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淺談高中物理實(shí)驗教學(xué)與學(xué)生能力培養的探究
論文關(guān)鍵詞:實(shí)驗教學(xué) 實(shí)驗方法 探究 能力培養
論文摘要:結合課題研究和自己的教學(xué)實(shí)踐,談對中學(xué)實(shí)驗教學(xué)與學(xué)生能力培養的四點(diǎn)體會(huì )。一、變演示實(shí)驗為探索性實(shí)驗,培養學(xué)生的創(chuàng )新能力。二、采用多種實(shí)驗方法,活躍學(xué)生思維。三、創(chuàng )設實(shí)驗問(wèn)題,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng )新能力的發(fā)展。四、應用多媒體進(jìn)行實(shí)驗教學(xué),促進(jìn)學(xué)生觀(guān)察能力、思維能力的發(fā)展。
物理規律的發(fā)現和物理理論的建立都是以實(shí)驗為基礎的。通過(guò)實(shí)驗教學(xué)可培養學(xué)生觀(guān)察物理實(shí)驗現象和分析物理問(wèn)題的能力,掌握用實(shí)驗來(lái)探究物理規律的基本方法,提高思維能力和動(dòng)手實(shí)驗能力,加深對物理概念和規律的理解。
著(zhù)名物家楊振寧教授特別強調了“理論物理必須回歸現實(shí)”這一“厚實(shí)的物理”(即與實(shí)踐不可分割的理論物理)的精神。一個(gè)物理的理論,最終必須回歸現實(shí),這樣的物理才是有前途的物理。物理學(xué)擔負著(zhù)培養下世紀科技人材的重任,要促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展,必須有許多發(fā)明創(chuàng )造,因此必須讓同學(xué)們養成動(dòng)手動(dòng)腦,手腦并用的習慣,培養他們嚴謹的科學(xué)態(tài)度及高度的創(chuàng )造能力。實(shí)驗作為一種探究和發(fā)現的學(xué)習,在物理教學(xué)中應當有其相當獨立的成份。
而實(shí)驗是高中物理教學(xué)的薄弱環(huán)節,改革實(shí)驗教學(xué)以適應素質(zhì)和創(chuàng )新教育的需求是物理教學(xué)中亟待解決的問(wèn)題。那么如何改進(jìn)實(shí)驗教學(xué)呢?2009年5月我主持開(kāi)展的廈門(mén)市海滄區的重點(diǎn)課題“高中物理實(shí)驗教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng )新”成功結題,下面結合課題研究和自己的教學(xué)實(shí)踐,談?wù)勎覍χ袑W(xué)物理實(shí)驗教學(xué)與學(xué)生能力培養的四點(diǎn)體會(huì )。
一、變演示實(shí)驗為探索性實(shí)驗,培養學(xué)生的創(chuàng )新能力
在以前,課堂演示實(shí)驗一般以教師為主體,學(xué)生僅僅是旁觀(guān)者,沒(méi)有直接參與,不利于其創(chuàng )新能力的培養。將演示實(shí)驗改為探索性實(shí)驗,讓學(xué)生充分的動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口,發(fā)揮學(xué)生的主體作用,從而有利于學(xué)生創(chuàng )造性思維的激發(fā)。
比如在“牛頓第二定律”的教學(xué)中,先給出器材:課桌上放四根同一型號的試管,二根同一型號的條形磁鐵,兩支同一型號的彈簧秤。不給學(xué)生講解儀器的使用、實(shí)驗步驟以及如何觀(guān)察實(shí)驗得出結論,而是僅告訴學(xué)生利用桌面上的器材(可選用)用你所做的實(shí)驗回答:(1)力的作用是否是相互的?(2)相互作用力存在什么樣的關(guān)系?讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力,多角度多途徑地再現定律的形成過(guò)程:有的學(xué)生將兩根磁棒握在手中,同名極相對或異名極相對;或將兩根磁棒都放在試管上或者一根放在桌面上另一極放在兩試管上;彈簧秤對拉或手拉彈簧秤等多種實(shí)驗得出了“力的作用是相互的”是一個(gè)普遍的規律。
