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中圖分類(lèi)號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2013)30-264-01
物理學(xué)是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。一切物理現(xiàn)象和物理規(guī)律都源于生活、生產(chǎn)實(shí)踐之中,許多物理知識(shí)都是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,認(rèn)真總結(jié)和思考得來(lái)的。作為一名物理教師,在教授學(xué)生物理知識(shí)過(guò)程中,如果能夠正確的演示和指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn),不僅能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲望,促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)、運(yùn)用知識(shí),還可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。隨著中考制度的改革,初中物理實(shí)驗(yàn)考查已作為一項(xiàng)必考內(nèi)容,使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中起著至關(guān)重要的作用。下面我們探討一下演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)和分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
一、關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)
演示實(shí)驗(yàn)一般是指在課堂上配合教學(xué)內(nèi)容由教師操作表演的實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)是向?qū)W生提供學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律所必備的感性材料,是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的重要途徑。它對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)起示范作用,有助于學(xué)生深化和鞏固所學(xué)的物理概念和規(guī)律,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。因此對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要符合下列要求:
1、演示實(shí)驗(yàn)首先必須確保成功性。演示實(shí)驗(yàn)的直接目的是把物理現(xiàn)象復(fù)制一遍,讓學(xué)生親眼目睹或自身感受到物理現(xiàn)象的效果,同時(shí)把產(chǎn)生這種現(xiàn)象的方法告訴學(xué)生。只有確保演示成功,目的才會(huì)達(dá)到。決定演示成功與否的因素是多方面的,首要的是掌握實(shí)驗(yàn)的原理,抓住關(guān)鍵。
2、演示現(xiàn)象必須明顯、直觀,可見(jiàn)度大。演示實(shí)驗(yàn)的目的在于使學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象有清晰的了解。在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)要讓全班同學(xué)都看見(jiàn),而且要看清楚。因此演示的現(xiàn)象一定要清楚、直觀,可見(jiàn)度大。所用的儀器要足夠大,靈敏度要高。儀器放置的位置要達(dá)到一定的高度,使全班同學(xué)足以看清。
3、演示的器材結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單,操作要方便,推理要簡(jiǎn)單明了。演示實(shí)驗(yàn)要簡(jiǎn)便易行,操作方便,得出結(jié)論的推理過(guò)程簡(jiǎn)單明了易被學(xué)生接受。增強(qiáng)了親切感,易讓他們接受知識(shí)和運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)去分析研究周?chē)氖挛铩?/p>
二、關(guān)于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立地進(jìn)行觀察、操作和思考的實(shí)踐活動(dòng)。它是學(xué)生獲得知識(shí),訓(xùn)練技能,培養(yǎng)良好素養(yǎng)的重要教學(xué)形式。因此為了搞好分組實(shí)驗(yàn)教學(xué),首先必須培養(yǎng)好學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)及習(xí)慣。初中的學(xué)生年齡小,自制力不強(qiáng),又沒(méi)有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。有的甚至認(rèn)為實(shí)驗(yàn)只是玩玩而已,學(xué)生實(shí)驗(yàn)較難組織,效果也不理想。因此一開(kāi)始就應(yīng)要求學(xué)生做到:
1、實(shí)驗(yàn)前必須完成預(yù)習(xí)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是保證學(xué)生在進(jìn)行正確操作并獲得正確結(jié)果的前提。通過(guò)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí),學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟及儀器的使用有了正確的認(rèn)識(shí),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中才會(huì)做到心中有數(shù),目的明確,從而提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。
2、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后必須要求學(xué)生按分好的實(shí)驗(yàn)小組坐到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)桌前,不得亂動(dòng)器材由于班內(nèi)的人數(shù)較多,可能實(shí)驗(yàn)的器材較少,所以必須合理的分組,一般3、4人為一組,按優(yōu)、中、差三類(lèi)學(xué)生平均搭配,做到取長(zhǎng)補(bǔ)短,協(xié)助分工,一人操作,一人讀數(shù),一人計(jì)錄,并設(shè)立實(shí)驗(yàn)小組長(zhǎng)加以監(jiān)督,這樣就不會(huì)出現(xiàn)亂哄哄的場(chǎng)面。
3、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)要求學(xué)生不能大聲喧嘩。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象,可要求學(xué)生舉手提問(wèn),不得出現(xiàn)亂串他人小組的現(xiàn)象,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師要巡回指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。對(duì)于好的做法要及時(shí)表?yè)P(yáng),對(duì)于典型的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤可與全班同學(xué)一起討論分析,要讓實(shí)驗(yàn)課始終處在探索、討論的氛圍中。
4、實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)要求學(xué)生整理好器材及時(shí)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并填寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作后的一個(gè)重要步驟。通過(guò)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理,作出合理的結(jié)論,從而培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),有的學(xué)生由于實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)誤差太大,得不出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,因而會(huì)出現(xiàn)編造數(shù)據(jù),或按規(guī)定推算數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。對(duì)這些現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)則必須加以批評(píng),并要及時(shí)幫助他們重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從而發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)誤差過(guò)大的原因。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)要求學(xué)生尊重事實(shí),如實(shí)記錄,養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
三、新課標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的要求
1、教師應(yīng)該具有新理念。開(kāi)拓思維,走出課堂,走進(jìn)生活;不套框子,不設(shè)圈子;不迷信權(quán)威,不限于課本;大膽實(shí)踐,大膽創(chuàng)新;說(shuō)在口頭上,寫(xiě)在紙面上,落實(shí)在行動(dòng)上。
2、教師應(yīng)該具備廣泛的實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。作為教師必須具備一定的實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí),因?yàn)槲锢韺?shí)驗(yàn)本身是一種科學(xué)探索的過(guò)程。對(duì)于實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)等必須具有很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。
3、教師應(yīng)具有科學(xué)的實(shí)驗(yàn)室管理知識(shí)。教師不光要會(huì)做實(shí)驗(yàn),更重要的是還要會(huì)管理好實(shí)驗(yàn)室,這樣才能為學(xué)生實(shí)驗(yàn)提供有力的保障。所以教師必須做到學(xué)生實(shí)驗(yàn)“五會(huì)”:會(huì)管理;會(huì)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn);會(huì)協(xié)助任課教師輔導(dǎo)實(shí)驗(yàn);會(huì)維修、保養(yǎng)儀器設(shè)備;會(huì)自制教具。
創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂,在知識(shí)經(jīng)濟(jì)的社會(huì)中,人最重要的素質(zhì)是創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力是在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力、發(fā)散性思維,發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性,提高學(xué)生的整體素質(zhì)方面有獨(dú)特的作用。但是傳統(tǒng)包辦式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不利于學(xué)生的物理創(chuàng)新能力的培養(yǎng),所以改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的物理創(chuàng)新能力勢(shì)在必行。
如何改革傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢?
