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一、物理教学中虚拟实验教育的现状
(一)了解虚拟实验
在我国虚拟现实技术起步较晚发展时间比较短,现在的研究均与发达国家有一定的差距和技术的差别,虽然找些年我国许多高校和公司也在进行虚拟现实技术的研究并开始运用于教学。但虚拟实验发展力度是不够的,所以国家科委国防科工委部的重点攻关项目已包含了虚拟现实技术的研究,现在我国建设了虚拟现实技术与系统国家重点实验室进行研究,利用开发应用系统来进行物理虚拟实验教学。在物理教学模式、教学设计方面的虚拟实验不足之处在于欠缺对课程内容的考虑,尤其是理论研究以及实际应用的所遇到的阻碍。因此,调查了解学校实施物理教育的过程中培养学生的物理运用能力,虚拟实验教育对改善提高学生的综合能力和动手能力,以及物理教育虚拟实验的环境问题,都是了解现状所必须的条件。
(二)物理教学中虚拟实验教育的现状
近年来提出的新课改对物理实验教学的要求普遍提高、包含量也加大了,虚拟实验的实验设备在学校投入许多的技术和资金,还有些县城或乡村的学校没有条件,所以物理实验教学还是得不到重视和发展。一直以来物理实验教学的主要目标是掌握科学实验的研究方法和运用技巧,掌握实验的最终得出的物理原理是没有在实验过程中的技术重要的。本文认为在实验教学过程中,教师只重视实验结论阐明而不注重实验方法的渗透是不正确的选择。例如实验内容单一、趣味性少、缺乏活力,在初中物理实验课程中尤其是测量型实验极为枯燥。
现今我国经济发展虽快,但也有需要进步的地方,尤其是城乡差距大的问题。如果没有实验设备的配套设置,那么无论教师的教学设计如何合理实验教程也是没有用的,缺乏实验设备的实验是无法展开教学的。但由于乡镇学校的实验设备短缺问题尤为严重,实验设备短缺、设备老旧大部分实验只能做黑板实验而不能进行实验,由这些情况总结出设备问题一直是制约初中物理实验教学的问题。因此应该加大对农村、乡镇教育资金的投入、设备的配置和技术的支持,努力改善实验教学发展和进步。
二、初中物理虚拟实验的加强策略与发展方向
(一)初中物理教学中教师加强虚拟实验教育的方法
教师要结合具体的虚拟实验教学特点,根据课程、内容的差异来具体的思考虚拟实验教学模式。物理虚拟实验教师应重视虚拟实验教育的方法,要拥有针对性的教学模式来教育学生。学校树立科学的教学观念为构建虚拟实验教学模式提供更高的保证,让虚拟实验教学实施者和虚拟实验教学管理者有组织、有纪律的配用先进的实验教学设备。因此要充分运用已有的教学条件,合理的录用先进的科学技术建立相应的虚拟实验教育方法,另外合成一系列的虚拟实验教育教学模式。物理教师在虚拟实验教学过程中适当地运用计算机信息、多媒体技术和网络技术,可以将科学教学内容与先进的物理知识传播给学生,为学生创建更多有利物理实验操作学习环境。
(二)虚拟实验在初中物理教学中的策略
目前初中物理新课程标准的基本教学理念是非常明确的,其中就包括了培养学生的科学探究能力和实践运用能力。学校探索开发虚拟实验与初中物理实验教学整合,这方面的教学模式还没有可供参考现成的教学模式或者教学经验。但可以在深入剖析教学设计的模式运用在虚拟实验教学上,还可以解释信息技术与课程整合的相关教学模式的基础上探究实验,再结合现有的教学经验进行新的教学更改。教师重要的基本素质之一必须包括教学设计能力,教师的教学效果的关键在于设计能力。通过前期的教学设计将教学理念很好地运用到教学实践当中进行实验练习,不断寻找合理的教学模式应用于实验教学的教学,再根据教学的信息反馈和建议,修改教学模式、完善教学模式、提高教学意义,然后提出虚拟实验与初中物理实验教学整合的教学策略。
三、总结
总的来说虚拟实验就是为学生的打基础的关键课程,物理虚拟实验的教学方法是让学生汲取知识的关键。根据虚拟实验授课基本要求,让初中广大一线的物理教师应该改变目前的状态,转变以前的教育观念实行新的符合学生需求的教学观念,教师必须关注学生的发展和学习状况,所以应该转变学科本位的观点平等对待每一学科的学习。学校教师要增加参加培训熟悉虚拟实验教学软件,然后充实自身教学设计的理论知识为更好的教好学生而准备。希望采取多形式的的上课方式让学生对自己动手做实验感兴趣。在真实的步骤中交给学生物理知识,利用良好的的教学环境合理地应用虚拟实验的优势,引导学生学习操作实验步骤,同时可以提高虚拟实验与初中物理实验教学的整合程度。
参考文献:
[1]邢如玲. 虚拟实验在初中物理实验教学中的应用策略研究[D].东北师范大学,2011.
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[3]陶红艳. 初中物理实验教学平台应用有效性研究[D].东北师范大学,2012.
