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淺談高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的探究
論文關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)方法 探究 能力培養(yǎng)
論文摘要:結(jié)合課題研究和自己的教學(xué)實(shí)踐,談對(duì)中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的四點(diǎn)體會(huì)。一、變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。二、采用多種實(shí)驗(yàn)方法,活躍學(xué)生思維。三、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。四、應(yīng)用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),促進(jìn)學(xué)生觀察能力、思維能力的發(fā)展。
物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生觀察物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析物理問(wèn)題的能力,掌握用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物理規(guī)律的基本方法,提高思維能力和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解。
著名物家楊振寧教授特別強(qiáng)調(diào)了“理論物理必須回歸現(xiàn)實(shí)”這一“厚實(shí)的物理”(即與實(shí)踐不可分割的理論物理)的精神。一個(gè)物理的理論,最終必須回歸現(xiàn)實(shí),這樣的物理才是有前途的物理。物理學(xué)擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)下世紀(jì)科技人材的重任,要促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展,必須有許多發(fā)明創(chuàng)造,因此必須讓同學(xué)們養(yǎng)成動(dòng)手動(dòng)腦,手腦并用的習(xí)慣,培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度及高度的創(chuàng)造能力。實(shí)驗(yàn)作為一種探究和發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí),在物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)有其相當(dāng)獨(dú)立的成份。
而實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié),改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)以適應(yīng)素質(zhì)和創(chuàng)新教育的需求是物理教學(xué)中亟待解決的問(wèn)題。那么如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢?2009年5月我主持開(kāi)展的廈門(mén)市海滄區(qū)的重點(diǎn)課題“高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新”成功結(jié)題,下面結(jié)合課題研究和自己的教學(xué)實(shí)踐,談?wù)勎覍?duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的四點(diǎn)體會(huì)。
一、變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
在以前,課堂演示實(shí)驗(yàn)一般以教師為主體,學(xué)生僅僅是旁觀者,沒(méi)有直接參與,不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分的動(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)。
比如在“牛頓第二定律”的教學(xué)中,先給出器材:課桌上放四根同一型號(hào)的試管,二根同一型號(hào)的條形磁鐵,兩支同一型號(hào)的彈簧秤。不給學(xué)生講解儀器的使用、實(shí)驗(yàn)步驟以及如何觀察實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論,而是僅告訴學(xué)生利用桌面上的器材(可選用)用你所做的實(shí)驗(yàn)回答:(1)力的作用是否是相互的?(2)相互作用力存在什么樣的關(guān)系?讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力,多角度多途徑地再現(xiàn)定律的形成過(guò)程:有的學(xué)生將兩根磁棒握在手中,同名極相對(duì)或異名極相對(duì);或?qū)筛虐舳挤旁谠嚬苌匣蛘咭桓旁谧烂嫔狭硪粯O放在兩試管上;彈簧秤對(duì)拉或手拉彈簧秤等多種實(shí)驗(yàn)得出了“力的作用是相互的”是一個(gè)普遍的規(guī)律。
如有的學(xué)生用兩彈簧秤對(duì)拉發(fā)現(xiàn)兩彈簧秤的讀數(shù)不相等,原因是實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有調(diào)零或?qū)姆绞讲粚?duì)引起的。有的學(xué)生提出了較好的實(shí)驗(yàn)方法,將兩根條形磁鐵分別放在兩根試管上同名極相對(duì)看后退的距離是否相等。
可見(jiàn)學(xué)生在自己“探索”物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中既動(dòng)手又動(dòng)腦,加深了對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用,培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新能力。
我們不僅要變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn),同時(shí)不斷探索變敘述性實(shí)驗(yàn)為操作性實(shí)驗(yàn),變家庭小實(shí)驗(yàn)為課堂操作性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中抓住現(xiàn)象,揭示本質(zhì)。充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索功能。學(xué)生通過(guò)自行設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手操作、探索體驗(yàn),從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題。教師再作適當(dāng)點(diǎn)撥,學(xué)習(xí)效率會(huì)明顯提高,從而促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)造思維的發(fā)展。
二、采用多種實(shí)驗(yàn)方法,活躍學(xué)生思維
我們?cè)趲椭鷮W(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)學(xué)生只要能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?不管用什么方法、選用不同的器材、設(shè)定不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)都可以。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍,對(duì)所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標(biāo)的過(guò)程中,要有全局觀點(diǎn),在不同情況下善于應(yīng)變,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力,使學(xué)生分析抽象概括綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。
