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“微”的主要体现
实验目的明确 任何实验都必须目标明确,初中物理实验也不例外。麻雀虽小,五脏俱全。尽管是微实验,但让学生知道自己在做什么,为什么这么做仍旧十分必要。初中阶段的学生往往喜欢玩,经常有学生拿着一堆实验器材不知所措地“玩”,使实验效果大打折扣。所以,实验前首先要告知学生实验目的,在实验目的完成的前提下,允许一定程度上的自由发挥。实验的目的可以是为了验证哪个猜想,亦可以是为了引发学生猜想,进而为专门的探究实验铺路。如在研究滑动摩擦力前,让学生用橡皮擦铅笔字,感受阻力,然后进一步提问,怎样才能擦的干净,此时感受到的阻力大小如何。这样两个简单的微实验不仅让学生体会了滑动摩擦力,而且对于比较难以想象的猜想――压力大小因素有了切身体会。也可以是通过微实验来巩固新知识。如学习了电能表后,回家观察自己电能表的结构和运转情况。这些实验有效地遵循了学生的认知过程,比起枯燥的讲解和背诵更加有效,体现了以学生为主体的理念,把课堂还给学生。
实验器材简单 提到物理实验器材,不少人就会想到仪器一词。其实,在微实验中并没有这么高深,除了一些专业的测量仪器,很多器材都是学生身边唾手可得的用具。比如,拨动桌边刻度尺观察振动;在玻璃上哈气写字;两手指压笔尾和笔尖感受压力作用效果;找重心;马德堡半球实验吸盘版……以上实验中的刻度尺和笔就是学生的文具用品,玻璃在每个教室都有,吸盘式挂钩在不少家庭中也很常见。微实验的器材虽然简单,但是其往往身兼数职,可以在多个实验中反复使用。如刚才的刻度尺,还可以在测量长度中用到,也可以在探究静电现象时用到;带有水的矿泉水瓶可以观察桌面发声振动,也可以透过水观察文字,还可以分别把两头置于海绵观察下陷程度,更可以留有少量水,轻盖瓶盖扭曲瓶身做功,观察盖子飞出等。
实验操作便捷 物理探究一共分为7步:发现提出问题、针对问题给出猜想和假设、设计实验验证猜想、实验操作并记录现象和数据、分析数据得出结论、分析结论能否支持猜想、交流合作。如果每个小实验的操作过程都详细完善的话,不仅时间来不及,学生也很快会对循规蹈矩的物理实验失去兴趣。而对于微实验而言,整个实验操作过程必须控制在3分钟以内,一般2分钟左右。一个动作、一个手势、一个转瞬即逝的现象可能就是一个微实验的操作过程。如不擦怎样使桌面上的水快干;去超市称一公斤鸡蛋或苹果;人推墙感受反作用力等。所以平时的不少实验要简化操作步骤,学会抓住要点,放开散点。
实验现象直观 物理规律的建立是以观察实验为基础的。现象有各式各样的,有眼见的如针筒内乙醚的汽化和液化,有耳听的如辨别朗读课文的同学是谁,有触摸的如拉橡皮筋感受影响弹力的大小,也有数据记录的如探究欧姆定律实验。对于初中微实验而言,物理性和兴趣性并存。其实验现象最显著的特点就是直观明显,能够吊起学生胃口。过分复杂的现象、数据不利于学生一眼看透现象分析本质。比如刚才的探究欧姆定律实验,书本要求对于同一个电阻记录三组电压电流值,可是从这三组数据中学生只能初步发现同一电阻电压越大,电流越大,很难直观地发现同一电阻电流与电压成正比关系,这需要作图来研究。这种有复杂数据,需要处理的实验适合整节课探究,不适宜作为微实验推广。
实验结论易得 如果实验现象直观,那么根据现象得到结论并非一件困难的事。这个结论究竟是支持还是猜想,一目了然,实验目的也顺利达到。如人耳听觉的频率范围里,给学生播放蜜蜂飞舞的视频,学生都能听到声音,也知道声音的来源是翅膀振动,然后请学生挥舞手臂,注意能否听到声音,思考为何听不到。实验现象很明显,无人能听到挥舞声,再对比蜜蜂的视频,学生很容易得出是挥舞快慢即频率决定了能否听到声音。“只要有声源振动发声,就能听到声音”这个错误概念就遭到了否定。
实验交流便捷 由于实验“微小”,学生可以在课上当场做了后交流,也可以事先在家里用手机等设备录下后交流,还可以把视频内容在网络传播,这样非常适合学生对实验观摩、评析和研究。通过自己做或者观看视频,可以对微实验中的细节体会入微,更利于知识点的掌握。对于教师而言也可以通过自己实践或观看人家实验视频,不断对微实验进行改进,为我所用。
评析与反思
微实验并非可有可无、微不足道的实验。微,只是体现在容量小。这样更利于初中学生的实验操作和对知识点的正反馈。做微实验时不一定非要探究要素步骤齐全。不管是演示实验还是学生探究实验,只要学生能从中体会到乐趣,有所得,进而喜欢物理,实验就成功了一大半了。尤其是演示实验,在确保安全的前提下,尽量让学生参与进来。另外微实验的形式要不拘泥于课堂,可作为家庭作业布置,让学生感受到物理与生活密不可分。生活化的探究实验可以唤起学生的求知欲望,燃起学生的智慧火花,使其积极思考,主动投入到新知识的探究中。
以笔者十多年的教学经验看,初二学生普遍比初三学生喜欢物理。除了初二学生刚接触物理,内容简单,颇具新鲜感外,初二微实验多也是一个不可忽略的因素,尤其是学生自主动手随处可做的微实验。每当要做实验时,学生总是手舞足蹈,初中生好动的天性展露无遗。在他们看来,看人十遍不如自己一遍,这样对物理的兴趣就愈发浓厚了。而到了初三,随着内容加深,实验更趋理性和思考,微实验大大减少了。但请别忘记,他们还只是学了一年物理的孩子,他们还是喜欢动手。所以无论初二还是初三,多设计布置些简单易行的微实验对于学生反馈和巩固课堂学习效果显得尤为重要。
关键词:研究性学习、实验教学