一、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路
物理是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,物理的定義、定理、規(guī)律、定律都建立在大量嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)基礎(chǔ)上。實(shí)驗(yàn)不僅僅局限于現(xiàn)行物理教科書(shū)中所安排的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)和若干課外小實(shí)驗(yàn)。我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在課上,也可以在課下;可以使用實(shí)驗(yàn)室所配備的器材,也可以自備自制教具,甚至可以使用我們?nèi)粘I钪械默F(xiàn)有物品,用學(xué)生身邊的物品做實(shí)驗(yàn)。如用手拍打桌子手感覺(jué)疼說(shuō)明力的相互作用;把易拉罐側(cè)壁鉆一個(gè)孔,在其中盛滿(mǎn)水后讓其自由下落,水不流出,演示完全失重現(xiàn)象。這些器材學(xué)生更熟悉,更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊,物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過(guò)這些課本上沒(méi)有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學(xué)生,一起來(lái)想一想,還可以用什么來(lái)說(shuō)明我們要知道的內(nèi)容,或者,這種類(lèi)似的方法我們可以用來(lái)解決其他什么問(wèn)題,等等,調(diào)動(dòng)學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。
二、角色轉(zhuǎn)變
即改傳統(tǒng)的教師為主、學(xué)生為輔,為學(xué)生為主、教師為輔。以前,學(xué)生實(shí)驗(yàn),課本有較全面的目的原理介紹、方法步驟說(shuō)明、數(shù)據(jù)分析處理要求,教師、實(shí)驗(yàn)員在實(shí)驗(yàn)前幫學(xué)生選好、調(diào)試好儀器,教師在上課前還要講解注意事項(xiàng),帶學(xué)生預(yù)習(xí),甚至為了保證實(shí)驗(yàn)順利完成,課前還要先看實(shí)驗(yàn)錄像,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,也由教師代勞解決。總之,整個(gè)實(shí)驗(yàn)都以教師為主。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式嚴(yán)重阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展,學(xué)生所學(xué)的知識(shí)得不到升華,能力得不到提高,反而助長(zhǎng)了學(xué)生的依賴(lài)性,學(xué)生一旦離開(kāi)教師,就束手無(wú)策。可見(jiàn),這種傳統(tǒng)教學(xué)模式不符合現(xiàn)代創(chuàng)新教育的要求。教師要讓學(xué)生獨(dú)立自主地完成實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,學(xué)生自己預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x懂實(shí)驗(yàn)原理,擬定實(shí)驗(yàn)步驟,選擇實(shí)驗(yàn)器材,組裝實(shí)驗(yàn)儀器,控制實(shí)驗(yàn)條件,規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄測(cè)量數(shù)據(jù),處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,分析實(shí)驗(yàn)誤差,寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這要求學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)非常扎實(shí),思維相當(dāng)嚴(yán)密,對(duì)實(shí)驗(yàn)技能要求相當(dāng)熟練。為了使學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn),最好的辦法就是指導(dǎo)學(xué)生做課本上沒(méi)有的探索性實(shí)驗(yàn)和指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生獨(dú)立完成上述程序的全部操作。例如:測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,給出學(xué)生足夠的電學(xué)器材,讓學(xué)生做測(cè)小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn),要求從零電壓開(kāi)始逐漸到額定電壓為止。從器材的選擇、電路的設(shè)計(jì)、測(cè)量記錄到作出圖象、分析圖象的意義等都由學(xué)生自行設(shè)計(jì),最后評(píng)比交流,學(xué)生們相互學(xué)習(xí),取長(zhǎng)補(bǔ)短。指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn),是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、動(dòng)手能力,鞏固物理知識(shí),發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性的最佳途徑。
三、改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)
課本上有一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),教師不妨將其改成探索式的實(shí)驗(yàn),如驗(yàn)證力的合成與分解的平行四邊形法則、驗(yàn)證牛頓第二定律等,經(jīng)過(guò)適當(dāng)改造完全可以變成學(xué)生探索式實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分地動(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)。當(dāng)然,這不是說(shuō)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)就沒(méi)必要做,事實(shí)上,驗(yàn)證作為對(duì)于某種新思想的檢驗(yàn),也是創(chuàng)新不可缺少的一部分。改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索式實(shí)驗(yàn),是為了換一種方式更好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
在教學(xué)中要真正運(yùn)用好物理實(shí)驗(yàn),提高教學(xué)質(zhì)量,發(fā)揮其獨(dú)特作用;提高教師自身素質(zhì)是上好實(shí)驗(yàn)課的前提。①教師要有物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)知識(shí);有教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)法的知識(shí);親手實(shí)踐。②具備良好的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)技能;通過(guò)不斷學(xué)習(xí),使實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力和知識(shí)水平提高。③有鉆研和創(chuàng)新精神;對(duì)疑難實(shí)驗(yàn)進(jìn)行專(zhuān)題學(xué)習(xí)和研究、改進(jìn)方法;接受新的教育理論和思想,指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐。④積極參加針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),測(cè)量操作技巧、改進(jìn)方法及排除故障的創(chuàng)造性能力,實(shí)驗(yàn)考核的命題能力等研討會(huì),提高自身素質(zhì)。
2. 利用實(shí)驗(yàn)史實(shí)和事例激發(fā)氛圍
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中:①對(duì)物理史上著名實(shí)驗(yàn)介紹。如《科學(xué)之旅》中介紹了“伽利略對(duì)單擺的探究”從而發(fā)現(xiàn)“擺的等時(shí)性原理”,并根據(jù)這個(gè)原理制作“機(jī)械擺鐘”。展示科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程目的是展示科學(xué)家創(chuàng)造思維和創(chuàng)新精神,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。②介紹典型物理實(shí)驗(yàn)事例,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和欲望。如教學(xué)凝固后,介紹“姆潘巴”現(xiàn)象及其發(fā)現(xiàn)過(guò)程,同時(shí)介紹中央電視臺(tái)《走近科學(xué)》欄目的片段:上海某中學(xué)三位學(xué)生在物理教師指導(dǎo)下,經(jīng)歷幾個(gè)月,做了上百次實(shí)驗(yàn),獲得上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù),最后論證“姆潘巴”現(xiàn)象不存在。介紹此事例目的是,要求學(xué)生向坦桑尼亞中學(xué)生姆潘巴和上海的幾位中學(xué)生學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)他們敢于質(zhì)疑,有實(shí)驗(yàn)探究的精神;用榜樣的示范作用來(lái)激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神,從而激發(fā)創(chuàng)新氛圍。
3. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是學(xué)生參與實(shí)踐的具體過(guò)程,教師在實(shí)驗(yàn)前強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則和要求:①實(shí)驗(yàn)前必須完成預(yù)習(xí)內(nèi)容;②按小組坐好,不得亂動(dòng)器材;③實(shí)驗(yàn)時(shí)不能大聲喧嘩;④實(shí)驗(yàn)完成后將器材擺放整齊,經(jīng)檢查后方可離開(kāi);⑤不能將器材帶出實(shí)驗(yàn)室,如有損壞及時(shí)說(shuō)明。另外,帶有危險(xiǎn)性或損壞性實(shí)驗(yàn),要先檢查,避免損壞或者出現(xiàn)意外。如在用電流表測(cè)量電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)先斷開(kāi),電流表應(yīng)與被測(cè)部分串聯(lián),注意電流必須從電流表正極流入,從負(fù)極流出,被測(cè)電流不超過(guò)電流表量程,不能將電流表不經(jīng)過(guò)用電器而直接接在電源兩端等。
4. 提倡動(dòng)手實(shí)驗(yàn),掌握基本方法
學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的作用:①學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)有利于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣和積極性。據(jù)統(tǒng)計(jì),喜歡物理的占84%,不喜歡的占3%。②學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固程度與學(xué)習(xí)方式關(guān)系很大。據(jù)統(tǒng)計(jì),通過(guò)聽(tīng)講能記住25%;看到實(shí)物或現(xiàn)象能記住40%;既動(dòng)手做又描述能記住97%。所以在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上討論、分析,歸納概念和規(guī)律,有利于學(xué)生理解和掌握知識(shí)。③教育家陶行知提倡手腦并用的學(xué)習(xí)方式,教學(xué)中提倡動(dòng)手實(shí)驗(yàn),正是遵循陶行知先生的教育理論去實(shí)踐的,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α"軇?dòng)手實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)研究過(guò)程,在直接參與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,逐漸認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)是獲得物理事實(shí)的根據(jù);是檢驗(yàn)假設(shè)真理性的標(biāo)準(zhǔn);逐步領(lǐng)會(huì)科學(xué)家是如何通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)獲得物理事實(shí),得出概念和規(guī)律的。
5. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于培養(yǎng)觀察能力,提高分析能力
觀察是人們對(duì)客觀事物、現(xiàn)象感知過(guò)程中的一種最直接方法。物理教材中的每個(gè)概念和規(guī)律一般由觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、歸納概念、規(guī)律應(yīng)用、實(shí)際問(wèn)題等構(gòu)成,為了提高觀察能力,在引導(dǎo)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)應(yīng)注意:①?gòu)氖裁吹胤接^察,發(fā)生什么現(xiàn)象,現(xiàn)象發(fā)生變化過(guò)程的條件是什么;②觀察同時(shí)思考、分析、比較此現(xiàn)象有什么特征,說(shuō)明什么問(wèn)題;③如何判斷推理,概括有關(guān)性質(zhì)和規(guī)律,逐步形成邊觀察邊思考的習(xí)慣,掌握觀察方法和提高觀察能力。
例如,觀察水被加熱至沸騰時(shí),提出問(wèn)題讓學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)、邊思考:
a. 開(kāi)始加熱的燒杯底和內(nèi)壁是否有小氣泡?怎樣產(chǎn)生的?
b. 初始階段水溫有什么變化?小氣泡在上升至水面過(guò)程中其體積有什么變化?
c. 當(dāng)水中有大量氣泡產(chǎn)生,并迅速上升過(guò)程中,體積不斷增大,到水面破裂時(shí),溫度是否變化?瓶口出現(xiàn)的“白氣”是什么?
d. 如果沸騰時(shí)間較長(zhǎng),還會(huì)看到水位比加熱前有些下降,為什么?
