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物理学是一门以实验为基础的自然科学,在初中物理教学过程中,实验是最为重要的方法和手段,不仅能帮助学生理解和掌握物理知识、规律,还能培养学生的观察能力、思维能力以及动手实践能力等。作为物理教学中不可或缺环节的实验教学,在物理教学中有着不可替代的重要地位:实验可以激发学生的学习兴趣,培养学生们的观察分析思维,提高学生动手操作能力,培养学生的探究创新能力,促使学生掌握科学研究方法等等。在引入新的课程环节,物理教师设计一些有趣的实验,可以迅速将学生的注意力集中起来;在教学的环节,利用实验也可以帮助学生理解知识,学会探究物理规律;在课外的环节,通过自己动手设计一些小实验,可以帮助学生理解应用物理知识。因此,我们要加强初中物理实验教学,不仅可提高学生的实验素质,还有助于培养学生的创造性学习能力。
2 初中物理实验教学存在的问题
2.1 教师的实验观念落后
随着社会的发展,教育对于学生的动手操作能力要求的越来越高,这就要求初中教师在物理课程教学中重视实验环节。然而,当前仍有一部分教师对物理实验不够重视,他们承认教材中的结论、规律等都是通过实验验证总结出来的,但是他们认为学生们不一定非要亲手去做,在课堂上只要明白这个实验的探寻过程就足够了,没有必要再去对其重新验证。另外一方面,有些教师觉得物理实验的前期准备工作比较繁琐,仪器的陈列、调试、检查,维修等等都需要花费太多的时间,加之实验过程中有些学生不遵守纪律、故意破坏实验仪器等等情况的发生,都导致了教师不愿意去进行实验教学,不重要的实验就忽略了,必须做的实验就自己亲自动手,或者用多媒体进行播放演示,这种种现象都是教师对实验教学认识不够所造成的。
2.2 学生对实验重视不足
由于平时的实验测试成绩并不记录到学生总成绩之中,导致了多数学生对实验环节的忽略,他们认为实验就是玩耍,是走马观花,只要按照教材或者教师列出的步骤一步步操作就可以了,没有什么新颖和吸引人的地方。成绩不好的学生在实验过程就随便触碰和胡乱操作实验器材,或毁坏实验器材或引发实验灾难,使得实验结果达不到预期的目的;而学习好的学生则认为规规矩矩的做实验完全是在浪费时间,直接照着教材或者老师给出的步骤操作就简单完成,他们宁愿把实验课的时间用在复习其他功课上,或者直接缺课不去。学生对于实验的不重视当然一部分受到教师态度的影响,另外也是应试教育观念的侧面反映。
2.3 实验教学模式单一枯燥
教师在实验教学过程中,教学模式单一。初中物理老师往往都是在课堂上先把实验的原理、步骤、注意事项等等从头到尾讲解一边,然后带领学生去实验室,面对摆放好的实验仪器,学生按照教师黑板上所列出的步骤,按部就班地进行实验操作即可。这样的情况不能激发学生对物理的学习兴趣,使得学生只是被动接受而失去了主动思考创新的机会,严重限制了学生的思维发展。新的课程标准中要求,初中物理的实验应该以探究性实验为主,要求学生多多动手操作,在探究的过程中体会到物理的乐趣,把握住知识的真谛。而如此单一枯燥的实验教学模式着实让学生没有探究的兴趣。
2.4 实验教学条件陈旧落后
当前,大部分学校的物理实验设备和仪器陈旧老化。出现这一状况有两方面的原因,第一,物理实验设备和仪器本就属于消耗品,在实验的过程中难免出现破裂毁坏等现象,导致可用数量越来越少;另一方面,由于学校的经费有限,加之实验课程不能与其他学科相对等的地位,使得学校在资金投入方面不能充分满足需要。物理实验仪器老化损毁的状况造成了学生不能拥有太多的动手操作机会,一般学校通常都是7-8人一组进行实验,有些同学在整个实验过程中甚至都没有动手的机会,这就使得实验在物理教学中的作用失去了意义。
3 对策
3.1 转变教学观念,加大实验教学
分数是衡量一个学生学习好坏的重要指标,却不是唯一指标。在新课标的要求指导下,学生的全面素质能力发展才是教育的最终目的,当前面对初中物理教学过程中的问题,我们应该转变教学观念,由教师主导向学生主导转变,由“教师讲-学生听”向“教师指导-学生动手”转变,只有转变教学观念,加大对初中物理实验的重视和投入,增强学生动手参与程度,才可以改变物理实验教学的环境。
3.2 转变学习观念,增强实验教学
以往的教师讲,学生听的教学模式造成了学生在物理实验环节上的倦怠。在学生看来物理实验无非都是按照教师规定好的步骤进行的,没有任何自由发挥和创新的地方。李政道说过:“教物理,重要的是要让学生懂道理。要想懂道理,掌握事物内容规律性的东西,重要的是让学生多做实验,培养他们动手创新的能力和胆量。”只有让学生亲自融入到实验的整个过程中,从实验中获得科学知识,锻炼操作技能,才能激发他们对物理学习的兴趣,才能够更好的掌握科学的研究方法。学生应该充分认识到实验的重要性,只有通过实验,才会体会到物理的乐趣,通过实验的过程,才能打开思维方式,使自己走向更加开阔的明天。
3.3 改变教学模式,丰富实验教学
在实验教学中,教师应该改变传统的讲授为主模式转变为实验为主的方式。在实验前,教师可以抛除以往循规蹈矩的讲解,与学生共同讨论实验方案,这既可以激发学生的探究欲望,又开阔了学生探究的思维。实验过程中,教师可以与学生一同动手,一边演示一边指引学生实验,关于实验不做过于详细的安排和讲授,而是让学生掌握主动权,去积极地动手、思考和探索有关实验的各个方面,创造一个可以让全体学生动手动脑的自主环境。
1.提出物理实验问题,引发思考
