在演示實驗中,應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結,甚至在實驗操作上讓學生直接參與,加深印象,鞏固記憶。高中物理教學中,通過演示實驗和互動總結,學生不但能建立起相應的物理概念和物理規律,還能幫助學生理解和掌握物理知識,養成良好的學習方法和習慣。
演示實驗參與意識探索實驗實驗是物理學的基礎,是檢驗物理理論的標準。課堂演示實驗是中學物理實驗教學的重要組成部分,它是形成概念、掌握規律的基礎;是啟發思維、發展認識能力的前提;是培養學生的科學態度、教會學生掌握正確的科學思維方法。在學生建立完整的物理概念和導出正確物理規律的課堂教學中,實驗是最活躍最具生命力的部分。高中物理教學中,通過演示實驗和互動總結,學生不但能建立起相應的物理概念和物理規律,還能幫助學生理解和掌握物理知識、養成良好的學習方法和習慣,這樣不但能夠培養他們向物理知識的勇于探索、對提升觀察和思維能力也有著促進作用。那么,如何改革物理演示實驗教學以適應素質教育的需要,筆者就此談談自己的體會。
一、為什么要改革物理演示實驗教學
1.實驗器材不足
不少學校教學經費不足,儀器設備陳舊簡陋,地方陜小擁擠,嚴重制約了實驗教學的正常開展,對于大教材規定的實驗,不僅開出率低,而且演示實驗的作用和地位還在低水平下徘徊,使學生實驗動手能力普遍較低。另外,有的實驗器材由于使用時間太久,次數過多,部分儀器或部件出現損壞,而實驗室里由于條件所限,又沒有必要的備用部分來加以替換。現在普通高中的物理實驗員一般都是由任課教師兼職擔任,而任課教師由于平時的工作壓力和任務,一般沒有多少時間能到實驗室對儀器進行檢查,對于一些工作原理較為復雜的演示實驗儀器,實驗員沒有必要的維修設備,很多情況下也沒有所必須的維修技能,因此導致有的演示實驗儀器出現損壞后就只好放置在實驗室里,導致演示實驗不能開展。
2.演示過程簡單
當前高中教育把追求升學率放置在了首要的位置,為了有個好的升學率,為了使學生在考試中取得一個比較高的分數。于是,在課上演示的過程中,很多教師只是為了演示而演示,缺乏和學生的互動,更多的時候教師是把自己置于一個講解員和演示者的角色。演示實驗的過程,其實就是教師一個人唱“獨角戲”的過程。還有的變“做實驗”為“講實驗”,一些教師過分追求多媒體的模擬實驗,讓學生看看了事,不重視讓學生進行實際操作。隨著多媒體教學的盛行虛擬實驗,網絡實驗,用課件來代替實驗,甚至就用虛擬的實驗室代替了學生分組實驗的實驗教學比比皆是。虛擬實驗突出重點,突出原理,突出細節,對學生的學習有利,但它畢竟是虛擬的,理想化程度過高,給學生以不真實的感覺,不利于培養學生的動手操作能力。這樣教出來的學生,很難具有良好的科學素養,而且實踐動手能力偏低,其理解能力和創新能力更得不到訓練和提高,對知識的掌握和運用會大打折扣,教師的教學效果反而也不會很理想,最終影響的其實還是物理教師本身的教學質量。
二、解決問題的對策探討
1.重視演示實驗教學,培養學生能力
學校應更新觀念,在課程設置、經費投入、師資調配和其他相關方面充分考慮物理實驗教學的實際需要,在一定程度上對實驗教學給予保證。教師要樹立以學生為主體、發展為中心的教學觀,把物理實驗教學作為物理教學過程的重要環節。教師必須研究教材,并結合教學實際,研究解決方法,努力開發一些直觀的演示實驗,同時在規定的實驗中適當增加相關的演示項目,使教學內容更加豐富,使學生的眼界更加開闊。如“沸水游魚”實驗和“水杯倒立”實驗能引起學生的濃厚興趣,是學生對水師熱得不良導體及大氣壓的存在獲得深刻印象。
2.優化演示實驗,增強參與意識
在演示實驗中,應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結,甚至在實驗操作上讓學生直接參與,加深印象,鞏固記憶。如在講解“力的分解”一課時,取一個沉重的大砝碼放在桌面上,要用細線把它提起來,問學生用一根線易斷還是兩根線易斷?學生都說一根線易斷,但演示實驗結果卻相反:用一根線可將砝碼穩穩地提起,而用兩根同樣的細線(故意使兩線間有一較大夾角)去提,卻一下就斷了。為什么兩根線的效果反而不如一根線呢?這一“懸念”情境使學生的大腦里馬上產生了“興奮劑”,思維迅速地被激活,從內心激發起學生的求知欲。
3.變驗證性實驗為探索性實驗
在教學設備能夠滿足需要的情況下,應盡可能地變演示實驗為學生探索實驗。演示實驗在教師指導下讓學生參與,不僅有顯示學生實驗技能的機會,又能得到科學方法的訓練及能力的培養,加深理解和掌握物理概念與規律,同時可領略物理學的思想,培養科學態度和科學方法。探索性實驗對培養學生思維能力、創新能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的能力有獨到的作用。例如,在電磁感應現象的教學中,采用探究式教學,變教師的講解和演示為學生的親自動手動腦的探求。在實驗過程中,部分學生由于實驗技能和理解能力的不足,難免會遭到失敗。這時教師應作必要的提示,引導學生找出失敗的原因,鼓勵學生重新探索。學生憑借教師為他們創設的情景,充分發揮自己的創造潛能,最終獲得成功并得出正確的物理規律時,他們不僅提高了實驗、觀察、歸納、推理能力,還提高了對挫折的隨能力,培養丁堅忍不拔的意志品格,使自身的綜合素質得到全面的提高。因此,在教學中把驗證性實驗變為探索性實驗是很重要的。
4.在演示實驗中合理運用多媒體
多媒體技術可以對物理實驗室內所無法完成的實驗進行逼真地模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現在學生眼前,使學生認識加強、理解透徹、激發學生學習興趣,使學生在學習過程中保持精力集中,思維活躍,求知欲高度旺盛的狀態。如在《波的干涉》一節中講授“干涉”的概念時,器材是一個小水槽,兩個帶有觸點的振動片與同一個振源連接,接通電源,振動片激起水波振動,兩個水波相遇相干,在投影屏幕上形成穩定的干涉圖像。實驗現象明顯,學生馬上認識了干涉現象,理解了“干涉”概念。因此,要使多媒體技術成為高中物理實驗的重要補充手段。
總之,物理課堂演示實驗的改革要符合物理學對演示實驗的要求,即現象清楚、簡易方便、確保成功、生動有趣。同時加強學生對基本實驗方法的遷移和應用能力的訓練,多角度、全方位地讓中學物理實驗教學提高到一個新水平,符合素質教育的要求。
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