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【关键词】:物理实验室 管理
中图分类号:G4文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)-08-0097-01
物理是一门实验科学。物理实验室是培养学生理论联系实际,掌握科学实验方法,提高学生观察能力和实践动手能力的重要基地。因此建立起一套行之有效的管理制度,优化实验室管理对学校物理教育和学生的发展都是至关重要的。
一、目前实验室存在的一些问题
1、在旧课程下添置的仪器设备使用率低
在购置实验设备时单纯地按《浙江省中小学教学仪器配备标准》来采购,而没有考虑新课程下物理实验的变化及课堂教学的需要,导致一些实验仪器的闲置,使用率低。
2、实验室的高素质管理人才较为缺乏
在传统教学,重笔试轻实验的影响下,大多数学校对实验室没有足够的重视,在实验人员的编制上相对随意。这就导致学校从事仪器设备操作和管理工作的专职人才较少。一些实验人员只是完成实验环节中物理仪器的准备工作,对仪器设备的性能、指标不够了解。
3、部分物理实验仪器老化,影响教学质量
实验室一些仪器设备过于陈旧,难以保证实验数据的准确性。但由于资金及采购方面的原因,又不能添置新的仪器,为了保证实验的开出率,这些陈旧的仪器设备又不能报废,直接影响实验教学的质量。
二、加强物理实验室管理的措施
加强学校实验室的管理,必须建立一套行之有效的管理制度。遵循“安全、规范、高效、开放”的原则,注重建筑设施、仪器设备、技术队伍与科学管理协调发展。
1、建立完善的规章制度,每间实验室都挂有学生实验守则、实验室仪器设备管理制度、实验室安全制度、仪器设备人为损坏、丢失赔偿制度,进入实验室的人员必须严格遵守,做到有法可依,有章可循。
2、对于实验室的安全,要求事无巨细,认真检查,尤其是水、电、门窗及易燃易爆药品,坚持下班前必检,平时多留心,杜绝事故隐患。
3、对于实验设备和材料的管理,要求帐物一致,做到账目清楚,有帐可查,专人负责。要定时检修,保证仪器处于正常备用状态,保证实验教学工作正常进行。比如南方地区梅雨季节,就特别需要注意检查仪器的防潮工作是否做到位。
4、对于仪器设备的使用,做到严格按规范操作讲解,指导学生进行实验。
5、加强实验室人员的业务素质,开展实验室工作讨论,交流总结实验室管理和建设经验。对于工作中发现的问题,要及时发现,及时解决。
三、充分开发实验室资源,更好地服务教学
在传统实验教学中,演示实验时,学生是观众,缺乏主动参与;即使是学生分组实验,实验目的、原理、步骤都是事先安排好,学生缺乏自,学生没有足够的观察、研究、思考的空间,实验很难激发学生的创造力和动手能力。如何调动学生实验的积极性,是优化实验室管理的一个重要课题。
1、实验仪器信息化管理
充分发挥校园网络的作用,向师生介绍物理实验室现有的仪器设备,及实验仪器的用途、使用方法等,构建查询系统和预习系统,充分利用实验资源。
2、开展实验创新活动
为了鼓励学生的创新思维,调动学生的积极性,在实验室现有条件的基础上,开展实验创新竞赛。这样,既可以将实验室一些闲置的实验仪器重新利用起来,同时又可以创造、改进物理实验仪器,使它更符合新课程实验教学的需求。
3、课外开放实验室
只有开放实验室,学生才可以随时接触、熟悉实验仪器设备,增加学生的动手机会,锻炼学生的操作能力。同时让学生感受实验室的氛围,激发学生实验创新的精神。
总之,实验室管理任重而道远,要求我们不断吸取经验,完善的实验室建设,为物理实验教学的顺利进行提供坚实的基础,为培养学生的创新精神提供良好的条件。
参考文献:
[1] 郑民伟,加强物理实验室的管理,提高物理实验教学水平
[2] 陈利昕、钟勇,普通物理实验室的管理与优化
[3] 陈春丽,实验室管理之浅见
1.书面考核
按照一般的常规情况,对高中物理实验的考核,主要体现在书面考核的试卷中,凡能纳入书面考核中的内容,都尽量放入书面考试中去。书面考核内容主要包括高中物理教材的17个学生实验和72个演示实验的部份知识,同时可能涉及到测量工具的使用方法和读数等方面的知识。学生实验知识的考核内容包括:实验目的、原理、所需的实验器材,实验的操作步骤,实验实物图的连接,实验注意点,数据处理和分析,实验结论,实验思考题等。