实验前,教师直奔主题,有目的地进行课前提问,把学生的思维引到正确的方向上,给学生一个问题引发学生思考。学生可以利用课后时间,通过教师提出的问题进行课前预习,逐步建立独立思考的思维模式,更深刻理解物理学科的意义。经过教师的提问,学生可以通过预习、发现得出相应的解答并且可以针对疑点难点进行课堂提问。
2.准备物理实验条件和实验基础
只有做好充分的准备,才能使物理实验有条不紊地运行。物理实验前应该将所有可能性和前提考虑充分,确定实验能够顺利进行,更应该考虑的问题是实验的安全性和学生应该注意的问题。教师可以根据实验的难易程度对实验步骤进行细致分析,打印实验报告供学记录实验现象。比如,实验“探究串、并联电路电流(电压)的规律”时,准备实验条件前,开始弄清产生电压电流的条件是什么,实验应该具备电源、灯泡(电阻),应该包括测电流或者电压的电流表(电压表)测量电阻电流(电压),还包括要用的开关和导线。在探究串、并联电路电流的这一实验过程中,我们要注意用电安全,可以先对电流表(电压表)进行试触,通过观察两表的指针偏向判断,用表是否完好;教师可以看看有哪些干扰因素影响最终结果的研究;实验前提前将电路图画好以便学生更好地完成实验。准备物理实验条件,是实验的基础实现。
3.分析物理实验方法和实验过程
物理实验的分析是为了根据已有知识对知识的进一步分析,从理论变实践的一个过程。实验的展开要将每个具体情况了解到位,研究透彻,以便实验过程中有理有据。比如,“用天平和量筒测定固体和液体的密度”,对于这个实验,我们应该将用到的实验公式、实验步骤和实验细节分析透彻,实验器材都分析清楚。实验所需准备的器材有:天平(砝码)、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块、蜡块、铁块。准备好器材,下面可以对实验目的和方式进行分析。这个实验主要是得出最后的实验结论公式,让学生掌握测量固体密度的方法、公式应用、天平和量筒的使用方法。依据实验,我们分析实验方法。这个实验一定要将实验掌握自如,如密度公式ρ=m/v,长方体的体积V=a∧3,圆柱体积公式,长方体体积公式要掌握好。实验过程有两种方法,方法的选取根据学生对两种方法的掌握情况进行实验。学生一般会选用天平两桶法进行实验。实验开始将天平调节好,测出石块的质量m;在量筒中倒入适量的水,测出水的体积v1;将石块拴好线放入量筒,排水法测出体积v2。由此可以得出石块的体积,依据公式可推导出石块的密度。分析物理实验方法过程,是一个促进实验开展的基础。研究实验方法的过程是实验时要注意量筒及天平的使用,读量筒时要平视量筒刻度,天平也要事先调平衡,研究到位,密度值会接近预期值。
4.得出物理实验结论,进行实验归纳
上文中的实验基础、实验过程都是为了得出物理实验结论做的准备,通过实验的数据分析总结出实验的结论,由实验结论书本知识。比如,做完“摩擦力的大小与什么因素有关”,得出最后的结果是摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关,接触面一定,压力越大,摩擦力越大;摩擦力大小与接触面粗糙程度有关,压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。这个结论同时会引发学生思考:为什么会有这一结果?通过实验结论,我们可以进一步探究,生活中,用自行车载人,载一个胖子要比载一个瘦子费力得多,说明摩擦力很大,深究根据力的守恒原理,摩擦力等于小车拉动时的拉力,等等,进一步探究会带领学生进入新的未知世界。实验结论的得出是很有必要的。
5.总结物理实验的不足和实验教训
关键词 初中物理;实验教学;虚拟实验;仿真物理实验室
中图分类号:G633.7 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)11-0158-02
仿真物理实验室是一款面向中学物理课堂开发的一款软件,内容包含了电学、力学、声学、光学等所有实验的仿真演示,具有集成化程度高、操作简单等特点。这种软件有利于师生在使用中根据自己的实验设计把精力放在实验模型的构建上而不是操作上。这款软件为物理实验教学提供了极大的方便。
1 在初中物理教学中使用虚拟实验的意义
可以弥补传统实验仪器不足的现状 实验是物理教学的灵魂,但在传统物理教学中,由于现实条件和教学理念等原因,只注重知识的口头讲解,不重视实验操作,或在教学中只做比较简单的实验,导致实验仪器严重不足。加之国家实施新课改以来,物理实验发生很大变化,很多原来旧的实验仪器被淘汰,虽然学校增添了很多新实验仪器,但仍不能满足物理实验教学的现实需要。现在学校安装的仿真物理实验室软件,包括了中学物理的所有实验,原来很多做不了或因仪器不足不能做的实验都可以用虚拟实验来代替,解决了实验课上不足或因场地仪器数量不足,实验跟不上教学进度的现象。
本身具有传统实验无可比拟的优越性 虚拟实验是根据实验的相似性原理,运用软件提供的虚拟实验设备来搭建自己的实验。这样不仅可以做一些因自然条件限制在传统实验教学中无法做的实验,如真空状态下的物体自由落体运动;还可以随时控制实验进程、节奏,让实验结果更理想,让实验现象更明显清晰可见。同时,避免在物理实验中因学生操作的不规范而产生的危险性,避免实验仪器在实验过程中的损耗和损坏。
2 在初中物理各类型实验中哪些实验需要虚拟实验
实验是物理教学的灵魂。在初中物理实验教学中会碰到五大类实验,分别是测量型、探究性、演示型、操作型、设计型。在这几类物理实验中,笼统地来说,笔者认为比较适合运用虚拟实验的有演示型、探究型、设计型。因为现实教学条件的限制,都实行大班教学,演示型实验如果运用传统方法去做,不能保证每个学生都能清晰地观察到实验现象。而虚拟实验可以很好地解决这个问题。探究型、设计型实验需要学生自主设计实验方案,虚拟实验可以方便地帮助学生检验实验方案的正确性,既节省了时间,又避免了因学生设计方案错误导致的实验仪器的损耗。但也不是绝对的,其他类型的实验也有的非常适合运用虚拟实验,所以在现实教学中要具体问题具体分析。