這將膨脹、熱傳遞、氣化、液化等知識(shí)有機(jī)聯(lián)系起來(lái),從而提高觀察和思維分析能力。
6. 把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)
目前中考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題需要學(xué)生具有探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠辛w現(xiàn),這就要求學(xué)生具備發(fā)散思維、換元思維、轉(zhuǎn)向思維和創(chuàng)優(yōu)思維等思維能力,這些能力都靠平時(shí)逐步培養(yǎng)。如講授“恒定電流”后,根據(jù)學(xué)生已學(xué)知識(shí),將“伏安法測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)改為:有5種不同測(cè)量電阻實(shí)驗(yàn)的分套器材,請(qǐng)根據(jù)各套器材設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn),并比較哪種方法測(cè)得電阻值較準(zhǔn)確,分析原因。器材:共用器材為待測(cè)電阻r(10 ω,0.5 a),電源,電鍵,滑動(dòng)變阻器,導(dǎo)線(xiàn)若干。測(cè)量方法;①伏特表、安培表各1個(gè),共用器材;②伏特表2個(gè),電阻箱1個(gè),共用器材;③安培表2個(gè),電阻箱1個(gè),共用器材;④伏特表1個(gè),電阻箱1個(gè),共用器材;⑤安培表1個(gè),電阻箱1個(gè),共用器材。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)稱(chēng)為物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)探究,此方法特點(diǎn)是,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的多向選擇性,使學(xué)生積極主動(dòng)地探究知識(shí)。
7. 借助多媒體將實(shí)驗(yàn)分解化
造成學(xué)習(xí)物理知識(shí)困難的原因是:學(xué)生缺乏物理實(shí)驗(yàn)和分析、概括規(guī)律的能力。例如,在講授“慣性”內(nèi)容時(shí),借助多媒體運(yùn)用抽拉活動(dòng)片段演示小車(chē)遇到障礙物阻力而停止運(yùn)動(dòng),而小車(chē)上的木塊沒(méi)有受到障礙物阻力,由于慣性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)仍向前運(yùn)動(dòng);但因木塊底部與小車(chē)面的摩擦,使木塊底部受到摩擦力作用不能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),只好倒向前方。利用多媒體圖像將“慢鏡頭”展示在學(xué)生面前,同時(shí)對(duì)小車(chē)、木塊及兩者之間的關(guān)系進(jìn)行分析,由于圖像清晰,模擬逼真,講解和觀察、理解,都能收到良好效果。
物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著基礎(chǔ)作用作用,也就是物理的定義、定理、規(guī)律、定律都建立在大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)中。我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在課上也可以在課下;可以使用實(shí)驗(yàn)室所配備的器材,也可以自備自制教具,甚至可以使用我們?nèi)粘I钪械默F(xiàn)有物品,經(jīng)常用學(xué)生身邊的物品做實(shí)驗(yàn),如用鉛筆和小刀做壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn),用雪碧瓶做液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系的實(shí)驗(yàn),用汽水瓶做大氣壓實(shí)驗(yàn)用眼藥做物體的浮沉實(shí)驗(yàn),用水和玻璃做光的色散實(shí)驗(yàn)等,這些器材學(xué)生更熟悉,更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊,物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過(guò)這些課本上沒(méi)有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力;大家一起來(lái)想一想,還可以用什么來(lái)說(shuō)明我們要知道的內(nèi)容。或者,這種類(lèi)似的方法我們可以用來(lái)解決其他什么問(wèn)題,等等。調(diào)動(dòng)學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新的意識(shí)和創(chuàng)新的精神。
一、觀察是創(chuàng)新的前提
觀察是實(shí)驗(yàn)的第一步,也是創(chuàng)新的前提。沒(méi)有對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)是談不到創(chuàng)新的。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中首先應(yīng)該使學(xué)生知道:所謂觀察就是要有目的地辨明觀察對(duì)象的主要特征,注意發(fā)現(xiàn)引起變化的條件和原因,其次,要使學(xué)生了解觀察是要經(jīng)過(guò)一定的努力,克服一定的困難,才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,才能得到事物的正確認(rèn)識(shí)和正確的結(jié)論。 需要指出的是:在教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生知道,觀察事物是科學(xué)方法中提取大量事實(shí)的第一步,也是我們要進(jìn)行任何創(chuàng)造和超越的第一步,我們所需要的不僅僅是大家觀察到的結(jié)果,更重要的是觀察這個(gè)活動(dòng)的本身,觀察在生活中無(wú)處不在。比如觀察水的沸騰實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生注意觀察在給水加熱的過(guò)程中,能看到什么?在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)同學(xué)討論觀察的方法和應(yīng)注意的問(wèn)題。可以提示看到的不同原因,應(yīng)該由學(xué)生通過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)得出一定的結(jié)論,而不是老師在黑板上把各種條件羅列出,再提供給學(xué)生實(shí)驗(yàn)。那樣做實(shí)際限制了學(xué)生的思維,是不利于學(xué)生形成創(chuàng) 新思維的。
二、實(shí)驗(yàn)、在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新
人們的許多物理知識(shí)是通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)認(rèn)真地加以思索和總結(jié)得到的。如對(duì)于彩虹,自然界在特定雨天后才能看到,平時(shí)看不到。在序言中教學(xué)中用三棱鏡做光的色散實(shí)驗(yàn)讓彩虹出現(xiàn)在教室里,使學(xué)生感到新奇,通過(guò)這段教學(xué)師生共同討論,形成共識(shí),知道什么是實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)就是在人工控制條件下使物理現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)供人們觀察的工作。通過(guò)實(shí)驗(yàn),能夠?qū)ξ锢硎聦?shí)獲得具體的明確的認(rèn)識(shí),有助于理解物理概念和規(guī)律。那么在這里學(xué)習(xí)的就不是色散的知識(shí),更重要的學(xué)習(xí)了這種探索事實(shí)根本的方法――實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)中要有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教育學(xué)生每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該:了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模_使用儀器,作必要的記錄,得出相應(yīng)的結(jié)論整理好實(shí)驗(yàn)器材。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象和結(jié)果得出結(jié)論,做出正確的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。向?qū)W生適當(dāng)介紹一些物理學(xué)大師所做的物理實(shí)驗(yàn)以及所取得的成績(jī),而在以后的學(xué)習(xí)中能夠運(yùn)用這些方法來(lái)探索知識(shí)。
三、重視方法的總結(jié),動(dòng)手動(dòng)腦
物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中具有十分重要的作用。在實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)對(duì)一些感性材料的接觸和研究,能激發(fā)學(xué)生對(duì)事物的興趣和理性思考。物理的探究源于生活,又用其研究的成果來(lái)指導(dǎo)生活。物理問(wèn)題的探究經(jīng)歷了從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出問(wèn)題,猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想的正確性,總結(jié)交流實(shí)驗(yàn)結(jié)論,應(yīng)用結(jié)論解決問(wèn)題的過(guò)程,在這探究過(guò)程中大大提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力,加強(qiáng)了對(duì)他們思維能力的培養(yǎng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、探究分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案解決問(wèn)題的能力,它往往與一個(gè)人的動(dòng)手能力和思維能力有關(guān),主要體現(xiàn)在敏銳的觀察力、較強(qiáng)的動(dòng)手能力、善于思考分析能力。
各種類(lèi)型的物理實(shí)驗(yàn),具體形象地展示了物理知識(shí)的形成和發(fā)展過(guò)程,為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了豐富的感性材料,在強(qiáng)化學(xué)生感知的同時(shí)糾正了其在感知中形成的錯(cuò)覺(jué),從而達(dá)到豐富學(xué)生頭腦中感性材料儲(chǔ)存及發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的目的。物理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)決定了實(shí)驗(yàn)不僅是物理教學(xué)的基礎(chǔ),也是引發(fā)學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí),發(fā)展能力,提高科學(xué)素質(zhì)的基本途徑。
二、如何發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力中的作用
教師要發(fā)揮各種物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用,注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。
演示實(shí)驗(yàn)的生動(dòng)、直觀、形象,極易引起學(xué)生的直接興趣,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)演示實(shí)驗(yàn)要有啟發(fā)性,演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料,變抽象為形象,通過(guò)觀察,思考,使學(xué)生認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律,發(fā)展能力,培養(yǎng)興趣。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的主渠道,實(shí)驗(yàn)操作能力就是動(dòng)手能力,是素質(zhì)教育的基本能力之一,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的重要途徑,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題,引發(fā)思考,對(duì)其思維造成的沖擊遠(yuǎn)比被動(dòng)接受強(qiáng)烈得多。
在教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該增加實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造成份,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的“主動(dòng)探索性”。增加演示實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造成份,有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,可以靈活地將一些教師做學(xué)生看的演示實(shí)驗(yàn)改變?yōu)閷W(xué)生自己動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)。防止演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生“迷信權(quán)威”。將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn),這樣既可增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力,又極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間不限制,實(shí)驗(yàn)室隨時(shí)開(kāi)放,只要學(xué)生有時(shí)間,就可以進(jìn)實(shí)驗(yàn)室去做實(shí)驗(yàn),這樣就保證了學(xué)生有充分的時(shí)間做實(shí)驗(yàn),能按照自己的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,起到促思激趣的效果。
課外小實(shí)驗(yàn)和家庭實(shí)驗(yàn)?zāi)茏屛锢碜哌M(jìn)生活,提高社會(huì)和家庭在物理學(xué)習(xí)中的作用。課外小實(shí)驗(yàn)和家庭實(shí)驗(yàn)主要取材于身邊的物品及家庭日常生活用品,學(xué)生用這種隨手取材的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),會(huì)感到分外親切,也能切切實(shí)實(shí)感到學(xué)有所用。
三、教師應(yīng)該如何在物理實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮自身的作用,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,它以實(shí)驗(yàn)為載體,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力、動(dòng)手能力,因而對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力等方面具有重要的作用。物理的探究源于生活,又用其研究的成果來(lái)指導(dǎo)生活。在實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)對(duì)一些感性材料的接觸和研究,能激發(fā)學(xué)生對(duì)事物的興趣和理性思考。
