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新课程的一个重要理念是注重科学探究,提倡学习方式多样化。科学探究包括以下几个要素:提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、交流与合作。科学探究的过程需要运用具体的方法,物理实验作为物理学科开展科学探究的重要思想和方法,是学生科学素养形成和发展的基础和组成部分。因此加强科学探究,特别是在高中物理课程中,运用科学探究的思想改革物理实验教学,使科学探究落到实处,能有效地提高学生的科学素养、创新意识和实践能力。本文从5个方面探讨如何在物理实验教学中落实科学探究的课程目标,培养学生创新意识、科学探究能力和实践能力。
利用课堂演示实验进行方法教育,让学生
学习科学探究的思想方法
课堂演示实验是教师结合课堂教学内容的需要,用演示的方法进行的实验教学,是一种直观的教学手段。它是教师讲解物理学概念、规律的基础,也是培养学生思维能力、观察能力,掌握科学方法的有效途径。通过演示实验进行方法教育,不仅能让学生学会如何确定实验的步骤,掌握一些基本的实验技能,更重要的是引导学生学习实验设计的思想,研究物理问题的实验方法,为培养他们的物理创新能力打下良好的基础[1]。
如初中学生在研究“导体电阻与哪些因素有关”的演示实验中,实验的要求是定性的,通过用保证电压U一定用电流强度 来比较电阻R的大小,让学生体会到“控制变量”“间接测量”进行实验是中学阶段的一种重要方法。在教师的演示实验中,学生还可以潜移默化地学习到如“以大量小”“叠加法”“放大法”“替代法”“比较法”和“验证法”“模型法”以及用图象处理实验数据等探究物理问题的重要方法,在以后的学习中就能自主灵活地运用这些方法,培养探究意识。
在多种实验方案的设计、讨论和辨析中
培养学生的科学探究能力
在高中电阻定律的学习中,引导学生在初中定性研究“导体电阻与哪些因素有关”实验的基础上深入探究定量关系,学生可以根据控制变量的方法提出设计方案,也可以提出一些具体问题,自己设计实验方法进行实验。这里介绍一个案例。
形成猜想和假设
1)有n条材料相同、长度相同、截面积s相等的电阻丝串联在电路中,设每条电阻丝的电阻为r,请推导出这些电阻串联的总电阻R的关系式。(根据串联电路的特点,R=nr,又由于电阻丝的总长L=n ,可得:R/r=L/l)
2)有n条材料相同、长度相同、截面积s相等的电阻丝并联在电路中,设每条电阻丝的电阻为r,请推导出这些电阻并联的总电阻R的关系式。(根据并联电路的特点,R=r/n,又由于电阻丝的总截面积S=ns,可得:R/r=s/S)
3)根据上面推演的关系式,可能提出什么样的猜想?(电阻丝的电阻与其长度成正比,与其截面积成反比)
设计实验因为这种关系是在给定的特殊条件下推导出来的,还没有证明是否具有普遍的意义,所以需要用实验来验证。为了设计实验,引导学生思考以下问题。1)需要验证的假设是什么?R与L和S的定量关系;2)怎样测量电阻R?应用欧姆定律。3)怎样选择和设计技术方案?学生与教师共同讨论,设计和选择一定的技术方案。
方案1控制电压相同,分别改变导体的长度、截面积和材料,比较电流强度,如同初中物理实验中的方案。
当然,除了上述谈到的几个方面之外,引导学生做体验性实验,利用实验对习题中的情景进行实验操作,建立理论和实际的联系,加强自制教具在实验教学中的应用,建立中学物理实验数字化平台等,都是培养科学探究能力的有效途径。
总之,物理实验是中学物理教学的重要环节,天然地具有进行科学探究、培养学生科学探究精神和科学方法的功能。在实验教学中,教师应该努力挖掘实验教学的潜力,更好地培养学生的创新能力;使学生的学习变成一个主动探索的过程,变“要我学”为“我要学”;不但使学生获得知识,学会实验技能,更重要的是要通过实验教学,启迪学生的思维,培养学生的创新意识、实践能力和科学探究能力,使他们健康成长,成为时代所需要的创新人才。