虚拟实验在测量实验中的应用 测量实验是物理实验中比较简单的实验,操作简单,实验仪器易得,一般无需用虚拟实验。但也有一些测量实验比较复杂,在正常的环境下实验很难完成。如初中二年级物理“伏安法测小灯泡电阻”,这个实验如果用传统的仪器进行,学生很难获得实验结果,且容易造成仪器的损坏。这个实验需要用虚拟实验来辅助教学,操作步骤如下:
第一步,由于这个实验比较抽象,需要教师讲解实验原理;
第二步,学生根据原理,利用虚拟实验室进行实验,连接电路图;
第三步,教师根据学生在实验中遇到的问题进行辅导答疑;
第四步,学生在对这个实验理解的基础上进行真实实验,弥补虚拟实验之不足,取得良好的教学效果。
虚拟实验在探究实验中的运用 探究实验的目的就是培养学生透过现象看到本质的能力和发现问题的意识,所以实验的现象是很重要的。但在真实试验中,许多事物的现象会受外界因素的影响,导致实验方案无法实施,这就需要借助虚拟实验。如初中二年级“探究凸透镜成像的规律实验”,此实验会受室内光线强弱的影响,室内光线控制不好,就得不到实验现象,更谈不上规律的总结。虚拟实验则很好地解决了这个问题。
虚拟实验在演示实验中的应用 在物理实验中最常见、最普通的实验就是演示实验。物理教师在讲解概念的时候,因班级太大,导致很多学生对物理现象观察不清晰,影响了对物理的学习兴趣。虚拟实验则很好地解决了这个问题。如初二年级“光的反射实验”,学生既可能因室内光线的影响,也可能因在班内位置的影响,导致实验效果观察不明显,这就需要借助虚拟实验平台进行实验。
虚拟实验在设计型实验中的应用 设计型实验重在培养学生自主解决问题的能力。在实验中学生要根据自己要解决的问题来选择实验仪器,设计实验,构建实验模型,同时还要把自己不理解的实验现象去弄清楚。这就需要虚拟实验来帮助。一方面,虚拟实验可以检验实验设计是否合理;另一方面,虚拟实验能帮助学生理解实验现象,同时避免因实验设计错误而造成的仪器损失。如“理解并表述牛顿第一定律实验”,在这个实验中,摩擦力是理解牛顿第一定律的关键,摩擦力的大小直接影响了实验现象。但是摩擦力大小参数的设置在真实实验中不好控制,虚拟实验很好地解决了这一问题。
虚拟实验在操作实验中的应用 操作实验是为了培养学生自己的动手能力和理论联系实际的能力,一般在操作实验中不主张运用虚拟实验代替真实实验。在初中物理教学中,很多的操作实验都是电学实验。电学实验仪器较贵重且容易因错误操作而被损坏。所以在教学中要让学生借助虚拟实验清晰观察学习实验过程,锻炼正确的实验操作能力,避免在真实实验中出现过失,导致实验仪器损坏。如初三年级“串并联电阻实验”,如果不事先加以练习,在实验中接线错误的话,很容易烧坏实验仪器。但操作实验一定要在虚拟实验后进行真实实验,毕竟虚拟实验只是一个仿真实验,起不到锻炼学生动手能力的目的。在操作实验中要把真实实验与虚拟实验相结合,这样既解决了真实实验的困难,也解决了虚拟实验的不足。
3 结束语
总之,在新课改注重实验的今天,虚拟实验在实验教学中确实起到很大的作用。但是不宜夸大虚拟实验的作用,虚拟实验带来巨大方便的同时,也有很大的缺点。如果过多运用虚拟模拟实验来代替传统实验,就会缺乏实验的真实感,不利于培养学生动手能力、合作能力和创新能力,因为学生亲手实验的经历是虚拟实验代替不了的。此外,虚拟实验,如果使用不规范,很可能会生成一个假的结果。但像这几种实验是可以用虚拟模拟实验代替的,如危险性比较大的实验、现象不明显的实验、现有条件做不了的实验。因此,教师应该在实际教学中,根据教学实际,结合运用虚拟实验与传统实验,只有这样才能发挥虚拟实验的最大效能。
参考文献
[1]李春艳,易烨.虚拟仿真实验室的建设与实验教学的改革[J].中国管理信息化,2014(12).
关键词 物理实验 探究能力
中图分类号:G623 文献标识码:A
1重视实验设计,严格操作程序
在初中物理实验教学中,要重视实验的设计,实验的设计要从学生的认知水平和接受能力出发,从实验室的教学设备入手,结合实验的要求,遵循由浅入深、由特殊到一般的思维顺序,扎实进行实验教学。还要重视实验的顺序,这里包括实验的操作顺序和实验教学的操作顺序,给学生以正确的引导。在实验的操作顺序上一定要尊重物理知识的逻辑性,根据所要解决的物理知识的前后顺序进行合理的确定实验的步骤。在实验教学的操作顺序上,就可以是:思考预习出示目标掌握实验目的器材步骤检查仪器实验操作归纳结论归整仪器巩固小结填写实验报告。
2重视情境创设,培养探究精神
当前物理教学在新课改的引领下,十分重视学生探究能力的培养,特别是教学过程中学生探究能力的培养,要求让学生在动手操作中学习物理,要改变以往以教材为中心的传统教学为以过程为中心,要改变以往以教师为中心的传统教学为以学生为中心。物理教学只有在教师的引导下,学生通过亲自动手、亲自动口、亲自动脑,亲自去观察、实验、记录、分析……这样获得的物理知识的印象才会更加深刻,才能使学生从“学会”转移到“会学”,学生的探究能力才能得到提高。在物理实验教学中,通过创设物理探究学习的情境,如在实验前让学生进行一定的猜想,然后通过实验进行验证,最后通过归纳总结得出结论,在这样的情境创设教学中,学生的兴趣得到激发,物理的知识与技能掌握的速度就会更快,学生严谨的科学态度和探究精神也得到培养,从而有效地提高学生的科学素质。
