度将物理实验分为两大类:非常规物理实验和常规物理实验。“非常规”物理实验,主要就是指利用学生熟悉的生活易得物品、废旧材料、器具、人体或人体局部以及儿童玩具等开发进行的一类体现自创性、体验性、趣味性、简易性、生活化的物理实验教学活动[2]。
人们在教学实践中早就发现,与使用“厂家生产的专门器材”做的实验相比,开发“非常规”物理实验对于实现物理课程标准提出的“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维课程目标具有独特的作用,是常规实验所无法取代的,因而是一种有待深入开发的重要物理课程资源。其深层教育价值主要体现在以下三个方面:
对教师而言,热衷于实验研究,致力于实验开发,会极大地提高教师自身的教学水平和教研水平。尤其在非常规实验的开发中,教师将发现,自己需要不断地学习和提升自我的理论素养,特别是学习新技术、新材料、新发明的有关知识。在提升自我素质的同时,也将使更多的学生体会到物理学习的乐趣、意义和价值,为学生的创新意识和创新能力的培养,起到很好的引领和示范作用。
对学生而言,非常规实验具有取材的熟悉性、结构的形象性、操作的简单性、现象的直观性等特点。利用这些特点,一方面,学生可以通过熟悉的生活用品所发生的物理现象去探索物理本质,这将会大大拉近学生与物理的距离,也更好地体现了“从生活走向物理,从物理走向生活”的新课程理念;另一方面,非常规实验由于其取材的便利性和制作的简单性,可以使实验器材在数量上得以保证,这就可以使更多的学生能够参与到实验方案的制定、实验器具的制作和实验过程的操作体验中去。在此过程中,学生的主体地位得以突出,学习兴趣得以激发,探究的主动性和积极性将大大提升。这样做不仅更有利于促进学生手脑并用、发展学生实践能力和创新能力,同时这也是对学生进行科学方法教育的很好平台和途径。因此,英、美等发达国家,十分重视这类实验的开发与应用。在我国,虽然这类物理实验在中学物理教材中早有体现,在物理教学中早有运用,对其教学功能也有一些专题研究,但仍没有引起物理教育领域的普遍重视,既缺乏深入的理论探讨,更缺乏系统有效的实践探索[3]。
非常规实验的开发对中学物理实验教学的有效开展,具有非常重要的理论意义和实践价值。不仅可以解决经济欠发达的农村乡镇中学实验器材不足的困难,为实现教育的公平性奠定资源基础;同时,也可以为农村中学实验装备政策提供有益的宏观政策参考和有效的具体方案支持。
这里需要强调的是,“非常规”物理实验并不是“非科学”和“无目的”,恰恰相反,它追求科学本质、崇尚科学精神,注意培养学生科学素质,追求丰富的教育内涵和全维课程目标的达成。
二、信息交合法简介
非常规物理实验的开发是一种创造性的活动,所以实验的开发必须以创造学理论为指导。据有关研究资料显示,现已有数百种创造技法。学习这些创造技法,将会大大开阔我们的视野和实验开發的思路。其中信息交合法就是大家公认的在各领域中应用非常广泛的一种创造技法。
信息交合法是华夏研究院思维技能研究所所长许国泰副教授于1983年首创的一种在信息交合中进行创新的思维方法。简言之,就是把物体的总体信息按照其特征和该物体与人类实践活动相关的用途分解成若干个要素,并把这两种信息要素分别设为信息标的X轴与Y轴,两轴垂直相交,构成“信息反应场”,每个轴上各点的信息可以依次与另一轴上的信息交合,从而产生新的信息。
信息交合法有两个基本论点:一是不同信息的交合可产生新信息;二是不同联系的交合可产生新联系。依据这一原理,人们在掌握一定信息的基础上,通过交合与联系可以获得新的信息,提出新的创造设想。比如,独轮自行车本来与碟、碗、勺等日常生活物品没有必然联系,但杂技演员将它们交合在一起,就构成了精彩的杂技节目。同样,生活中的各种物品表面上本来也是互不相干的信息,但通过一个实验主题,我们就可以把它们巧妙地联系在一起,为物理教学服务。
三、基于信息交合的非常规物理实验的设计思路
任何一项新实验的开发,总要针对某一具体问题。非常规实验开发的问题来源主要包括以下三个方面[4]:(1)来自物理教学:为引出某一概念或规律,为突出教学重点,突破教学难点等,均可考虑设计一个新的实验;(2)来自于生活用品或材料:生活中的大量物品,大到冰箱、彩电、录像机,小到一枚硬币、纸杯、铅笔、尺子和橡皮等,都具有物理实验开发和利用的价值;(3)来自于其它学科:即借助其它学科的原理、方法、设备、装置等为物理教学服务。如医学上打吊针的装置就是一件很好的物理仪器,它里面的水总能保持匀速下滴而不受水面高度变化的影响。
一、非常规实验的内涵和价值