研究性学习是指学生在教师的指导下,发现某个问题或专题,用科学研究的方式、方法去认识问题、深化问题以解决问题的学习方法。研究性学习重过程、重应用、重体验、重全员参与,把学生置于一个动态、开放、多元的学习环境中。与传统的教学方式相比,研究性学习更突出了学生在教学中的主体地位。在物理教学实践中,我选取物理实验课教学为切入点,利用教材中的物理实验进行研究性学习,收获颇丰。
一、研究性学习与物理实验教学相结合的实践经验
1.以物理实验为素材进行研究性学习
物理学作为一门实验科学,要注重科学探究的过程。初中物理实验大致可分为“练习型”实验、“验证探索型”实验、“测量型”实验等。下面我列举一些苏教版初二物理课本上出现的研究性课题:声音是由物体的振动产生的;用烧瓶和铃铛做真空不能传声实验;纸锅烧水;水的沸腾实验;熔化和凝固实验;樟脑的升华实验;光的色散;光的直线传播;小孔成像;光的反射;光的折射;凸透镜成像;用刻度尺测量长度等等。这些实验中,除少数“练习型”实验外,其它实验都具有一定程度的探索性,都能较充分地反应人类发展历程中对部分自然规律的探索思想、探索方法、探索过程,是人类智慧的结晶。所以物理实验教学中对学生进行研究性学习有着充分的、厚实的教学素材,是取之不尽、用之不竭的探索、研究的源泉。
2.在课堂上利用实验进行研究性学习
在物理课堂教学中利用实验进行研究性学习,把学习的主动权交给学生,可以让课堂充满活力。教师创设问题情境,在教学内容和学生的求知欲之间制造矛盾冲突,激发学生对问题进行研究的欲望,从而达到智力活动的最佳状态。例如:在《光的直线传播》一节,我在演示完光在空气中、水中、玻璃中的传播路径之后,学生对光的直线传播有了初步的认识。这时我让他们自主的探究小孔成像的现象,并提出问题:小孔成像所成的像有什么特点?像的大小是确定的吗?像的大小与什么有关呢?这时学生探究的热情高涨,迫不及待地将蜡烛点燃寻找起经过小孔所成的像来,还不时地将小孔成像仪靠近或远离蜡烛观察所得到的像,还有的用手去扇动烛焰,观察得非常仔细。
这时有一组男生很惊喜把他们的发现告诉了我,他们使用了高矮不同的两根蜡烛,经过小孔后屏上就呈现出上下两个烛焰,当用手把高的烛焰挡住却发现屏上下面的烛焰不见了,挡住矮的烛焰屏上上面的烛焰就不见了,我立即请他们将这一发现演示给全班同学,并让大家解释这一现象说明了什么?全班同学异口同声地回答:“小孔成像所成的像是倒立的”,我也借此机会把这两名同学表扬了一番。之后的小孔成像的光路图,太阳通过树叶形成的光斑为什么是圆的等问题也都迎刃而解了。
在这样愉快地气氛中一节课很快就过去了,很多同学还觉得意犹未尽。这样的方式不仅轻松地完成了教学的任务,学生对物理课产生了浓厚的兴趣,观察、探究问题的能力也都得到了很大程度的提高。
3.将课堂实验延伸到课后进行研究性学习
课堂上由于受时间和空间的限制不一定能彻底将研究的问题解决,同时问题的拓展还会引发新的问题,需要学生在课后继续思考和研究,因此教师应有意识地遗留一些富有思考性、开放性、探索性的问题给学生,把教学活动和研究性学习延伸到课外,形成余音绕梁之致。例如:在学完物态的变化后,学生知道水蒸气在遇冷后会发生液化现象和凝华现象,但很多学生就提出:水蒸气在什么条件下会液化什么条件下会凝华呢?这时我就让学生回家通过实验继续研究。“准备两个相同的搪瓷缸,一个里面放冰块,另一个里面放等量的冰块同时加盐,几分钟后观察搪瓷缸外表面出现了什么现象?”该实验材料简单、容易操作、现象明显,很适合学生在家里独立完成。这不仅培养了学生的实践能力和创新能力,也使学生在实践的过程中获得了成功的喜悦。
二、研究性学习与物理实验教学相结合的实践思考
1.研究性课题的选择应激发学生的兴趣
在研究性课题的选择上要激发学生的兴趣和强烈的求知欲,培养学生热爱自然、理解自然的情感以及对科学探究的兴趣。初二年级的学生思维能力和动手能力还有所欠缺,因此,应允许对同一活动主题出现几个层次不同的课题,确定的研究课题应能照顾到不同学生的个别差异。教师更多的是渗透物理学中的研究方法,随着学生实验能力的不断提高,研究的范围也可以逐步扩大,实验的开放度亦可随之增加。
在整个探究性的学习中,学生始终处于主导作用,当学生遇到与他们能力差距大的问题时,教师要及时提供指导。在探究性学习中,我们主张学生去探究那些稍微高于他们课堂知识的课题。这样,既发展了智力,又增长了能力,以此来让学生品尝成功的喜悦,激发学习的兴趣。
2.研究结果的评估应重视学生的感受
在研究性学习实践中,为了真正激发学生主动探索的热情,教师有时需要由学生自己大胆地提出研究性学习的目标、确定研究方法和手段,甚至独立完成整个研究过程的实验操作。研究过程中的挫折、错误、弯路甚至失败,对学生都具有重要的教育价值。如果教师简单地用“对”和“错”来评判,有时就会挫伤学生的积极性,容易使学生缩手缩脚,从而束缚学生创新能力的发展。我认为对初中学生的逻辑思维水准及动手能力要求不宜过高,在他们自己逻缉思维范围之内的“合理错误”,教师要积极鼓励,然后进行合理引导,使学生能真正放开手脚,大胆探索。
3.研究性活动应避免用多媒体技术代替实验
关键词:量化管理 学生实验 量化考核
我校是地处北部山区的农村初级中学,共又有22个教学班,1000余名学生(其中初二7个,初三6个,600余名学生)。虽然学生的素质参差不齐,但我们物理实验室几名管理人员在校领导的支持下,结合初中物理课标的要求:增强学生动手实践能力,重视“过程与方法”,倡导发挥学生能动性“探究式”学习方式,以提高学生动手能力,加强学生对书本知识的理解,规范使用实验器材,减少消耗为归宿。将学生“学习基础知识”与“学习求知方法”并重,制定了切实细致的我校学生物理实验量化标准,对我校学生物理实验过程进行了量化管理,取得了较好的效果。