在初中物理实验教学中,教师应该通过精讲多练,精讲多演示的方法,抓住重点实验环节进行教学,对于实验中的重点环节,应采取积极有效的应对措施,合理有序的完成任务,对于实验中预测出现的问题,教师可以先不提出,让学生放手去做,当学生遇到困难求助时,再集中指导。如接导线的方法,有些学生随便把导线往螺母上一拧,经常出现断线,于是就集中解决接线问题,就可以用农业生产中的拉线说明了把导线拧成一股的道理,又根据他们日常经验,说明顺时针绕线的好处,使学生很快掌握了接线方法。
3重视实验目的,鼓励动手操作
在初中物理实验教学中,要改变以往实验学生不明白目的的教学误区,不能让学生觉得物理实验只是看看玩玩而已,只愿意走马观花的“看”实验,而不乐意细心的研究观察实验,实验结束后只是在学生的脑海里留下了点滴印象,时间不长就又忘了,实验后往往收不到预想的效果,一定要在实验前让学生明确实验的目的,让学生在有意注意中去观察物理实验,这样才能观察的更加深入、细致和有效,所以,在实验过程中必须要紧紧围绕这个实验目的,积极地把学生的观察活动引向正确的方向。如在“电磁继电器”教学时,就可以在演示实验让学生观察的环节,不直接给学生给出演示内容,给学生明确实验的目的后,就可以开展实验讨论操作观摩,让学生自己摸索,让学生在演示中各自负责不同的分工,以主人翁的责任感认真观察和完成实验。
4重视实际应用,调动学生兴趣
【关键词】:初中物理;物理实验;能力培养;
中图分类号:G633.7
中学生正处于身心蓬勃发展的阶段,在此阶段,教师的教学工作以及教学质量,将直接影响到学生未来的发展。初中物理,主要用来阐明事物的内在规律,讲解事物的发展道理。而物理学的主要理论基础则是物理实验,有效地开展物理实验对教师物理教学质量的提高以及学生动手能力的培养都有着至关重要的作用。据相关研究表明,人类的思维活动是建立在对感性物质材料的观察基础上,也就是说感性材料是人类思维活动的根本。在物理教学中,通过物理实验让学生观察事物的形成及事物的变化规律,可丰富学生的知识内涵,从而达到活跃学生思维活动的目的。
一、通过实验,培养学生的观察能力
兴趣是学生最好的老师,学生对事物感兴趣,才会有学习相关知识的欲望,从而提高学生学习积极性。初中学生对新鲜的事物具有很强的好奇心,那些他们没见过的、与生活相关的、具有一定意义的问题及知识,都能引起学生学习相关知识的兴趣。所以,在物理教学中,教师应着力引导学生对物理现象的发生进行观察。
二、通过学生作图,培养学生的思维能力
物理学中的图像种类繁多,包括电路图、物态变化图以及滑轮作用力图等。这些图像都是以画图、识图及将事物转化为图像的方式,让学生对物理规律进行想象、掌握。换言之,就是通过图像来激发学生的想象力,从而更清楚地认知物理规律,然后再用画图的方式对物理规律进行判断和分析。例如,在讲解电磁感应现象的过程中,可以通过"用镰刀割断水稻"的情境,使学生直观地理解"割断"的含义,从而更好地掌握"导体做切割磁力线运动"的内容。所以,在进行物理教学时,教师应着力引导学生通过画图、识图的方法对学生不熟悉的事物进行清晰地表述,在培养学生思维能力、扩宽学生知识面的同时,也促进了学生自身想象力的发展。
三、通过实验操作,培养学生的创造能力
物理学的内容包罗万象,教育工作者可利用物理学这一具有创新内涵的特点,培养学生的创新能力,而在物理实验中如何有效地培养学生的创新能力呢?我们可以从以下几个方面探讨:
(一)积极改进实验步骤,创新探索性
在物理实验教学过程中,教师应尽量将证明类实验改称为探索性试验、将课堂上的演示实验演变为边实验边讲解、将习题实验演变为亲手操作的实验等,最大限度地让学生在学习过程中尝试设计、操作,从而使学生在开动脑筋的同时,将物理知识以及物理规律充分地应用到对物理实验的探索中,充分发挥物理实验教学对学生创新能力培养的作用。
(二)在实验中设立情境教学,引导学生进行实验创新
教师在课堂上演示实验时,可以给学生设立一个良好的情境问题,例如为什么要这样进行实验,怎样设计实验步骤,实验原理是什么等,通过教师有目的地设立问题,创设一种良好的挖掘情境,让学生在探索答案的同时,激发学生学习相关知识的兴趣,并通过对问题思考及对答案的探索,培养学生的创新能力。
(三)课外多开展实践教学,引导学生积极参与
物理的课外实验题材是很广泛的,可以做实验的材料也是多种多样的,而在课外让学生自己或者同学间一起进行实验,可以更好地激发学生学习的热情,并使学生的创造力在其中得到有效的锻炼。在课外实验活动中,尤其是学生感受到自己设计和准备实验的乐趣和对创新型思维的锻炼,是课堂实验所不具备的。与此同时,学生还可以将实验结果拿到课堂上与教师及同学进行交流讨论,这样,不仅可以提高学生的实验动手能力,同时也激发了学生的创新热情。
四、加强实验分类,培养知识灵活运用的能力
物理教学课堂上的实验,一般都是根据课本的章节进行安排的,各实验间基本没有必然联系,使得学生对杂乱无章的实验掌握得不够到位。所以,在进行实验复习时,教师应对实验类别进行重新整理,这样可以让学生更加系统地掌握实验类别,同时也可以将相应的理论知识运用到实验中去,从而培养学生灵活运用知识的能力。在新课标中指出,新的教育思想主要是培养学生的创造性思维以及创新能力,在教学过程中应重视学生的学习体会以及对知识的掌握程度;同时更要求学生在实验过程中通过对事物规律的探索掌握相应知识,由传统的老师教导学生听课的被动学习转变为学生主动研究深入探讨。这种教学主体的转变十分符合人们对客观事物的认知规律。因此,在初中阶段开展物理实验,可以在培养学生各类学习能力的同时,使学生养成正确的学习态度,塑造正确的人生观、价值观。并通过科学的实验素养,形成学生良好的习惯,使学生受用终生。