演示实验知识的考核内容包括:实验目的、实验器材名称及使用方法,实验现象及注重问题,实验结论等。把实验知识同其它物理知识编成一份考核内容比较系统的试卷,总分为100分,其中实验知识占20%―25%。并在规定的时间(120分钟)内要求学生独立完成。书面考核结束后,教师及时阅卷,对学生在考核知识中出现的问题,及时采取恰当的措施、查缺补漏,以便不断提高学生的物理实验理论知识水平。
2.操作考核
高中物理实验操作教学要达到目的是:
(1)能按照基本仪器的操作步骤和规律,对基本仪器进行正确的调试和操作。做到“会拿”、“会放”、“会调”、“会接”、“会读”。
(2)能按照实验的目的和要求,正确选择仪器和器材。并能正确组装,使布局合理,便于操作、观察和读数。
(3)对组装好的实验装置,能按实验的内容和步骤,按一定程序进行正确的调试和操作。
(4)能独立设计表格,会正确进行观察,读数和记录。
(5)能排除简单的故障,并了解故障产生的原因。
(6)实验结束,能及时整理实验仪器。
根据实验操作教学要达到的以上目标,为了使操作考核方法“易行”,我主要从命题,准备阶段,考核过程三方面入手。
命题,结合高中物理实验对操作的实际要求和学生的实际情况命题。命题范围:测量规则的具体应用,实验操作的姿势,实验装置的组装和调节,实验器材的选择,实验步骤的实施,动手操作的熟练程度,实验中养成良好操作习惯的规范程度等。有些内容虽然可以在笔试中进行考核,但需要通过操作来体现的也应进行操作考核,在着手命题时,一般将一个或几个学生实验的部份操作合成一张试卷,同时注意在一张试卷中的考核点不重复,并尽量增长覆盖面,让学生能在15―20分钟的时间内完成。此外,还要保证每一张试卷尽量在难度、考核时间等方面等值,这样,每一张试卷基本没有难易,份量多少之分,每份试卷的总分为20分,同时并把每张试卷都按顺序编上号码,另外,在选择器材、列表、写实验报名等方面,对不同年级学生的要求也要有所区别。为了评分方便,一定要有与考核试卷相配套的评分细则,并明确指出考核的各个考点应达到什么要求,记多少分。
下面是我设计的一份实验操作考核试卷及评分细则:
“描绘灯泡的伏安特性曲线” 班级 姓名
操作内容 测量结果
1、 用导线将实验器材按电路图连接实验电路
(灯泡:3.8V0.3A、学生电源4―6V)
D
A B
S
2.读出电压表和电流表的读数(12组U,I值)
3.用相应数据作出U---I曲线 在下图中作出U---I曲线
I/A
O U/V
物理实验操作考查评分表
主考教师
考生班级
“描绘灯泡的伏安特性曲线”
学生姓 满分值 得分 名
1 2 3 4 5
1
连接电源,开关
连接滑动变阻器
连接电流表
连接电压表 3
3
3
3
2 检查电路 3
3 电流表读数
电压表读数 3
3
4 在坐标纸上作出U/I曲线 3
5 整理器材方可离开 3
合计
备 注 18分以上为合格
18分以下为不合格
准备阶段,是为了操作考核的顺利进行做好充分的准备,为了考核有条不紊的进行打下基础。
(1)学生复习迎考期间,教师组织学生进行全面的实验复习,并在实验室按考题装配好实验器材、物品,有些课桌故意多放一些无关的器材,面向全体学生,分班开放二次实验室(在课外),让学生熟悉器材。教师对学生进行认真辅导,对学生在复习过程中出现的问题耐心的讲解和指导,并纠正学生存在的不良的实验习惯和不严谨的实验态度。
(2)结合考题要求,在相应的实验桌上整齐的摆放所需实验器材,以便考核时学生根据自己所抽试卷的要求选择器材进行实验。
(3)在实验室的实验桌上编排上与试卷所编号码相对应的号码。我校物理实验室共有实验桌8组,考核时使用桌数为8组,被考核学生人数最少的班级为45人,最多的为50人。所以每组实验桌可结合考核试卷情况和学生分组情况编上相应号码。
(4)考核前,把各班学生进行分组,每组8位学生,每班可分为6到7组。
(5)考核人员由教师组成,考核前考核人员熟悉试卷上的试题和各卷评分标准。开考前考核人员就位,每位考核人员负责考核每一组的两个学生。
(6)被考核学生进入考场前,按班级的分组情况抽签,抽得试卷的学生立即进入考场,找到与所抽试卷号码一致的实验桌,准备进行实验操作考试。
考核过程,是考核的中心环节。被考核学生和考核人员就位后,宣布考核开始,被考核学生按抽得试卷要求选择器材动手操作,考核人员按评分标准评分并记录在评分表内。考核时间一到,被考核学生离开考场,考核人员统计好成绩交给任课教师。同时再准备接待下一组被考学生,如此直至考完为止,这样,1―2节课就可以进行完一个班的考试。
关键词:高中物理;实验理解和应用;学习兴趣;综合能力
