論文關鍵詞:實驗教學 實驗方法 探究 能力培養
論文摘要:結合課題研究和自己的教學實踐,談對中學物理實驗教學與學生能力培養的四點體會。一、變演示實驗爲探索性實驗,培養學生的創新能力。二、採用多種實驗方法,活躍學生思維。三、創設實驗問題,促進學生創新能力的發展。四、應用多媒體進行實驗教學,促進學生觀察能力、思維能力的發展。
物理規律的發現和物理理論的建立都是以實驗爲基礎的。透過實驗教學可培養學生觀察物理實驗現象和分析物理問題的能力,掌握用實驗來探究物理規律的基本方法,提高思維能力和動手實驗能力,加深對物理概念和規律的理解。
著名物理學家楊振寧教授特別強調了“理論物理必須迴歸現實”這一“厚實的物理”(即與實踐不可分割的理論物理)的精神。一個物理的理論,最終必須迴歸現實,這樣的物理纔是有前途的物理。物理學擔負着培養下世紀科技人材的重任,要促進生產力的發展,必須有許多發明創造,因此必須讓同學們養成動手動腦,手腦並用的習慣,培養他們嚴謹的科學態度及高度的創造能力。實驗作爲一種探究和發現的學習,在物理教學中應當有其相當獨立的成份。
而實驗是高中物理教學的薄弱環節,改革實驗教學以適應素質教育和創新教育的需求是物理教學中亟待解決的問題。那麼如何改進實驗教學呢?2009年5月我主持開展的廈門市海滄區的重點課題“高中物理實驗教學的改進與創新”成功結題,下面結合課題研究和自己的教學實踐,談談我對中學物理實驗教學與學生能力培養的四點體會。
一、變演示實驗爲探索性實驗,培養學生的創新能力
在以前,課堂演示實驗一般以教師爲主體,學生僅僅是旁觀者,沒有直接參與,不利於其創新能力的培養。將演示實驗改爲探索性實驗,讓學生充分的動腦、動手、動口,發揮學生的主體作用,從而有利於學生創造性思維的激發。
比如在“牛頓第二定律”的教學中,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。不給學生講解儀器的使用、實驗步驟以及如何觀察實驗得出結論,而是僅告訴學生利用桌面上的器材(可選用)用你所做的實驗回答:(1)力的作用是否是相互的?(2)相互作用力存在什麼樣的關係?讓學生充分發揮想象力,多角度多途徑地再現定律的形成過程:有的學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驗得出了“力的作用是相互的”是一個普遍的規律。
如有的學生用兩彈簧秤對拉發現兩彈簧秤的讀數不相等,原因是實驗前沒有調零或對拉的方式不對引起的。有的學生提出了較好的'實驗方法,將兩根條形磁鐵分別放在兩根試管上同名極相對看後退的距離是否相等。
可見學生在自己“探索”物理規律的實驗過程中既動手又動腦,加深了對知識的理解和運用,培養了自己的創新能力。
我們不僅要變演示實驗爲探索性實驗,同時不斷探索變敘述性實驗爲操作性實驗,變家庭小實驗爲課堂操作性實驗。在實驗中抓住現象,揭示本質。充分發揮實驗教學的探索功能。學生透過自行設計方案、動手操作、探索體驗,從中發現問題,解決問題。教師再作適當點撥,學習效率會明顯提高,從而促進了學生創造思維的發展。
二、採用多種實驗方法,活躍學生思維
我們在幫助學生掌握實驗原理的基礎上,鼓勵學生只要能夠達到實驗目的,不管用什麼方法、選用不同的器材、設定不同的實驗步驟進行實驗都可以。在實驗中,學生需要在各種因素中進行取捨,對所得資訊進行篩選。這就要求學生在即定目標的過程中,要有全局觀點,在不同情況下善於應變,培養學生的應變能力,使學生分析抽象概括綜合表達能力都得到訓練和發展。
