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物理学科,是一门以实验为基础的自然科学;实验不仅是一种技术,实验更是一门艺术。在高度文明的现代社会,一名优秀的教师应具备严谨的科学态度和良好艺术修养相结合的素质。有人认为理科教学只讲严谨,不存在艺术问题,尤其物理非常机械。物理学家克莱因讲过:“物理学不应该教成一堆技术,而要教成思想概念的诗剧。”怎样将物理学的主要内容传神地反映出它的科学美和艺术之美,不仅来源于物理学本身令人心醉神迷的科学美,更需要我们物理教学工作者本着艺术创造和科学性精神相结合的观点,扎扎实实的研究教材、教法,勇于探索,不断提高教学的艺术性和科学性。本人从平时教学的体会入手,通过对实验教学的艺术性研究,力求在日常教学过程中不断提高实验教学的效率。
一、演示实验——感性中体验科学的魅力
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,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。演示实验的作用在于能激发学生的学习兴趣,帮助学生牢固掌握知识,培养学生的各种能力以及引导学生学到正确的学习方法。
1.教师主导,加强示范
演示实验要有导向性,教师在教学过程中要自觉、积极地引导学生明确实验目的和要求,并对实验装置、实验步骤、实验现象进行积极地思考,透过现象看本质。演示实验中教师的操作具有极强的示范性,会对学生产生深远的影响,当然,教师演示的失误,操作欠规范,不仅会耽误宝贵的上课时间,而且实验的失败会引起学生对实验内容的怀疑,还会对学生的实验态度和实验技能的形成产生不良的后果。因此,教师平时应苦练实验基本功,上课时要认真操作,保证演示的成功,当然演示时可适当设置障碍来引导学生学会自己排除故障,这样既能减少盲目操作造成实验器材的损坏,又能使教师不陷于被动地解答学生的问题中,使学生能顺利完成本节课的学习任务,提高解决实际问题的能力。例如在电学实验中,电流表、电压表的正确使用起着非常重要的作用,而它们的故障率较高,这就要学生熟知它们的基本原理,以及可能出的故障。正确使用并能自己排除故障,这样的引导学生收获大,远远不止学到一点知识,更重要的是锻炼了独立工作的能力和分析解决问题的能力,同时教师也解脱了因排除故障而所致的忙乱,有更多时间指导学生。
2.学生参与,注重创新
“百闻不如一见,百见不如一试”,所以,教师应根据教学目的,把一些操作简单且无危险性实验,让学生进行操作或改为学生自己动手的实验,多种感官并用,并不失时机地在各个环节启发、调动学生的积极思维,使之在一连串的高度思维活动中理解演示实验的意义,掌握实验技巧,培养学生的创新观察能力和创新实践能力。例如:在“楞次定律”一节的教学中,变课堂演示实验为边做边讲实验,每两位学生发一套实验器材(干电池、电流表、原线圈、条形磁铁、导线),实验中让学生首先观察电流方向与电流表指针偏转方向的关系,再观察原线圈的电流方向与磁铁运动方向的关系,把直观的材料作为培养学生知觉、观察力的材料,引导学生仔细、准确地进行观察,然后引导学生讨论、研究、对比、总结出感生电流所引起的磁场方向与磁铁运动方向的关系,最后训练学生用科学的语言描述,并解释所观察到的现象,从而顺理成章地写出楞次定律。可见,演示实验在教师指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能让学生体验到创新的成功和喜悦。
二、学生实验——主体中发挥探究的价值
学生实验是学生在学习理论知识和观察教师演示实验后进行动手操作的过程,是学生获取知识、形成技能的有效途径。实验活动能够更好地帮助学生掌握实验器材的使用以及正确的操作步骤,理解实验目的、实验原理和实验内容,理解实验现象和实验结论,从而提高学生的实验技能、动手能力、观察、分析问题的能力、探索创新能力,帮助学生更好地形成概念,理解和巩固所学知识。
1.紧抓基本,夯实基础
物理学是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识,包括物理概念、定律和理论,都是在实验的基础上建立起来的。因此,培养学生的实验技能,了解物理学的研究方法,培养严格的实事求是的科学态度,对学生今后搞科学研究和技术革新有重要的作用。这就是当前我们贯彻和实施素质教育,提高学生实验素质的正确教育思想。
2.优化习惯,掌握方法
“授人以鱼,不如授人以渔”,在高中物理实验教学中注意使学生养成良好的实验习惯,是培养学生科学态度、促使学生掌握高效方法的重要措施。良好的实验习惯应包括:实验操作前能预习实验原理、实验步骤和实验注意事项的习惯;实验时能正确记录实验数据,并能主动进行运算和分析、养成初步的对误差进行分析和计算的习惯;实验结束后能够及时整理实验器材并撰写实验报告的习惯。