物理是高中阶段的一门重要学科,这门学科在高考中占有较大一部分的分值。除了在考试方面有着重要地位之外,高中物理作为一门以实验为基础的学科,其中蕴含着各种自然科学知识。通过对物理课程的学习,学生能够掌握自然界中的许多物理规律,懂得许多物理概念,最终受益匪浅。实验是高中物理这门学科中的一门辅助课程,通过高中物理实验,学生能够更好地理解和掌握课程知识,更好地锻炼自己的各项能力,例如动手能力、思维能力、合作能力等等,一举多得。
一、高中物理实验有利于学生更好地理解和应用知识点
高中物理这门课程由于逻辑性强、规律性强,其包含的物理知识和规律往往不容易被理解,尤其是对于高中学生来说,他们对于自然的了解很是匮乏,对于某些自然现象并不能够及时地反馈到物理规律中得以解释。于是就造成了目前大部分高中理科生所面临的问题――物理公式和规律不理解,物理知识不会运用。
实验之所以被称为高中物理课程的辅助科目,其意义在于,学生能够通过亲自动手和演练,熟悉某些物理规律的演变过程,能够运用某些物理公式来解决日常生活中某些难以理解和解决的物理难题。高中物理课堂往往气氛比较凝重,由于高中物理这门课程的逻辑性太强,因此很多学生在思维上并不能跟上老师的授课速度,对于很多知识点的理解不够到位,但是在课堂上又没有时间思考和巩固,于是在课后的作业部分往往会感到迷茫和无从下手,久而久之在考试中也会出现知识点的空白。
而高中物理实验课程的设置,可以帮助学生很好地解决这一类问题,例如,学生在学习力的分析这一类问题时,课堂上老师在做受力分析的时候很多学生不能够完全明白其中的道理,尤其是针对斜面上的物体时,很多学生想当然地认为物块所受的力只有重力和支撑力两个,很多学生忘记分析物块所受的摩擦力等其余力。通过物理实验,老师可以为学生准备几个不同材质的斜面,让学生依次将物块放置于斜面上,然后观察物体的静止状态,用测力计拉住物体,沿着与斜面平行的方向向上或者向下匀速拉动物体,读出拉力的数值后,再做受力分析,检验物体实际受力是否与自己分析的结果相一致。通过这个过程,学生能够更好地理解受力分析的相关过程,考试时遇到相关的物理分析题目时,能够更加准确地运用立体思维分析物体各方面的受力。
总之,高中物理实验是高中物理知识的延伸和补充,是对原来课本中的理论知识进行立体化地解释,能够让学生真正将物理规律应用到实际生活中,将物理知识的应用化程度发挥到较大水平,更有利于学生对物理知识的理解和记忆。
二、高中物理实验能够提高学生的学习兴趣和学习积极性
高中物理由于其逻辑性和应用性较强,老师上课的趣味性往往低于语文等其他课程,再加上部分学生对高中物理的相关知识理解能力较差,上课的时候跟不上老师的授课速度,因此很容易造成课堂效率低下,甚至走神不听课等现象的出现,对高中物理这门课程的学习兴趣逐渐降低。这种现象的产生无论是从L远来看,还是目前来看,都不利于学生高中物理成绩的提高,如果学生对高中物理课堂的兴趣都不够浓郁,学习主动性和积极性不够强烈,那么无论老师怎么努力,都没有办法克服学生的这一难题。然而高中物理实验课程从某种程度上可以改善这种行为。
高中物理的实验课程不同于其理论课程,实验课程上切实要求学生自己动手,自主开发思维方式,将物理规律应用到实际的实验操作中,这一过程不仅仅是学生动手和巩固课堂知识的过程,更是学生培养学习兴趣,加强学习主动性和积极性的过程。高中物理实验课程的趣味性往往较强,很多物理规律应用到实际生活中时,往往都有些新奇,很多学生会通过物理实验这一过程主动思考、建立起学习物理的兴趣。例如,电场和磁场部分的物理知识,这部分的知识往往是考试的重点难点,很多学生一听到“电场”、“磁场”的相关字眼就感到头疼。其实不然,在电场与磁场的相关课程中,学生可以通过自己动手,感受粒子在磁场、电场或叠加场上的运动轨迹,然后主动进行思考,为什么正负电荷的运动轨迹不同?为什么一个运动轨迹的弧度向上一个向下?它们分别受到了哪些力?通过这一系列的思考提高学生对物理知识的学习主动性。
同时,这种趣味性实验会对学生产生较大的吸引力,很多学生对高中物理实验课程的期待远远高于理论课程,在实验课上学到的东西也远远多于理论课程。久而久之,他们对于物理实验课程的兴趣往往可以延伸到理论课程,这样一来,学生的物理学习兴趣和积极性都会得到很大程度上的提高。总之,高中物理实验可以运用其趣味性和新奇性引导学生树立物理学习的兴趣,提高学生的自主思考能力和学习的积极性。
三、高中物理实验有利于提高学生的综合能力