一、制定具体细致的量化标准,准备有关材料
每学期开学前,我校由教务处牵头,召开由物理实验室人员、校物理任课教师共同参与的专题会议,主要是根据本学期的物理实验计划结合物理课标的要求、物理教材的内容和我校的实际情况,有目的地选择几个学生实验作为考核实验。再由物理实验室人员根据选定实验制定各个实验的量化标准,细化到每个实验实验前的准备和实验操作的每一个步骤,形成书面材料《物理实验的量化标准》。开学后发放到每个物理教师和每个学生的手里,要求初二、初三物理备课组认真落实,切实掌握量化细则。
为了这项工作引起任课教师的重视,我们规定把每个实验第一次考核结果作为考核任课教师的依据之一;为了这项工作引起学生的重视,我们规定把学生考核的最终成绩按比例计入学生学期物理总成绩。
我们在实验中强调“四化”要求,即实验原理科学化,实验目的和步骤明确化,仪器使用规范化,实验中能观察细致化。以达到学习知识和知识获得过程的统一,仪器使用与爱护的统一,规范性和提高的统一。
实验准备阶段我们用书面材料考查学生对实验目的、仪器的使用、及实验步骤的了解。对于这一部分考核不合格的同学,我们规定严禁踏入实验室。为了使学生能开动脑筋积极实验,我们对那些能优化实验过程、简化实验方法,创造性开展实验的同学给予适当的加分。如去年在“探究串、并联电路电流规律”的实验中,我们发现有一部分同学在得出结论的同时还发现了“并联用电器时,原来支路中电流没有变化,干路中的电流增加了,增加的电流等于通过并联上去的用电器支路中的电流”,我们认为这个结论正确且能看出这些学生对实验操作过程做了精化处理,这些同学对并联电路的特征已完全掌握,在实验中也能观察细致,我们给予了加分。后来这部分同学动手实验的兴趣更加提高了。
二、严格量化过程,按章办事,保证量化公平、公正、公开
我们量化小组由分管校长任组长,以保证这项工作的严肃性;由物理任课教师和物理实验教师任组员,以保证量化过程的科学性和量化的准确性;学生实验量化时全体成员共同参与,本班物理教师见证,以保证量化的公平、公正。对于实验不合格的步骤让任课教师签字,作为考核物理教师的凭证,对于优化实验过程和具有创新意义的实验,量化小组成员记录在案,以便实验后共同讨论决定加分的分值。
实验结束后整理相关材料,张榜公布量化结果,同时要求量化不合格的同学能够进实验室重做实验或补做实验,等合格后可以重新修正学生的实验成绩,但不修改作为任课教师的考核部分。我想这样做的目的一方面给学生寄予希望,给学生增添学习的信心和决心,另一方面给任课教师以压力,让任课教师更加重视学生实验前的准备,更加重视学生知识的获得过程。
三、克服不利因素,工作持之以恒
物理是一门以观察和实验为基础的学科,实验在物理教学中具有十分重要的作用。心理学研究成果也表明,人的思维活动是在感性材料的基础上产生的,感性材料是产生兴趣的源泉,也是思维活动的依据。各种类型的物理实验,具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程,为学生的学习提供了丰富的感性材料,强化了学生的感知并纠正在感知中形成的错觉,从而达到丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的,同时也是塑造学生科学精神和培养良好品德,促进学生大脑由形象思维向抽象思维转变的有效途径。而初中物理是整个中学阶段学习物理知识的起步阶段,对物理知识。规律的理和掌握与离不开物理实验。从某种意义上说,物理课就是一门实验课。在教改空前的今天,怎样才能上好物理实验课,在此谈点个人体会。
一、培养学生的实验定势
我上物理多年,发现有的学生爱做实验,有的学生不爱做实验,在一边看别人做,而自己不动手不动脑。多数学生做实验显得盲目,不知实验目的和方法,也不知需要哪些器材。我跟学生们讲,物理课有很多实验,要想学好物理必须要学会做实验,我在物理教学中,取放手十辅导原则。使学生养成一种爱探究物理问题的习惯,探究大大小小的物理现象都可以通过实验来决。使学生形成爱做实验的氛围和习惯,形成一种定势。甚至有些物理习题也可以通过实验来探究解决。例如有道光学题;光屏与烛焰之间距离保持一定,将凸透镜放入其中,无论怎样移动,光屏上得不到一个清晰的像,原因是什么?这是一个填空题。我给学讲了有人还听不明白,。于是就拿一个光屏,一个不知焦距的凸透镜,蜡烛,来作实验。实验学生自已做,我在旁边观看,偶尔参一下讨论。最后由学生自己得出了结果1.物距u+像距v可能小于二倍焦距;2.u+v可能小于三倍焦距;3.u+v可能小于四倍焦距。这种答案不唯一的开放性题目,通过做实验增加了学生对结论的可信度,拔动了学生思维,有利于对物理知识及规律的掌握。
二、物理实验使感性的知识提升到了理性的知识
在实验中,会使学生提升发现问题和最终决问题的能力。很多物理问题,老师讲得精彩,有条有理,不如学生去动动手一那就是做实验。我在上初二山班上凸透镜成像规律时,主是要求学生把握物距,像距,焦距三者的关系来确定像与物大小变化。由于缺少器材,我开始是教室里做的演示实验,但只有讲台前的同学看得较清楚,能够领悟一些,其余学几乎弄不懂。我于是去别的地方搜寻相关器材,把全班分成十个小组进行分组实验,由选的小组长带上纸笔,把在实验中发现的问题都记录下来,并最终给以决。并由他们自己总结得出了凸透成像规律。有好几个小组的同学都发现了;物距变大像距变小,像变小;物距变小像距变大,像变大的规律。该有康乐,付爱华等五位同学还发现;物距的变化量比像距的变化量大。