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括課堂演示實(shí)驗(yàn)、課堂分組實(shí)驗(yàn)和課外小實(shí)驗(yàn)以及家庭小實(shí)驗(yàn)。各種類(lèi)型的物理實(shí)驗(yàn),具體形象地展示了物理知識(shí)的形成和發(fā)展過(guò)程,為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了豐富的感性材料,在強(qiáng)化學(xué)生感知的同時(shí)糾正了在感知中形成的錯(cuò)覺(jué),從而達(dá)到豐富學(xué)生頭腦中感性材料儲(chǔ)存及發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的目的。
一、發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力中的作用
教師要發(fā)揮各種物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用,注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。
1、演示實(shí)驗(yàn)形象、生動(dòng)、直觀,極易引起學(xué)生的直接興趣,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料,變抽象為形象,通過(guò)觀察,思考,使學(xué)生認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律,發(fā)展能力,培養(yǎng)興趣。例如在講授流體壓強(qiáng)時(shí),教師可以用一只漏斗、一只乒乓球給同學(xué)們演示一個(gè)有趣的現(xiàn)象,老師先把漏斗拿在手里,漏斗口朝下,把乒乓球放在漏斗里,用手頂住,一松手,乒乓球在重力作用下掉下來(lái);接著老師把漏斗的尖部咬在嘴里,把乒乓球放在漏斗里,用手頂住,向漏斗里吹氣的同時(shí)把手松開(kāi),奇妙的現(xiàn)象出現(xiàn)了:雖然手離開(kāi)了乒乓球,但乒乓球并不落下來(lái),卻在漏斗口附近跳動(dòng)著。同學(xué)們會(huì)被這一現(xiàn)象驚呆了,“為什么乒乓球不落下來(lái)呢?難道重力就不存在了嗎?”再將漏斗和乒乓球交給某個(gè)同學(xué),讓其仿照老師的動(dòng)作表演,他會(huì)吸足了氣,集中力量對(duì)準(zhǔn)漏斗尖部吹氣,想把乒乓球吹下去,結(jié)果,乒乓球照樣在漏斗口附近跳動(dòng)著,并沒(méi)有落下去,而且吹得愈厲害,它跳動(dòng)得愈快。這一情景,會(huì)激發(fā)在場(chǎng)每位同學(xué)的思考:這是為什么?這時(shí)候,老師再解釋這一奇妙的現(xiàn)象,這一堂壓強(qiáng)課的效果可想而知。
2、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的主渠道,實(shí)驗(yàn)操作能力就是動(dòng)手能力,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的重要途徑,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題,引發(fā)思考。在實(shí)驗(yàn)中,教師可以采用多種方法讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程,可以先演示后實(shí)驗(yàn),也可以先設(shè)計(jì)后實(shí)驗(yàn),或讓學(xué)生用自己的方法完成。例如歐姆定律實(shí)驗(yàn)可以教師先演示后讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定物質(zhì)密度的實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生先設(shè)計(jì)后實(shí)驗(yàn),測(cè)定物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生根據(jù)天平的使用說(shuō)明書(shū)來(lái)完成。
在演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中教師應(yīng)該增加實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造成份,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的“主動(dòng)探索性”。演示實(shí)驗(yàn)是思維探索的第一感性材料,感性材料越豐富,興趣就越大,所以增加演示實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造成份,有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,可以靈活地將一些教師做學(xué)生看的演示實(shí)驗(yàn)改變?yōu)閷W(xué)生自己動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)。將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn),這樣既可以增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力,又極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間不限制,實(shí)驗(yàn)室隨時(shí)開(kāi)放,只要學(xué)生有時(shí)間,就可以進(jìn)實(shí)驗(yàn)室去做實(shí)驗(yàn),這樣就保證了學(xué)生有充分的時(shí)間做實(shí)驗(yàn),能按照自己的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,起到促思激趣的效果。
3、課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)是教師在授課過(guò)程中,恰當(dāng)?shù)卮┎逶诋?dāng)堂內(nèi)容中的小實(shí)驗(yàn)。這不僅能加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,而且也烘托了課堂氣氛,使學(xué)生在“邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)”的氛圍中自然地產(chǎn)生了學(xué)習(xí)興趣。它具有趣味性強(qiáng)、方法簡(jiǎn)單、易做、實(shí)用的特點(diǎn),有助于打破學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的神秘感和畏懼感。如在“超重、失重”的教學(xué)中,自由下落的易拉罐中水竟然不從孔中流出,學(xué)生在驚訝之余了解到失重現(xiàn)象。又如在講大氣壓強(qiáng)的存在時(shí),在大試管中裝滿(mǎn)水,再用一根小試管插一部分到大試管中,然后倒置過(guò)來(lái),小試管竟徐徐往上升而不隨水一起下落。這些趣味的小實(shí)驗(yàn)是不用障眼法的真正魔術(shù),它將激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣,引發(fā)大家探索物理問(wèn)題的熱情。
4、課外小實(shí)驗(yàn)和家庭實(shí)驗(yàn)?zāi)茏屛锢碜哌M(jìn)生活,提高社會(huì)和家庭在物理學(xué)習(xí)中的作用。課外小實(shí)驗(yàn)和家庭實(shí)驗(yàn)主要取材于身邊的物品及家庭日常生活用品,學(xué)生用這種隨手取材的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),會(huì)感到分外親切,也能切切實(shí)實(shí)感到學(xué)有所用。
例如在家庭中研究光的色散,有以下幾種方案可以采用:
(1)利用廚房中洗潔精制造的泡沫吹肥皂泡,在太陽(yáng)底下可以看出五顏六色的顏色,這些顏色都是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)色散后形成的。
(2)背對(duì)著太陽(yáng),在嘴里含一口水,迅速向上噴出,可以發(fā)現(xiàn)在有霧的地方會(huì)出現(xiàn)白光經(jīng)過(guò)色散后的彩色光帶。
(3)利用臉盆和玻璃鏡子,在盆子里裝滿(mǎn)水,將鏡子斜插在水中,將反射光射到墻壁上觀察反射光顏色的變化。
在進(jìn)行課外小實(shí)驗(yàn)和家庭實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,為了彌補(bǔ)某些器材的不足,在保證安全的前提下,允許學(xué)生把部分實(shí)驗(yàn)儀器帶出實(shí)驗(yàn)室,帶回家,把實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)“開(kāi)放”到家庭中去,讓他們有反復(fù)自我訓(xùn)練的機(jī)會(huì)和時(shí)間,為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,激發(fā)興趣提供一個(gè)更為廣泛的空間。
二、教師應(yīng)該在物理實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮自身的作用,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
第一,利用探究模式教學(xué)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)
這是一種在教師引導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成并發(fā)現(xiàn)知識(shí)過(guò)程的活動(dòng),在應(yīng)用這種模式時(shí),教師要有目的的選擇重演與再現(xiàn)的內(nèi)容。物理教學(xué)中極為重要的組成部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)就應(yīng)該合理利用探究模式,來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑR虼丝梢詮囊韵聨讉€(gè)方面進(jìn)行培養(yǎng),才能更好的達(dá)到這一目的。
1.重視學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)──這是探究模式的重要條件。物理的認(rèn)識(shí)過(guò)程多是以實(shí)驗(yàn)觀察為基礎(chǔ)的,觀察是認(rèn)知的窗口,是思維的前提。因此,教師在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生善于觀察。使學(xué)生明確觀察目的和初步掌握觀察方法;在實(shí)驗(yàn)完畢后,教師應(yīng)及時(shí)糾正存在的問(wèn)題,要根據(jù)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)和容易忽視的現(xiàn)象進(jìn)行提問(wèn),指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。
這樣,學(xué)生通過(guò)操作、觀察、分析、探究,再經(jīng)過(guò)疑問(wèn)、更正、指導(dǎo)和探究,長(zhǎng)時(shí)間的堅(jiān)持下去,學(xué)生就能養(yǎng)成一個(gè)全面、仔細(xì)、系統(tǒng)的觀察習(xí)慣,為今后學(xué)生主動(dòng)探究打下基礎(chǔ)。
2.培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力──這是操作的必要條件。讓每一位學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),這是新課程教學(xué)中極力強(qiáng)調(diào)的,這不僅是為了使每一位學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理,正確使用實(shí)驗(yàn)器材,掌握實(shí)驗(yàn)技能和操作方法,而且也是為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力、理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行探究的能力,同時(shí)還在于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。因此要注意,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師要巡回指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)糾正。
3.加強(qiáng)學(xué)生的歸納能力─―這是探究教學(xué)模式的歸宿(落腳點(diǎn))。做物理實(shí)驗(yàn)的目的就是通過(guò)學(xué)生的探究得出某種結(jié)論,因此,無(wú)論是教師的演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中無(wú)論觀察到什么現(xiàn)象,都要進(jìn)行分析、歸納,從而獲得結(jié)論,找出規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。在實(shí)驗(yàn)中,發(fā)生一些操作上的失誤和實(shí)驗(yàn)誤差在所難免,教師要正確指導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生錯(cuò)誤和出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因,通過(guò)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),找出規(guī)律,培養(yǎng)科學(xué)的思維方式,這樣才能提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
第二,構(gòu)建家庭物理實(shí)驗(yàn)室,拓寬學(xué)習(xí)物理的空間
1.1虛擬儀器素材庫(kù)建立
采用動(dòng)畫(huà)、三維軟件等手段,對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)儀器和元器件進(jìn)行虛擬化,建立大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)儀器素材庫(kù),方便實(shí)驗(yàn)過(guò)程的模擬和動(dòng)畫(huà)制作。素材庫(kù)既要體現(xiàn)物理儀器的基本物理特征,還要新穎別致,容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如,在大學(xué)物理長(zhǎng)度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)中,游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器是學(xué)生必用的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器,而在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,由于學(xué)生操作不當(dāng),極易損壞儀器。若學(xué)生結(jié)合虛擬素材提前預(yù)習(xí)儀器使用規(guī)則,則可以增加學(xué)生對(duì)儀器的感性認(rèn)識(shí),大大降低儀器的損壞率。
1.2虛擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制
