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实验教学是物理学教学的一种基本形式,是学生获取物理知识的有效手段。在新课改形势下,物理学实验的教学内容和方法都发生了很大的转变:演示实验开始向学生实验转变,验证实验开始向探究实验转变,封闭式实验开始向开放式实验的转变。对于实验教学,提倡教师自制简易教具,创造实验条件,改变物理学实验条件不足的状态和方法,从而提高学生的实验探究能力,促进物理课堂教学,培养学生的实验素养。
物理实验是物理学的灵魂,是培养和发展学生的思维能力、实践能力的重要方法和手段。在教学过程中,改变实验教学方式,应让学生有更多的机会参与实验,主动体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,逐步形成终身学习的意识和能力。因此,在物理教学过程中,应该注意转变实验的教学方式培养学生的实验素养。
一、改实验“观看”为实验“观察”
观察是有目的、有计划的一种思维知觉,是实验研究的基础,演示实验教学是培养学生观察能力的最重要途径。学生对演示实验现象的观察往往带有强烈的好奇心,但注意力不集中,目的不明确,主次分不清,常常忽略了本质现象,甚至有的出现把教师的演示实验变成看热闹式的“观看”。在演示实验教学中,教师除交代实验仪器,装置特点,实验目的和原理之外,更应向学生提出观察的重点和方法,应教给学生“看什么,怎么看”,并且对每一项演示实验都应制定相应的观察程序和内容,特别是依据学生的实验水平、预见到学生的知识、经验和操作技能上的缺陷,精心策划富有启发性的引导措施,变简单的“观看”过程为实验“观察”过程,以培养学生的观察能力,夯实主体创造的基础。例如,在做测定小灯炮额定功率的实验中,教师可引导学生按如下实验顺序进行观察,先让学生观察实验电路图的特点,并及时提出问题,如滑动变阻器有什么作用?实验中电压表与谁并联?调节滑动变阻器后先看什么后看什么?当灯炮两端电压恰等与其额定电压时它的亮度怎么样?如果实际电压不等于额定电压,它的功率是大是小,灯的亮度相不相同?又如,初中教学机械能的转化与守恒的课题时,要演示滚摆的实验,这个实验的观察重点,应是重力势能(主要看高度h)如何变化,动能(主要看速度v)又如何变化,以及第二次升高的高度与原来的高度几乎相等。在观察的过程中,教师要善于抓住每一个关键时刻及时唤起学生的注意,只有边实验、边观察、边思维才能促进知识向能力转化。这样就会把积极思维贯穿于观察的全过程中,变“看热闹”为“看门道”,使学生养成良好的观察习惯,掌握科学的观察方法,提高观察能力。
二、改演示实验为分组实验 ,为学生创造参与实验的机会
不少演示实验,由于受条件的限制,学生(特别是后面的学生)是很难看得清的,即使看得到,但由于缺少参与意识,往往调动不起学生的积极性,不能很好地发挥学生的主体作用,学生的独立操作能力及创造能力也就难以得到充分的培养。改演示实验为随堂分组实验,就是在教师的启发指导下,将演示实验过程转化为学生自己独立地运用实验去探求知识或获取必要的感性认识,从而自己去总结得出结论的过程。这样做,不仅可以在课堂上增加学生动手和动脑的机会,利于调动学生学习的主动性,而且有利于提高实验观察的效果,利于学生观察能力、思维能力的培养,同时,由于学生对实验的全程参与,也增强其主体创造的意识,这种效果是单纯的演示实验所难以达到的。例如,在演示光的折射实验时,学生很难观察清楚光在水面发生折射的现象,如果把该实验改为分组实验,那么学生对实验现象的观察将会由“模模糊糊”转变为“真真切切”。因此,对于那些操作简单、耗时少、易成功、观察能见度较差的演示实验而言,很有必要将其改为分组实验,通过教师——学生、学生——教师、学生——学生之间的多向交流,完成探索任务、增强了创造的体验,其效果一定比只看教师的演示要好得多。
三、改实验的验证性为探索性
教材中属于验证性的实验较多,这虽有利于学生掌握并加深巩固所学的知识,但验证性实验因有已知目的、内容、步骤和结论,学生实验时往往不需动脑筋,只需“照方抓药”,机械地模仿操作顺序,而被动地实验。这样的结果,会使学生失去对实验的“神秘”和探索的欲望,造成思维单一呆板。教师若能从中筛选部分灵活性,变通性大的实验,积极创设情境,鼓励学生从多方位、多层次、多角度地观察、思考、探索、想象,通过学生亲身体验、认识事物、发现问题,从而提出多种设想和解决问题的方案。在此基础上,再点拨和引导学生利用已有的知识和经验,推理归纳,悟出道理,得出结论,并形成规律,使学生思维的有序性、变通性和独创性得到训练,从而激活创造思维。例如,在实验测定固体密度时,有先测质量后测体积和先测体积后测质量两种方案,哪一种方案可行?哪一种方案存在弊端?对于浮于水面的固体如何测体积?应鼓励独立思考或小组讨论后回答。根据学生设计出的多种方案,引导学生进行评價选择,通过比较、分析、探索各方案的利弊,选择一种最合理,效果最好的实验方案,这既是学生学习创造技法的过程,也是培养学生敢于批判、敢于挑战、勇于探索的过程,这样做,将大大地激活学生的创造思维。
