摘要:在今天的新課程背景下,當我們重新審視物理實驗教學時,仍有一些問題值得我們反思。如何加強物理實驗教學,提高物理教學效果,是每個物理教師應當思考的問題。
關鍵詞:高中物理;實驗教學;建議
物理是一門以實驗為基礎的學科。在物理學發展中,每個概念的建立、每個定律的發現,都有堅實的實驗基礎。物理實驗不僅是物理教學中的重要內容和學習方式,而且是物理教學中的重要手段。教育部基礎教育司在2002年進行了一次“普通高中課程實施現狀調查”,調查結果顯示50.8%的學生喜歡課堂上有較多的動手操作或親身實踐。然而,由于長期的應試壓力,很多物理教師在課堂教學中以講授為主,忽視實驗教學。因此,在今天的新課程背景下,當我們重新審視物理實驗教學時,仍有一些問題值得我們反思。
如何加強物理實驗教學,提高物理教學效果,是每個物理教師應當思考的問題。對此,筆者根據多年教學經驗的總結,提出若干建議。
1 當前高中物理實驗教學的概況
當前高中物理實驗教學主要有三種形式:演示實驗、學生實驗和課外實驗,其教學概況如下:
(1)演示實驗可以使學生獲得生動的感性認識,培養學生的觀察能力,但是對學生來說,實驗結果是預知的、確定的,所以這種形式僅停留于以能顯示現象為滿足的表演,學生往往只是觀眾。
(2)學生實驗大部分是按照教師的指令按部就班進行操作,教學過程通常是教師先講解實驗的目的、原理、器材、步驟、數據處理,然后學生在統一的模式下完成實驗。由于教師為了抓緊時間完成課堂教學內容,先為學生做好了一切準備,再由學生“親自” 動手去做,使學生只是為“驗證”而實驗,很少主動地去探索問題,沒有將學生放在“學”的主體地位。
(3)課外實驗可以擴大知識領域,使理論聯系實際,培養學生對科學和技術的學習興趣及實踐能力,對課堂教學是一種很有效的補充。但是,有的教師雖然布置了任務和要求,課后卻很少過問,在實際教學中并沒有真正把這種形式開展起來,甚至不去開展。
總的來說,目前的高中物理實驗側重演示實驗和學生分組實驗。在演示實驗中,教師只滿足于讓學生觀察實驗現象,致使演示實驗未能發揮應有的作用;在學生實驗中,教師往往安排得過分周詳,學生只是被動地按照教師安排的實驗步驟去做,至于為什么這樣做,還能怎么做,想得不多,妨礙了學生創新精神和探索問題能力的培養。這充分說明,當前的實驗教學并沒有真正發揮其應有的教育功能。
2 加強物理實驗教學,提高物理教學效果的若干建議
2.1 演示實驗應起到一種拋磚引玉的作用
很多學生在觀察一些富含物理問題的演示實驗后會有所發現,有所聯想,會想要提問或發言。但是,在目前的高中物理課堂教學中,一方面學生常常由于怕說錯了被同學、老師嘲笑,心理上害怕發言,另一方面課堂教學時間緊,這使得教師無法從學生那里得到反饋信息,無法了解學生的想法。于是,課堂中的演示實驗便停留于以能顯示現象為滿足的表演。
演示實驗起到一種拋磚引玉的作用,目的在于引導問題的提出。在演示實驗中,教師要認真組織好教學,要創設激發學生思考的問題情境,讓學生通過觀察實驗現象,激發與原有認知的矛盾,促使學生去發現問題,引導學生揭示相關的物理現象之間的聯系,同時鼓勵學生在討論中提出自己的見解。
例如,在引入“力的分解”演示實驗中,用細線系住一重錘并提起,用一根線提與用兩根線提相比,學生會認為用一根線更容易斷。教師不動聲色地用一根線提起重錘,故意舉高,接著用兩根線穩穩地提起重物,當學生的臉上露出輕松的表情時,教師偷偷不斷增大兩根線之間的夾角,在學生毫無防備時細線斷了。這時,學生產生了強烈的思維沖突,為什么兩根線提反而斷了呢?一開始沒有斷,后來為什么斷了呢?這樣的演示實驗不僅調動了學生學習的積極性,而且促使學生參與觀察和進一步的思考。
2.2 把物理分組實驗的學習時空充分讓給學生
傳統的分組實驗,教師往往安排得過分周詳,阻礙了對學生實踐能力的培養。使學生失去了獨立探究的機會。教師的指導作用是無可置疑的,但教師應立足于“以學生的發展為本”的思想來設計教學,讓每一個學生都可以自由嘗試親自探索物理規律的樂趣。在實驗面前,教師要信任學生,放手讓學生大膽實踐,讓學生在獨立、自主的基礎上充分合作,為學生提供充分的交流、討論機會,把學生真正推向主體地位,真正成為學習的主人。