事实说明,有些光讲,讲不明道不清的物现象通过做实验来解决,将理性的东西变成感性,又由感性提升了理性。该班学生张诗意着对我说:“李老师我终于理解了凸透镜成像规律。”
三、让学生实验中感受到快乐
前不久我在网上看到一则消息;在重庆巴蜀中学读高三的开县箱学生王袷东,在全国化学赛中获得金牌,并被北大直接录取。从记者的采访中知他平常对实验达到一种痴迷的程度。显然这位学生已经感受到了由做实验带来的快乐。世界顶级科学家居里夫,在实验室忘记了时间。也正是这种酷爱实验,从而取得科学上重大成就。然许多初中学生缺乏这种痴述神。我在初二了分成儿个物理兴趣小组,在课外做一些力所能及探究性实验,有时师生一道探究,重在培养兴趣。要给学生充分肯定提高学生们的热情,让他们在实验中获得快乐,获得美的享受。
我在上‘光谱’ 一节时,让全班同学拿着三棱镜在明媚的阳光下,做光谱实验,让孩子们真实地感受这五颜六色的‘光谱’ 真美。在享受美的同时追问孩子们,光谱中是从红色光到紫色光的顺序排列,它们有没有什么原由呢? 先让孩子们猜想,然后给以回答。
四、鼓励学生做好课外小实验、小制作,自制实验器材,促进学生对教学内容的学习
一、通过观察和实验可以帮助学生,加深对知识的理解和巩固
物理实验是直观性教学的体现。在实验过程中,理论联系实际,通过直观印象,从感性认识上升到理性认识,形成物理概念。培养学生观察能力和思维能力。如“用电流表测量电流”的教学,这是一节探索性实验课,让学生自行实验、自行分析,在技能方面练习用电流表测量电流,在知识方面研究了串、并联电路中的电流关系。通过自己动手、动脑、观察,巩固了物理概念,让学生对串、并联电路中的电流特点理解更加透彻,能更好地解决实际问题不会混淆,使学生对表的使用方法进一步理解,培养学生的动手能力,提高了学生认识能力和实践能力,解决学生在解题中的困扰。
二、通过物理实验。提高了学生分析的能力
在物理教学中,加强对学生实验能力的培养,掌握正确的试验方法,养成严格认真的科学态度。明确实验目的,实习实验步骤,制订合理的实验方案,精心设计表格,正确选择实验仪器,整理和分析实验结果。这种能力是在学习和实践中逐步培养和发展起来的,对于物理教学质量的提高关系极大。如在“探究物质吸放热本领”这一节内容的前言中有这样一句话“中午赤脚走在海边的沙滩上觉得沙子很烫,他们跳进海里时觉得海水很凉,傍晚时,他们又去海边却发现沙子变凉了而海水却很暖和”。还有一句话“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”学生很难理解此现象。为了解决这个问题,启发学生进行分析问题,进行实验探究,掌握实验的技能,通过观察现象分析讨论解决疑问,让学生体会到物理实验的重要性,这样,学生对物理学产生浓厚的兴趣。再如,在电学中,老师在讲解分析电流表电压表在使用过程中,电流表串联在电路中而电压表不能串联在电路中。电流表不能直接测电源电流,而电压表却能直接测电源电压这是为什么要解决这个问题,需要从实验现象中解决,理解通过实验看到本质给我们解题带来的方便,从题目中所给的现象能快速准确写出答案,进一步让我们感知实验的无比重要。现代教育也非常重视实验,学生技能操作纳入中考的考查。当今社会需要高科技人才,从基本实验做起基础牢固才能再创新。
三、通过物理实验。培养了学生学会观察、自己动手的能力。促进了素质教育的实施
物理学在社会生活中应用极其广乏。如照相机是人们经常接触到的东西。通过学生做“凸透镜成像”的实验。得出凸透镜成像的特点有:①倒立、放大的实像;②倒立、缩小的实像;③倒立、等大的实像;④正立、放大的虚像。照相机的镜头相当于一个凸透镜,胶卷相当于光屏,被拍摄景物到镜头的距离大于二倍焦距,所以在胶卷上成倒立、缩小的实像。在实验的基础上,再补充介绍调焦、选择光圈、曝光时间的知识,增加了学生实际知识和实用技术,丰富了生活知识,促进素质教育。
四、通过物理实验,提高了学生学习兴趣
兴趣是人们力求认识某种事物和从事某种活动的意识倾向,是培养个性的重要形式,可以推动学生满腔热情地去投入学习活动中。初二刚接触物理,很多学生对物理具有强烈的好奇心,具有神秘感。在第一节物理课上,教师做了很多演示实验,如隔掌吸钉,用梳子多次梳头发会看到头发向外散开,将两张同样大小白纸竖直放置,向中间用力吹气而两张白纸会靠拢,小鸟站在高压线上不会被电死等有趣的实验现象。使学生一开始就认识到物理是有趣的,激起了强烈的学习物理知识的兴趣和积极性。
五、通过物理实验。激发了学生学习的动机
学习动机是直接推动学生进行学习的内部动力。物理实验生动而有趣,很多学生都特别喜欢做物理实验。如做“光的折射”的实验时,插入水中的筷子,看上去好像在水面处折断了;池中水看起来比实际浅等试验,学生的兴趣更加浓烈,激起了强烈的求知欲望。形成了学生对物理知识的“情有独钟”。
六、物理实验可培养学生坚强的学习信心
勇于克服学习上遇到的种种困难,能磨炼意志,积极探索科学知识。在进行物理实验的过程中,有的实验并不是一次性就成功的,需要经过反复多次的测试、分析、改进,才能得出正确的结论。如“测平均速度”的实验,对时间的测量往往测不准,要经过多次反复练习,才能得出结论。要求学生要有耐心,善于观察,勤于动手,善于分析。