1. 注重演示实验之前的准备工作,确保演示实验的成功
实验仪器都是学生首次接触,如刻度尺、天平、电压表等,教师要着重指导学生识别仪器的规格和性能,看说明书。弄清:测量范围;最小刻度;零点及其调节方法;使用方法。只有掌握以上四点,才能保证实验精确的完成和仪器、人身的安全。
演示实验作为一种教学手段,是教师备课的重要内容,需要我们认真研究和准备。有个别教师轻视课前准备工作,结果造成演示失败或出现意想不到的情况,以致在课堂上手忙脚乱,再“强行”让学生接受结论,这样不仅教学效果不理想,还使学生不能形成正确的结论,所以教师在课前首先要准备好与实验有关的全部仪器、材料,在课前反复操作,直到熟练地步;对于在实验中可能出现的故障做到心中有数,并能及时排除。
2. 注重演示实验的规范性
在演示实验过程中,给学生正确示范、巧妙引导、认真观看、细心讲解非常重要。
(1)演示实验中操作的规范
操作规范是指教师在使用仪器、连接和装配仪器及演示现象时要准确。例如,在使用托盘天平时,取用砝码、移动游码必须用镊子夹取而不能用手拿;电路的连接应先接线路后接电源,拆卸时先断电源后拆线路等。教师的一举一动都会给学生起到潜移默化的作用,教师的规范操作,不仅是实验成功的前提,还能使学生养成严谨求实的良好习惯。
(2)演示实验中语言的准确
教师在介绍实验仪器,阐述实验过程和总结实验结论时,语言必须准确。否则,会对学生正确认识仪器、形成概念产生不良影响。随意更改仪器名称,如将滑动变阻器称为电阻器。将类似仪器混淆,如将弹簧测力计称为弹簧称等。
(3)演示实验中让学生参与进来
为了充分发挥学生的主体作用,在设计演示实验教学的过程中,可让部分学生配合教师一起完成实验,条件许可时,将演示实验改为学生实验;课外小实验更是学生操作的天地,如在学习量筒、弹簧秤、天平等知识后,可布置小实验自制量筒、橡皮测力计、天平等,学生的积极性一定会很高。将某些课堂演示实验改为让学生配合演示或边学边实验,效果一定会更好。 转贴于 例如,在学习“浮力”内容时,我将教材上的演示实验改为学生边学边实验,每个桌上发了一块形状规则的正方体木块,让学生将木块投入烧杯中,然后设法将木块按入水中,有意识让学生感受“浸在水中的物体受到水的向上托的力”,这样,对教材关于“浮力”的定义就领会更深刻了。再引导学生做其他实验,并增加了“用弹簧秤称物体在空气中的重量后,让学生用手向上托物体,观察弹簧秤读数也会减小”的实验,使学生进一步体会到:不仅浮在水面上的物体受到浮力,浸没在水中的物体也受到浮力,对浮力产生的原因更容易接受了,同时还领悟到浮力的大小可以用弹簧秤直接来测量,即F浮=G空-G水。因此在教学设计中就应该思考哪些演示环节可以由学生参与,由哪些学生演示,培养学生哪方面能力,学生的参与可以提供给其他学生哪些有用信息,通过这种合作化教学理念的设计,使某些物理现象、物理公式、定义在教师的指导下自己建构出来,充分调动全班学生积极思维和对所学知识的理解。
(4)做演示实验时,要注意引导学生分析实验
有些问题,即使教师从理论上说明了,学生也难以接受。教师可以先演示,再分析。例如,把船上的石块放入水中,液面如何变化?教师可先通过演示实验让学生一眼就看出“液面下降了”这一现象,然后再让学生从理论上阐述“下降”的原因,会收到事半功倍的效果。在学生获得感性知识的基础上进行理论分析,这样就顺理成章地达到一定理性认识的高度,从而取得比较理想的教学效果。
3. 注重变验证性实验为探究性实验
初中物理演示实验可分为验证性实验和探究性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但学生的思维能力和创新能力得不到锻炼和提高,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探究性实验对培养学生思维能力、创新能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵。”因此,在教学中可把一些验证性实验变为探究性实验,引导和启发学生参与到演示实验的全过程,让学生亲身经历和体验丰富的探究活动,逐步领悟科学探究的基本思想和方法,从而使学生由学知识变为探索自然规律,变被动学习为主动获取知识的目的。
4. 注重合理运用多媒体,优化演示实验教学
有些实验是科学家在特定条件下完成的,教师不可能在课堂上进行演示,只能借助图片、文字来表述,让学生通过想象在头脑中再现,如原子弹爆炸、“神舟七号”飞天等场面。但是,若用多媒体,则可顺利再现其壮观场面,让学生获得更多的感官刺激。学生仿佛身临其境,从而激发爱科学、爱祖国的热情。又如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时间和空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生加强认识,理解透彻。
5. 注重演示实验后的反思
一、直观演示是展示教学目标的好方法
在物理教学中,首先要让学生了解学习目标,也就是在某一课或某一单元的教学中要揭示哪一条物理规律,必须要让学生了解,使学生产生具体的学习目的,引发学习动力。这一过程人们常常称之为展标。展标的目的不是逢场作戏,也不是为了应付完成这一固定的教学环节,而重要的是要通过展示目标使学生尽快地认知目标,以便迅速地进入学习状态,这才是展标的目的所在。以往在物理课堂教学中,利用小黑板或投影仪将目标写好,让学生去看,或给学生讲目标,说目标,这些方法固然可用,但往往对学生刺激不大,引发的学习动机也不够强烈。在展示目标后要使学生产生强烈的求知欲,并不一定要直接告诉学生本课应掌握什么,识记有哪些,学会应用的有哪些,共有几个知识点。因为对于未接触的新知识来说学生根本还不知道是怎么回事,这些知识对于他们来说还是陌生的,所以展示的作用就会相对降低。而应用直观演示实验展示目标,可以使学生清楚地看到某种现象,这些现象对于他们来说尽管也是陌生的,但这是他们亲眼看到、亲耳听到、亲手摸到的,可引发强烈的好奇心。好奇心的出现,是学习动机的源泉,是他们认定目标的基础。在已有的事实面前,他们很自然地就会出现弄清现象发生原因的心理反应,这时教师给以适当的点拨就可展示出较为清晰的教学目标。而且利用这种方法展示的目标学生易于认定。