高中物理实验课程的实践性较强,往往是要全方位地开动脑筋,结合课本上的理论知识,运用实验器材进行自主操作,在这一过程中,物理实验往往可以较快地提高学生的综合能力,例如动手能力、合作能力、思考能力等。
本案例的研究将结合本校的实际情况,体现时展对中学物理实验教学的要求。其中以中学物理教学大纲为准绳,以新课改的高中物理教材中的演示实验、学生实验为基础,坚持理论与实验相结合的原则,灵活贯彻学以致用、实事求是、因材施教、突出个性的教学方法,使学生通过实验获得物理学基础知识,形成基本的物理学观点,初步掌握研究自然科学的方法之一――实验法,为学生的终生学习和工作奠定良好的基础。
二、案例过程的总结及认识
1.建议增加演示实验,优化实验过程
要持久地保持学生学习物理的兴趣,光靠课本上的演示实验是不够的,应充分挖掘身边现有器材甚至是很不起眼的器材,结合特定的物理情境(如新课引入、巩固概念规律、评讲习题等),增加实验的趣味性、直观性、新颖性、科学性,激发学生的好奇心和求知欲,引发学生思维,引导学生发现问题,解决问题。
教材有一些内容或实验只作为“做一做”或课外实验来处理,实际上,很多内容都可以通过仪器和方法的改进来优化为演示实验。
比如在“超重和失重”一节中,课后的“做一做”就可以改进为演示实验。找一个用过的易拉罐、金属罐头盒或塑料瓶,在靠近底部的侧面打一个洞,用手指按住洞,在里面装上水。移开手指,水就从洞中射出来。如果放开手,让罐子自由落下,在下落过程中,水将不再从洞中射出。
对于演示超重失重现象还可以做如下的改进:
(1)在易拉罐底部开一个出水孔(开得小一点),在罐中水位较低时,由于表面张力的作用,水不从小孔流出。若使罐子突然向上加速运动,水就会从孔中喷出,由此可以说明超重现象。
(2)用透明的塑料可乐瓶,里面装入大半瓶水,盖上瓶塞,由于重力的作用,空气在水面的上方,水面是平的。将塑料瓶向上抛出,可以看到,瓶中的空气在水中形成了一个或几个大小不同的空气泡,呈球形。
(3)在悬挂的木板上放一块砖,在砖和木板之间放一条纸带。静止时抽动纸带,由于有比较大的压力而使纸带断裂。如果剪断吊砖的悬挂线,而使砖块和木板自由下落(下方放置减撞垫),则抓住纸带的手可以不费力地把纸带完好地抽出。
教材的有些章节对于公式或定律的导出几乎是灌输式的,在这种地方,我们完全有必要加入一些形象而又简单的演示实验来说明定律或公式得出的原因或用以说明验证。
2.变部分演示实验为学生实验,培养学生创新的能力
把演示实验改为学生实验,让学生去做、去观察、去想、去感悟,提高学生主动参与探究的热情。这样在整个教学过程中,不仅可使学生的观察、实验能力得到培养和提高,而且能充分展现物理课教学的特点和魅力。
(1)将部分规律课由老师演示探究过程改为学生分组探究体验
高中物理教材中涉及的规律有很多,比如“牛顿第二定律”、“力的平行四边形定则”、“自由落体运动”、“机械能守恒定律”、“动量守恒定律”、“单摆的等时性”、“胡克定律”、“电阻定律”、“闭合电路欧姆定律”、“楞次定律”等等。对于这些规律课,由于以前受到实验条件的限制,及“做实验不如讲实验”观念的影响,物理教师大多的处理方法是采用“老师讲解或演示探究过程或方法,学生听、记”的模式,也就是人们常说的“填鸭式”教学。这种教学方法在很大程度上扼杀了学生的创造性和主动思考的能力。
我们曾经做过这样的改革:请三位学生(二男一女)到讲台上演示探究某个规律的全过程,并将实验所得数据全都记录在黑板上。目的是想体现学生主体探究地位。但是我们发现这样的模式还是存在一个很大的弊端――效率太低。对于演示的同学来讲,真正是得到了主人翁式的探索体验,但是对占更多数的讲台底下的同学,效率则是很低的。从整体来讲,这种模式收到的效果仍然不理想。为此我们尝试采取了学生分组探究的模式进行尝试,做到没有观众,人人动手参与。实践证明,这种“全员参与”的方式是成功的,她收到了很好的效果――学生和老师达到了“双赢”。
(2)将部分课堂演示实验改为学生分组探究实验
“百闻不如一见,百见不如一练”。变部分演示实验为分组实验,就是在教师的启发指导下将演示的过程转化为学生自己独立地运用实验去探求知识,从而自己去总结得出结论的过程。这样做的好处是可以在课堂上增加学生动手动脑的机会,加强实验基本功的训练。对学生来说,按照思维发展获取新知识的过程,本身就是创造的过程。变部分演示实验为分组实验,增加的就是学生的创造体验。这种效果是单纯的演示实验所不能达到的。
(3)将部分验证性实验改为学生分组探究实验