关键词: 物理实验 创新 综合素质
物理实验研究有两个方面:一是研究实验操作技能问题,二是研究实验教学问题。进行物理实验技能训练包括:实验操作技能、数据处理和完成实验报告的技能、改进实验方法和自制教具与学具的技能。而实验教学方面的素质包括:能根据教学要求,确定实验目的,选择合适的实验内容和实验教学形式;在演示实验中能配合课堂讲授,引导学生观察思考;能在学生分组实验的预习、实验、完成实验报告三个环节上,进行恰当的组织引导工作,善于对学生进行实验技能训练;能组织引导学生开展生动多样的课外实验活动,等等。通过演示和操作,转变学生轻视实验教学的思想,为学生学习物理提供感性认识,激发学生学习物理学科的兴趣,培养学生自主创新能力,并能促进学生能力和素质的提高。
一、物理实验应是课堂教学的拓展
所有的初中物理实验,都能使学生实际目睹手动,这对学生学习物理知识,非常重要。为了增加实验量次,扩大实验范围,教师可采用包含演示实验、学生分组实验和课外小实验等多种形式进行。为解决基本仪器的使用问题,可创设条件,开放教学测试仪器、实验室闲置仪器、设备检修仪器,如各种电源、变阻器、电表和基本物理量的测量仪器、万用表、测电笔、气压计等。开放实验室后,教师应充分利用学生的课余时间,多进行实验室辅导,使学生实验操作的机会得以增加,使每位学生至少有动手演练的机会。
由于这类实验是在课余进行的,学生有充分的思想准备与操作仪器与操作时间空间,实验技能训练能最有效地进行。我们可以先予启发,引导学生思维和设计实验教学步骤实验方法,甚至设想或反思可能的失败原因;在操作技能的训练过程中,可创设情境,凸显部分实验可能因环境变化而导致操作失败的所在。如静电实验时,故意加大环境湿度而让实验“失真”,以养成学生实验前先干燥器具、检查绝缘情况的实验习惯。再如用托盘天平称量质量时,在课堂教学中,常让天平的正面对着学生。现在,可以让他们学会在背面调节天平的技能。然后,让学生当场将实验操作结果,与教材知识密切结合起来,理清实验程序和理论知识的关系,完成实验报告。这样,不仅有助于实验技能的提高,而且可提高他们的表达能力和对教材知识理解、运用等能力。
二、物理实验应让学生实践操作
物理课实验,就该由学生亲自动手做实验。它不仅有利于发挥学生学习的主体作用,促进他们的个性得到发展,而且能激发强烈的求知欲和深厚的学习兴趣,更有利于培养学生的创造性思维能力和实验动手能力。在力所能及的条件下,应将课堂演示实验尽可能地改成学生实验,使某些物理现象、物理规律、物理公式,在老师的指导下,经过学生自己动手,总结出来。这既能使学生对所学的知识印象更为深刻,理解更加透彻,又能锻炼学生的动手能力,激发学习兴趣。
初三物理“熔化和凝固”这一节,就可将晶体熔化的演示实验,改为学生随堂实验。具体做法是:将学生分组,每组一套实验仪器。在老师指导下,学生同老师一起做这个实验,最后得出晶体熔化的规律。由看老师做实验变成自己动手做实验,这样一改,效果不大相同,他们从被动接受知识,变成了主动探求知识,学生的学习积极性大大提高了。
又如初二光学“透镜成像规律”,这一节教材要求,老师要通过演示实验,引导学生总结透镜规律。我们改为让学生随老师一起动手,通过自己亲手实验,来总结凸透镜成像规律。之后调查,学生普遍认为:这样总结出来的规律,印象更深刻,记忆更牢固,还为后面教材中的光学知识学习,打下了扎实基础。
三、物理实验应培养学生探索精神
中学物理实验,大多是验证性实验。物理教学的实验,应选择恰当的实验课题,给出实验所需的器材,让学生去设计实验的方法和步骤,然后再用实验验证其方法和步骤是否正确和恰当,以培养学生的实验设计能力。为了培养学生探索物理知识的能力,我们还可将某些验证性实验,改为探索性实验。
如不给学生天平和量筒,而是给他们一根有刻度的杠杆,一个质量为m的钩码,一杯水,两根细线和一个待测小石块,要求设计出利用以上器材,测定石块密度的方案;再设计出检验自己的方案正确与否的实验步骤和验证方法。这是一道综合性较强、应用物理知识较多、难度较大的实验题。我们知道,密度公式为ρ=m/v,如果测出了石块的质量m和体积v,则可求出石块的密度ρ。石块的质量m,可根据杠杆平衡条件求出。石块的体积如何测量?经老师的点拨,学生会根据阿基米德定律求得石块的体积。问题最难的症结所在,是学生如何验证这思路是否正确。步骤是否简单?只有这样,才能使学生对这个物理规律有充分的认识和理解。如课本中“纸盒烧开水”、“日光灯启辉器中双金属片的自动控制作用”、“小风轮”、“电铃”、“楼梯开关”等小实验、小制作,有很强的趣味性和知识性,十分贴近学生的生活,符合初中学生好奇、好问、好动、好学的心理特征。教师要鼓励学生做好这些课外小实验、小制作,并有意识地在教学中加以讲评……成功的课例证明,让学生通过具体实验,去验证物理规律,能使他们加深对物理规律的认识和理解,并通过实验训练,逐步掌握实验验证的方法和技巧,提高了实验技能。
通过物理实验,学生不仅能有效地获得学习物理知识的感性材料,加深对物理概念和规律的理解,学会使用基本仪器并独立进行实验的方法和技能,激发学习物理的兴趣,而且能促进认知结构机制的转化和认知能力的发展,提高认知水平。正是由于实验教学使学生在理解科学发生、发展的过程中,具有培养能力、发展智力、提高科学素养的重要作用。因此,在教学中应强化实验教学,达到培养学生创新精神和实践能力的新教育观念。
参考文献:
[1]义务教育.物理课程标准.北京师范大学出版社.