参考文献
[1]刘炳昇.继承与创新——新课程理念下高中物理实验教学的几点建议[J].中学物理教学参考,2007(06):2-4
(作者单位:浙江省乐清市二中)
利用课堂演示实验进行方法教育,让学生
学习科学探究的思想方法
课堂演示实验是教师结合课堂教学内容的需要,用演示的方法进行的实验教学,是一种直观的教学手段。它是教师讲解物理学概念、规律的基础,也是培养学生思维能力、观察能力,掌握科学方法的有效途径。通过演示实验进行方法教育,不仅能让学生学会如何确定实验的步骤,掌握一些基本的实验技能,更重要的是引导学生学习实验设计的思想,研究物理问题的实验方法,为培养他们的物理创新能力打下良好的基础[1]。
如初中学生在研究“导体电阻与哪些因素有关”的演示实验中,实验的要求是定性的,通过用保证电压U一定用电流强度 来比较电阻R的大小,让学生体会到“控制变量”“间接测量”进行实验是中学阶段的一种重要方法。在教师的演示实验中,学生还可以潜移默化地学习到如“以大量小”“叠加法”“放大法”“替代法”“比较法”和“验证法”“模型法”以及用图象处理实验数据等探究物理问题的重要方法,在以后的学习中就能自主灵活地运用这些方法,培养探究意识。
在多种实验方案的设计、讨论和辨析中
培养学生的科学探究能力
在高中电阻定律的学习中,引导学生在初中定性研究“导体电阻与哪些因素有关”实验的基础上深入探究定量关系,学生可以根据控制变量的方法提出设计方案,也可以提出一些具体问题,自己设计实验方法进行实验。这里介绍一个案例。
形成猜想和假设
1)有n条材料相同、长度相同、截面积s相等的电阻丝串联在电路中,设每条电阻丝的电阻为r,请推导出这些电阻串联的总电阻R的关系式。(根据串联电路的特点,R=nr,又由于电阻丝的总长L=n ,可得:R/r=L/l)
2)有n条材料相同、长度相同、截面积s相等的电阻丝并联在电路中,设每条电阻丝的电阻为r,请推导出这些电阻并联的总电阻R的关系式。(根据并联电路的特点,R=r/n,又由于电阻丝的总截面积S=ns,可得:R/r=s/S)
3)根据上面推演的关系式,可能提出什么样的猜想?(电阻丝的电阻与其长度成正比,与其截面积成反比)
设计实验因为这种关系是在给定的特殊条件下推导出来的,还没有证明是否具有普遍的意义,所以需要用实验来验证。为了设计实验,引导学生思考以下问题。1)需要验证的假设是什么?R与L和S的定量关系;2)怎样测量电阻R?应用欧姆定律。3)怎样选择和设计技术方案?学生与教师共同讨论,设计和选择一定的技术方案。
方案1控制电压相同,分别改变导体的长度、截面积和材料,比较电流强度,如同初中物理实验中的方案。

当然,除了上述谈到的几个方面之外,引导学生做体验性实验,利用实验对习题中的情景进行实验操作,建立理论和实际的联系,加强自制教具在实验教学中的应用,建立中学物理实验数字化平台等,都是培养科学探究能力的有效途径。
总之,物理实验是中学物理教学的重要环节,天然地具有进行科学探究、培养学生科学探究精神和科学方法的功能。在实验教学中,教师应该努力挖掘实验教学的潜力,更好地培养学生的创新能力;使学生的学习变成一个主动探索的过程,变“要我学”为“我要学”;不但使学生获得知识,学会实验技能,更重要的是要通过实验教学,启迪学生的思维,培养学生的创新意识、实践能力和科学探究能力,使他们健康成长,成为时代所需要的创新人才。
参考文献
[1]刘炳昇.继承与创新——新课程理念下高中物理实验教学的几点建议[J].中学物理教学参考,2007(06):2-4
(作者单位:浙江省乐清市二中)