新课改教材中把很多以前属于验证性、测量性的实验改成了探究性实验,例如以前“验证牛顿第二定律”、“验证机械能守恒定律”……传统的物理实验教学常常是教师把实验目的、内容、步骤详细而周密地安排好,甚至连结论也预先说给学生听,学生只得依葫芦画瓢地被动实验。这样做的结果是,学生失去对实验的“神秘”和探索欲望。如果教师能选取一些灵活性、变通性大的问题,积极创设情境,鼓励学生发散思维,进行多方位、多角度观察、思考、探索、想象,从而提出多种设想和解决问题的方案,并在此基础上,再引导学生进行收敛思维,确定解决问题的最佳方案。这不仅能培养学生的基本操作技能,而且能训练学生思维的流畅性、变通性和独创性(发散思维的三个维度),从而激活创造思维。
教材中的“探究力的平行四边形定则”“探究碰撞中的动量守恒”“验证机械能守恒定律”“探究小灯泡的伏安特性曲线”等验证性实验都可以采用此法进行分组探究。
3.变学生实验为学生动手设计实验,提高学生的实验能力
实验教学中学生实验能力的培养十分重要。实验能力是一种综合能力的表现,从实验前的设计,实验中的操作和观测,实验后的数据处理分析等,都是实验能力的表现。
在抓好演示实验和分组实验的同时,努力开拓实验教学的新构想,探索设计性实验教学的新思路,这对培养学生的实验创新能力非常重要。
一、高中物理的现状及评判学生实验探究能力的方式
物理学是把实验当作基础的一门科学,所以仔细的观察然后进行严谨的实验是同学们学习物理的重要的途径,富有探究精神是学好物理的基础.新课改明确提出要培养学生实践探究能力,物理实验的探究性能力教育不仅对学生的要求很高,对老师也有严格的要求,要有扎实的基本物理功底和创新的教学策略和理念,广大师生需要共同的努力,老师们要慢慢改变原来的教学模式和教学理念,学生们要改变学习方式,适应新形势下的教育要求.政府对教育的支持力度大大加强,对教育经费的拨出也比以前要多,这就便于学校给物理学科添置教学器材,提高学生的探究积极性,学校修建专门的物理实验室,给广大师生做物理实验提供了空间,有利于学生进行实验,增强动手能力,也加强了对课本知识的理解.目前,国际上也有评价学生科学探究能力的方式,现场观察是被公认为最有效的方法,但是这种方法成本很高,需要老师一对一的观察评判,所以不适合在大范围使用,更不适用于中国的大班学堂.我国目前使用的方法就是最传统的方法,即纸笔测验,但是这种方法的准确性和有效性都不高,并不能准确的判断学生的实验和探究能力.于是,工作单这种评价方式问世了,是现在最普遍的并被大规模应用的评价学生科学探究能力的方式.此评价体系的指标有五个方面,即:(1)发现和提出问题;(2)猜想和假设;(3)实验设计;(4)观察与实验;(5)论证和评估.然后给这五个要素设置一指标.以这些指标为依据制定问卷调查,对结果进行效度和可信度的分析,使用层次分析法制定这些指标的不同的比重,最后,用工作单的形式评测学生们的物理实验探究能力.
二、高中物理探究能力的具体实施
1.合理的提出猜想,发现存在的问题
提出问题往往比解决问题要重要,解决一个问题学生具有知识上的实践技能,但是提出新问题新可能,从新角度看旧问题,表明学生有创造力和想象力,这样才会真正的推动科学的进步.提出问题就是科学探究的重要因素之一,开拓学生的思维.所以,在物理实验探究开始时,老师们要引导学生发现问题,提出问题,激发学生对物理探究的兴趣.
2.师生互动
在物理实验探究中理论是研究的基础,而且需要反复的推理实验和应用,才能让学生逐步了解理论的真正内涵.寻找支撑的理论是让学生比较困扰的一个环节,这时就需要老师的引导.老师要为学生们梳理难以理解的定律脉络,为将要进行的实验过程进行理论的铺垫.
3.生生互动
老师们制定合理的研究方案,尽量调动学生们学习的主动性,让学生成为课上的主人,老师们要注意学生之间的合作和交流,给学生们足够的时间让他们之间进行想法和观点的讨论交流.把同学们分成若干小组,小组合作制定研究方案,由学生们自己设计物理实验方案,包括依据的物理原理也由他们自己选择,实验器材和测量方法都让小组成员们自己讨论决定.每一个小组的想法都不一样,结果小组的讨论会产生很多不同的物理实验方法.学生们在讨论过后依据他们的结论进行实验,会在实验过程中发现实验的缺陷,并当场给出补救方法,也许他们的补救措施并不得当,但是这时候,结果正确与否已经不是最重要的事情,在这个过程中,同学们都经过了开放式的探讨,同学们对物理研究的积极性都大大高涨,同学们的创造性思维和发散性思维都得到了很好的培养.