分組實驗要求學生自己動手使用儀器、觀察測量、記錄數據,并分析總結實驗過程,進行數據處理,是學生在教師指導下獨立地獲得物理知識與實驗技能的活動,也是培養學生良好實驗素養的重要途徑。在學生分組實驗過程中,教師要善于啟發學生進行實驗的主動性和積極性,要求學生對實驗的目的、原理、器材、步驟、數據處理等進行認真思考,以發展學生的思維能力,培養學生的實驗動手能力以及獨立分析解決實際問題的能力。
在分組實驗中,有的小組在一個非關鍵問題上糾纏而且走入歧途,有的小組只是在盲目地做實驗,沒有一定的計劃性和目的性。所以,教師要參與到學生的探究活動中,巡視各小組的表現情況,并及時給予必要的指導和幫助,使學生在探究學習中明確方向。
2.3 把培養學生創造思維和創新能力寓于設計實驗中
設計實驗過程,就是在重視訓練常規思維的同時,更重視培養創新思維,使學生能從新的觀點、新的角度尋找新的解決問題的途徑。在教學實踐中,教師卻很少讓學生自己設計實驗,有關實驗方案的設計仍然是學生的薄弱環節。設計性物理實驗是對以驗證性實驗為主的傳統實驗教學的新拓展。筆者建議在實際教學中,增加一定數量的設計性實驗。
由于學生思維方式、認知水平等的不同,將會制定出不同的實驗方案。教師要引導學生圍繞實驗目的積極尋找設計實驗的方案,讓學生設計富有啟發性的實驗方案,培養學生的創新思維意識。教師要讓學生明白,根據實驗目的來思考實驗的原理,按照實驗的原理,來設計實驗的程序和步驟,這是設計實驗方案的基本線索。同時,教師引導學生根據所具有的實驗條件、所需要的實驗精度、對實驗器材的熟悉程度等不同情況,經比較、選擇、優化后,作相應的選擇。例如,教材中介紹通過在水平木板上進行小車實驗來探究加速度與力、質量的關系,但很多學生認為木板的摩擦力大,可以利用氣墊導軌來替代木板,從而減小摩擦。這時,教師應抓住機會對學生的創新意識加以鼓勵。
教師在平時的實驗教學過程中,從點滴做起,不僅要重視教材上的學生實驗,還要對學生實驗進行多角度、全方位的分析討論,對某些實驗進行改進、變換、重新設計新的實驗方案等,在此基礎上對學生加強訓練交流,激發學生的設計興趣。最終必將從本質上提高學生的物理實驗設計能力。
2.4 鼓勵學生利用身邊各種資源主動做課外實驗
課外實驗是探究活動中的一種很好的形式,但在傳統教學中很多教師視之為學生的“課余愛好”而忽視它的作用。教師要鼓勵學生開拓、創新,因地制宜、就地取材,利用各種教育資源,積極探究。物理實驗資源不僅來自實驗室的各種儀器設備,身邊的物品和器具也是重要的實驗資源。利用日常器具做實驗,不但簡便、直觀,而且有利于發展學生的實驗技能。例如,在司南版高中物理共同必修一《牛頓第二定律》的教材中,作定性實驗,設有“水中的小球”,在瓶內裝滿水,將小球用細線拴住并放入水中,線的另一端固定在瓶蓋上。蓋上瓶蓋,小球浸沒在水中。用手拿著瓶口部分沿水平方向作加速直線運動,小球在瓶中的位置會如何變化?需要的物品都是身邊很容易準備的,而且實驗效果明顯。
學校也要向學生開放實驗室,為學生提供必要的儀器和場所,一方面使學生能實施在課堂上無法完成的實驗方案,另一方面讓學生去熟悉、接觸各種實驗儀器。最后教師有必要在合適的時候,在課堂中組織學生進行交流和討論,真正達到使學生主動參與,樂于探究的目的。
3 結束語
物理實驗對于培養學生的科學素養、實踐能力、創新精神、交流合作能力等方面具有獨到的作用,是促進學生全面發展的有效途徑。物理實驗教學的實施,將影響學生學習物理的興趣和教學質量的提高。因此,隨著新課程改革的推進,高中物理教師應當積極應對實驗教學的挑戰,加強實驗教學研究,在教學實踐中不斷反思和改進自己的教學行為,進而提高物理教學效果。
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