四、改实验室的封闭为开放
物理实验室是学生获知、激趣、求真、循理、育德的重要场所,如果实验室只是用来做一些课堂实验,其利用率是不高的,学生的实验能力以及个性的发展也必然受到限制。因此,开放实验室,以便对于那些在分组实验中做得不好的实验;学生在课堂上未观察清楚,需要重新“验证”的演示实验;作了改进的实验;学生自己设计的实验(经教师审核过的);一些配合课堂教学的系列实验或补充实验等,鼓励学生利用课余时间到实验室,并在教师的指导下自己动手做实验。这样做不仅能进一步激发学生学习的主动性、创造性,而且能有效地拓展学生创造的空间。但实验室的开放不能是盲目的。首先,应做到有目的、有步骤、有计划地开放开。初二年级重在培养兴趣、培养动手能力、观察能力,应多做些实验基本操作和验证性实验。如声音的发生、声音的特性、平面镜成像、影响蒸发快慢的因素,还可以多做些补充实验、趣味实验等。初三侧重演示改进实验和探索性实验以及设计一些综合性实验,如阿基米德浮力原理的探索及滑轮组的改进等。其次,开放实验室是以学生为教学活动的主体,但是不能忽视教师的主导作用。教师仍然是整个活动过程的设计者和组织者,主导着教学活动的全过程。在开放实验室的过程中,教师要检查、修改学生的实验方案,指导参与学生的实验操作,质疑、解决学生实验过程中的问题,提出更高目标和要求。此外,还要合理安排开放时间,让学生都有条件进入实验室进行研究和创造,并在良好的氛围中得到熏陶,使他们真正感受到物理的魅力,从而激发学生的求知欲;实验仪器的摆设应改变以往的“和盘托出”和“饭来张口”的习惯,以免学生的思维空间受到限制,要让学生根据自己的实验需要去挑选,真正地落实学生的主体能动性,以培养学生学会动脑后再动手的良好实验习惯;要教育学生爱护器材,同时还要着力培养学生学会自我管理、自我约束,使实验室的开放做到有序、高效。
在教学过程中,教无定法,只有在实践过程中不断改进,不断创新,努力学习,采用现代教学方式,培养学生的学习兴趣,才能有效提高课堂效率。实验教学更是如此。教师应不断改变实验教学方式,培养学生的实验操作技巧,以及观察、分析和探究能力,培养学生的实验素养。
物理实验是物理学的灵魂,是培养和发展学生的思维能力、实践能力的重要方法和手段。在教学过程中,改变实验教学方式,应让学生有更多的机会参与实验,主动体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,逐步形成终身学习的意识和能力。因此,在物理教学过程中,应该注意转变实验的教学方式培养学生的实验素养。
一、改实验“观看”为实验“观察”
观察是有目的、有计划的一种思维知觉,是实验研究的基础,演示实验教学是培养学生观察能力的最重要途径。学生对演示实验现象的观察往往带有强烈的好奇心,但注意力不集中,目的不明确,主次分不清,常常忽略了本质现象,甚至有的出现把教师的演示实验变成看热闹式的“观看”。在演示实验教学中,教师除交代实验仪器,装置特点,实验目的和原理之外,更应向学生提出观察的重点和方法,应教给学生“看什么,怎么看”,并且对每一项演示实验都应制定相应的观察程序和内容,特别是依据学生的实验水平、预见到学生的知识、经验和操作技能上的缺陷,精心策划富有启发性的引导措施,变简单的“观看”过程为实验“观察”过程,以培养学生的观察能力,夯实主体创造的基础。例如,在做测定小灯炮额定功率的实验中,教师可引导学生按如下实验顺序进行观察,先让学生观察实验电路图的特点,并及时提出问题,如滑动变阻器有什么作用?实验中电压表与谁并联?调节滑动变阻器后先看什么后看什么?当灯炮两端电压恰等与其额定电压时它的亮度怎么样?如果实际电压不等于额定电压,它的功率是大是小,灯的亮度相不相同?又如,初中教学机械能的转化与守恒的课题时,要演示滚摆的实验,这个实验的观察重点,应是重力势能(主要看高度h)如何变化,动能(主要看速度v)又如何变化,以及第二次升高的高度与原来的高度几乎相等。在观察的过程中,教师要善于抓住每一个关键时刻及时唤起学生的注意,只有边实验、边观察、边思维才能促进知识向能力转化。这样就会把积极思维贯穿于观察的全过程中,变“看热闹”为“看门道”,使学生养成良好的观察习惯,掌握科学的观察方法,提高观察能力。