例如:在进行“光的折射”一节教学时,为了展示目标,可用一不透明的空水槽放在讲桌上,然后将一把锁或学生们非常熟悉且能沉入水中的小物体放入水槽(注意放入时不要让学生看到什么),可问学生看到水槽里放的是什么?学生们在水槽壁的遮掩下是看不到的,此时向水槽内倒水,让学生注意看,随着水位的升高,首先是前面的学生看到了物体,当水槽即将满时后面的学生也看到水槽内的物体了。此时学生们会感到十分惊奇,为什么会出现这种现象呢?然后告诉学生,是因为原来没有水时物体反射出的光是直的,水槽壁挡住了进入你眼睛的光线,当然就看不到了,倒入水后物体反射出的光经过水面时拐了个弯,这时的光能进入你的眼睛,你就能够看到了。那么光经过水面时拐弯的现象是折射现象,然后我们就来了解光的折射现象和研究光的折射规律。这样既展示了教学目标又激发了学习动机,为后面折射规律的教学铺平了道路。
这种方法是通过演示所出的现象给学生设疑,创设情境,学生自然地进入状态。整个教学过程流畅,不会在展标的环节上有贴膏药的感觉。当然展示教学目标的方法很多,要根据教学时机学习内容等具体情况而定。展示目标往往是教学的开始,而学生认定目标需要教学的全过程。展示目标是教师行为,而认定目标是学生行为,展标是为认标服务的。
所以用何种方法展示目标尤为重要,在物理教学中利用直观演示的方法应该说是一种好方法。
二、直观演示是培养学生观察能力的重要途径
在物理教学中,直观演示是培养观察能力的最基本的方法,在教学活动中,有着不可替代的作用。我们所学的任何一部分物理知识,任何一个知识点都是客观事实的产物,为使学生能够尊重知识、尊重客观事实,教师根据教材内容设计某个演示实验,在演示中教师通过引导指明要观察的现象,从而激发学生激情,提高学生的观察力和想象力。其二是教师的示范作用,演示实验大部分是教师边引导边操作。学生通过观察到的实验技能和操作方法,为学生进实验室进行独立操作铺平了道路。学生将来在实验室无论是搞验证形实验还是搞开发性实验,都会以教师演示实验时的操作方法和观察方法模仿进行。其三是教师的指导作用,在做演示实验时教师由于具有较为丰富的经验,一般对实验能够预测出可能发生的异常情况和实验中的干扰现象,从而边操作边讲明可能发生的意外情况的原因,使学生不致于因干扰而使观察结果失真。这样在演示的整个过程中都蕴含着对学生观察力的培养。不仅使学生学到了实验技能,而且使学生学到了操作方法以及利用辩证的观点去观察事物的能力。所以说直观演示是培养学生观察能力的基础,同时也是培养学生观察能力的重要途径。
三、直观演示是培养创造型人才的重要手段
在物理教学中,直观演示是引导学生创新意识最基本的手段。学生创新意识的萌生必须要有教师为其埋下创新意识的种子。直观演示在学生看来本身就是一种创造。
关键词:初中物理 交互式教学
新课程改革提出“一切以学生的发展为本”,确立了学生在教学过程中的主体地位,改变了传统教学中的师生地位和作用,从而把教师也从一个“教书匠”转变成了帮助学生学习的管理者、组织者、引导者,学生从之前的被动接受知识者转变为主动学习知识者,从之前的“听知识”转变为通过与教师、同学、教学内容三者之间发生交互后获得知识、感悟知识、最终完成对知识的建构。相比较于传统的“传授―接受式”的教学方式,在新理论的指导下、新课改的要求下,如今教师、学生与教学内容(或教学媒体)之间不再是单纯地单向方式,而应该是双向,甚至是多向的交互方式。交互式的教学方式增加了教师与学生、学生与学生之间对话的机会、平等了师生之间的地位,使得学生真正成为了学习的主人。当学生有了主人翁的意识后,学习的兴趣和参与学习的热情都会受到不同程度的激发,使得教学的有效性得到提高[1]。
1、交互式教学方式的原则
1.1课堂教学更民主和开放,给学生充分的时间和空间
学校教育教学的重中之重是培养适合社会发展的人才,即培养出来的学生除了具有基本的知识之外,还要具备善于合作与交流的能力,具有责任感的观念。但是要培养这样的学生以教师的“满堂灌”的说教方式是不可能实现的,而是应该给予学生更多讨论的时间和互动的空间。教师应该给学生更多表达自我,更多与同学、老师交流的机会,使学生在“做中学”,在实践中习得知识的同时,自信心、成功感等情感方面也得到发展和提升。
交互式的课堂上应该更多的体现民主和开放,充满民主和开放的课堂意味着能承认多元的价值判断,意味着无论学生差异如何,每个同学都能够,也应该参与到学习中来。而教师要本着这样的信念:经常不参与的学生慢慢会失去对学习的兴趣和关心。所以物理课堂上应该充分利用物理教学中大量的实验教学,让所有的学生参与到实验的操作中来,让他们的五官都动起来,不要排除任何的学生,以防使得他们失去学生的兴趣。
1.2教师的经验和示范是与学生进行交互的一种方式