結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟,利用虛擬儀器模擬實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程,可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前更深入地理解實(shí)驗(yàn)原理,在熟悉實(shí)驗(yàn)步驟的基礎(chǔ)上完成實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)要在物理實(shí)驗(yàn)教師和計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教師共同配合下制作,充分融合物理學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的特長(zhǎng),利用軟件和儀器素材制作三維動(dòng)畫(huà),并配以原理和步驟的解說(shuō),讓學(xué)生猶如身臨其境,既感興趣又長(zhǎng)知識(shí)。特別是對(duì)于抽象的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光線(xiàn)傳輸?shù)炔荒苤庇^觀察到的物理實(shí)驗(yàn),采用虛擬實(shí)驗(yàn)更具感官上的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),虛擬實(shí)驗(yàn)具有重放功能,對(duì)于較難理解的實(shí)驗(yàn)原理或者一閃而過(guò)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,利用重放功能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)再現(xiàn),便于學(xué)生更好的理解和掌握實(shí)驗(yàn)。例如,在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)設(shè)置不同參數(shù),利用虛擬素材模擬三種不同碰撞狀態(tài),可以使學(xué)生形象觀察到完全彈性、非完全彈性和完全非彈性碰撞的過(guò)程,加深對(duì)碰撞中動(dòng)量和動(dòng)能的理解,做到課本知識(shí)的簡(jiǎn)單化。
1.3虛擬實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化
信息化和網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),影響著社會(huì)生活的各個(gè)方面,在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域,信息化和網(wǎng)絡(luò)化也可以大有作為。如果將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)虛擬化后,形成分離的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,學(xué)生下載實(shí)驗(yàn)?zāi)K到手機(jī)或電腦,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)將變得更簡(jiǎn)單有趣,有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享,學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn),在網(wǎng)上了解實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)過(guò)程,節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)效率。另外,遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室有效利用學(xué)生的手機(jī)、電腦等硬件資源,使得手機(jī)等電子產(chǎn)品不再僅是通話(huà)、娛樂(lè)的工具,減少學(xué)生對(duì)手機(jī)聊天、視頻、游戲等不良因素的依賴(lài),使學(xué)生的精力專(zhuān)注于課程學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)室24h對(duì)學(xué)生開(kāi)放,不再受到實(shí)體實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間的限制,網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)鏈接實(shí)驗(yàn)原理、儀器使用說(shuō)明以及相關(guān)閱讀材料,沒(méi)有時(shí)空約束,更適合大學(xué)生隨時(shí)關(guān)注實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài),以便輕松愉快地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師可以將實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)公布在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上,供學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)參考,一方面提醒學(xué)生在將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中需要注意的問(wèn)題;另一方面可以減少教師在實(shí)驗(yàn)中的工作量,提高實(shí)驗(yàn)室的利用效率。
2實(shí)驗(yàn)綜合管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
實(shí)驗(yàn)室管理是一項(xiàng)復(fù)雜的工程,包括儀器設(shè)備、教學(xué)安排、實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生管理等多個(gè)方面,隨著高校管理變革的逐步推進(jìn),實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)一步規(guī)范化和復(fù)雜化,高校實(shí)驗(yàn)室管理工作也變得更加繁重,于是實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)越來(lái)越受到高校的重視。開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)綜合管理系統(tǒng),可以有效管理儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)人員,最優(yōu)化利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源,在教師實(shí)驗(yàn)安排和學(xué)生選課、作用提交等方面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
2.1實(shí)驗(yàn)資源管理系統(tǒng)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室包含了力、熱、聲、光、電等眾多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)耗材繁多,并且實(shí)驗(yàn)室要向?qū)W校所有理工科學(xué)生開(kāi)放,所以,需要及時(shí)掌握儀器運(yùn)行狀態(tài),制定行之有效的儀器使用和管理制度。對(duì)儀器借用、損壞、維修等事項(xiàng)實(shí)行網(wǎng)上登記,實(shí)驗(yàn)教師可以實(shí)時(shí)跟蹤儀器情況,以便對(duì)課程安排做出調(diào)整。不同實(shí)驗(yàn)室的通用儀器,如示波器、萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源等,執(zhí)行嚴(yán)格的借用登記記錄,可以減少儀器的重復(fù)購(gòu)置,節(jié)約實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面,教務(wù)人員通過(guò)信息系統(tǒng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和開(kāi)課教師,實(shí)驗(yàn)教師登陸自己的賬號(hào),可以方便地查詢(xún)上課時(shí)間、地點(diǎn)及學(xué)生人數(shù),并可以在線(xiàn)提出實(shí)驗(yàn)中需要注意的問(wèn)題,供學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)回答。根據(jù)學(xué)生登陸虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的時(shí)間和回答問(wèn)題情況,大致了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)和熟悉程度,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師可以設(shè)置復(fù)習(xí)題,考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力。
2.2學(xué)生網(wǎng)上選課系統(tǒng)
普通高等院校理工科學(xué)生眾多,需要進(jìn)行的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)也越來(lái)越豐富和接近科學(xué)前沿,在實(shí)驗(yàn)課程多元化和復(fù)雜化的情況下,建立一個(gè)方便快捷和符合學(xué)分管理制度的選課平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)就尤為重要。特別是學(xué)校規(guī)模的不斷擴(kuò)大,專(zhuān)業(yè)、班級(jí)、學(xué)生的數(shù)量急劇增加,有關(guān)學(xué)生選課的各種信息量也成倍增長(zhǎng),而目前許多高校的學(xué)生選課管理仍停留在復(fù)雜的人工操作上,重復(fù)工作較多,工作量大,效率低,因此,迫切需要開(kāi)發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)的選課信息管理系統(tǒng)來(lái)提高管理工作的效率。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下,學(xué)生不再有固定的實(shí)驗(yàn)課程表,可以根據(jù)自己的興趣和時(shí)間,提前一周在網(wǎng)上選定想做的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)達(dá)到一定程度即可得到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程學(xué)分。選課系統(tǒng)摒棄一刀切式的實(shí)驗(yàn)安排,充分考慮到學(xué)生的特長(zhǎng)和愛(ài)好,定制個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)菜單。學(xué)生可用選課系統(tǒng)及時(shí)、準(zhǔn)確地查詢(xún)和修改選課情況,使選課工作規(guī)范化、程序化,避免選課管理的隨意性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上提交預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,在線(xiàn)與教師交流實(shí)驗(yàn)感受,或?qū)?shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提出改進(jìn)意見(jiàn)。
2.3開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了驗(yàn)證物理定律和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力之外,還擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重任。實(shí)驗(yàn)室信息化管理使得師資和儀器等資源合理配置、高效利用,在此基礎(chǔ)上,可以建立開(kāi)放式大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,支持學(xué)生充分利用課余時(shí)間積極參加科研創(chuàng)新實(shí)踐。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室實(shí)行全天候開(kāi)放,主要以學(xué)生自我管理為主,實(shí)驗(yàn)教師輔助監(jiān)管,使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室成為鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新技能的最佳場(chǎng)所。開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室利用信息化手段進(jìn)行管理,可以充分發(fā)揮大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室的作用。
3網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)指標(biāo)
網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),是為了更好的服務(wù)于大學(xué)物理實(shí)體實(shí)驗(yàn)室,使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)效能最大化,簡(jiǎn)化教師和學(xué)生的預(yù)習(xí)和作業(yè)過(guò)程,優(yōu)化學(xué)生動(dòng)手操作流程,保證學(xué)生的實(shí)踐能力在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中大幅提高。然而,虛擬實(shí)驗(yàn)室不可能完全替代實(shí)體實(shí)驗(yàn)室,需要建立評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)指標(biāo)。
3.1虛擬實(shí)驗(yàn)室的可靠性和實(shí)用性
虛擬實(shí)驗(yàn)室依賴(lài)于計(jì)算機(jī)軟、硬件的協(xié)同運(yùn)行,對(duì)服務(wù)器等設(shè)備的定期維護(hù)和更新是至關(guān)重要的,它是虛擬實(shí)驗(yàn)室可靠工作的硬件保障。在軟件方面,必須專(zhuān)人負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制軟件的開(kāi)發(fā)和升級(jí)。另外,在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面,要充分考慮服務(wù)器的穩(wěn)定性和訪(fǎng)問(wèn)速度等問(wèn)題,只有軟硬件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)工作,才能實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。虛擬實(shí)驗(yàn)室不應(yīng)成為虛無(wú)縹緲的概念,實(shí)用性是其重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立需要解決儀器配置、師資緊張等實(shí)體實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題,所以,虛擬實(shí)驗(yàn)室必須具備實(shí)用性,彌補(bǔ)實(shí)體實(shí)驗(yàn)室的不足,更好的服務(wù)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),在學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教授之間搭建橋梁,方便大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。
3.2虛擬實(shí)驗(yàn)室的師生交互程度