3.精心设计,立足探究
新课程的培养目标是培养学生的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识,使学生具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法。这就要求我们改变过去实验教学依附于理论教学,只注重理论知识的验证及基本实验方法与技能训练的培养模式。依照新课标理念,将学生的发展放在首位,引导学生积极参与科学探究实验。教学过程中教师根据学生需求,将验证实验改为探究实验,让学生主动操作、探索,得出结论,自始至终体验学习物理知识的快感。
三、课外实验——生活中拓宽知识的外延
物理课外小实验是中学物理实验的重要组成部分,同时也是物理课堂教学的一种有效补充和延伸,因此物理课外小实验也就成为物理教材的重要内容。课外小实验有利于培养学生的自主学习能力和实验能力;课外小实验有利于培养学生的创造能力和联系生活实际的能力;课外小实验还有利于巩固和深化课内知识,弥补课堂教学的不足。但是,由于多种原因,不少教师未能充分重视家庭小实验的教学,所以影响了学生对知识的掌握以及学生能力和素质的提高,因此必须重视物理家庭小实验。
1.加强物理与日常生活接轨
物理来源与日常生活、生产。利用日常用品做小实验,既丰富了学生的课余生活,自觉地增长物理知识,又使物理内容与日常生活、生产紧密结合在一起,使学生感到生动有趣,让学生了解到物理就在我们的身边。如自由落体运动,在日常生活里学生对这种物理现象视而不见,但通过家庭小实验“同样的一张纸在团成一团前和后在空中运动的时间不一样,为什么?”启迪学生思考:是不是越重的物体下落得越快?”进行探究,从而对自由落体运动有一个清晰地认识,真正掌握重力加速度g的概念。
2.指导学生做好课外小实验
要进行物理实验就必须要有物理器材,因此在平时生活中要让学生注意收集。日常生活中有很多材料可以成为我们的物理器材,如:图钉、玻璃杯、纸片、橡皮筋、小电珠、平面镜等。利用这些物品可以做压力的作用效果与哪些因素有关的实验、杯水片纸实验、弹力实验,还可连接简单的电路、自制万花筒等。做好课外小实验有利于帮助学生发现身边的物理,真正发挥课外小实验的作用。因此,教师要经常指导学生实验,了解学生在小实验中存在的一些问题,并给予及时的帮助和解决。
总之,物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。是一门以实验为基础的自然科学。我们在进行物理实验教学的同时必须运用多种方法来进行实验教学。以上只是本人在日常实验教学过程中的一些浅薄之见,但我相信,只要不断地在实验教学实践中努力探索、勇于创新、深刻反思,就一定能逐步提高科学实验教学的艺术性和有效性。
一、演示实验——感性中体验科学的魅力
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,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。演示实验的作用在于能激发学生的学习兴趣,帮助学生牢固掌握知识,培养学生的各种能力以及引导学生学到正确的学习方法。
1.教师主导,加强示范
演示实验要有导向性,教师在教学过程中要自觉、积极地引导学生明确实验目的和要求,并对实验装置、实验步骤、实验现象进行积极地思考,透过现象看本质。演示实验中教师的操作具有极强的示范性,会对学生产生深远的影响,当然,教师演示的失误,操作欠规范,不仅会耽误宝贵的上课时间,而且实验的失败会引起学生对实验内容的怀疑,还会对学生的实验态度和实验技能的形成产生不良的后果。因此,教师平时应苦练实验基本功,上课时要认真操作,保证演示的成功,当然演示时可适当设置障碍来引导学生学会自己排除故障,这样既能减少盲目操作造成实验器材的损坏,又能使教师不陷于被动地解答学生的问题中,使学生能顺利完成本节课的学习任务,提高解决实际问题的能力。例如在电学实验中,电流表、电压表的正确使用起着非常重要的作用,而它们的故障率较高,这就要学生熟知它们的基本原理,以及可能出的故障。正确使用并能自己排除故障,这样的引导学生收获大,远远不止学到一点知识,更重要的是锻炼了独立工作的能力和分析解决问题的能力,同时教师也解脱了因排除故障而所致的忙乱,有更多时间指导学生。
2.学生参与,注重创新