心理学的研究表明,学生的学习是一种心智的活动,没有思维的学习并不是真正意义上的学习,这点我们古人早已有之,“学而不思则罔、思而不学则殆”。而思维的动力来源于问题的提出。当学生在学习中遇到问题时思维就开始了。在传统的物理教学过程中,知识的传授是通过教师讲解、分析,然后把结果灌输给学生。之后学生能够通过“依葫芦画瓢”的方式解决相同或类似的问题,但这对学生的思维能力的提高和个性的培养是没有实质性的意义的。古希腊哲学家柏拉图曾说过:“奴隶之所以为奴隶,乃是他的行为并不代表他自己的思想,而是别人的思想”。因此在交互式教学过程中,教师要善于用自己的经验为学生需要学习的内容创设适合的情境,同时通过教师自己的示范为学生的学习树立一个榜样,达到激发学生的兴趣,鼓励学生通过动手实践参与到学习中来。学生在交互式教学过程中所得到的除了知识之外更重要的是经验。而交互式的教学方式遵循了美国教育学家杜威的“做中学”的思想,把学习过程变成了解决问题的过程,实现的不单是知识的积累,更重要的是经验的积累[2]。
2、交互式教学方式的策略
2.1结合课本知识,师生合作发现和分析问题
在现阶段,学生所接触和涉及的物理知识主要来自课本,这种单一的信息来源容易造成学生的思维狭隘,迷信书本和权威,囫囵吞枣,照搬课本结论。教师受到诸多条件的限制又很难直接介绍或引用更多的物理知识作为教学依据,因此只能围绕课本来进行教学设计。不过,要重视学生本身所掌握的各种生活物理知识,可能是严谨和科学的,也可能是模糊的。教师就要在这样的情况下,把课本上的新知和学生已有的旧知相结合,帮助学生形成正确的基本物理概念和知识结构。交互式教学方式主张:一方面,教师要在了解课本,结合生活实例的基础上,引导学生去发现问题而不是由教师提出问题然后让学生解决,亦即把“设疑”放在“寻疑”之后。
2.2确立关于交互式教学的评价体系
任何一种教学模式的过程和效果都必须能够评价,以达到无论是在形式还是在看内容上推进其不断发展。由于不可能在每课时中都完整和全面地反映出既定教学目标与实效,更不可能在短期内就结出科学素养的硕果,因此有必要破除以往急功近利的指导思想,改变对课堂教学的评价标准。根据交互式教学方式的特点,在制定评价标准时,除了能反映出学生基本的学习情况外,还要能反映出以学生的发展为本的促进要素及其内容,即更多的关注学生素质提升方面的评价。但在实践中会不可避免地遇到相冲突的地方,因此需要更多、更长的时间来进行改进,需要更多的专家来进行“会诊”。在物理教学中,制订一套完整明确的评价目标和体系,能很好地帮助物理教师在学生钻研、探究精神和科学素养的培育方面不断总结、反思和前进。
2.3以物理现象为核心,师生共同展开讨论和探究
“物理来源于生活”,生活中的各种各样的物理现象是学生在学习物理知识过程中的切入点。中学物理教科书是主要的知识来源,但在学习新内容的时候教师有必要补充一些先前学习过的知识或者与探究内容相关的理论知识,让这些知识作为师生进一步讨论和探究活动的“垫脚石”,也为学生进一步思维铺好阶梯,让进一步讨论的问题在学生的“最近发展区”内,让学生踮一踮脚就能摘到成功的“果实”。在组织进一步讨论和探究学习活动时,教师首先必须给学生确定明晰的学习目标及其指向,不要拘泥于传统的“双基”要求,而是利用丰富的物理资源,着力培养学生的探究精神和科学素养。
3、结论
总之,交互式教学方式是顺应了新课改“一切以学生的发展为本”的教学理念,立足于改善教学过程、提高教学效率、促进学生发展的一种教学方式。
参考文献:
一、教师要充分发挥主导作用
1、做导游,引导明确目的,弄清原理和策略。
导游的任务是为游客提供服务:向导服务、讲解服务、处理团队中的突发事件等。我们这里的导游任务也大同小异,是为学生提供指导,指导学生明确实验目的,弄清实验的基本原理和基本策略。此过程中,教师作为引导着学生徜徉于知识海洋的导游,既要告诉学生知识的要点,也要让学生有自我发现的乐趣。既有有组织的指导预习,也应让学生自主学习与本实验有关的知识和策略。
2、做工程师,精心设计实验,细心选取器材。
实验的设计和选材,可是联系到本节实验课的效率是否高的关键因素之一。如何在不长的一节实验课上尽可能收获更多的细节,实验前的精心设计是不可或缺的一步。这就需要作为物理教师的你作一个非凡的工程师,精心设计学生的实验过程,并根据实验细心选择适合当下学生需要的实验器材。
实验的设计包含的要素较多:①注重实验策略;②尽量减小实验误差;③设计的步骤科学可行;④符合初中阶段学生的认知规律等。
3、做导师,纵论实验得失,升华实验成果。
实验的及时总结,可以说是至关重要的。此时就是作为学生学习上的导师发挥作用的时候啦!
二、创建适应当今教育形式的物理实验课教育模式
1.自制仪器模型增强演示效果,增大演示可见度,激发学生学习物理兴趣。
在中学物理教学中,演示实验是使学生对教学内容获得直观感性认识的重要手段,是建立概念和规律,理解和掌握物理知识不可缺少的环节。一个成功的演示实验,不仅有利于激发学生学习物理的兴趣,也有利于加深对书本知识的理解。
2.鼓励学生自主探究,培养学生的创新能力。
教材上的探究实验是对一些重要定律和原理让学生进行探究并得出结论。但在实际教学中,有的老师却不敢放手让学生去主动探究,而是替学生设计好实验步骤甚至做成演示实验,学生成了旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。
关键词 初中物理;实验教学;教学设计;信息技术
中图分类号:G633.7 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)07-0140-02
1 前言
物理是一门以实验为基础的自然学科,所有物理理论知识都是通过实验验证而得出的[1]。物理实验不仅有助于激发学生探究世界的欲望,而且有助于培养学生的动手操作能力。为了进一步拓展物理课程资源,增强实验的趣味性和实效性,培养学生的创新意识和创造能力,物理教师在设计实验方案和实验教学方法方面应努力创新。