虛擬實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和作業(yè)提交環(huán)節(jié),主要依靠網(wǎng)絡(luò)和電腦終端完成,在方便實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí),也在某種程度上減少了師生面對(duì)面的交流和互動(dòng),不利于師生感情的培養(yǎng)。為了彌補(bǔ)這一不足,設(shè)計(jì)友好的師生交流界面,增加師生互動(dòng)環(huán)節(jié),在方便師生交流的同時(shí),也能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的興趣,使學(xué)生不再簡(jiǎn)單地面對(duì)電腦,猶如與教師面對(duì)面交流,隨時(shí)可以得到教師的指導(dǎo)和幫助。教師通過(guò)交互界面可以隨時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),找準(zhǔn)學(xué)生對(duì)儀器和實(shí)驗(yàn)原理掌握情況的薄弱環(huán)節(jié),使隨后的實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具針對(duì)性,不僅可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)占用時(shí)間,而且根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)遇到的問(wèn)題,有的放矢,大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率,充分發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)室在儀器和師資資源利用方面的優(yōu)勢(shì)。
教學(xué)實(shí)踐證明,演示實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中是十分重要的。演示實(shí)驗(yàn)?zāi)馨褟?fù)雜的、抽象的東西由實(shí)驗(yàn)過(guò)程集中簡(jiǎn)化出來(lái),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察把思維引入分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的正確軌道。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),能使學(xué)生及時(shí)、準(zhǔn)確地看到學(xué)習(xí)的對(duì)象或現(xiàn)象,給學(xué)生的學(xué)習(xí)提供必要和充分的感性材料,降低學(xué)習(xí)難度;教師通過(guò)對(duì)儀器的介紹和講解,給了學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解儀器的機(jī)會(huì),能為學(xué)生正確使用儀器打下基礎(chǔ);還能給學(xué)生提供探索學(xué)習(xí)必需的觀察背景,有益于思維基礎(chǔ)的建立,同時(shí)還能使學(xué)生理解應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究問(wèn)題的方法。演示實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)主要突出實(shí)驗(yàn)的過(guò)程教學(xué),因?yàn)檫^(guò)程教學(xué)是物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論之間的紐帶,只有搞清楚過(guò)程,才有得出正確結(jié)論的基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)中,重視過(guò)程,留出一定的空間讓學(xué)生進(jìn)行思考,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的一個(gè)重要方面。因此,在實(shí)驗(yàn)中首先應(yīng)使學(xué)生明確觀察實(shí)驗(yàn)的目的,實(shí)驗(yàn)時(shí)要讓學(xué)生看清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,留出一定的時(shí)間追究為什么會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象,并由學(xué)生綜述現(xiàn)象,分析原因得出結(jié)論。通過(guò)把實(shí)驗(yàn)過(guò)程突出給學(xué)生,既培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力,又培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力;沒(méi)有突出實(shí)驗(yàn)過(guò)程的教學(xué),留給學(xué)生的印象就相當(dāng)于看熱鬧,只是學(xué)生的好奇心得到了某些滿(mǎn)足而已,沒(méi)有最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
二、改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是新課程改革的的窗口,要進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量。做物理實(shí)驗(yàn)要根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅约皩W(xué)生現(xiàn)有水平,采用研究式的教學(xué)方法,把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)。
例如“測(cè)導(dǎo)體的電阻”是一個(gè)重要的分組實(shí)驗(yàn),如果僅僅用伏安法測(cè)電阻,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常不利。通過(guò)幾年教學(xué)實(shí)踐,我采取了“三不”措施,效果比較明顯。
1、不限定實(shí)驗(yàn)方法。
上課時(shí)讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)?zāi)康模劣趯?shí)驗(yàn)方法由各個(gè)小組討論決定,并要求同學(xué)們畫(huà)出相應(yīng)的電路圖。結(jié)果實(shí)驗(yàn)方法多種多樣,如伏安法、伏阻法、安阻法、極端法等等,培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維和勇于創(chuàng)新的精神。
2、不固定實(shí)驗(yàn)步驟。
進(jìn)實(shí)驗(yàn)室不要求帶課本和實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè),學(xué)生動(dòng)手前只強(qiáng)調(diào)各種電表的使用方法,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,同學(xué)們測(cè)電阻的同時(shí)又驗(yàn)證了影響電阻大小的因素。例如有的同學(xué)用伏安法測(cè)電阻時(shí),分別用內(nèi)接法和外接法,并取兩段橫截面積相同、長(zhǎng)度不同的鐵導(dǎo)線(xiàn),長(zhǎng)度相同、橫截面積不同的鐵導(dǎo)線(xiàn),長(zhǎng)度、橫截面積相同的銅和鐵導(dǎo)線(xiàn),分別測(cè)出它們的電阻并進(jìn)行分析。這樣培養(yǎng)了學(xué)生觀察、分析問(wèn)題的能力。
3、不定向?qū)嶒?yàn)歸納。
實(shí)驗(yàn)后讓學(xué)生多角度、深入細(xì)致地觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),從而開(kāi)放性地歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。如有的小組分析真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出了如下結(jié)論:①伏安法測(cè)電阻時(shí),用內(nèi)接法測(cè)量值偏大,用外接法測(cè)量值偏小;②多次測(cè)量,求平均值可減小誤差;③影響電阻的因素除了長(zhǎng)度、橫截面積、材料外,還與溫度有關(guān)。通過(guò)以上幾個(gè)方面的歸納,培養(yǎng)了學(xué)生分析、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。
三、增加課外實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中地位的重要性毋庸質(zhì)疑.回顧物理學(xué)的發(fā)展史,自伽利略開(kāi)創(chuàng)完整的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法以來(lái),人們通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)不斷的發(fā)現(xiàn)和檢驗(yàn)一個(gè)又一個(gè)物理學(xué)上重大的真理和規(guī)律.例如牛頓的經(jīng)典物理理論、愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論等時(shí)刻都在被物理學(xué)家在理論和實(shí)驗(yàn)研究中不斷引用,同時(shí)也在不斷的經(jīng)受著實(shí)驗(yàn)的考驗(yàn).因此,物理學(xué)可以說(shuō)就是實(shí)驗(yàn)物理學(xué),與物理實(shí)驗(yàn)息息相關(guān).
從培養(yǎng)優(yōu)秀人才的角度來(lái)看,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),我國(guó)科學(xué)家技術(shù)的發(fā)展有著最為直接的影響.本文的重點(diǎn)針對(duì)當(dāng)前中學(xué)生課堂上物理實(shí)驗(yàn)的缺失,列出了一些現(xiàn)象,并分析其深層次的原因,提出自己的對(duì)策建議,從而希望在中學(xué)生的物理課堂上實(shí)現(xiàn)更加有效的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),在新課標(biāo)的號(hào)召下進(jìn)一步提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量,并為我國(guó)基礎(chǔ)教育中物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)環(huán)節(jié)上提供一些有價(jià)值的信息,為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活躍在中學(xué)課堂上提出自己的看法.
實(shí)驗(yàn)在實(shí)現(xiàn)中學(xué)的物理課堂教學(xué)中有舉足輕重的作用,中學(xué)生在我國(guó)的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)中充當(dāng)著接班人的角色,站在社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的高度來(lái)認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)生教育中至關(guān)重要,有助于中學(xué)生深刻理解物理實(shí)驗(yàn)的重大意義.深入對(duì)中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行探析,不僅對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)教育培養(yǎng)方案以及學(xué)生的自身發(fā)展有現(xiàn)實(shí)意義,而且對(duì)相關(guān)學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)課程的再建設(shè),對(duì)于培養(yǎng)優(yōu)秀人才方案的實(shí)施,也將提供一定的可靠依據(jù).
二、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及原因探析
常規(guī)物理教學(xué)模式的影響,目前的中學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀不容樂(lè)觀,存在學(xué)生普遍感覺(jué)學(xué)習(xí)物理難的壓力,甚至對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生恐懼的心理,失去學(xué)習(xí)物理的熱情.存在此種現(xiàn)象最直接的原因便是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺失,讓學(xué)生缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)最直觀的感受,對(duì)物理學(xué)習(xí)失去了興趣.沒(méi)有真正做到對(duì)物理概念、規(guī)律及意義的清晰認(rèn)識(shí). 造成這種現(xiàn)狀的原因主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面:
1.部分教師觀念上的誤區(qū)
實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生接受知識(shí)最深刻的一種教學(xué)方式的作用被弱化,在有的老師看來(lái)成為了可有可無(wú)的教學(xué)手段.由于中學(xué)生面臨的高考實(shí)驗(yàn)題只看重最后的結(jié)果是否正確,從而使老師在教學(xué)的過(guò)程中不重視實(shí)際操作和學(xué)生創(chuàng)新能力的考察,更多的是從如何應(yīng)對(duì)考試的角度出發(fā),一學(xué)期開(kāi)設(shè)為數(shù)不多的幾門(mén)實(shí)驗(yàn)課,更有甚者,照本宣科,在黑板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的講解,形成固定答案,要求學(xué)生背實(shí)驗(yàn),這樣的老師認(rèn)為,學(xué)生不會(huì)動(dòng)手做沒(méi)關(guān)系,只要記住答案會(huì)考試就行.導(dǎo)致學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性降低,不僅沒(méi)有開(kāi)發(fā)出教材本身的價(jià)值,更造成學(xué)生思路的狹隘,創(chuàng)造性的缺失.多媒體教學(xué)在中學(xué)普及以來(lái),教師利用多媒體進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的屢見(jiàn)不鮮,用多媒體模擬來(lái)代替實(shí)際操作,更讓學(xué)生遠(yuǎn)離了實(shí)驗(yàn).
有的老師認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)本身在于得出最終結(jié)論和規(guī)律,實(shí)驗(yàn)的過(guò)程也就輕描淡寫(xiě)一帶而過(guò)了,只要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)器材,也就不用再花費(fèi)一節(jié)課的時(shí)間去驗(yàn)證結(jié)論是否正確了.再加上實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要進(jìn)行大量的前期準(zhǔn)備工作,耗時(shí)費(fèi)力,學(xué)生缺乏組織紀(jì)律,甚至?xí)?huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器損壞或短缺的現(xiàn)象,為了減少麻煩,還是少進(jìn)行實(shí)驗(yàn)為好,即使上實(shí)驗(yàn)課,也只是為了完成任務(wù),監(jiān)督學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),不能進(jìn)行更好的結(jié)果交流,起不到能力考查和評(píng)價(jià)的效果.