关键词:边学边实验 教学效率 准备 实验能力
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2014)09-0090-01
物理学科难学,是大部分中学生的共识。除了物理学科注重逻辑性思维外,还与教师的教学方法不当有很大关系。不少教师认为,在掌握定律和公式的基础上,通过习题强化训练,是提高物理成绩最有效的方法。但是,这种教学方法,极大阻碍了学生思维能力的提高,学生遨游在题海中,也不一定能真正提高物理成绩。教师应该重视物理实验,因为实验通过演绎,使得一些物理知识由抽象变得形象可观,既可以激发学生的学习兴趣,也大大提高了教学效率。
一、边学边实验教学是融知识学习和实验操作为一体的课堂教学过程,能够大大地提高课堂教学效率。其主要原理为以下:
1.调动学生的学习积极性在课堂教学中,通过动手、动脑、讨论、讲述、小结,教师肯定和赞扬学生的认知情况以及学生之间的相互评议,使学生及时认识自己的学习成绩和学习能力,极大地鼓舞和调动了学生的学习积极性,尤其增强了基础较差的学生的学习信心,激发了直接学习动机。
2.高思维密度的课堂教学能促进全体学生智力发展
边学边实验教学能促使学生在一堂课上有较长的有意注意时间,并能积极、主动、充分地开展思维活动。思维是在感性材料的基础上产生的,感性认识不仅是思维活动的源泉,而且是思维活动的依据。教改实验结果表明,在课堂教学中,采用边学边实验和问题讨论等方法,让学生通过动脑、动手、动笔、动口进行学习,使各种感官受到刺激,能够改变大脑的兴奋点,延长学生的有意注意时间,并促使大脑对各种感官传输的信息进行综合分析,形成概念。因此,边学边实验教学的课堂思维密度是比较高的。
二、上好边学边实验课,必须有充分的准备
1.备教案。边学边实验课,不仅双边活动多,而且情况多(如损坏仪器,实验无效果等),时间不容易掌握。因此必须钻研教材,领会教材的精神,认真准备教案。我们根据教学的需要和实际可能,一般从下列三方面考虑边学边实验课。
1.1将要求不是很高的教师演示实验,经过适当改制,可由学生边学边实验。例如:课本上用铅皮和铅盒来演示物体的浮沉条件的实验,可改由学生在课前准备好一支空牙膏管(尾端剪开)和一只玻璃茶杯。实验时,先让学生把牙膏管捏扁放在水杯里,它就在水中下沉;然后将牙膏管鼓起一些,它就能上浮。
1.2将课本上的小实验和一些实验习题,改为边学边实验,例如制作橡皮筋测力计的小实验,可以配合“力的测量”进行边学边实验教学。再如学习“功率”时,可将教材安排的“登楼”测功率的小实验改为边学边实验。让学生自己设计实验,亲自动手测量、计算自己登楼时的功率是多少马力,加深对功率这一概念的理解,对功率的单位也有了一些具体观念,较好地解决了“功率”这一教学上的难点。
1.3课本上的学生分组实验,虽然验证性的居多,但有的也可以改为探索性的学生边学边实验。有些基本仪器和操作方法在新课教学中学生已经掌握了,到学生分组实验时就可以适当提高教学要求,这有利于知识的巩固和思维能力、实验能力的培养。例如初三第十章第六节“电磁继电器”,我们就采用边学边实验教学。在新课教学中不仅让学生学会了电磁继电器的原理,而且还让学生熟悉和操作电磁继电器、这样,到第七节学生分组实验时就增加了设计安装温度自动报警器等实验内容。再如初二的第一章第六节“质量的测量”及第七节学生分组实验“用天平称物体的质量”,也采取同样的边学边实验教学,都取得了较好的教学效果。
2.备仪器。边学边实验是一种上课形式的学生实验,一般要求两个学生用一套实验仪器。由于初中物理实验仪器一般都比较简单,多数实验都是定性的,有些定量的实验精确度要求也不高。因此,大部分物理实验仪器都可以自制,可供选择的器材也很广泛。例如:没有平底试管,我们用废旧的平底小药瓶代替;没有弹簧秤,我们发动学生用废钢丝绕;没有溢水杯,我们用玻璃杯套上二根橡皮筋代替,等等。
3.备学生。在备教案时,还应注意了解学生实际,对教学中可能出现的问题,应该如何解决,学生在实验中可能遇到的困难等都要作充分的准备。例如,初二采用书上第 105 页练作为边学边实验。学生会产生“塑料袋扎孔后液体不封闭”的想法,从而影响对帕斯卡定律的理解,为此,我们为学生设计好学习阶梯、通过演示实验,让学生看到帕斯卡球上的每一个小孔上都扎有橡皮膜,当用活塞挤压筒里的水时,可以看到扎在各个小孔上的橡皮膜都向外凸出,并启发学生思考帕斯卡球的小孔上不扎橡皮膜行不行?从而知道在塑料袋上扎孔是为了能看到“液体传递压强”的现象。我们通过试验,把结构体系作了如下调整:
(1)22 个学生分组实验中的 10 个改为边学边实验;
(2)145 个演示实验中的 41 个改为边学边实验;
(3)22 个小实验中的8 个和18个实验性习题中的13个改为边学边实验;
关键词:化学教学;物理教学;学科联系
文章编号:1005–6629(2012)7–0008–02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
初中化学新课程标准的教学建议之一:“重视学科间的联系,增加跨学科内容。在化学教学中,应加强化学与物理学、生物学和地理学的联系”。
“物理和化学不分家”,有些城市就将物理、化学和生物合并为“科学课程”。南京地区初三化学使用的是人教版教材,初中物理使用的是苏科版教材,二者在很多内容上都有交叉重叠,也有少数不尽相同的内容。
1 初中物理和初中化学有联系的内容