2 增强初中物理实验教学设计效果的策略
实验是物理教学的重要内容,为了增强实验教学效果,帮助学生更好理解物理知识,培养实验探究能力,必须要优化设计实验教学。
结合生活实际情况调整实验教学内容 结合生活实际实施教学,是新课标提出的具体要求。因为学生的年龄等因素,他们对物理知识的理解与把握并不深入,只有将物理知识寓于生活实践中,让学生感觉到物理知识的实用性,才有助于激发学生的学习兴趣。
如在教学“串联和并联电路”时,在教师的引导下,已经得出“串联电路中电流相等,各导体两端的电压之和等于总电压”这一结论,此时,教师提出串联电路具有“分压”的作用,并创设这样一个生活情境:同学们都住在楼房内,那么有些楼道内的灯泡经常烧坏,修电路的师傅说是电压不稳造成的,后来电工师傅就同时接了两个灯泡,虽然没有以前亮,但是灯泡烧坏的情况明显变少了。这与学生的实际生活联系紧密,他们听得饶有兴趣。
教师要顺势让学生针对这一问题展开讨论,并及时修改实验内容:取来两个灯泡,将其中一个接到家庭电路中,让学生观察灯泡的亮度;然后串联一个灯泡到电路中,灯泡的亮度明显变暗了。学生纷纷露出惊讶的眼神,此时开始畅所欲言,有的说虽然采取串联方式可以分压,但是灯泡明显变暗了;有的说自己家的一个开关同时控制七个灯泡,但是亮度并没有变暗。随即教师可以根据学生的发言引导他们深入讨论:家中的几个灯泡到底是不是串联?它们各自有何特点?然后在下一节课上进行讨论。学生的积极性非常高涨,为自主探究学习奠定了基础,启发了他们的物理思维意识。
对原有的器材化整合,突破教学难点 随着学校装备投入的增加,很多初中学校的物理实验室器材配备日益齐全,教材中所涉及的每一个实验中所需要的器材都能够提供。久而久之,就容易形成“课本中需要什么样的器材,就选择怎样的器材”这种固定思维模式,缺乏一定的创新,虽说满足了实验教学需求,但是也在一定程度上制约了学生创新能力的发展。为此,作为初中物理教师,应该转变传统的教学思路,充分利用多样化物理实验器材,对其进行优化整合,融入创新思维意识,从而取得意想不到的教学效果。
如在教学“大气压强”这一实验时,由于初中生的抽象思维能力较弱,难以理解深奥的道理,因此,教师应积极发挥自身的主观能动性,为了证明大气压强确实存在,可以打破传统实验方法,利用“真空罩”、矿泉水瓶等器材进行重新组合,给学生演示大气压强的存在。具体步骤如下:
1)根据要求将真空泵和真空罩连接在一起;
2)用手挤压出矿泉水瓶中的空气并拧紧瓶盖,然后将其放入真空罩中;
3)接通电源后进行抽气,学生能够明显观察到被压扁的矿泉水瓶又重新恢复原状;
4)停止抽气,把空气重新注入真空罩,可以观察到矿泉水瓶再次变成挤扁状态。
通过这一实验发现,矿泉水瓶周围没有空气时就会鼓起来,而矿泉水瓶周围有空气时则成为压扁状态。通过这一实验现象得出:大气压强是真实存在的。这一实验的优势在于将原来用于不同实验的器材进行优化整合,可以充分发挥实验器材的多种功能,不但符合初中生的思维特点,而且能有效突破教学难点,取得理想的教学效果。
引导学生积极有效开展合作探究实验 探究式教学是物理教学中常用的一种教学方式,指的是让学生在好奇心的驱使下,围绕相应问题,集中精力开展内容丰富和形式多样的学习活动[2]。探究式教学是教师和学生双方都应积极参与的活动,要求学生在教师的指导下,像科学家一样进行自主探究和研究,并在这一过程中获得知识、提高技能,培养学生的综合发展能力。作为物理教师,要善于创设合情合理的探究情境,激发学生的探究兴趣,充分体现学生的主体地位,发挥自己的主导作用,培养学生科学严谨的实验探究态度。
如在教学“研究串联电路特点”内容时,可以采用分组探究的方法,让学生合作探究,通过学生探究,有一半以上的小组归纳总结出串联电路中电压和电流的基本特点。但是有个小组的实验数据基本上没有规律可循,另外两个小组测得的数据与电路特点相近,在交流过程中发现,由于受到没有总结正确结论小组的影响,后面的两个小组说:“通过我们的实验数据可以看出:在串联电路中,各个导体中的电流基本相等;串联电路中每个导体两端的电压之和,基本等于电路两端的总电压。”
其实,出现这样的情况是非常正常的,形成这种现象的原因有很多,比如连接电路时导线两端接触不良,或受到电阻的影响,操作不到等,都有可能导致实验失败。这时教师不要批评没有完成任务的小组,而是要对他们实事求是的科学探究精神予以表扬和鼓励,并指导学生分析实验失败的原因,激发学生继续探究的自信心。因此,通过合作探究实验打破传统教师做、学生看的形式,不仅激发学生实验的积极性,而且锻炼了学生的探究能力。
通过演示实验激发实验兴趣 进行演示实验的目的在于让学生仔细观察某种物理现象,从中探索出物理规律,以培养学生良好的逻辑思维能力。如果演示实验不够严谨,实验现象不够清晰,那么学生不但看不清楚,也不利于激发实验兴趣。如在观察液体温度、电压表及电流表读数的实验中,教师可以选几个学生上台观察并读出读数,将结果告诉全班学生;也可以利用投影仪将读数放大,让所有学生都观察清楚。这样的实验过程不仅方便了学生观察,也起到应有的实验效果。
物理实验一定要严谨缜密、科学合理,切忌草草了事。如演示“小孔成像”实验,实验所使用的器材较小,所成的像也小,后排的学生基本上看不清楚。为了克服这一缺点,教师可以选用一个较大的纸箱实施演示实验:将纸箱后面的纸板去除,前面割出一个直径为5厘米的圆孔,用不透明的塑料膜做成一个光屏,并将其悬挂在纸箱顶部,前后位置可以自行调节;然后将一块边长约为4厘米的正方形铁片,下端附带一块带槽的铁片,上面放置点燃的蜡烛,蜡烛可以在铁片上前后移动。这样就将原来的演示实验放大数倍,不但让学生感觉新鲜有趣,而且能保证每一位学生都能观察到实验现象。