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不佳
由于對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)不足,導(dǎo)致教師在實(shí)驗(yàn)組織、教學(xué)過(guò)程和最終成績(jī)考核上存在一系列問(wèn)題,教師的教學(xué)壓力長(zhǎng)期存在,使得他們不愿意把大量時(shí)間花費(fèi)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)上,導(dǎo)致教學(xué)方式單一、沒(méi)有特色.單純?yōu)榱私虒W(xué)任務(wù)而安排的實(shí)驗(yàn)課程,對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)缺乏系統(tǒng)性.灌輸式的教學(xué)方式根深蒂固,對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考的能力缺乏引導(dǎo),在老師包辦的教學(xué)課堂上,學(xué)生機(jī)械接受,缺少實(shí)踐操作的能力,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)意識(shí)的缺失,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牡停鎸?duì)需要?jiǎng)?chuàng)新,做出判斷的實(shí)際情況顯得不知所措,無(wú)從下手.這樣的教學(xué)方法勢(shì)必會(huì)對(duì)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)造成一定的阻礙,對(duì)于提高學(xué)生理解能力和素質(zhì)方面也有一定影響.
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式固定
中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)從內(nèi)容到教學(xué)方式上限制了學(xué)生的發(fā)展空間.就分組實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),教材中從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼x器、步驟、注意事項(xiàng),寫(xiě)的清清楚楚,除此之外,老師在講課的過(guò)程中,也會(huì)把實(shí)驗(yàn)從目的到注意事項(xiàng)、步驟再詳盡的介紹一遍,這樣學(xué)生在實(shí)際操作的時(shí)候就會(huì)按照老師所講的固定模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也是將提前已經(jīng)知道了的數(shù)據(jù)再通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明一遍,這樣實(shí)驗(yàn)就算完成了.對(duì)于學(xué)生而言,這種教學(xué)模式注重的是已有知識(shí)和技能的傳授,使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中缺少思維的空間,不利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題能力的提高,亦不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成,阻礙學(xué)生智能的發(fā)展.
4.學(xué)生實(shí)驗(yàn)的態(tài)度差
中學(xué)生受其特殊心理因素的影響,部分同學(xué)在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中不喜歡反復(fù)地操作,尤其對(duì)那些已經(jīng)知道結(jié)論的實(shí)驗(yàn)更是沒(méi)有耐心,便另辟蹊徑,做一些危險(xiǎn)性較大的操作,從而失去了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)理解和基本能力訓(xùn)練的機(jī)會(huì),這種盲目的心態(tài)不僅會(huì)妨礙實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣撸€極易發(fā)生傷害事故.也有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)考試與動(dòng)手操作無(wú)關(guān),只需在考試之前背一背老師要求的內(nèi)容即可,實(shí)驗(yàn)課就不認(rèn)真,甚至缺課現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生.
三、解決對(duì)策
中學(xué)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)的不良現(xiàn)狀,值得每一個(gè)人深思,從宏觀上講與素質(zhì)教育背道而馳,從微觀來(lái)看這樣的教學(xué)實(shí)驗(yàn)影響了物理教學(xué)的良性發(fā)展,對(duì)學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)有太多不利的因素.針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一窘境,在參考相關(guān)資料和理論的基礎(chǔ)上,我認(rèn)為應(yīng)該從以下幾方面來(lái)解決這一問(wèn)題.
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)要與時(shí)俱進(jìn)
應(yīng)新課標(biāo)基本理念要求,注重科學(xué)探究,提倡學(xué)習(xí)方式多樣化.教師要在義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)上,結(jié)合本地區(qū)、本學(xué)校、本年級(jí)學(xué)生的實(shí)際,做出符合實(shí)際的教學(xué)安排,在新課標(biāo)的指導(dǎo)下,將學(xué)生變成受教主體,注重由“教”變“導(dǎo)”過(guò)程的形成,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到由“學(xué)”到“用”的重要性.
校領(lǐng)導(dǎo)要有積極地辦學(xué)理念,要有學(xué)生學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的意識(shí),擁有先進(jìn)的管理實(shí)驗(yàn)室的思想,不能將實(shí)驗(yàn)室看成是只能在有實(shí)驗(yàn)時(shí)才能對(duì)學(xué)生開(kāi)放,更要為學(xué)生時(shí)刻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供必要,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,提高其利用率,真正使新課標(biāo)要求的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)落到實(shí)處.同時(shí)也要加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室的投入力度,完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備,為學(xué)生提供現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)器材,并在日后加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的維護(hù),確保器材隨時(shí)用隨時(shí)有,隨時(shí)用都完好.
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式要多種多樣
新課標(biāo)要求中學(xué)的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型有六大類(lèi),即:演示實(shí)驗(yàn)、操作性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)以及非常規(guī)實(shí)驗(yàn).教師的教學(xué)中基本上停留在演示實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)這一要求上,對(duì)剩下的實(shí)驗(yàn)要求在上課講授的過(guò)程中很少涉及甚至是沒(méi)有涉及,這種教學(xué)模式不利于學(xué)生全方位的接受新課標(biāo)所要求的知識(shí),沒(méi)有使教學(xué)資源達(dá)到最優(yōu)化,單一的實(shí)驗(yàn)還使得學(xué)生失去求知的渴望.隨著多媒體在中小學(xué)的普及,教師要切實(shí)利用好這一資源,將演示實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,既能避免演示實(shí)驗(yàn)的單一,又能利用計(jì)算機(jī)仿真模擬這一特征,將學(xué)生帶進(jìn)一個(gè)虛擬的教學(xué)情境中,使學(xué)生更容易接受實(shí)驗(yàn)所要求的目標(biāo),并強(qiáng)化學(xué)習(xí)記憶.
演示實(shí)驗(yàn)與操作性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的過(guò)程,不再過(guò)多注意或是強(qiáng)調(diào)老師演示的內(nèi)容,加上學(xué)生親自動(dòng)手參與其中,使得實(shí)驗(yàn)效果事半功倍.同樣的實(shí)驗(yàn),看老師的演示和自己親手操作的感受相差甚遠(yuǎn),在實(shí)際操作的過(guò)程中,會(huì)遇到觀看演示實(shí)驗(yàn)所看不到的意外,可能看起來(lái)很容易的操作會(huì)遇到多次的失誤,在每一次的失誤中,學(xué)生操作起來(lái)會(huì)越來(lái)越接近理想的實(shí)驗(yàn)效果,使得知識(shí)遷移,強(qiáng)化學(xué)習(xí)記憶.
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,使已學(xué)過(guò)的物理結(jié)論更加印象深刻,驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)比較傳統(tǒng),探究性的實(shí)驗(yàn)側(cè)重于學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)方案,制定實(shí)驗(yàn)程序,探索未知的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成一種新的實(shí)驗(yàn)形式,這樣的實(shí)驗(yàn),更有利于學(xué)生知識(shí)的靈活運(yùn)用和創(chuàng)新思維方式的培養(yǎng),可以稱(chēng)得上是一種最佳的教學(xué)模式.