五、总结
初中物理实验的开展,不论是在学生动手能力、创新能力还是巩固所学知识等方面都具有至关重要的作用。教师在实验的讲解过程中,除了生动地讲解实验原理、步骤外,还应着力引导学生思考相关问题并对相应答案进行探究。激发学生学习物理知识的热情,调动学生学习相关物理知识的积极性,从而达到让学生主动学习的目的。学生学习物理知识的积极性直接影响到教师的教学效果和学生的物理成绩。因此,教师都应注重学生学习物理知识的的积极性,并加以重视。
参考文献:
[1]蔡昂;联系生活实际巧设问题,提高化学教学的有效性[J];广东科技;2011年16期。
一、传统初中物理实验所面临的主要问题
在物理教学中,传统实验面临着以下一些问题,有待于进一步思考和研究。
1.1实验条件不足的局限。
现有实验仪器普遍精度低,误差大,可重复性差,影响学生对物理规律的深入理解,对学生的设计要求具有很大的局限性,也限制了学生探究和钻研的深度和广度。由于国家对初中教学投入,现在我们学校实验硬件有了很大的改进。
1.2实验本身难度和可见度的局限。
物理实验中,空间上细微过程人眼难以观察,一般借助于显微镜可以实现细致的观察。时间上细微过程难以捕捉,难以一记录,是物理实验的一个难点,瞬间变化的可视化尤其是难点。传统的实验仪器由于人眼观察与手工记录的断续性,确实难解决这个问题。
1.3实验数据仅靠人眼观察,手工记录,操作耗时费力,实验教学的效率低下。
有些演示实验由于仪器装置与实验步骤很多,要达到理想效果很难,并且由于数据处理又太繁,并且由于实验中需要多次重复实验、以及人为的各种因素拖延时间,教学任务较难完成,而且后排的同学看不清实验现象。甚至因为实验演示效果不好,还容易让学生对其科学性产生怀疑,从而形成模糊的概念。
1.4由现象到本质揭示的局限。
在“牛顿第一定律”的教学中,伽利略的斜面实验是一种理想实验,虽然很重要,但学生理解起来则是很困难。要想通过实验现象和数据精确揭示出物理本质是不可能的,利用定性实验说明又难以体现物理思想方法。
二、面临新课程的基本对策探讨
2.1实验过程的改进分组实验能让学生有更多的主动权,能逐步培养学生探索问题的能力。在分组实验课上,由于学生的活动多而且不一致,因此教师要做好组织工作,实验小组人数以二人为宜,最多不能超过三人,因为人数太多,有的学生将无事可做得不到锻炼,还会影响秩序。分组实验一般分为三个阶段:
(1)准备阶段可让学生复习、掌握实验所需要的理论知识、明确实验目的、方法和步骤,了解仪器的性能和注意事项。
(2)操作阶段学生进行实验时,教师应巡视于各组之间,如发现个别学生有困难或操作上有差错,应及时进行启发点拨,使学生能顺利进行实验,尽量减小误差,防止不应有的事故。
(3)总结阶段学生完成实验之后,尽可能由学生自己分析实验结果,也就是让学生懂得通过物理实验研究物理学的重要性,并逐步掌握怎样用物理实验研究物理学。教师在必要时给予提示,引导。最后,要求学生写出实验报告
2.2实验现象呈现层面上的改进方法
第一,从身边常见的材料中取材,提倡用低成本的、随手可得的东西做物理小实验。这些出人意料的实验,不但能说明问题,也为学生下课后自己重复去做这些实验提供了可能性。比如在讲到物体的重心时,教师可以拿一个白炽灯泡举高一米左右往水泥地板上释放,学生们非常惊奇地发现灯泡竟然没有碎!仔细观察后发现由于重心的原因,灯泡着地时是灯头先着地的缘故。再如在“研究影响物体下落快慢的因素”教学中,可利用纸、硬币来做随堂小实验,增加学生的探索兴趣。
第二,把一些演示实验变为学生探究性实验。通过实验使学生更好的掌握知识,激发了学习的兴趣。
第三,对演示实验现象进行放慢、暂停处理。如有些实验可见性不高,而且实验现象发生的时间短,学生无法判断,可信度差。我们可以利用录像机把实验过程拍下来,然后课堂进行放慢、暂停处理。
第四,对原有的演示实验装置进行改进。如光的折射演示实验改进:传统的演示模式:教师把玻璃水槽放在讲台上,在玻璃槽中放一枚硬币,叫一个学生到讲台前,站在水槽前适当改变头部位置,使眼睛恰好看不到硬币,然后保持眼睛和槽的位置不变,另一个学生慢慢向玻璃水槽中倒水,随着水面的升高,该学生能观察到的现象是:发现硬币好象升高了,本来看不见的硬币慢慢进入该学生视线。
2.3实验数据处理层面上的改进方法
对实验数据的分析、处理,有许多方法如算术平均值法、逐差法、列表法等。如果让学生自己设计表格,用图像法处理实验数据,这样既能提高学生的动手能力,又能体现物理量间的联系。
2.4减小实验误差层面上的改进方法
物理实验是以测量为基础的,而任何测量结果都不可能绝对准确。测量值跟被测物理量的真实值之间总会有差异,这种差异叫做误差。
实验中,对偶然误差,主要是进行多次实验,求出平均值,用平均值来代替测量值就更接近真实值。误差分析,更多的是对系统误差的分析。对于误差初中物理要求较低,主要交给学生分析方法:
第一、从实验原理分析
系统误差产生的原因是多方面的,其中实验原理的不完善是产生系统误差的主要原因之一。分析这类系统误差应从实验原理入手,运用有关物理规律进行定性或定量剖析。
第二、从实验器材分析
由于实验器材本身的缺陷也会使实验产生系统误差,如器材本身的精度(弹簧秤的最小刻度、游标卡尺的精度等)就是一个重要因素,在电学实验中,电表的内阻使测量结果所生的误差也属这种情况。分析这类系统误差应从实验器材的结构入手,运用有关物理规律进行定性或定量剖析。另外,根据具体的实验情况,还应从实验的控制条件,实验步骤及实验的数据处理上进行分析。