因此,对于演示实验,教师一定要认真准备、仔细操作,确保实验一次成功。通过清晰、合理的演示实验,不但可以有效激发学生的学习兴趣,而且有助于培养学生良好的实验思维能力。
利用F代教学手段增强物理实验效果 义务教育物理课程标准中明确指出:“课程内容要与信息技术高度配合。”[3]可见,加强信息技术与物理实验的有机整合是必然趋势,也是实现素质教育改革的重要前提。在初中物理实验教学中需要进行很多演示实验,但是演示实验往往可视性较差,比如角度问题、距离远近等都有可能影响学生对实验的观察效果,这样就在很大程度上影响了演示实验的效率。而运用多媒体技术进行实验投影,则可以将实验现象与过程放大数倍,让教室中的每一位学生都观察清楚,提高实验的可视性,让学生更好地掌握实验原理,取得理想的教学效果。
如在教学“磁场”时,需要用到磁铁、铁屑、玻璃板等物品,然后对磁场的分布情况进行演示实验。在传统模式中,教师一般就是将磁铁放在玻璃板下,然后把铁屑均匀地撒在玻璃板上,用手指轻轻敲动玻璃板,让铁屑在磁场作用下形成磁感分布。但是在实际操作中,由于玻璃板是平面放置的,因此很多后排的学生无法观察清楚,必然会影响教学质量。而运用多媒体实物投影,只需将实物放置在展示台上,便可以将整个演示过程清晰呈现在大屏幕上,保证每一位学生都可以看得清清楚楚,从而深入掌握磁体的分布及变化情况。这样一来,可以有效提高演示实验的可视度,不但能够节省教学时间,而且有助于提高教学效率。再如在教学“光的传播”时,学生无法充分了解日食与月食的形成过程,此时教师可以用多媒体加以演示,让整个过程变得形象与生动。
因此,很多物理知识比较抽象,依靠传统实验教学方式,难以在学生脑海中构建清晰表象,不利于学生对知识的理解和掌握;通过借助计算机多媒体技术,化抽象为形
象,让知识变得形象具体,跃然于纸上,促进学生对知识的理解,有效弥补传统实验教学的不足。
3 结语
物理是一门以实验为基础的学科,要用直观的实验现象说话,实验在物理教学中占据非常大的比重。因此,作为物理教师,要在不断地探究与创新中,做好实验前后的设计,并利用现代教学方法和手段,多管齐下,增强物理实验教学效果。■
参考文献
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[3]黄国泽.初中物理实验教学改革之我见[J].南方论刊,
2009(S2):121-122.
关键词:初中生物;观察能力
一、存在的问题
1、缺乏目的性与持久性
初中学生的兴趣、好奇心往往决定了在实验中的注意力,而不是求知欲占主导。这样就容易被无关的内容所吸引,出现看热闹的现象。最后用别人或课本的结论或凭空想象替代自己的观察,观察具有随意性和盲目性。
2、缺乏准确性与敏锐性
“精细”充分体现了生物学观察的特点,尤其像细胞的显微结构、草履虫活体的生理活动等须在显微镜下操作的观察。学生的观察缺乏准确性与敏锐性,在观察细胞结构时,错将气泡看成细胞,把显微镜里的异物说成变形虫,或不再进一步的观察细胞各部分的结构。
3、缺乏抽象性、概括性和思考性
许多学生观察中不加思考,常割裂了观察与思维的关系,不能明辨主次是非,观察缺乏抽象性、概括性和思考性。
二、培养学生的实验观察能力的方法
激发学生对生物实验教学的兴趣和充分调动学生学习的积极性,我们就应该从学科教学特点、学生自身发展的需要、社会需要出发,针对学生的实际,不断更新教学方式和策略,改进实验器材和实验方法,运用多种手段创造条件,综合利用各种教学方法,使班上不同层次的学生都能够在原有的基础上有所提高,帮助其积极主动、愉快活泼地学习。谈教育改革的今天,在实际操作过程中真正要落实探究式教学,关键之处还要改进我们的评价方法。在探究式性教学活动中,我们备课时,教学活动的选择和设计都必须是要以学生为根本出发点,把学生作为真正的教育的主体,使新教材的理念真正落实到每节课上而不仅仅是在公开课,教师应该尽可能为学生创造探究和实践的机会,让他们在学习中有开展探索性活动的广阔空间和充足时间,使学生能自主地投入到学习的过程中。因此对学生的评价方式也自然应该有所改变。在传统的期中期末的小结和总结性的评价外,在平时教学探究过程中的阶段评价显得尤其重要。我们可以结合探究过程,对他们学习的态度、方法、观点和结果等给予及时的客观评价,这样既有利于对学生进行全面、综合的考查,更有利于提高他们的学习效率。
1、明确观察目的和任务
教师在实验前,必须对学生明确目的或任务,并制定计划,然后仔细观察,提出问题,解决问题,引导学生围绕实验目标,保证学生注意力集中,培养学生观察的定向性,强化有意注意,以消除无意注意的影响,使观察有明确的目的。
2、细致观察,掌握科学方法。
教师要对学生进行全面指导,不仅让其抓住事物的各方面及其发展变化,更要全方位认识事物;要充分利用新教材设计的观察与思考、资料分析、技能训练等科学探究活动,有意识地培养学生的观察能力;要引导学生用科学的方法进行观察,纵横比较,同中求异或异中求同,从平常的现象中发现不平常的东西,从相似的事物中找出差异以及从差异中找出共同点或因果关系。例如:从头、胸、腹三个方面比较鳞翅目昆虫的分种。通过对比观察,学生更容易轻松掌握各科、种的生物特征。
3、培养科学的观察态度
多次观察,综合分析,排除多种因素的干扰来确保观察结果的科学性、准确性,避免偶然性。要求学生实事求是地描述观察到的现象,不局限于教师、教材及其他外界因素;要引导学生思考出现此现象的原因,从而进一步激发学生探究的欲望。
4、正确使用观察工具
生物现象的观察往往要借助于各种观察用具和技能,例如,要用显微镜或放大镜才能清楚地观察动植物细胞、组织及微生物等一些微小的结构。观察时要根据标本的不同属性,设计实验方法。在观察前,一定要使学生熟悉各种观察工具的使用和技能,规范操作,爱护各种观察工具,使学生顺利地进行观察,培养观察能力。