美国著名教育心理学家、著名的“同化理论”创造人奥苏泊尔认为:“影响学习的唯一最重要的因素就是学生已知道了什么,要探明这一点,并据此进行教学。”在学初三化学之前,学生已经在物理课上积累了很多化学知识,表1中列出了苏科版《物理》比人教版《化学》先学习的知识内容。
化学教师应该根据学生实际情况,将学生学习过的知识进行有效地重组和整合,必要时可以改变原有教材的教学顺序和内容,把时间花在更需要的地方,以便提高教学的效率。下面就几个具有代表性的知识内容阐述在实际教学中进行的相关改进。
1.1 物理性质
学生在“苏科版”初二《物理》第二单元、第六单元中重点学习过“物质的物理属性”,其中包括硬度、密度、熔点和沸点等等,初三《化学》第一单元课题一中又用了较大篇幅介绍这些知识。化学教师应该了解这点,从学生已有的认知经验出发,将这节课的教学目标及时更正为“能初步区分物理性质和化学性质”,从而避免无谓地重复,利用有限的课堂教学帮助学生尽快同化新知识。
1.2 分子的三特征
在学习初三《化学》第三单元“分子和原子”之前,学生在“苏科版”初二《物理》下册通过“放大率达1500万倍的超级电子显微镜获得的碳化硅分子的结构示意图”、“用鼻子嗅气味鉴别醋和酱油”、“酒精和水的混合”等等事例重点学习过分子的三特征,所以化学教师在进行这部分内容的教学时,分子的三特征应尽量简化处理,可以通过球棍模型或者动画模拟等多种教学手段强调化学变化中分子的分裂和原子的重组,这样的设计更符合学生已有的认知,突出教学重点。
1.3 原子的构成
由于微观粒子看不见、摸不着,学生缺乏感性认识,所以初三《化学》第四单元课题一的教学重难点之一就是“原子的结构及质子数、核外电子数、核电荷数之间的关系”。但实际上在初二《物理》“探索更小的微粒”这部分内容中,书中不仅详细讲解了原子的结构,还把探究微观粒子的历史人物从汤姆生到卢瑟福都比较系统地列出。因此学生在学习化学这部分内容时已经具有了较好的原子结构的知识储备,化学教师可以借用物理书上的“卢瑟福用巧妙的实验方法收集到原子内部的信息”这句话作为这节课的引言,把卢瑟福用α粒子轰击金箔的故事结合图片或动画娓娓道来,让学生自己讨论分析实验的三个现象。这样既引起了学生的兴趣,而且又锻炼了学生分析解决问题的能力。
1.4 物质的导电性
在“苏科版”的初三《物理》上册85页,书中提到“容易导电的物体叫导体,如金属、石墨、以及酸、碱、盐的水溶液等”,并且学生通过相关习题强化巩固过溶液的导电性。这对初三化学“酸碱盐溶液的导电性”是一个很好的知识铺垫,所以化学课上教师在处理这部分内容的时候,可以换个角度从微观解释酸碱溶液导电的原因,在这里甚至可以把教材内容灵活处理一下,将盐的概念提前到这里,便于酸碱盐知识的对比,这样的更改有利于学生对新知识的系统化。
1.5 控制变量法在实验中的应用
初中物理学习中明确提出控制变量法:“在研究某个因素的影响时,只改变这个量的大小,而保持其他量不变,从而确定这个因素是否影响实验结果”,并且在“探究杠杆的平衡条件”、“探究动能的大小与哪些因素有关”、“探究影响导体电阻大小的因素”等很多初中物理实验中,学生曾多次利用控制变量法设计物理实验方案,对这个方法非常熟悉。因此化学教师在初三化学教学中,涉及到有关控制变量法的实验时,比如在实验“CO2溶于水有没有发生化学变化”、“铁制品锈蚀的条件”中,就可以放手让学生自己找变量、设计实验,只有在了解学生的基础上教师才能给学生创造更多自主学习的机会。
2 初中物理中值得商榷的内容
由于学生知识所限,初中物理教材中不可避免地出现了一些不严谨的知识,化学教师要及时更正可能有的前概念,避免学生可能出现的混淆。
(1)对于“物质是由什么微粒构成的”这个问题,大部分学生在学完初二物理后都认为“物质是由分子构成的”。因此在进行初三《化学》第四单元“物质构成的奥秘”的教学时,必须强调“物质是由分子、原子和离子等粒子构成”,必要时可以展示相关的球棍模型或者图形予以强化更正。
(2)对于“化合物分子”和“单质分子”,“苏科版”的初二《物理》下册是这样定义的:“由不同原子构成的分子称为化合物分子,如水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的;由相同原子构成的分子称为单质分子,如碳原子构成的金刚石就是一种单质。”这部分内容有这样两个值得商榷的地方:
其一,对于“化合物分子”和“单质分子”的定义有些狭隘,因为有些化合物和单质根本不存在分子,比如常见的氯化钠及金属单质。所以初三化学中并不需要从微观角度给化合物和单质下定义,只要求学生会辨别化合物和单质的微观图示。
其二,对于“单质分子”,物理书中出现了“金刚石分子和石墨分子”,并且注明“这些就是碳原子构成的不同结构的单质分子。”这样的说法在化学上是不准确的,因为金刚石和石墨是由原子直接构成的,不存在单质分子。所以我们化学教师在初三《化学》第六单元讲到碳单质这部分内容时,要特别注意纠正学生这种错误认识,强调金刚石和石墨是由碳原子直接构成的。
初三化学教师在制定教学目标时,不仅要认真研读教材及课程标准,更重要的是要去了解学生学过什么、知道什么;不仅要加强初中化学和物理、生物、地理学科之间的联系,还应注意化学与社会科学之间的联系。只有“知己知彼”,才能沟通“教与学”,使学生在已有各学科知识的基础上,得到尽可能全面的认识,形成良好的教学共振。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.初中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.