关键词 初中;物理实验;分析;探究
作为物理教学中非常关键的环节,实验教学既可以起到提高教学效率,激发学生兴趣的效果,对学生科学素养和综合能力的培养,落实素质教育的基本理念也能起到非常好的作用。本文就物理实验教学实际入手,谈一下自己对新课改背景下实验教学的几点看法。
一、让学生动手演示实验,激发学生探究热情
演示实验是物理教学重要内容之一,它是教师在课堂上现场演示,引导学生观察、思考、分析实验的教学方式。在传统的教学模式下,教师是唯一的演示者,学生要做的只是认真观察,但学生对某些实验无法观看清楚,对他们的智力和潜能起到了限制和阻碍作用,同时也对他们的心理素质和创新能力产生直接影响。让学生亲自动手演示实验,能够把他们的主体地位充分体现出来,学习的积极性调动起来。具体可以提前给学生安排演示实验,为他们发放实验报告单,让学生详细填写实验人姓名、实验时间、实验目标、基本原理、实验器材、基本步骤、实验结论。教师要做好课前指导工作,保证学生的实验圆满完成。以液体压强的演示实验为例,我们可以让学生把一个矿泉水瓶去掉底部,用橡皮膜把底部扎起来绷紧,倒入少量水,会发现底部凸出;倒满水后,底部的凸出更明显;把瓶中倒满酒精会发现底部凸出不如倒水明显;在一个倒满水的矿泉水瓶瓶体上不同位置扎上几个小孔,水喷射而出。完成上述操作以后,师生展开讨论,总结出液体的压强是向着各方面的,然后继续提问:影响液体压强的因素有哪些?引导学生结合前面的演示实验进行猜想,并提出研究存在两个或者更多变量的问题的方法,等学生掌握了控制变量的方法后,再让学生借助压强计进行演示,教师要注意指导。在相同密度和深度的情况下,橡皮模安装的方向不同,比较U形管中液体的高度有何差别;在相同密度,不同深度的情况下,对比U形管中液体的高度有何差别;在相同深度,不同密度的情况下,U形管中液体高度存在什么差别;在小组内对实验结果展开讨论;把实验结果整理上报,在班级内进行集体分析。在这个过程中,学生始终保持活跃的思维状态,体验着成功的美好感受,整个过程层次鲜明,各环节连接紧密,调动学生探究热情的同时也把他们的思维潜质挖掘了出来。
二、密切联系生活实际,让学生做好物理实验
大多数初中生都喜欢物理实验,因为学生可以获得亲自动手、实践操作的机会,并在实验过程中充分体会成功的乐趣。因此,我们要充分挖掘物理实验的“激趣功能”,激发学生的探究兴趣。此外,作为物理教师,要善于观察,从我们的日常生活中寻找有利的素材,将其应用于物理实验中,同时也要鼓励学生仔细观察,从生活中发现实验所需的材料与素材。利用日常生活用品所制作的实验器具,不但制作原理简单,而且直观简便,更有助于激发学生的动手欲望,提高学生的实践技能,培养学生的创新能力。例如,在演示大气压存在的实验中,可以让学生利用生活中常见的纸杯与矿泉水瓶;在探究流体压强与流速之间的关系时,可以让学生课下做实验,让学生在实验的视觉冲击下,激发学生的求知欲望。虽然以上做法在一定程度上增大了教师的工作量,但是却极大的提高了学生的积极性与主动性,使物理知识真实的呈现在学生面前,让学生触手可及。由此可见,这种贴近生活实施实验教学的方式,不但有效培养了学生的好奇心与求知欲,而且提高了学生的实践操作技能。
三、重视学生能力培养,在实验中实施方法教育
实验是物理学科的基础,是科学探究的基本途径。所以,在物理实验教学中渗透方法教育是方法教育的重要方式之一。在物理实验的教学过程中,教师首先要引导学生正确认识基本的实验仪器,其中包括仪器的构造、原理以及操作注意事项等。其次,要指导学生掌握基本的实验方法。方法指导要结合教学内容,从多个层次上进行。如温度的测量这一试验,教师要注意下面的方法论教育:
(1)平衡原理。温度计和被测物体热量衡等时,温度计显示数字不再变化时,被测物体就处于稳度状态。
(2)转化原理。指的是被测物体的温度变化通过温度计指示数的变化表现出来。
(3)放大原理,由于内径很小,很容易观察温度计的变化。也可以用来指导一般的研究试验。比如,可以形成一套理想化的模式方法,忽略一般因素或条件,只考虑其中的主导部分,以便能够简化、快速处理问题。拿对光传播的研究为例,可以不考虑光的强弱、颜色等非主要因素,只简单地把光看作为一条直线;又如可以直接把原子结构认为是一个球型,而不要考虑其电荷因素,诸如此类。
四、利用多媒体模拟实验,提高实验教学效果
随着社会的发展和科技的进步,多媒体技术在课堂教学中得到了广泛应用,尤其在物理学科教学过程中,多媒体技术的应用有效提高了课堂教学效率,从而得到了广大物理教师的青睐和推崇。虽然实验教学可以将抽象知识具体化,给学生直观的视觉刺激,调动学生感官意识,拉近学生与物理实质间的距离,但某些实验收到教学条件的限制,教师没有办法直接演示,这时就可以借用多媒体进行模拟实验教学,克服种种因素的影响,激发学生积极思维,把握物理变化的实质和规律。例如可以利用多媒体动画技术模拟物理情境,展现分子原子之间的转换过程,提高教学效果。此外,通过多媒体模拟物理实验,还可以减少对环境的污染,提高学生的环保意识。
总之,在新课标教学新形势下,初中物理教师要积极探索高效的实验教学途径,不断反思自身的实验教学过程,提升自己的专业水平和教学能力,努力提高实验课堂教学质量,促使学生获得全面发展。
参考文献:
[1]梁志泷.关于中学物理实验教学的几点体会[J].科教文汇(上旬刊),2007,(05).
[2]黄海滠.浅谈初中物理实验的创新教学[J].基础教育研究,2007,(02).
[3]朱文庆.浅析新课程理念下初中物理课堂教学的有效性[J].新课程学习,2010,(12).