二、改演示实验为分组实验 ,为学生创造参与实验的机会
不少演示实验,由于受条件的限制,学生(特别是后面的学生)是很难看得清的,即使看得到,但由于缺少参与意识,往往调动不起学生的积极性,不能很好地发挥学生的主体作用,学生的独立操作能力及创造能力也就难以得到充分的培养。改演示实验为随堂分组实验,就是在教师的启发指导下,将演示实验过程转化为学生自己独立地运用实验去探求知识或获取必要的感性认识,从而自己去总结得出结论的过程。这样做,不仅可以在课堂上增加学生动手和动脑的机会,利于调动学生学习的主动性,而且有利于提高实验观察的效果,利于学生观察能力、思维能力的培养,同时,由于学生对实验的全程参与,也增强其主体创造的意识,这种效果是单纯的演示实验所难以达到的。例如,在演示光的折射实验时,学生很难观察清楚光在水面发生折射的现象,如果把该实验改为分组实验,那么学生对实验现象的观察将会由“模模糊糊”转变为“真真切切”。因此,对于那些操作简单、耗时少、易成功、观察能见度较差的演示实验而言,很有必要将其改为分组实验,通过教师——学生、学生——教师、学生——学生之间的多向交流,完成探索任务、增强了创造的体验,其效果一定比只看教师的演示要好得多。
三、改实验的验证性为探索性
教材中属于验证性的实验较多,这虽有利于学生掌握并加深巩固所学的知识,但验证性实验因有已知目的、内容、步骤和结论,学生实验时往往不需动脑筋,只需“照方抓药”,机械地模仿操作顺序,而被动地实验。这样的结果,会使学生失去对实验的“神秘”和探索的欲望,造成思维单一呆板。教师若能从中筛选部分灵活性,变通性大的实验,积极创设情境,鼓励学生从多方位、多层次、多角度地观察、思考、探索、想象,通过学生亲身体验、认识事物、发现问题,从而提出多种设想和解决问题的方案。在此基础上,再点拨和引导学生利用已有的知识和经验,推理归纳,悟出道理,得出结论,并形成规律,使学生思维的有序性、变通性和独创性得到训练,从而激活创造思维。例如,在实验测定固体密度时,有先测质量后测体积和先测体积后测质量两种方案,哪一种方案可行?哪一种方案存在弊端?对于浮于水面的固体如何测体积?应鼓励独立思考或小组讨论后回答。根据学生设计出的多种方案,引导学生进行评價选择,通过比较、分析、探索各方案的利弊,选择一种最合理,效果最好的实验方案,这既是学生学习创造技法的过程,也是培养学生敢于批判、敢于挑战、勇于探索的过程,这样做,将大大地激活学生的创造思维。
四、改实验室的封闭为开放
物理实验室是学生获知、激趣、求真、循理、育德的重要场所,如果实验室只是用来做一些课堂实验,其利用率是不高的,学生的实验能力以及个性的发展也必然受到限制。因此,开放实验室,以便对于那些在分组实验中做得不好的实验;学生在课堂上未观察清楚,需要重新“验证”的演示实验;作了改进的实验;学生自己设计的实验(经教师审核过的);一些配合课堂教学的系列实验或补充实验等,鼓励学生利用课余时间到实验室,并在教师的指导下自己动手做实验。这样做不仅能进一步激发学生学习的主动性、创造性,而且能有效地拓展学生创造的空间。但实验室的开放不能是盲目的。首先,应做到有目的、有步骤、有计划地开放开。初二年级重在培养兴趣、培养动手能力、观察能力,应多做些实验基本操作和验证性实验。如声音的发生、声音的特性、平面镜成像、影响蒸发快慢的因素,还可以多做些补充实验、趣味实验等。初三侧重演示改进实验和探索性实验以及设计一些综合性实验,如阿基米德浮力原理的探索及滑轮组的改进等。其次,开放实验室是以学生为教学活动的主体,但是不能忽视教师的主导作用。教师仍然是整个活动过程的设计者和组织者,主导着教学活动的全过程。在开放实验室的过程中,教师要检查、修改学生的实验方案,指导参与学生的实验操作,质疑、解决学生实验过程中的问题,提出更高目标和要求。此外,还要合理安排开放时间,让学生都有条件进入实验室进行研究和创造,并在良好的氛围中得到熏陶,使他们真正感受到物理的魅力,从而激发学生的求知欲;实验仪器的摆设应改变以往的“和盘托出”和“饭来张口”的习惯,以免学生的思维空间受到限制,要让学生根据自己的实验需要去挑选,真正地落实学生的主体能动性,以培养学生学会动脑后再动手的良好实验习惯;要教育学生爱护器材,同时还要着力培养学生学会自我管理、自我约束,使实验室的开放做到有序、高效。
在教学过程中,教无定法,只有在实践过程中不断改进,不断创新,努力学习,采用现代教学方式,培养学生的学习兴趣,才能有效提高课堂效率。实验教学更是如此。教师应不断改变实验教学方式,培养学生的实验操作技巧,以及观察、分析和探究能力,培养学生的实验素养。