“百闻不如一见,百见不如一试”,所以,教师应根据教学目的,把一些操作简单且无危险性实验,让学生进行操作或改为学生自己动手的实验,多种感官并用,并不失时机地在各个环节启发、调动学生的积极思维,使之在一连串的高度思维活动中理解演示实验的意义,掌握实验技巧,培养学生的创新观察能力和创新实践能力。例如:在“楞次定律”一节的教学中,变课堂演示实验为边做边讲实验,每两位学生发一套实验器材(干电池、电流表、原线圈、条形磁铁、导线),实验中让学生首先观察电流方向与电流表指针偏转方向的关系,再观察原线圈的电流方向与磁铁运动方向的关系,把直观的材料作为培养学生知觉、观察力的材料,引导学生仔细、准确地进行观察,然后引导学生讨论、研究、对比、总结出感生电流所引起的磁场方向与磁铁运动方向的关系,最后训练学生用科学的语言描述,并解释所观察到的现象,从而顺理成章地写出楞次定律。可见,演示实验在教师指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能让学生体验到创新的成功和喜悦。
二、学生实验——主体中发挥探究的价值
学生实验是学生在学习理论知识和观察教师演示实验后进行动手操作的过程,是学生获取知识、形成技能的有效途径。实验活动能够更好地帮助学生掌握实验器材的使用以及正确的操作步骤,理解实验目的、实验原理和实验内容,理解实验现象和实验结论,从而提高学生的实验技能、动手能力、观察、分析问题的能力、探索创新能力,帮助学生更好地形成概念,理解和巩固所学知识。
1.紧抓基本,夯实基础
物理学是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识,包括物理概念、定律和理论,都是在实验的基础上建立起来的。因此,培养学生的实验技能,了解物理学的研究方法,培养严格的实事求是的科学态度,对学生今后搞科学研究和技术革新有重要的作用。这就是当前我们贯彻和实施素质教育,提高学生实验素质的正确教育思想。
2.优化习惯,掌握方法
“授人以鱼,不如授人以渔”,在高中物理实验教学中注意使学生养成良好的实验习惯,是培养学生科学态度、促使学生掌握高效方法的重要措施。良好的实验习惯应包括:实验操作前能预习实验原理、实验步骤和实验注意事项的习惯;实验时能正确记录实验数据,并能主动进行运算和分析、养成初步的对误差进行分析和计算的习惯;实验结束后能够及时整理实验器材并撰写实验报告的习惯。
3.精心设计,立足探究
新课程的培养目标是培养学生的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识,使学生具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法。这就要求我们改变过去实验教学依附于理论教学,只注重理论知识的验证及基本实验方法与技能训练的培养模式。依照新课标理念,将学生的发展放在首位,引导学生积极参与科学探究实验。教学过程中教师根据学生需求,将验证实验改为探究实验,让学生主动操作、探索,得出结论,自始至终体验学习物理知识的快感。
三、课外实验——生活中拓宽知识的外延
物理课外小实验是中学物理实验的重要组成部分,同时也是物理课堂教学的一种有效补充和延伸,因此物理课外小实验也就成为物理教材的重要内容。课外小实验有利于培养学生的自主学习能力和实验能力;课外小实验有利于培养学生的创造能力和联系生活实际的能力;课外小实验还有利于巩固和深化课内知识,弥补课堂教学的不足。但是,由于多种原因,不少教师未能充分重视家庭小实验的教学,所以影响了学生对知识的掌握以及学生能力和素质的提高,因此必须重视物理家庭小实验。
1.加强物理与日常生活接轨
物理来源与日常生活、生产。利用日常用品做小实验,既丰富了学生的课余生活,自觉地增长物理知识,又使物理内容与日常生活、生产紧密结合在一起,使学生感到生动有趣,让学生了解到物理就在我们的身边。如自由落体运动,在日常生活里学生对这种物理现象视而不见,但通过家庭小实验“同样的一张纸在团成一团前和后在空中运动的时间不一样,为什么?”启迪学生思考:是不是越重的物体下落得越快?”进行探究,从而对自由落体运动有一个清晰地认识,真正掌握重力加速度g的概念。
2.指导学生做好课外小实验
要进行物理实验就必须要有物理器材,因此在平时生活中要让学生注意收集。日常生活中有很多材料可以成为我们的物理器材,如:图钉、玻璃杯、纸片、橡皮筋、小电珠、平面镜等。利用这些物品可以做压力的作用效果与哪些因素有关的实验、杯水片纸实验、弹力实验,还可连接简单的电路、自制万花筒等。做好课外小实验有利于帮助学生发现身边的物理,真正发挥课外小实验的作用。因此,教师要经常指导学生实验,了解学生在小实验中存在的一些问题,并给予及时的帮助和解决。
总之,物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。是一门以实验为基础的自然科学。我们在进行物理实验教学的同时必须运用多种方法来进行实验教学。以上只是本人在日常实验教学过程中的一些浅薄之见,但我相信,只要不断地在实验教学实践中努力探索、勇于创新、深刻反思,就一定能逐步提高科学实验教学的艺术性和有效性。