4.分工合作
理论的准备完成以后,就是实验的具体操作了.小组内的每一个成员都已经被分配好了任务,在实验过程中,大家分工与合作相结合,同学们之间的团队合作能力大大提升,必须充分的发挥学生在实验探究中的作用,只有相互之间很好的协作和配合才可以更好的让实验探究进行下去.在实验过程中,同学们亲自动手,对物理现象有直观的了解.
5.分析误差
物理实验是一件很严谨的事情,任何的实验都可能会出现误差,在认真分析误差的产生原因后,总结出一般性的规律,吸取实验失败的经验,更值得让我们仔细的研究物理实验中的错误,引以为鉴.在实验中失败其实不是一件坏事,老师在这时就要引导和帮助学生分析原因,帮助学生总结经验.事实证明,学生在进行物理实验中会对物理产生非常浓厚的兴趣,在实验过程中发生错误并且改正,会让同学们体会到真正的成功的喜悦.
结语:
培养学生们进行物理科学实验探究,让学生们掌握自主学习的方法和技能,提高学生的自主学习能力,让他们自己参与学习获取知识,从中找出发展的规律,对知识具有探索意识.现在社会中急需创造性的人才,培养学生们的积极性,提高自主创新能力.让学生体会到成功的喜悦,满足自我需要,对同学们的身心发展都有非常积极的影响.
参考文献:
[1]陈克超.论逻辑思维与物理实验探究能力的培养.物理实验,2005,25(6).
大家都知道,物理的教学离不开实验。过去实验,主要是教师演示,学生动手机会少。即使学生有机会分组实验,也是在给定的时间,给定的器材,甚至给定的实验步骤,实验注意事项下按部就班的完成,绝大多数情况是在已知结论的基础下通过实验象征性的验证一下,实验做得失败的学生甚至在凑数据,这样的实验,其教学效果可想而知。针对上述情形,有些章节可以进行“实验教学法”,以“稳恒电流”一章为例,大体可分以下几个阶段进行:
第一阶段:学生在教师引导下熟悉教材。让学生自己明确学习要求,熟悉一些仪器(电压表、电流表、蓄电池 …… )为学生下一步动手实验打下理论基础。在学生看书时,应提倡自由讨论、提问。并要求他们自己设计实验,实验室向学生开放。在充分实验的基础上,让他们自己得出串并联电路的特点,闭合电路欧姆定律等一系列重要的结论。遇到实验误差较大时,要求学生不凑数字,认真检查原因,反复进行实验,树立实事求是的科学态度;在具体实验操作时,要求他们自己体会归纳每个实验中应注意的问题,允许学生充分自主的开展讨论。
第二阶段:教师答疑、小结。着重讲解学生提出的具有普遍意义的疑难问题;小结本章重点内容;评讲习题和实验情景;介绍学生在自学过程中的创见、体会和好的学习方法,帮助学生共同提高自学能力。并引导他们系统的认识整章内容。
第三阶段:学生应用所学知识解释现象,解决实际问题。比如可以要求他们解决楼上楼下各装一个开关,控制同一盏灯的线路设计问题。
最后还要组织一次大讨论。将所学知识提高到一个新的高度。比如可以共同研究某些实验误差产生的原因,实验方法的优劣 ……
就“稳恒电流”这一章,采用实验教学法,至少有以下几个方面的好处:
1 、使学生成为学习的主体。本章的大部分规律是实验规律,如果采用传统的教师讲,学生听的方式会很枯燥乏味,且这些规律也不易记住。现在采用“实验教学法”,一方面充分调动了学生的学习主动性,极大地激发了他们的学习兴趣;另一方面让他们自己通过实验得出规律,很容易就记住了。
2 、通过将教师的演示实验改为学生实验,实验效果更好了。比如:闭合电路欧姆定律的演示实验,长期以来教师也做不好,为了使学生看得清,使用大电流计,至多只能达到定性效果。这一次让学生独立做,达到定量研究的效果。
3 、有利于培养学生的动手能力,独立思考、分析、解决问题的能力。以前的学生怕动手,采用实验教学法迫使他们通过动手去学习知识,很大程度上提高了他们的动手能力。另外,过去教师演示实验时,往往尽量撇开次要现象,引导学生观察主要现象,而现在学生每做一个实验都可以同时看到许多现象,促使他们不断思考。在实验中遇到问题,也必须自己分析、解决它,学生各方面的能力在一次次的实验中得到提高。
4 、有利于培养学生创造性思维。过去的教学过程中,学生对教师有太大的依赖性,而教师也喜欢给学生一些“启示”,而有时候,正是这些“启示”束缚了学生的发展,大家采用同样的实验电路,同样的实验方法,得到大致相同的答案,大大地不利于学生创新性思维的发展。就“闭合电路欧姆定律的实验”实际上除了课本上介绍的方法以外,还有其他方案。比如用伏特表、安培表测,或用定值电阻和电流表等。由于在“实验教学”中每进行一个单元的教学,总安排一定时间,组织学生进行小组或大组讨论,交流学习心得,这样可以更好地活跃和开发学生创造性思维。
目前,高中物理实验课堂呈现出较为混乱的状态:教师布置了实验任务之后,学生不能够准确地把握实验原理、实验方法及不同实验仪器的使用,这就造成了物理实验课堂效率不高、质量不高的现状.因此,在教学中,教师应当引导学生利用比较的方法来了解物理实验、动手做物理实验.通过比较,让学生学会归纳、整理、分析物理实验的原理、方法、步骤的能力.