关键词: 新课程 创新实验 创新能力培养
随着新课改的不断深化,各个学科传统的教学理念和教学方式都受到挑战,物理学科也不例外。在物理学科中,实验教学受到的挑战尤其大,在新课改背景下,传统实验教学存在的一些问题越来越明显地暴露了,尤其是传统实验教学偏爱的模仿化的实验教学。在实验教学中,重点不是学生掌握了多少实验知识,提高了多少实验技能,而是学生对教师实验的模仿是否相像,是否成功。在一步步重复教师实验步骤的情况下,当达到了教师的实验效果或者得出了实验结论以后,本次实验教学就被视为成功完成了教学任务。这种模式化的实验教学不仅难以发挥物理实验活动的优势,反而会进一步制约学生的思维。因此,加强对现行的实验教学进行改革,创新实验教学势在必行。只有以创新的姿态开展物理实验教学,才能让学生在实验过程中获得实质的实验能力的提高。
一、重视观察能力的训练
任何实验活动的第一步都是观察,观察行为是实验活动中必不可少的行为,在实验教学中,我们要想实现创新,首先就要通过观察行为对事物产生客观认识,然后才能在此基础上实现创新[2]。然而,在传统的实验教学中,一些教师往往忽略了这个环节,我们经常看到很多教师在开展实验之前,先在黑板上把实验现象、实验条件等一一罗列出来,再开展实验操作,这样的做法直接就将学生的思维固定在了黑板上的内容之上,从而扼杀了学生创新和超越的可能。新课改中,教师一定要避免出现这个问题,实验时要以学生主动观察为基本依据。例如,在观察“水的沸腾”的实验时,笔者首先就让学生观察水在酒精灯上加热的整个沸腾的过程,而没有给学生任何提示。当学生观察到水沸腾中产生的一系列现象以后,笔者再给学生一些提示,说明哪些现象可能是由哪些原因造成的,具体每一个现象对应的是哪一个原因,笔者干脆放手让学生自己进行反复的实验探究。这种以观察为第一个步骤的实验活动给学生在接下来的实验活动中留下了相当大的创新空间,由此可见,观察能力的训练是实现实验教学创新的必要条件,教师一定要重视观察能力的训练。
二、尽量变教师演示实验为学生分组实验
按照实验主体区分,我们可以将物理实验教学分为教师演示实验和学生分组实验两类,相较于演示实验,在常规的物理课堂上,学生分组实验的形式往往比较少见,教师或是因为实验条件有限,或是因为担心学生的实验能力不足而很少开展分组实验活动,导致学生严重缺乏亲自动手实验操作的机会,使得相当多的学生只会“纸上谈兵”。新课改中,加强学生分组实验的有效实施是改革的重点区域,教师要在实验条件允许的情况下尽量变教师演示实验为学生分组实验,物理教材中一些较为简单的实验都可以稍加改动让学生以分组形式进行实验。当遇到一些具有一定难度的实验时,为了保证学生分组实验的质量,教师可以事先将实验任务布置给学生,这样可以让学生提前预习实验,提前了解实验目的、实验原理与实验器材等。有了课前的充分准备以后,在接下来的实验操作中,学生才能做到心中有数,从而提高实验有效性。通过分组实验,学生不仅获得了亲自动手实践的机会,更重要的是,在分工与合作中,学生的团体意识和合作意识得到了有效锻炼。
三、积极利用多媒体工具开展实验教学
在现代化教育进程中,多媒体信息工具的运用已经越来越普遍。在物理实验教学中,我们在对实验教学内容与实验教学形式等进行创新的同时,还要注意对实验教学工具进行创新,多媒体工具就是一个非常好的选择。以多媒体为工具的实验教学分为两种形式,一种是以多媒体工具作为辅助手段优化传统的实验活动,例如,当传统的实验活动在可观性上比较差时,教师就可以利用多媒体工具对实验过程进行整体放慢、局部放大、重点回放等处理,达到提高可观性的目的,这样就能够有效弥补传统实验器材的不足,强化实验教学效果;另一种是完全利用多媒体工具进行模拟实验。这类实验一般都是一些课堂环境不具备实验条件的实验活动,如一些有毒的实验、需要多次重复观察的实验、微观粒子实验,等等,这些实验在课堂上是无法完成的,我们只有通过多媒体模拟的方式才能将实验过程直观地呈现给学生,这样既可以拓宽实验的范围,又可以提高实验效率。
四、重视实验方法的总结
在实验活动中,如果学生总是按照事先设计好的实验目标、实验方案开展实验活动,永远跟着既定的步骤进行学习活动,就永远无法实现超越和创新。授人以鱼,不如授人以渔,事实上这其中就包含创新,这是因为学习者通过学到钓鱼的方法而创新地捕到了鱼。在实验活动中也是如此,如果学生能够通过实验活动习得一些实验的方法,这样当下次再遇到类似或者具有相关性的实验时,学生就可以运用自己掌握的方法创造性地解决新问题。因此,在实验教学中,教师一定要引导学生重视对实验方法的总结。例如,在做完测平均速度的实验以后,教师要带领学生及时总结此次实验中采用的方法是控制变量的方法,这样以后学习密度的知识时,学生就能够运用之前学过的控制变量的方法完成测试物体密度的实验[1],这种举一反三的方式本身就是最好的创新体现。
新课改下实施创新化的实验教学既是新课程改革本身的要求,又是物理学科自身发展和学生发展的要求。初中物理教师要紧紧把握新课改的趋势,努力把创新融入实验教学的各个环节,让创新的血液流淌在实验活动的各个环节,让学生的创新意识与创新能力都得到有效强化。
参考文献:
[1]阮青.新课改视阈下初中物理实验教学创新路径探究[J].新校园:上旬刊,2014(9).