比如:在講完用伏安法測(cè)未知電阻實(shí)驗(yàn)后,課后留下一個(gè)題目“要測(cè)一個(gè)末知的電阻,可以有幾種方法呢?器材不限,要求設(shè)計(jì)的方案要簡(jiǎn)單準(zhǔn)確高”。之后我收到了學(xué)生很多很好的設(shè)計(jì)方案;有替代法是用已知電阻來(lái)代替未知電阻,其電路形式多種多樣,主要是有一個(gè)電阻箱;有利用串聯(lián)電路的分壓關(guān)系,利用并聯(lián)電路的分流關(guān)系;有惠更斯電橋法;有半偏法等,我發(fā)現(xiàn)只要給學(xué)生一個(gè)表現(xiàn)的舞臺(tái),學(xué)生就可以表演得很出色,我們老師要不斷學(xué)習(xí)當(dāng)好一名好導(dǎo)演。
三、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展
“教實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝脤?shí)驗(yàn)教”,充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能,嘗試用探究的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神,這就要求我們教師在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造性地應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段,將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合,用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造和條件。
比如講到超重和失重時(shí),取一只廢礦泉水瓶裝滿(mǎn)水,在瓶底部側(cè)面用鐵釘戳穿一個(gè)孔,問(wèn)同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象?學(xué)生答“水從孔中流了下來(lái)”,“請(qǐng)同學(xué)們?cè)僬J(rèn)真觀察,當(dāng)?shù)V泉水瓶從手中自由落下的過(guò)程中還能看到水從孔中流下來(lái)嗎?”學(xué)生答“沒(méi)有水從孔中流出來(lái)”從而引出失重和完全失重的概念�！爱�(dāng)裝滿(mǎn)水的礦泉水瓶從低處向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),同學(xué)們又看到了什么現(xiàn)象?”學(xué)生答“水從孔中流了出來(lái),而且流速更大了�！庇谑且隽顺氐母拍�。
如能在教學(xué)各環(huán)節(jié)中不斷提供大量的、生動(dòng)的物理事例作為感性,“用實(shí)驗(yàn)教”,以感知具體的物理事實(shí),通過(guò)分析、綜合、抽象等思維加工來(lái)積極調(diào)節(jié)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)從“不理解”“想不通”到“懂了”“想通了”的同化、順應(yīng)過(guò)程,達(dá)到形成概念、掌握規(guī)律,并讓學(xué)生利用物理知識(shí)來(lái)解決各種實(shí)際問(wèn)題,完成思維從抽象到具體,促使知識(shí)內(nèi)化,實(shí)現(xiàn)向能力的最終遷移。逐漸促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。
四、應(yīng)用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),促進(jìn)學(xué)生觀察能力、思維能力的發(fā)展
信息化時(shí)代的實(shí)驗(yàn)教學(xué),我們要充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì),在重視傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新,逐步將信息技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,物理課程中有些實(shí)驗(yàn)如理想實(shí)驗(yàn),在中學(xué)環(huán)境下很難完成,而利用模擬理想狀態(tài),可以很好地展示。比如在做探究單擺的周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí),同學(xué)們采集到大量數(shù)據(jù)后,利用excel軟件的函數(shù)功能很容易在T-L坐標(biāo)系中描出曲線(xiàn)。節(jié)省了數(shù)據(jù)處理時(shí)間的同時(shí)提高了精度。又如,在高中課本的《運(yùn)動(dòng)和力》這一章中的伽利略的著名實(shí)驗(yàn)——對(duì)接斜面實(shí)驗(yàn),是牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),依靠現(xiàn)有的儀器無(wú)法表現(xiàn)那種無(wú)磨擦的理想狀態(tài),而利用計(jì)算機(jī)可以達(dá)到理想境界。物理中還有一些實(shí)驗(yàn)在常規(guī)中學(xué)實(shí)驗(yàn)室根本無(wú)法做,在學(xué)習(xí)原子物理中的小粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí),就可以利用多媒體電腦制作這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫(huà),這為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ峁┝藣湫碌钠脚_(tái),促進(jìn)了學(xué)生觀察能力、思維能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我認(rèn)為還要盡可能地做到以下幾點(diǎn):①突破教材、課堂的限制,盡一切可能地開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)。②改變實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)機(jī)制,關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,從人的一生是可持續(xù)發(fā)展的高度出發(fā),發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生多方面的潛能,將實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)變?yōu)閷W(xué)生自主性學(xué)習(xí)的有力促進(jìn)者。實(shí)驗(yàn),不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更重要的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問(wèn)題的能力,讓學(xué)生逐步了解科學(xué)的發(fā)展過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)合作、與人共事的能力,鞏固已學(xué)過(guò)的知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力以及掌握研究性學(xué)習(xí)的方法。
課程改革呼喚創(chuàng)新,新課程要求教師要由課程規(guī)范的復(fù)制者變?yōu)樾抡n程的創(chuàng)造者,而我們物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生能力的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)方面有著廣闊的創(chuàng)新天地。
參考文獻(xiàn):
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