如有的學(xué)生用兩彈簧秤對拉發(fā)現兩彈簧秤的讀數不相等,原因是實(shí)驗前沒(méi)有調零或對拉的方式不對引起的。有的學(xué)生提出了較好的實(shí)驗方法,將兩根條形磁鐵分別放在兩根試管上同名極相對看后退的距離是否相等。
可見(jiàn)學(xué)生在自己“探索”物理規律的實(shí)驗過(guò)程中既動(dòng)手又動(dòng)腦,加深了對知識的理解和運用,培養了自己的創(chuàng )新能力。
我們不僅要變演示實(shí)驗為探索性實(shí)驗,同時(shí)不斷探索變敘述性實(shí)驗為操作性實(shí)驗,變家庭小實(shí)驗為課堂操作性實(shí)驗。在實(shí)驗中抓住現象,揭示本質(zhì)。充分發(fā)揮實(shí)驗教學(xué)的探索功能。學(xué)生通過(guò)自行設計方案、動(dòng)手操作、探索體驗,從中發(fā)現問(wèn)題,解決問(wèn)題。教師再作適當點(diǎn)撥,學(xué)習效率會(huì )明顯提高,從而促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng )造思維的發(fā)展。
二、采用多種實(shí)驗方法,活躍學(xué)生思維
我們在幫助學(xué)生掌握實(shí)驗原理的基礎上,鼓勵學(xué)生只要能夠達到實(shí)驗目的,不管用什么方法、選用不同的器材、設定不同的實(shí)驗步驟進(jìn)行實(shí)驗都可以。在實(shí)驗中,學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍,對所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標的過(guò)程中,要有全局觀(guān)點(diǎn),在不同情況下善于應變,培養學(xué)生的應變能力,使學(xué)生分析抽象概括綜合表達能力都得到訓練和發(fā)展。
比如:在講完用伏安法測未知電阻實(shí)驗后,課后留下一個(gè)題目“要測一個(gè)末知的電阻,可以有幾種方法呢?器材不限,要求設計的方案要簡(jiǎn)單準確高”。之后我收到了學(xué)生很多很好的設計方案;有替代法是用已知電阻來(lái)代替未知電阻,其電路形式多種多樣,主要是有一個(gè)電阻箱;有利用串聯(lián)電路的分壓關(guān)系,利用并聯(lián)電路的分流關(guān)系;有惠更斯電橋法;有半偏法等,我發(fā)現只要給學(xué)生一個(gè)表現的舞臺,學(xué)生就可以表演得很出色,我們老師要不斷學(xué)習當好一名好導演。
三、創(chuàng )設實(shí)驗問(wèn)題,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng )新能力的發(fā)展
“教實(shí)驗”轉變?yōu)椤坝脤?shí)驗教”,充分發(fā)揮實(shí)驗的教育功能,嘗試用探究的方法進(jìn)行實(shí)驗教學(xué),培養學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng )新精神,這就要求我們教師在實(shí)驗中創(chuàng )造性地應用現代教學(xué)方法和教學(xué)手段,將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合,用“創(chuàng )造性的教”為學(xué)生“創(chuàng )造性的學(xué)”創(chuàng )造和條件。
比如講到超重和失重時(shí),取一只廢礦泉水瓶裝滿(mǎn)水,在瓶底部側面用鐵釘戳穿一個(gè)孔,問(wèn)同學(xué)們看到了什么現象?學(xué)生答“水從孔中流了下來(lái)”,“請同學(xué)們再認真觀(guān)察,當礦泉水瓶從手中自由落下的過(guò)程中還能看到水從孔中流下來(lái)嗎?”學(xué)生答“沒(méi)有水從孔中流出來(lái)”從而引出失重和完全失重的概念�！爱斞b滿(mǎn)水的礦泉水瓶從低處向上加速運動(dòng)時(shí),同學(xué)們又看到了什么現象?”學(xué)生答“水從孔中流了出來(lái),而且流速更大了�！庇谑且隽顺氐母拍�。