关键词:实验教学;有效教学;改革拓展
物理实验把深刻的科学知识蕴藏在丰富多彩的实验现象中,让学生在枯燥的学习中找到乐趣。初中物理包括演示实验、学生实验和课外实验等。在以上几种实验中,学生虽然接触最多的是演示实验,但是却对学生实验最感兴趣,因为在学生实验中,他们可以自己动手做实验,可以满足求知愿望。但是,由于受农村中学办学条件的限制,实验员配备不足,加上农村中学的学生在阅历、见识方面落后于城市学生,所以,往往最让学生失望的也是学生实验。实验的改革我认为应该先从学生实验开始,在有限的条件下,通过实验的有效教学,满足学生更多的需求。
一、抓好实验入门,培养学生良好的习惯
我们一开始做学生实验就强调实验室规则并制定合理的纪律,培养学生良好的实验素养和习惯,比如,完成预习、遵守仪器使用规则、爱护实验器材等。今年我担任两个班的物理教学,每个班的学生都超过50人,实验分组12组,每组4位或5位学生。在实验室里,好奇的学生大声交谈,使我无法讲清实验步骤,特别是在做电学实验时,学生非常感兴趣,都想自己动手连接电路。但是电流表、电压表比较陈旧,经常出现接触不良,没有示数等现象,我经常被学生追着来问为什么,课堂纪律比较乱,实验也达不到预期的效果,后来我想到了用多媒体平台来辅助实验教学。
在上实验课前,我先将实验的目的、原理、要求、步骤、注意事项等信息呈现在屏幕上,让学生按要求完成,教师来回巡查,解答学生问题。在实验进行一段时间后,让学生完整观看实验操作的视频演示,而且还把每一个实验演示按主要步骤分开,让学生可以通过视频对比实验操作步骤,找出自己的实验问题所在。对于比较难操作的实验,利用课件就会好办很多,在实验前,先给学生看课件,熟悉实验的操作,特别强调实验容易出错的地方,以便学生在实验错误时可以得到及时的纠正。
二、交叉搭配分组人员,让实验顺利有序完成
农村中学中,由于受实验条件的限制和分组人员较多,在分组实验中,一般认真动手做实验的都是成绩好的学生,认真观察做记录的是成绩中等的学生,而成绩较差的学生大多数都是无所事事。这样,即使完成了一个实验,也没有达到人人动手的目的,反而使一部分学生不敢接触实验。针对这种情况,我对实验分组进行了调整,让学生交叉搭配,所谓交叉搭配是将学习好的学生搭配成绩差的学生,并由成绩好的学生担任小组长,负责实验的指导和数据的记录和处理,成绩差的学生先动手做实验,成绩好的在旁边指导。一开始进展得也不是很顺利,成绩差的学生放不开,不敢动手做,我就鼓励他们,跟他们说做错了没关系,下次就不会错了,增强他们的自信心。最后再由成绩好的学生当小老师,做一次实验示范,这样每个学生都有了动手的机会,达到人人参与的效果,这也有利于提高学生的学习兴趣和学习成绩。
三、重视小实验,调动学生的学习兴趣
在日常教学实践中,我体会到,重视教材中小实验的教学,既有利于巩固知识,提高能力,还容易引起学生的兴趣,这对全面提高物理教学质量具有重要的意义。把握住对小实验教学的机会,通过学习体会亲自制作和实践的乐趣,就可激发兴趣,认识到物理知识在实践中的应用,从而激起他们学好物理的信心。我将课本中一些有趣的小实验带到课堂上,制订实验方案,进行实验。比如,讲到“大气压强”这一章,我问学生如果在杯中倒入半杯水,上面用纸盖住,用手掌压住纸把杯子翻转过来,杯中的水会不会洒出来?先让学生猜,一段时间后才演示,放开手,杯中的水也好,纸也好,都不会掉下来。即使水中放入一些木螺丝之类的小东西也没有关系。这是为什么?因为有大气压。如果学生不信,可以叫学生来做这个实验,注意实验的技巧。这样一种自助式的小实验,受到了学生的大力欢迎,使得实验教学有效进行,既满足了学生的好奇心,也让他们学习物理的能力得到提升。
四、利用课后实验,让学生学以致用
学生实验不仅仅局限于学校的实验室,毕竟在实验室里做实验的机会并不多,时间也不长,对于动手能力强的学生可以建议他们回到家动手做实验,让他们利用在家的课余时间,对课堂上的知识进一步了解和掌握,让在课堂上遗留下来的问题得以解决,课外实验加强了物理教学与日常生活、生产的联系。物理中有的概念、原理比较抽象、枯燥,小实验、小制作起到了联系物理内容与日常生活的作用,使学生感到生动、有趣。如,小实验“纸锅烧水”,有的学生认为纸容易燃烧,用纸锅不可能把水烧开。多数学生由于好奇心的驱使对该实验比较感兴趣,回家后都亲自动手做实验。通过实验,不但证明了用纸锅能把水烧开,观察了水沸腾时的现象,而且加深了对燃烧的三个条件之一——“着火点”的认识。同时也使学生的学习兴趣得以维持。
五、拓展实验教学内涵,渗透爱国主义教育
教师应结合教材内容,向学生介绍我国科技的重大成果,培养学生的民族自信心。如,讲到“浮力”这一章,潜水艇是如何实现浮沉的,列举我国潜艇的发展历史,核潜艇在国际上处于领先地位;又如,讲到“神奇的升力”时,列举神八、神九与天宫一号的成功对接,神十成功发射,国产战机歼二十的研制试飞,中段防空拦截导弹的成功试射等处处彰显大国实力。通过将这些内容在教学中有意识地渗透,可以不断地激发学生的民族自信心。同时还要在教学中让学生明白虽然目前我国在一些领域内赶上甚至超过世界先进水平,但在许多方面,我国一些技术与世界先进水平还有一定的差距,如战斗机的发动机的研发仍处于较落后阶段,从而使学生产生为中华崛起和祖国腾飞而勤奋学习的急迫感和责任感。
就目前我国农村中学教育的现状,要想在短时间内大幅度地提高实验教学的有效性是不可能的。物理课堂的教学效果,只有在长期不断的实验、改革、创新和拓展中得到改善,实验课的教学有效性是我目前研究的主题,现已取得初步的成效,我会继续坚持探索,为物理教学带来更广的实验空间及更好的实验效果。
参考文献:
[1]崔秀梅.初中物理新课程教学法.首都师范大学出版社,2004.
[2]邢耀刚.新课程背景下初中物理实验教学刍议.中国现代教育装备,2009(01).