一、前后比较法—比较不同学习阶段实验的差异
物理实验中的前后比较法,就是将过去所学习的实验知识、实验方法、实验仪器等与现在学习的进行比较.在比较中学习新的物理实验知识、方法,认识新的物理实验仪器.比较教学法的优势在于,承前启后,在对旧知识有一定认识的基础上,学习新的知识,“温故而知新”,避免学生在接受新的物理实验中产生困惑,更容易让学生接受新知,化为己用.前后比较法应该贯穿于整个物理实验课堂,应用于物理实验的引入、进行、总结的过程中.
例如,在讲“摩擦力”时,我让学生回忆初中物理有关摩擦力实验的内容.通过学生的回答,了解到初中的摩擦力实验的主要目的是让学生通过实验观察到什么是摩擦力,并且学会增大摩擦力与减小摩擦力的方法.如在小车下滑过程中,在木板上放置毛巾可以增大摩擦力,让小车的滑动变慢.接下来,我给学生介绍了高中摩擦力实验的内容,与初中的区别在于,不再是定性地分析摩擦力,而是通过小车的质量及木板的摩擦系数来定量计算、分析摩擦力.这样,通过前后摩擦力实验的对比,学生对于高中摩擦力实验就有了更为明确的认识.
二、差异比较法—比较不同物理实验间的联系
差异比较法,是通过比较具有相似性质、相似实验方法、实验原理的物理实验之间的差异,学习、研究不同物理实验之间的内在联系,观察物理现象的规律、了解物理原理的本质.差异比较法在课堂的实施,让每一个物理实验不再是单独的一个实验,而是一个有联系的整体.通过差异比较法,学生所学过的所有的物理实验知识都可以联系在一起,进而可以对这些实验进行统一分类、对比、研究,从而提高了学生学习物理实验的效率,增加了学生对比学习的能力.
例如,学生对于高中物理电学实验有了一定的经验积累的基础上,我选择了“伏安法测电阻”与“惠斯登电桥测电阻”这两个电学实验.让学生亲自操作这两个实验,并比较分析这两个实验之间的相同之处与不同之处.通过采取课堂提问的方式,让学生回答.在比较过程中,提高了学生对于不同物理实验的认识.
三、类别比较法—比较同一实验不同的方法
类别比较法,是通过比较同一实验在应用不同的实验原理、实验方法、实验仪器的情况下,让学生了解物理实验的多样性、实验方法的多元化,达到举一反三的程度.类比教学法的实施,可以让学生深入地学习物理实验,了解一种物理量、物理现象,在不同测量方法、不同实验原理下的差异性实验结果.比较不同物理实验方法的优劣,准确地把握物理实验研究对象,提升自己对于物理实验的分析能力、操作能力.
例如,在讲“平抛运动”时,我向学生介绍了这个实验可以采小球与笔尖相碰描点法,也可以采用小球穿过小孔的纸片描点法.然后向学生介绍了这两种描点法的差别,并且说明了具体的操作过程.接下来,我让一半学生采用第一种描点法,让另一半学生采用第二种描点法,然后在试验结束后,让学生比较两种方法的区别.
四、学生与教师、学生与学生之间的比较
高中物理实验课堂中,教师的优秀示范对学生养成良好的物理实验能力具有重要的作用.在学习一个新的物理实验的过程中,教师在讲授理论的同时,也应该向学生学生演示详细的实验操作过程,边演示、边分析.这样,让学生在自我进行实验的时候,可以同教师的实验进行对比,在对比中发现自己的不足,学习教师的优点.