5、严格操作规程
实验对操作顺序要求很高。顺序的编排决定了能否得出正确的实验结论。反之,就不能达到实验的预期效果。所以,应要求学生必须注意到知识本身的逻辑性,注意前后顺序,进行科学的、切实可行的编排。例如在观察种子的结构时,要求学生先整体后局部,;先用肉眼观察认识种子的形态,再用放大镜观察胚的各部分的位置,分辨胚芽、胚轴、和胚根,在解剖观察时花的结构时,要求学生由外向内各个解剖。
生物教师要在实验教学中努力营造和谐、平等的学习氛围,积极开动脑筋,优化教学内容,灵活运用各种教学方法和教学手段,调动学生的兴趣,重视课外实践与调查,引导学生把实验与日常生活、生产实践结合,让学生用正确的方法进行观察,引导他们探索事物的本质。教师自身需要有先进的教育理念,运用科学的方法深入研究教育教学实践,并且把科学的方法具体的应用到实际教学实践活动中去。在教学实践过程中,教师要注重培养学生的创新思维、创新意识和实践能力,营造全新的教与学的环境,为社会培养出真正需要的有价值的人才。虽然其本身尚存在一定的缺点,并且在目前的教育形势下要广泛开展仍存在一定的困难,但新教材从内容上为探究性学习提供了素材保证。如果我们能够立足新教材,把握信新教材,以新课程理念为指导,规范自己的教学行为,启迪我们的教学智慧,推进课程改革,不断探索、不断努力改进,努力实现其所指引当代学生共同学习奋斗的目标。
参考文献:
一、注意激发学生的观察兴趣
众所周知,兴趣是影响学生学习积极性产生的最直接的因素和动力。从教育管理心理学的角度来看,在教学实践中,提高学生的学习兴趣对学生的求知活动将产生巨大的推动作用。它能很好地促进学生主动地去学习知识,研究、探索、发现问题。当学生在观察事物的活动开始时,往往带有一种极强的诱惑感和好奇心,那些新奇的、对生活有意义的知识和问题,正是兴趣和爱好产生的原动力。一旦学生对学习产生兴趣,就会充分发挥自己的学习积极性和主动性。在浓厚的兴趣下将形成刻苦钻研、勇于攻关的强大动力。孔子曰:知之者不如好之者,好之者不如乐之者。爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师。”教师在教学中,利用中外科学家的故事,介绍自然界中各种奇异的现象,比如通过做“浮力与密度的关系”、“大气压”、“苹果落地”与“牛顿发现了万有引力定律”等有趣的科学实验,引导学生注意观察实验中每个现象发生的过程,产生条件和特征。利用对物理实验现象的观察,抓住学生对事物变化产生“好奇心”心理特征,进而转化为求知的欲望。
应该重视培养学生观察物理现象的兴趣。鼓励和指导学生继续从哪些方面深入观察,作好纪录,同时说明所观察的事物跟哪部分知识有关,现在的观察对将来的学习有什么好处,效果可能好些,更可取的办法是教师争取主动,给全班或个别喜欢观察的学生布置观察作业,观察跟讲到的知识有关的物理现象、技术设备以及人们的某些活动等等。课本在某些课题后面编了一些观察性的题目,教学时可以根据情况提前布置给学生。
二、努力创造良好的观察条件
通过物理实验可以建立物理概念和规律、更好地理解和掌握物理知识,还能培养学生的观察和思维能力以及良好的学习方法。创造良好的观察条件是培养学生观察能力很重要的因素。在演示实验和学生实验中,对那些直观性不强的、可见度不大的、教师包办代替学生实验的活动,都不利于培养学生的观察能力。因此,在物理实验教学中,要为学生创造良好的观察条件。
1. 在实验课前,必须为当节课的实验内容做好充分准备。比如,在《电阻》一节实验教学中,当金属的电阻随金属的温度升高而增大的实验时,假如没有事先试做而想当然地用一般普通导线代替灯丝的话,就有可能导致实验现象不明显或失败。又如,在做气体热膨胀实验时,应选用背景衬托材料来加大实验观察对比度,增强可见度。让学生能清晰地观察带颜色的液滴在玻璃管中的移动现象,气体、液体的扩散等,这样能收到良好的观察效果。
2. 在实验中采用“替代”或信息技术辅助实验。在教学中,要遇见有些实验可见度不大是由于实验仪器本身的条件造成的,如在温度计读数变化的演示实验中,由于温度计太小不可能让全班同学都能观察到实验现象的变化。一是可以采用信息技术教学辅助实验,二是可以由演示实验改为学生分组实验,三是可以利用气温膨胀演示仪代替温度计。又如,在《磁场》一节实验教学中,采用课件教学效果就会非常理想。
三、指导学生制订周密的实验观察计划,明确观察目标
1. 在物理实验中要从物理现象中获得关于物质的组成、结构、性质及其变化等方面的感性认识,必须有周密的实验观察计划。这里,要根据实验对象制定观察计划和科学、合理的观察顺序,有利于弄清实验过程中的各个方面,把握实验过程中前后变化的联系,找出其中的关联和规律,突出实验教学的重点,保证观察的全面性。如,观察水的沸腾现象实验就可制订如下观察计划:(1)水开始加热,杯底和杯壁上出现许多小气泡,小气泡从无到有。杯底和杯壁有小气泡的变化。(2)水沸腾前小气泡脱离杯底和杯壁形成新的气泡,气泡上升到水的上层遇冷液化成水。气泡由小变大,再由大变小直至液化成水。(3)水沸腾时随着温度升高,气泡逐渐变大,升至液面后破裂,放出水蒸气。气泡破裂和水蒸气(实际是水蒸气遇冷液化成的小水滴)的形成。
2. 确定观察目标和具体内容。在物理实验教学时,一些学生觉得实验有趣和兴奋而忽略了观察实验的现象和变化过程,使教学达不到真正的目的,导致实验观察失败。因此,培养学生的实验观察能力必须有具体的实验教学观察目的。例如,在探究和了解液体内部压强时,就要确定观察液体内部压强情况的目标:一是将压强计金属盒放在水中的变化,二是改变金属盒深度后U形管中液柱高度差的变化。