如能在教學(xué)各環(huán)節中不斷提供大量的、生動(dòng)的物理事例作為感性,“用實(shí)驗教”,以感知具體的物理事實(shí),通過(guò)分析、綜合、抽象等思維加工來(lái)積極調節學(xué)生原有認知結構。實(shí)現從“不理解”“想不通”到“懂了”“想通了”的同化、順應過(guò)程,達到形成概念、掌握規律,并讓學(xué)生利用物理知識來(lái)解決各種實(shí)際問(wèn)題,完成思維從抽象到具體,促使知識內化,實(shí)現向能力的最終遷移。逐漸促進(jìn)學(xué)生創(chuàng )新能力的發(fā)展。
四、應用多媒體進(jìn)行實(shí)驗教學(xué),促進(jìn)學(xué)生觀(guān)察能力、思維能力的發(fā)展
信息化時(shí)代的實(shí)驗教學(xué),我們要充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢,在重視傳統的實(shí)驗手段的基礎上大膽創(chuàng )新,逐步將信息技術(shù)應用到物理實(shí)驗教學(xué)中,物理課程中有些實(shí)驗如理想實(shí)驗,在中學(xué)環(huán)境下很難完成,而利用模擬理想狀態(tài),可以很好地展示。比如在做探究單擺的周期與擺長(cháng)關(guān)系的實(shí)驗時(shí),同學(xué)們采集到大量數據后,利用excel軟件的函數功能很容易在T-L坐標系中描出曲線(xiàn)。節省了數據處理時(shí)間的同時(shí)提高了精度。又如,在高中課本的《運動(dòng)和力》這一章中的伽利略的著(zhù)名實(shí)驗——對接斜面實(shí)驗,是牛頓第一定律的實(shí)驗基礎,依靠現有的儀器無(wú)法表現那種無(wú)磨擦的理想狀態(tài),而利用計算機可以達到理想境界。物理中還有一些實(shí)驗在常規中學(xué)實(shí)驗室根本無(wú)法做,在學(xué)習原子物理中的小粒子散射實(shí)驗時(shí),就可以利用多媒體電腦制作這類(lèi)實(shí)驗的動(dòng)畫(huà),這為物理實(shí)驗教學(xué)和培養學(xué)生實(shí)驗能力提供了嶄新的平臺,促進(jìn)了學(xué)生觀(guān)察能力、思維能力和實(shí)驗能力的發(fā)展。
在實(shí)驗教學(xué)中我認為還要盡可能地做到以下幾點(diǎn):①突破教材、課堂的限制,盡一切可能地開(kāi)發(fā)與設計新的實(shí)驗。②改變實(shí)驗的評價(jià)機制,關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗過(guò)程,從人的一生是可持續發(fā)展的高度出發(fā),發(fā)現和發(fā)展學(xué)生多方面的潛能,將實(shí)驗評價(jià)變?yōu)閷W(xué)生自主性學(xué)習的有力促進(jìn)者。實(shí)驗,不僅能提高學(xué)生的學(xué)習積極性,更重要的是通過(guò)實(shí)驗可以培養學(xué)生科學(xué)的態(tài)度,培養學(xué)生觀(guān)察、分析問(wèn)題的能力,讓學(xué)生逐步了解科學(xué)的發(fā)展過(guò)程,培養學(xué)生學(xué)會(huì )合作、與人共事的能力,鞏固已學(xué)過(guò)的知識,培養學(xué)生自主學(xué)習的能力以及掌握研究性學(xué)習的方法。
課程改革呼喚創(chuàng )新,新課程要求教師要由課程規范的復制者變?yōu)樾抡n程的創(chuàng )造者,而我們物理教師在實(shí)驗教學(xué)中培養學(xué)生能力的開(kāi)發(fā)與設計方面有著(zhù)廣闊的創(chuàng )新天地。
參考文獻:
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