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物理学是一门以实验为基础的实验性学科。受传统教育的影响,现今的物理实验教学,有许多内容还是事先统一规定的,如实验内容、实验仪器、实验方法、实验步骤等,甚至连实验报告单都是统一印制的,这种模式的实验教学与“培养素质,提高能力,勇于创新”的教育思想是格格不入的。而培养学生的实验能力是初中素质教育的重要环节,尤其在物理教学中更为突出。下面,笔者结合教材、教学与学校实际,从物理实验出发,就如何在实验教学中培养学生的创新实验能力谈谈个人的看法。
一、精心搞好实验教学设计
现行教材中的实验分为验证性实验和探究性实验,就实验内容而言,既可是验证性的,也可以是探究性的。在探究性实验中,实验的各个环节,如实验内容、实验仪器、实验方法、数据收集及处理以及实验结论都可以是开放的,这样设计实验教学可以还学生更多的思维空间,让不同的学生有不同创造发挥的余地。
布置实验课题,学生就可以自由发挥或创造性地完成这些实验。为了便于指导和管理每个学生,要求学生的实验报告必须包括以下内容:
1、为什么要做这个实验?要求学生按自己的理解写。
2、需要哪些器材?要求学生选择所需仪器以及了解各种仪器的使用方法。
3、怎样安排实验步骤?要求实验步骤的设计能体现自己的创新思想及对相关物理概念及规律的理解。
4、实验结果如何?要求学生写出自己的心得体会。
二、实验目的要明确
一个实验的目的可能包括若干方面,我们应该强调抓住最关键的一个。有明确的目的,才能有的放矢。比如:在做探究欧姆定律的实验时,电压表、电流表的使用,电路的连接及实验方法、分析、结论都是我们做这个实验的目的,但最关键、最重要的实验目的还是由实验结论得出欧姆定律的内容。
三、正确应用物理规律、原理
在做实验前,应结合所学的物理规律、原理,针对实验的关键目的,从理论上分析、设计好实验的步骤,使实验切实具有可行性。如:在做用量筒和天平测不规则物体的密度时,先从密度公式p=m/v分析,m可以用天平一次测出。但v不可能由量筒一次测出,必须借助其他器材间接测出v2-v1,这样操作时才能清楚明白。
四、合理装配实验器材
实验中的器材大多数比较好用,也有部分器材不好使用。由于制造的厂家不一样,装配起来也不太合理,有时还需自制一些实验器材。这样,首先应吸取所需器材和所见器材的优点。其次。这些器材必须原理正确,操作简便而且有效。再次,自制的实验仪器的器材、元件容易找到,加工、配置不难,便于教学。例如:在做焦耳定律的实验中,涉及到实验器材比较多(如烧杯、电阻丝、电源、温度计等),装配起来可能不容易,在选择器材时就应考虑到这个器材的作用、大小范围等因素。
五、规范实验操作
在实验教学中,师生要互相配合,要避免教师实验、学生只是看,或者是学生自己独立完成实验。教学过程中要充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。操作时一定要分清先后顺序,千万不能任意更改操作顺序,如果需要更改操作顺序,必须先认真分析可能造成的副作用,改动需合理。例如:做电路实验时,连线之前开关必须断开,电路未经检查不能接通电源,否则可能损坏元件。又如:在用天平称量物体的质量时,先调天平底板水平,再调节空载平衡,然后才是称量物体——如果顺序弄错了,就失去了称量的作用。
六、借助信息技术手段辅助实验
信息技术与物理课程教学的整合,对物理实验教学能起到事半功倍的辅助作用。利用信息技术制作多媒体实验课件,可以起到完善和补充物理实验的作用。它可以开放物理实验教学内容,促进学生动手实验,拓展学生的思维和知识面,发挥学生自主探讨性实验的优势,弥补物理实验教学的不足。例如:结合《电阻》这一节的学习。我要求学生上网搜索“半导体、超导现象”的资料,然后在课堂上进行交流,学生利用课余时间搜集了大量的信息,其中涉及到半导体材料在我们生活、生产中的广泛应用以及我国在超导体领域研究的情况和研究的前景等内容,而这些内容很多在书本上都没有。课后要求学生在互相交流信息的基础上。写一篇“假如有了实用的超导体”的文章,利用身边的半导体做一些有趣的小实验等。这样,在这一全新的教学环境中,知识内容开放,学生利用信息技术上网搜索,课后做一些小实验,形成了对半导体、超导体较为完整的认识。
七、认真分析实验现象和数据
我们学习物理实验的目的是把感性认识上升为理性认识。理性的知识不是实验结果的简单总结,而是经过大量的实验分析、结合、归纳、演绎、类比等抽象的思维而得到的物理知识规律,它深刻地反映了客观事物共同的本质的规律。
惯性是学习牛顿第一定律的一个重要概念,人们在日常生活中早有体会。例如:汽车突然加速或减速时,坐在车上的人就会向后或向前倒。而亚里士多德关于“马不拉车,车就不动”的错误结论却流传了近2000年,它忽视了摩擦力的存在,没有全面地去分析现象,揭示事物的本质。
八、认真总结、反复实验中存在的优点和缺点
物理实验教学中的实验具有典型性、代表性。但它毕竟是一个个的实验,是实践中的一少部分,不能代表所有的实验。实验中存在的不足和优点,需要我们每做一个实验后去认真总结、扬长避短、相互补充、相互比较,使物理实验更加完备、更加有实效。