隨著新課改的推進(jìn),相關(guān)物理教材的內(nèi)容也在隨之做出相應(yīng)的改變。從新要求來(lái)看,高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)將朝著鍛煉學(xué)生動(dòng)手操作能力,全面提高學(xué)生綜合能力的發(fā)展方向不斷努力,將作為改革的目標(biāo)。其內(nèi)容不再是以往的傳統(tǒng)模式,限制在課本教材中,而是朝著全新的、多樣化的發(fā)展模式轉(zhuǎn)型。通過(guò)學(xué)生親自動(dòng)手操作、教師課堂集中演示、課外業(yè)余時(shí)間開(kāi)展的小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明等一系列實(shí)驗(yàn)形式的實(shí)施和推廣,不斷增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度。盡管當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)的發(fā)展步伐不斷推進(jìn),勢(shì)頭良好,但是由于各種各樣歷史或現(xiàn)實(shí)的教育教學(xué)因素,使得物理實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)出現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)不良的發(fā)展危險(xiǎn),針對(duì)這一問(wèn)題,我們必須予以高度重視,并適當(dāng)改善,不斷促進(jìn)物理教育教學(xué)事業(yè)的發(fā)展。
二、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題
其一,教育教學(xué)觀念陳舊。由于傳統(tǒng)的教育教學(xué)重點(diǎn)被至于理論學(xué)習(xí)層面,疏忽了實(shí)驗(yàn)對(duì)于教育教學(xué)的促進(jìn)作用,當(dāng)前的教育教學(xué)也存在實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少的現(xiàn)象。同時(shí),從事相關(guān)教育教學(xué)的教師對(duì)其不夠重視,在教學(xué)過(guò)程中,不想拿出大量的時(shí)間放在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上,即便是去實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn),也大多停留在驗(yàn)證課本上的定理。由于高考升學(xué)率的硬性要求,使得多數(shù)教師主動(dòng)放棄了實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,以追求更高的課堂教育教學(xué)效率,致使出現(xiàn)了學(xué)生“高分低能”的現(xiàn)象。其二,采用課堂演示的方式代替學(xué)生主動(dòng)實(shí)驗(yàn)的方式。這種現(xiàn)象在全國(guó)大部分地方廣泛存在,不少學(xué)校認(rèn)為學(xué)生開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,而且效果不明顯,將學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)變成了由教師集體演示的實(shí)驗(yàn)?zāi)J剑谶@種情況下,學(xué)生沒(méi)有享受到實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,無(wú)法體會(huì)實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的樂(lè)趣,所以很難調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,物理實(shí)驗(yàn)也就失去了教育教學(xué)的意義。
三、開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)的對(duì)策分析
在素質(zhì)教育教學(xué)不斷推進(jìn)的同時(shí),不少專(zhuān)家、學(xué)者以及大部分從事高中物理教育教學(xué)的教師深刻體會(huì)到了初中物理實(shí)驗(yàn)的重要性,不僅對(duì)理論學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用,而且能夠鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐、操作能力,使學(xué)生的素質(zhì)得到不斷提高。根據(jù)網(wǎng)上抽樣調(diào)查以及對(duì)周邊學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展的程度和實(shí)際現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn),在一些條件比較差的中學(xué),各種模式的教育教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的情況相對(duì)較差,有些是由于器材的短缺以及相關(guān)教師經(jīng)驗(yàn)的不足造成的。由上述原因,進(jìn)而造成實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和數(shù)量比較低,效果不是很好。有的學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)量達(dá)不到新課標(biāo)對(duì)教育教學(xué)的規(guī)定,更有甚者,連一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)都不做,即使有做的,但由于缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材,或是實(shí)驗(yàn)器材的質(zhì)量較差,導(dǎo)致精度不高,進(jìn)而得不到理想的效果和預(yù)期的目標(biāo),時(shí)間花費(fèi)了,精力付出了,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果很差,實(shí)驗(yàn)效果不好。由于受傳統(tǒng)應(yīng)試教育教學(xué)模式的影響,學(xué)校以及廣大教師普遍存在以追求較高的升學(xué)率為目的的教育教學(xué)理念,重視理論學(xué)習(xí),輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為了讓學(xué)生在考試中取得好成績(jī),教育教學(xué)模式普遍采用教師臺(tái)上講,學(xué)生臺(tái)下聽(tīng)的模式。甚至有的教師認(rèn)為學(xué)生會(huì)做不會(huì)做實(shí)驗(yàn)不要緊,只要會(huì)做實(shí)驗(yàn)題就行了,形成對(duì)物理實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤的觀念。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?我覺(jué)得一部分教師可能錯(cuò)誤地認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)就是在浪費(fèi)時(shí)間,還不如講解實(shí)驗(yàn)效果好,既便于使學(xué)生搞懂實(shí)驗(yàn)原理,掌握相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),又能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。可是,在這樣的情況下,學(xué)生只會(huì)紙上談兵,一旦實(shí)踐就束手無(wú)策了,不知道如何理論與實(shí)際相聯(lián)系,只會(huì)一些機(jī)械的理論知識(shí)。
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是物理課堂教學(xué)的重點(diǎn)、關(guān)鍵,直接影響課堂教學(xué)質(zhì)量。但有時(shí)演示實(shí)驗(yàn)因?qū)嶒?yàn)環(huán)境、器材本身的局限性,無(wú)法直接讓全班學(xué)生都觀察清楚實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,甚至有些實(shí)驗(yàn)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。學(xué)生由于沒(méi)有獲得關(guān)于這些現(xiàn)象和過(guò)程的感性認(rèn)識(shí),因而對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、現(xiàn)象、結(jié)論理解較為困難;有時(shí)則因?yàn)檠菔緦?shí)驗(yàn)本身存在不足,學(xué)生難以產(chǎn)生豐富的聯(lián)想,難以完成從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到物理規(guī)律的抽象。如果能適時(shí)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用電教媒體對(duì)演示實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)、完善或模擬,則可以克服上述方面的不足。充分發(fā)揮教師在課堂教學(xué)中的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,從而使教師教得輕松,學(xué)生學(xué)得愉快,既達(dá)到通過(guò)實(shí)驗(yàn)突破重難點(diǎn)的目的,又優(yōu)化了課堂教學(xué)結(jié)構(gòu),提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,達(dá)到課堂教學(xué)效果的目的。例如:高中物理《加速度》的教學(xué),難點(diǎn)是學(xué)生無(wú)法觀察到物體的加速度,以及每一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)速度的變化。因此,對(duì)加速度的概念理解起來(lái)就比較困難。如果利用教學(xué)課件,就可以很好地模擬演示出來(lái),使學(xué)生一目了然。再以演示平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)為例,高中《物理》教材是利用平拋豎落儀通過(guò)兩個(gè)小球同時(shí)著地來(lái)確定平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),但是它無(wú)法把平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)顯示出來(lái),學(xué)生僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)難以完成對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。此時(shí)教師可以利用多媒體的教學(xué)軟件,模擬三個(gè)顏色不同的同樣小球同時(shí)從同一高度分別做水平勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、平拋物體和自由落體運(yùn)動(dòng),在同一平面坐標(biāo)系中,播放過(guò)程隨時(shí)加可以暫停對(duì)三球的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比較,將復(fù)雜的平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),甚至還可以作定點(diǎn)、定時(shí)測(cè)量分析,從而獲得小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,加深學(xué)生對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)。
二.物理實(shí)驗(yàn)器材改進(jìn)創(chuàng)新化
許多物理課中教師對(duì)課堂思路的設(shè)計(jì)是圍繞演示實(shí)驗(yàn)而展開(kāi)的,因此課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生理解概念、掌握規(guī)律來(lái)說(shuō)有極其重要的作用。但教師圍繞如何提高拓展演示實(shí)驗(yàn)的功能和調(diào)動(dòng)學(xué)生探究問(wèn)題積極性上下功夫,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材,提高實(shí)驗(yàn)的效果,筆者認(rèn)為有極其重要的作用。書(shū)本中的演示實(shí)驗(yàn)只是提供了一種實(shí)驗(yàn)方案,如果你完全根據(jù)書(shū)本中的器材和方法,有時(shí)實(shí)驗(yàn)的效果并不理想。例如在運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)驗(yàn)中,如果按書(shū)本中的要求采用紅蠟燭做浮體,就會(huì)出現(xiàn)以下兩個(gè)問(wèn)題,一是紅蠟燭上浮速度較小,浪費(fèi)課堂時(shí)間,二是很難準(zhǔn)確地演示運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性和獨(dú)立性。問(wèn)題的根本在于怎樣才能讓玻璃管倒過(guò)來(lái)以后讓浮體停在玻璃管的底部,并隨我們外部簡(jiǎn)單的操作使它能夠自由上浮。我想到磁鐵能吸住金屬,而浮體的密度又比較小,所以想到如下方法:用一白色的泡沫塑料代替紅蠟燭,并用兩枚圖釘對(duì)稱(chēng)地釘在泡沫塑料外面,管外用一小磁鐵事先吸住泡沫塑料,這樣當(dāng)玻璃管倒過(guò)來(lái)時(shí)浮體會(huì)停在玻璃管的底部,而拿走磁鐵后浮體又能馬上上浮。這樣處理至少有以下幾個(gè)好處:一是可以根據(jù)圖釘個(gè)數(shù)的多少調(diào)節(jié)上浮的速度,二是可以獨(dú)立地演示兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),這樣就可以很方便、準(zhǔn)確的演示運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性和獨(dú)立性,三是由此可以拓展開(kāi)去做其它相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)要求直觀、準(zhǔn)確、省時(shí),物理中有許多演示實(shí)驗(yàn)效果不很理想,如布朗運(yùn)動(dòng),光的干涉,靜電感應(yīng)等等,這為廣大教師在實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)和創(chuàng)新方面留下了廣闊的空間,只要教師多學(xué)習(xí)、多思考、多動(dòng)手就一定能找出好的解決方法。
三、學(xué)生實(shí)驗(yàn)超市化
新課程的實(shí)施,為我們帶來(lái)了新的理念、新的要求,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容也發(fā)生了較大的變化,面對(duì)新《課程標(biāo)準(zhǔn)》的新理念和高要求,作為物理教師要在思想上要高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),從方式方法上改革實(shí)驗(yàn)教學(xué),從評(píng)價(jià)的角度強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如伏安法測(cè)電阻是高中電學(xué)中典型實(shí)驗(yàn)之一,也是歷年高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容,但電阻的測(cè)量方法不局限于伏安法,具有一定的靈活性、技巧性、多樣性,教師可以組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室自選器材,自選原理和實(shí)驗(yàn)步驟,通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能,體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程,了解科學(xué)研究的方法,增強(qiáng)創(chuàng)新的意識(shí)和實(shí)踐能力,發(fā)展探索自然、理解自然的興趣與熱情,形成交流與合作的良好習(xí)慣,養(yǎng)成科學(xué)求是的態(tài)度,進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
方案一:選用一個(gè)電池組、一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一個(gè)開(kāi)關(guān)和幾根導(dǎo)線(xiàn);
方案二:一個(gè)電池組,一個(gè)電壓表,一個(gè)已知阻值的電阻器R0和幾根導(dǎo)線(xiàn),測(cè)出R的阻值;
方案三:一個(gè)電源,一個(gè)標(biāo)有“20Ω,1A”的滑動(dòng)變阻器,導(dǎo)線(xiàn)若干,一個(gè)開(kāi)關(guān),一只電壓表,一個(gè)待測(cè)電阻Rx;
方案四:一個(gè)電池組、一個(gè)電壓表、一個(gè)已知阻值的定值電阻R0、兩個(gè)開(kāi)關(guān)及幾根導(dǎo)線(xiàn),測(cè)出未知電阻的阻值;
方案五:現(xiàn)有電池組、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)和一個(gè)已知阻值的定值電阻R0,測(cè)電阻的阻值;