比如:在講完用伏安法測未知電阻實驗後,課後留下一個題目“要測一個末知的電阻,可以有幾種方法呢?器材不限,要求設計的方案要簡單準確高”。之後我收到了學生很多很好的設計方案;有替代法是用已知電阻來代替未知電阻,其電路形式多種多樣,主要是有一個電阻箱;有利用串聯電路的分壓關係,利用並聯電路的分流關係;有惠更斯電橋法;有半偏法等,我發現只要給學生一個表現的舞臺,學生就可以表演得很出色,我們老師要不斷學習當好一名好導演。
三、創設實驗問題,促進學生創新能力的發展
“教實驗”轉變爲“用實驗教”,充分發揮實驗的教育功能,嘗試用探究的方法進行實驗教學,培養學生的實踐能力與創新精神,這就要求我們教師在實驗中創造性地應用現代教學方法和教學手段,將多種教學方法進行優化組合,用“創造性的教”爲學生“創造性的學”創造環境和條件。
比如講到超重和失重時,取一隻廢礦泉水瓶裝滿水,在瓶底部側面用鐵釘戳穿一個孔,問同學們看到了什麼現象?學生答“水從孔中流了下來”,“請同學們再認真觀察,當礦泉水瓶從手中自由落下的過程中還能看到水從孔中流下來嗎?”學生答“沒有水從孔中流出來”從而引出失重和完全失重的概念。“當裝滿水的礦泉水瓶從低處向上加速運動時,同學們又看到了什麼現象?”學生答“水從孔中流了出來,而且流速更大了。”於是引出了超重的概念。
如能在教學各環節中不斷提供大量的、生動的物理事例作爲感性材料,“用實驗教”,以感知具體的物理事實,透過分析、綜合、抽象等思維加工來積極調節學生原有認知結構。實現從“不理解”“想不通”到“懂了”“想通了”的同化、順應過程,達到形成概念、掌握規律,並讓學生利用物理知識來解決各種實際問題,完成思維從抽象到具體,促使知識內化,實現向能力的最終遷移。逐漸促進學生創新能力的發展。
四、應用多媒體進行實驗教學,促進學生觀察能力、思維能力的發展
資訊化時代的實驗教學,我們要充分利用資訊技術的優勢,在重視傳統的實驗手段的基礎上大膽創新,逐步將資訊技術應用到物理實驗教學中,物理課程中有些實驗如理想實驗,在中學環境下很難完成,而利用計算機模擬理想狀態,可以很好地展示。比如在做探究單擺的週期與擺長關係的實驗時,同學們採集到大量數據後,利用excel軟件的函數功能很容易在T-L座標系中描出曲線。節省了數據處理時間的同時提高了精度。又如,在高中課本的《運動和力》這一章中的伽利略的著名實驗——對接斜面實驗,是牛頓第一定律的實驗基礎,依靠現有的儀器無法表現那種無磨擦的理想狀態,而利用計算機可以達到理想境界。物理中還有一些實驗在常規中學實驗室根本無法做,在學習原子物理中的小粒子散射實驗時,就可以利用多媒體電腦製作這類實驗的動畫,這爲物理實驗教學和培養學生實驗能力提供了嶄新的平臺,促進了學生觀察能力、思維能力和實驗能力的發展。
在實驗教學中我認爲還要儘可能地做到以下幾點:①突破教材、課堂的限制,盡一切可能地開發與設計新的實驗。②改變實驗的評價機制,關注學生的實驗過程,從人的一生是可持續發展的高度出發,發現和發展學生多方面的潛能,將實驗評價變爲學生自主性學習的有力促進者。實驗,不僅能提高學生的學習積極性,更重要的是透過實驗可以培養學生科學的態度,培養學生觀察、分析問題的能力,讓學生逐步瞭解科學的發展過程,培養學生學會合作、與人共事的能力,鞏固已學過的知識,培養學生自主學習的能力以及掌握研究性學習的方法。
基礎教育課程改革呼喚創新,新課程要求教師要由課程規範的複製者變爲新課程的創造者,而我們物理教師在實驗教學中培養學生能力的開發與設計方面有着廣闊的創新天地。
參考文獻:
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