学生创新实验能力的培养不是一朝一夕的事,而是需要教师持之以恒,摸索好的教学方法寓于实验教学之中,让学生真正能够独立完成一个个质量高、效果好的实验,努力拓展学生的学习空间,培养学生学习研究的热情,给学生提供发展个性的土壤,让学生在主动探索、发展和亲身体验中培养创新实验能力,从而培养出符合现代教育要求的创新人才。
一、精心搞好实验教学设计
现行教材中的实验分为验证性实验和探究性实验,就实验内容而言,既可是验证性的,也可以是探究性的。在探究性实验中,实验的各个环节,如实验内容、实验仪器、实验方法、数据收集及处理以及实验结论都可以是开放的,这样设计实验教学可以还学生更多的思维空间,让不同的学生有不同创造发挥的余地。
布置实验课题,学生就可以自由发挥或创造性地完成这些实验。为了便于指导和管理每个学生,要求学生的实验报告必须包括以下内容:
1、为什么要做这个实验?要求学生按自己的理解写。
2、需要哪些器材?要求学生选择所需仪器以及了解各种仪器的使用方法。
3、怎样安排实验步骤?要求实验步骤的设计能体现自己的创新思想及对相关物理概念及规律的理解。
4、实验结果如何?要求学生写出自己的心得体会。
二、实验目的要明确
一个实验的目的可能包括若干方面,我们应该强调抓住最关键的一个。有明确的目的,才能有的放矢。比如:在做探究欧姆定律的实验时,电压表、电流表的使用,电路的连接及实验方法、分析、结论都是我们做这个实验的目的,但最关键、最重要的实验目的还是由实验结论得出欧姆定律的内容。
三、正确应用物理规律、原理
在做实验前,应结合所学的物理规律、原理,针对实验的关键目的,从理论上分析、设计好实验的步骤,使实验切实具有可行性。如:在做用量筒和天平测不规则物体的密度时,先从密度公式p=m/v分析,m可以用天平一次测出。但v不可能由量筒一次测出,必须借助其他器材间接测出v2-v1,这样操作时才能清楚明白。
四、合理装配实验器材
实验中的器材大多数比较好用,也有部分器材不好使用。由于制造的厂家不一样,装配起来也不太合理,有时还需自制一些实验器材。这样,首先应吸取所需器材和所见器材的优点。其次。这些器材必须原理正确,操作简便而且有效。再次,自制的实验仪器的器材、元件容易找到,加工、配置不难,便于教学。例如:在做焦耳定律的实验中,涉及到实验器材比较多(如烧杯、电阻丝、电源、温度计等),装配起来可能不容易,在选择器材时就应考虑到这个器材的作用、大小范围等因素。
五、规范实验操作
在实验教学中,师生要互相配合,要避免教师实验、学生只是看,或者是学生自己独立完成实验。教学过程中要充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。操作时一定要分清先后顺序,千万不能任意更改操作顺序,如果需要更改操作顺序,必须先认真分析可能造成的副作用,改动需合理。例如:做电路实验时,连线之前开关必须断开,电路未经检查不能接通电源,否则可能损坏元件。又如:在用天平称量物体的质量时,先调天平底板水平,再调节空载平衡,然后才是称量物体——如果顺序弄错了,就失去了称量的作用。
六、借助信息技术手段辅助实验
信息技术与物理课程教学的整合,对物理实验教学能起到事半功倍的辅助作用。利用信息技术制作多媒体实验课件,可以起到完善和补充物理实验的作用。它可以开放物理实验教学内容,促进学生动手实验,拓展学生的思维和知识面,发挥学生自主探讨性实验的优势,弥补物理实验教学的不足。例如:结合《电阻》这一节的学习。我要求学生上网搜索“半导体、超导现象”的资料,然后在课堂上进行交流,学生利用课余时间搜集了大量的信息,其中涉及到半导体材料在我们生活、生产中的广泛应用以及我国在超导体领域研究的情况和研究的前景等内容,而这些内容很多在书本上都没有。课后要求学生在互相交流信息的基础上。写一篇“假如有了实用的超导体”的文章,利用身边的半导体做一些有趣的小实验等。这样,在这一全新的教学环境中,知识内容开放,学生利用信息技术上网搜索,课后做一些小实验,形成了对半导体、超导体较为完整的认识。
七、认真分析实验现象和数据
我们学习物理实验的目的是把感性认识上升为理性认识。理性的知识不是实验结果的简单总结,而是经过大量的实验分析、结合、归纳、演绎、类比等抽象的思维而得到的物理知识规律,它深刻地反映了客观事物共同的本质的规律。
惯性是学习牛顿第一定律的一个重要概念,人们在日常生活中早有体会。例如:汽车突然加速或减速时,坐在车上的人就会向后或向前倒。而亚里士多德关于“马不拉车,车就不动”的错误结论却流传了近2000年,它忽视了摩擦力的存在,没有全面地去分析现象,揭示事物的本质。
八、认真总结、反复实验中存在的优点和缺点
物理实验教学中的实验具有典型性、代表性。但它毕竟是一个个的实验,是实践中的一少部分,不能代表所有的实验。实验中存在的不足和优点,需要我们每做一个实验后去认真总结、扬长避短、相互补充、相互比较,使物理实验更加完备、更加有实效。
学生创新实验能力的培养不是一朝一夕的事,而是需要教师持之以恒,摸索好的教学方法寓于实验教学之中,让学生真正能够独立完成一个个质量高、效果好的实验,努力拓展学生的学习空间,培养学生学习研究的热情,给学生提供发展个性的土壤,让学生在主动探索、发展和亲身体验中培养创新实验能力,从而培养出符合现代教育要求的创新人才。