[2]九年级化学.义务教育课程标准实验教科书[M].北京:人民教育出版社,2011.
[3]八、九年级物理.义务教育课程标准实验教科书[M].南京:江苏科学技术出版社,2010.
一、现状分析
1.教育思想落后。
近几年,随着素质教育的实施,物理课程的内容作了很大调整,特别是新课程标准下的新教材,实验的数量大大增加,实验的要求也有所提高,学校在实验室的建设方面加大了投资力度,实验器材的数量增加了,质量提高了,多媒体走进了课堂,为开好实验课提供了有力的保证。但是,不少学校的领导、教师对物理实验缺乏正确的认识,对实验能培养学生科学素养的必要性和重要性缺乏必要的认识,考虑更多的是如何提高学生的成绩,而不是实验的能力和素质。类似“老师在黑板上调天平,学生在练习本上连电路”的现象屡见不鲜。这大概是由于做实验要花大量的时间和精力,而讲实验耗时少见效快的缘故。有些学校的领导急功近利思想严重,只顾眼前所谓的“教学质量”,不顾学生的发展,所以对这种现象睁一只眼闭一只眼,只要能考高分就行。
2.教师动手能力差,学生的实验基础差。
一部分老教师不愿做实验是怕实验不成功,耽误时间。教师长期不做实验,动手能力就差。在物理教师队伍中不会换接保险丝、不会铺设简单照明电路的大有人在。如有的教师做演示实验时,未能明确告诉学生如何去观察实验现象,怎样把观察到的现象与要验证的规律联系起来,只是要求学生把这些现象的结论记住背会,简单地停留在记忆的层面上。学生不能把在实验中观察到的现象与得出的结论有机结合起来,出现了实验与结论“两张皮”的现象。学生实验也是如此。学生做实验目的不明确,积极性不高。他们做实验大多抱着好奇的心理,甚至有的学生做实验时连实验步骤都不知道,缺乏主动性。至于培养学生科学探究精神和严谨的科学态度,使学生在探究的过程中体会学习的乐趣的目的根本得不到落实。
二、对策研究
1.提高教师对实验重要性的认识。
不重视实验,不能只归咎于学校和教师,这是整个中国教育的一大失误。杨振宁教授在比较中美教育的差异时曾指出:“中国学生的共性是在考场上得心应手,在实验室里手足无措。中国留学生的学习成绩往往比美国学生好得多,然而十年后,科学成果却比人家少得多。”他在分析原因时说:“美国学生的思维活跃,动手能力和创新能力强。”这就告诫我们,为了学生的生存和发展,更为了实现科技强国的战略目标,要重视学生的实践活动。而且各级教育行政部门也要对此有一个正确的认识,实事求是地制定出确实可行的管理办法,想方设法增加投入,改善师生的实验条件,客观地认定教师在实验教学中付出的劳动,千方百计调动物理教师做实验的积极性,使他们逐步形成一种“勤做、乐做”和创造性地开展实验教学工作的良好氛围。
2.加强教师的实验技能培训。
采取走出去、请进来的办法。学校要积极创造条件让教师出去看一看,参加实验技能的培训活动。请本地区善于动手操作且有丰富实验教学经验的教师讲示范课。要把校外学习和校本培训结合起来。建议上级业务部门多举办一些针对性强的实验培训活动,多组织一些实验技能竞赛活动。为教师尽快适应新的实验教学的需要,创造一个良好的学习和提高的机会。
3.加大物理实验教学的考核力度。
为了使师生高度重视实验教学,必须加大实验的考核力度。首先对教师进行考核。学校要结合自身的实际,开展系列达标活动,对教师的实验技能进行考核。达标课中,对教师教学能力考核项目中就包括对教师实验操作能力的考核,操作不过关的教师视其教学能力不达标。平时也要加大检查、督促的力度。建议在中考试题中除笔试外也要适当加入考查实验操作技能的试题,彻底扭转教师讲实验、学生听实验、考试背实验的不合理现象。
4.培养学生良好的实验习惯和兴趣。
(1)从基础年级抓起。初二年级是学习物理的初始年级,教师在讲序言时,就要让学生走进实验室,让他们接触实验的基本仪器、模型,了解一些常用仪器,教给他们简单的观察和使用方法。如观察量筒与量杯的区别;知道天平与弹簧测力计的构造与用途,使学生对实验有一种熟悉感;做一些简单有趣的实验,使学生对物理实验产生浓厚的兴趣。
(2)理论联系实际。充分挖掘生活常识,从我们的衣、食、住、行中走向物理;了解科技含量大、技术密集的企业、现代化交通等尖端技术领域都用到了哪些物理知识,让学生从中了解学习物理的价值和意义,使他们从小就知道,小到日常生活,大到尖端技术,处处都有物理,时时都用到物理,所有这些都有物理实验的功劳。鼓励学生积极参加社会实践活动,做一些研究性课题。比如学习了《热机的效率》以后,就可以《提高热机的效率,减小环境污染》为题,有目的、有计划地要求学生展开调查研究。
5.实践与创新结合。
许多实验不见得一定要严格遵守教材上提供的步骤和方法进行,可以适当地引导学生对实验提出自己的疑问和观点,并根据疑问设计或改变实验的步骤或者是实验器材。以探究导体的电阻与导体的长度的关系为例:在电路中联入一段电阻丝,串联电流表,改变电阻丝的长度,观察电流表读数的变化情况,由于电流变化不大,电流表读数变化不易观察,改为串联小灯泡,小灯泡亮度变化易观察,可达到实验目的,培养学生的创新能力。