四、培养学生正确的观察方法
1. 对事物观察的结论在于真实,实事求是既是观察的基础,也是观察的重要方法。在实验教学中,要求学生尊重客观事实,如实地记录实验中观察到的各种现象。
【关键词】观察能力;物理实验教学; 培养学生
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)21-
物理学是一门以观察、实验为基础的自然科学,物理规律都是在观察和实验的基础上,认真总结和思考得来的。观察是研究自然科学的最基本的方法。人们认识自然,总是从观察开始。“观”,是动用一切感觉器官去接受各种信息,包括耳闻、目睹、手摸、鼻嗅、舌尝。“察”,就是考察,了解事物,是用脑积极思考、分析。因此观察不仅要会“观”,还要会“察”,才能有所收获。任何实验都离不开观察,物理实验更是如此。通过观察获取的实验现象能激发学生的兴趣,启迪学生求知的欲望,从而提高学生的智力和能力,所以观察能力的培养与提高是整个实验教学中能力培养和提高的首要前提。
一、注意激发学生的观察兴趣
众所周知,兴趣是影响学生学习积极性产生的最直接的因素和动力。从教育管理心理学的角度来看,在教学实践中,提高学生的学习兴趣对学生的求知活动将产生巨大的推动作用。它能很好地促进学生主动地去学习知识,研究、探索、发现问题。当学生在观察事物的活动开始时,往往带有一种极强的诱惑感和好奇心,那些新奇的、对生活有意义的知识和问题,正是兴趣和爱好产生的原动力。一旦学生对学习产生兴趣,就会充分发挥自己的学习积极性和主动性。在浓厚的兴趣下将形成刻苦钻研、勇于攻关的强大动力。孔子曰:知之者不如好之者,好之者不如乐之者。爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师。”教师在教学中,利用中外科学家的故事,介绍自然界中各种奇异的现象,比如通过做“浮力与密度的关系”、“大气压”、“苹果落地”与“牛顿发现了万有引力定律”等有趣的科学实验,引导学生注意观察实验中每个现象发生的过程,产生条件和特征。利用对物理实验现象的观察,抓住学生对事物变化产生“好奇心”心理特征,进而转化为求知的欲望。
二、培养学生善于使用基本仪器的能力
基本测量仪器的使用,关键在于善于观察掌握使用仪器规则和操作程序。即:认识仪器――装置仪器――预备性调整――改变实验条件――观察测量、记录――整理实验仪器。在使用中应强调学生严格遵守操作规则和程序,培养学生以思维为指导、手脑并用、有条不紊的良好习惯和细心观察的习惯。例如:在引导学生学习托盘天平的时候,先引导学生观察天平的构造,了解各部份的作用,使用时,应当使学生理解为什么要检查天平放置是否水平,再调节横梁平衡,关键在于理解调节横梁平衡的标志是指针指在分度盘中央;而如果底座倾斜时,指针指在中央,横梁是不可能水平的。象这样在理解的基础上,让学生从正、反两个方面去实践,认识就更深刻。对于学生感到较难掌握的仪器使用,可采取用结合教学内容分散学生使用办法。例如:训练初二学生使用游标卡尺,可分四次进行;观察游标卡尺的结构、量程、最小分度值:练习读毫米整数的测量值;练习毫米以下的测量值;操作和读数的复习。每次一种,不断更新,学生也就不感到困难。对于重要的基本仪器,还要创造条件,反复使用,达到熟练。
三、培养学生严谨的观察态度
在指导学生进行观察的过程中,教育学生应具有尊重事实的科学态度,不可主观臆断。对观察的结果一定要坚持实事求是的态度,记录要真实,尤其是当观察结果与预期的有矛盾时,要查找原因,认真分析,切忌篡改结果。 还应使学生养成细心观察的习惯。不细心就不能进行深入地观察,就不能概括出事物的规律。有些实验过程中会有假象呈现出来,观察时要能排除假象干扰,一步一步从非本质的属性中把本质属性揭示出来,只有这样才能得出科学的结论。例如在观察“磁极间的相互作用”时,发现有时用一根条形磁铁的一端去靠近小磁针的同名磁极时,它们相互吸引了,这与“同名磁极互相排斥”的结论相矛盾。为什么会出现这一“反常”现象呢?通过细心的观察和分析,发现原来小磁针的磁性比条形磁铁的磁性弱的多,当它们靠近时,小磁针重新被磁化,在靠近条形磁铁磁极的这端出现了异名磁极,所以相吸了。
四、注意培养学生有重点的观察
认识事物,需要全面了解事物,从不同角度不同侧面来观察研究,抓主要事物的主要特性。在充分观察中,突出重点,分清主次,对关键性的重要的操作现象作重点观察,不受无关现象和部分的干扰。例如托里拆利实验:在大气压的作用下使竖直管中水银柱高出槽中水银面,管内管外水银面有一定的高度差,则部分学生可能认为大气压强的大小与水银柱的长度有关。此时,应该进一步观察当玻璃管倾斜一定角度后管中的水银多了一些,水银柱的长度增加了,但水银柱的竖直高度仍然不变,这表明与玻璃管的直立或倾斜无关。还有些同学可能认为大气压的大小与玻璃管的粗细有关,那就可以换用两支内径不同的装满水银的玻璃管重复上述实验,即会观察到管内外水银面的高度差都是一样的,这表明与管的内径大小无关。可见这个现象的本质是水银柱的竖直高度与大气压有关。此实验表明:作用在管外水银面上的大气压强支持着管内这段水银柱产生的压强等于大气压强。
总之,只要我们认真重视并切实加强了物理实验教学,给学生提供足够的实验参与机会,学生的实验能力就会不断得到提高;同时使学生的知识结构更趋完善,科学素养得以逐步养成和提高,才能让实验教学状况彻彻底底的“旧貌换新颜”,使物理教学质量真正的“更上一层楼”。
参考文献:
1、韩独石,中学物理实验中自制教具的优势[J],教学仪器与实验,2010年01期
2、张志芳,强化物理实验教学 培养学生综合能力[J],林区教学,2010年01期