《高中物理课程标准》指出,“实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源”。有研究者(张伟,2005)从资源开发和利用的角度将物理实验分为两大类:非常规物理实验和常规物理实验。“非常规”物理实验,主要就是指利用学生熟悉的生活易得物品、废旧材料、器具、人体或人体局部以及儿童玩具等开发进行的一类体现自创性、体验性、趣味性、简易性、生活化的物理实验教学活动[2]。
人们在教学实践中早就发现,与使用“厂家生产的专门器材”做的实验相比,开发“非常规”物理实验对于实现物理课程标准提出的“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维课程目标具有独特的作用,是常规实验所无法取代的,因而是一种有待深入开发的重要物理课程资源。其深层教育价值主要体现在以下三个方面:
对教师而言,热衷于实验研究,致力于实验开发,会极大地提高教师自身的教学水平和教研水平。尤其在非常规实验的开发中,教师将发现,自己需要不断地学习和提升自我的理论素养,特别是学习新技术、新材料、新发明的有关知识。在提升自我素质的同时,也将使更多的学生体会到物理学习的乐趣、意义和价值,为学生的创新意识和创新能力的培养,起到很好的引领和示范作用。
对学生而言,非常规实验具有取材的熟悉性、结构的形象性、操作的简单性、现象的直观性等特点。利用这些特点,一方面,学生可以通过熟悉的生活用品所发生的物理现象去探索物理本质,这将会大大拉近学生与物理的距离,也更好地体现了“从生活走向物理,从物理走向生活”的新课程理念;另一方面,非常规实验由于其取材的便利性和制作的简单性,可以使实验器材在数量上得以保证,这就可以使更多的学生能够参与到实验方案的制定、实验器具的制作和实验过程的操作体验中去。在此过程中,学生的主体地位得以突出,学习兴趣得以激发,探究的主动性和积极性将大大提升。这样做不仅更有利于促进学生手脑并用、发展学生实践能力和创新能力,同时这也是对学生进行科学方法教育的很好平台和途径。因此,英、美等发达国家,十分重视这类实验的开发与应用。在我国,虽然这类物理实验在中学物理教材中早有体现,在物理教学中早有运用,对其教学功能也有一些专题研究,但仍没有引起物理教育领域的普遍重视,既缺乏深入的理论探讨,更缺乏系统有效的实践探索[3]。
非常规实验的开发对中学物理实验教学的有效开展,具有非常重要的理论意义和实践价值。不仅可以解决经济欠发达的农村乡镇中学实验器材不足的困难,为实现教育的公平性奠定资源基础;同时,也可以为农村中学实验装备政策提供有益的宏观政策参考和有效的具体方案支持。
这里需要强调的是,“非常规”物理实验并不是“非科学”和“无目的”,恰恰相反,它追求科学本质、崇尚科学精神,注意培养学生科学素质,追求丰富的教育内涵和全维课程目标的达成。
二、信息交合法简介
非常规物理实验的开发是一种创造性的活动,所以实验的开发必须以创造学理论为指导。据有关研究资料显示,现已有数百种创造技法。学习这些创造技法,将会大大开阔我们的视野和实验开發的思路。其中信息交合法就是大家公认的在各领域中应用非常广泛的一种创造技法。
信息交合法是华夏研究院思维技能研究所所长许国泰副教授于1983年首创的一种在信息交合中进行创新的思维方法。简言之,就是把物体的总体信息按照其特征和该物体与人类实践活动相关的用途分解成若干个要素,并把这两种信息要素分别设为信息标的X轴与Y轴,两轴垂直相交,构成“信息反应场”,每个轴上各点的信息可以依次与另一轴上的信息交合,从而产生新的信息。
信息交合法有两个基本论点:一是不同信息的交合可产生新信息;二是不同联系的交合可产生新联系。依据这一原理,人们在掌握一定信息的基础上,通过交合与联系可以获得新的信息,提出新的创造设想。比如,独轮自行车本来与碟、碗、勺等日常生活物品没有必然联系,但杂技演员将它们交合在一起,就构成了精彩的杂技节目。同样,生活中的各种物品表面上本来也是互不相干的信息,但通过一个实验主题,我们就可以把它们巧妙地联系在一起,为物理教学服务。
三、基于信息交合的非常规物理实验的设计思路
任何一项新实验的开发,总要针对某一具体问题。非常规实验开发的问题来源主要包括以下三个方面[4]:(1)来自物理教学:为引出某一概念或规律,为突出教学重点,突破教学难点等,均可考虑设计一个新的实验;(2)来自于生活用品或材料:生活中的大量物品,大到冰箱、彩电、录像机,小到一枚硬币、纸杯、铅笔、尺子和橡皮等,都具有物理实验开发和利用的价值;(3)来自于其它学科:即借助其它学科的原理、方法、设备、装置等为物理教学服务。如医学上打吊针的装置就是一件很好的物理仪器,它里面的水总能保持匀速下滴而不受水面高度变化的影响。