高中物理實驗教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的探究

　　論文關(guān)鍵詞:實驗教學(xué)　實驗方法　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)實踐,談對中學(xué)物理實驗教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的四點體會。一、變演示實驗為探索性實驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。二、采用多種實驗方法,活躍學(xué)生思維。三、創(chuàng)設(shè)實驗問題,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。四、應(yīng)用多媒體進(jìn)行實驗教學(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驗為基礎(chǔ)的。通過實驗教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生觀察物理實驗現(xiàn)象和分析物理問題的能力,掌握用實驗來探究物理規(guī)律的基本方法,提高思維能力和動手實驗?zāi)芰?加深對物理概念和規(guī)律的理解。
著名物理學(xué)家楊振寧教授特別強(qiáng)調(diào)了“理論物理必須回歸現(xiàn)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,最終必須回歸現(xiàn)實,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)成動手動腦,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。實驗作為一種探究和發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí),在物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)有其相當(dāng)獨立的成份。
而實驗是高中物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié),改革實驗教學(xué)以適應(yīng)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的需求是物理教學(xué)中亟待解決的問題。那么如何改進(jìn)實驗教學(xué)呢?2009年5月我主持開展的廈門市海滄區(qū)的重點課題“高中物理實驗教學(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)實踐,談?wù)勎覍χ袑W(xué)物理實驗教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的四點體會。
一、變演示實驗為探索性實驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
在以前,課堂演示實驗一般以教師為主體,學(xué)生僅僅是旁觀者,沒有直接參與,不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將演示實驗改為探索性實驗,讓學(xué)生充分的動腦、動手、動口,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(xué)生講解儀器的使用、實驗步驟以及如何觀察實驗得出結(jié)論,而是僅告訴學(xué)生利用桌面上的器材(可選用)用你所做的實驗回答:(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)定律的形成過程:有的學(xué)生將兩根磁棒握在手中,同名極相對或異名極相對;或?qū)�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(guī)律。
如有的學(xué)生用兩彈簧秤對拉發(fā)現(xiàn)兩彈簧秤的讀數(shù)不相等,原因是實驗前沒有調(diào)零或?qū)�拉的方式不對引起的。有的學(xué)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后退的距離是否相等。
可見學(xué)生在自己“探索”物理規(guī)律的實驗過程中既動手又動腦,加深了對知識的理解和運(yùn)用,培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新能力。
我們不僅要變演示實驗為探索性實驗,同時不斷探索變敘述性實驗為操作性實驗,變家庭小實驗為課堂操作性實驗。在實驗中抓住現(xiàn)象,揭示本質(zhì)。充分發(fā)揮實驗教學(xué)的探索功能。學(xué)生通過自行設(shè)計方案、動手操作、探索體驗,從中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。教師再作適當(dāng)點撥,學(xué)習(xí)效率會明顯提高,從而促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)造思維的發(fā)展。
二、采用多種實驗方法,活躍學(xué)生思維
我們在幫助學(xué)生掌握實驗原理的基礎(chǔ)上,鼓勵學(xué)生只要能夠達(dá)到實驗?zāi)康?不管用什么方法、選用不同的器材、設(shè)定不同的實驗步驟進(jìn)行實驗都可以。在實驗中,學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍,對所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標(biāo)的過程中,要有全局觀點,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:在講完用伏安法測未知電阻實驗后,課后留下一個題目“要測一個末知的電阻,可以有幾種方法呢?器材不限,要求設(shè)計的方案要簡單準(zhǔn)確高”。之后我收到了學(xué)生很多很好的設(shè)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(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)生一個表現(xiàn)的舞臺,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)實驗問題,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展
“教實驗”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;用實驗教”,充分發(fā)揮實驗的教育功能,嘗試用探究的方法進(jìn)行實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新精神,這就要求我們教師在實驗中創(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)造環(huán)境和條件。
比如講到超重和失重時,取一只廢礦泉水瓶裝滿水,在瓶底部側(cè)面用鐵釘戳穿一個孔,問同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象?學(xué)生答“水從孔中流了下來”,“請同學(xué)們再認(rèn)真觀察,當(dāng)?shù)V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(xué)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(dāng)裝滿水的礦泉水瓶從低處向上加速運(yùn)動時,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,而且流速更大了。”于是引出了超重的概念。
如能在教學(xué)各環(huán)節(jié)中不斷提供大量的、生動的物理事例作為感性材料,“用實驗教”,以感知具體的物理事實,通過分析、綜合、抽象等思維加工來積極調(diào)節(jié)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)從“不理解”“想不通”到“懂了”“想通了”的同化、順應(yīng)過程,達(dá)到形成概念、掌握規(guī)律,并讓學(xué)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(nèi)化,實現(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)行實驗教學(xué),促進(jìn)學(xué)生觀察能力、思維能力的發(fā)展
信息化時代的實驗教學(xué),我們要充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢,在重視傳統(tǒng)的實驗手段的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新,逐步將信息技術(shù)應(yīng)用到物理實驗教學(xué)中,物理課程中有些實驗如理想實驗,在中學(xué)環(huán)境下很難完成,而利用計算機(jī)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關(guān)系的實驗時,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。節(jié)省了數(shù)據(jù)處理時間的同時提高了精度。又如,在高中課本的《運(yùn)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(chǔ),依靠現(xiàn)有的儀器無法表現(xiàn)那種無磨擦的理想狀態(tài),而利用計算機(jī)可以達(dá)到理想境界。物理中還有一些實驗在常規(guī)中學(xué)實驗室根本無法做,在學(xué)習(xí)原子物理中的小粒子散射實驗時,就可以利用多媒體電腦制作這類實驗的動畫,這為物理實驗教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰μ峁┝藣湫碌钠脚_,促進(jìn)了學(xué)生觀察能力、思維能力和實驗?zāi)芰Φ陌l(fā)展。
在實驗教學(xué)中我認(rèn)為還要盡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(fā)與設(shè)計新的實驗。②改變實驗的評價機(jī)制,關(guān)注學(xué)生的實驗過程,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,將實驗評價變?yōu)閷W(xué)生自主性學(xué)習(xí)的有力促進(jìn)者。實驗,不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更重要的是通過實驗可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題的能力,讓學(xué)生逐步了解科學(xué)的發(fā)展過程,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會合作、與人共事的能力,鞏固已學(xué)過的知識,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。
基礎(chǔ)教育課程改革呼喚創(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驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生能力的開發(fā)與設(shè)計方面有著廣闊的創(chuàng)新天地。
參考文獻(xiàn):
[1]朱雄.物理教育展望[M]華東師范大學(xué)出版社,2002.
[2]閻金鐸.物理能力測量研究[M]廣西教育出版社,1999.
[3]潘菽.教育心理學(xué)北京:人民教育出版社,1983.

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