【关键词】高中物理;实验教学;策略
【中图分类号】G633.7
在物理课程教学中,物理实验教学既是物理知识教学的基础,也是物理课堂教学中提升学生各种能力的主要方式和有效手段。高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程,物理实验在其中占有重要地位,对促进学生科学素养的养成具有无可替代的作用。上好高中物理实验课显得十分重要。笔者通过学习并结合多年的教学实践,认为上好高中物理实验课,要采取以下策略。
一、从验证性实验教学向探究性实验教学转变
(一)验证性实验教学的弊端。
1、验证性实验不利于学生科学思维和创新能力的培养。现今受应试教育的影响下,物理实验教学过程中,许多教师很少让学生做实验,不愿花时间从事实验教学,即使做了实验也只被作为收集数据,验证理论,应付考试的工具。物理实验形成了“教师讲,学生做,教师示范,学生模仿”的教学,学生往往处于被动的接受的状态,以至于学生提出问题的少,亲自动手的少。而且大多数实验是在一个设计完整的实验框架范围内重复前人验证的结果,实验的结果都或多或少在设计者的预料之中,学生的思维和科学的素养表现的机会很少。最终缺乏对“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的有效培养,造成学生没有养成实事求是的科学态度,没有学会解决问题的科学方法,学生的主体地位远没有得到重视,学生缺乏主动探究的欲望和热情,忽视了实验对学生科学思维方法和创新能力的培养。
2、学生学会学习、主动学习很难体现。验证性实验大多属于定量实验多于定性实验,要求学生设计或参与的实验过少。在实验课教学中,教师的教学目标往往限于教学生学会教材中给定的一种方法,或者验证一个已知的事实,强调的是让学生“学会使用”、“学会制作”,了解实验的直接结果,记住“应该如何做”,而不是强调“为什么这样做,而不那样做”,更不强调“更好的做法是什么”。这样,一堂实验课下来,学生只是把前人做过的实验依葫芦画瓢地重复一遍,收效甚微,学会学习、主动学习很难体现。
(二)高中物理实验教学应向探究性实验教学转变
1、探究性教学教给学生获取知识的方法。探究性教学则是在教学过程中,学生在教师的指导下,通过“提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达、交流”为特征的学习方式,对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并进行小组合作交流,从而较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求的一种教学模式。探究教学作为与知识接受教学相对应的一种教学方式,并不是教给学生多少知识,而是教给学生获取知识的方法,能培养学生的创新精神和实践能力。
2、促进学生自主学习,乐于探究。新课标指出高中物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与,乐于探究,勇于实验,勤于思考。探究性实验教学由于其重视过程和方法,有利于提高学生发现问题、解决问题的能力,培养与他人合作的精神,养成实事求是的科学态度,有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥,提高学生的科学素养。
二、让学生充分地参与到探究性实验中来
(一)从以教师为主转变到发挥学生的主体作用。在传统的实验教学中,课堂实验教学一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。因此,需要通过探究性实验教学,让学生通过对实验现象的观察,分析、归纳、总结出物理规律,或按照提出问题、猜想假设、设计实验方案、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作的步骤探究物理规律,使学生体验科学探究的过程,感悟物理规律的形成过程,掌握探究自然规律的思想方法。学生充分的动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。
(二)营造主动探究的氛围,强化学生参与意识。新课程的实验课是要学生通过实验来学到知识,训练技能,并经历一个科学探究的过程。而一堂课中教师的情感投入往往影响着每个学生的情感投入。教师能否营造一个和谐民主的教学氛围是能否让学生主动探究的前提。在一节课中,有师与生、生与生之间的人际交流,在这个交流环境中,若要使学生有好的课堂氛围,有热烈的讨论,有激烈的争论,有独特的发言,甚至有创造性的思维,都必须营造一种无拘无束的自然情感流露的氛围。因此,教师要从尊重学生出发,有和善的语言,温文尔雅的教态去创设这个环境,进而激发学生主动探究的欲望。
三、把兴趣融入物理实验,提升学生学习积极性
(一)改变教学和学习方法。学生学习知识的时候,只有在他们有着足够的兴趣的时候,才能够获得更好的效果。因此在进行物理实验教学的时候,应该改变传统的“老师讲,学生听”的方法,要通过各种方法去激发学生的兴趣。物理实验教学中,学习方式应该多样化。单一、被动的实验会使学生感到枯燥、乏味,必须增强实验的趣味性、问题性、探索性和应用性。要让学生成为实验学习的主人,教师成为学生实验的组织者和合作者,而不是权威的讲授者和单一示范者,要关注学生亲身的感悟与体验。例如自主活动式学习,即通过学生自觉地参与实验活动,确定实验目标,制定实验方案,选择实验方法,监控实验过程,评价实验结果,从而完成实验任务。
(二)培养学生的动手能力和合作能力。将教师实验改成学生实验,给学生提供自己动手动脑的机会。如:在“收集分子运动的证据”实验时让学生把红墨水分别滴到冷水和热水中,观察哪个杯中扩散得快;在学习摩擦起电现象时让学生用塑料尺摩擦头皮后吸引小纸屑等。在实验教学中,注意提升对学生观察能力、动手能力、创新思维能力的培养。激励学生通过观察、实验、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想,并通过实验加以验证。同时要鼓励学生们亲自动手齐心协力、通力合作,共同完成探究性实验,共同对这些数据进行分析归纳,一起交流讨论,培养他们的合作精神。
【参考文献】
[1]教育部.全日制普通高中物理新课程标准[S].2003-2-12.
创新是21世纪科技竞争的关键。作为培养学生创新能力的重要手段,高中物理实验教学应该占据更加重要的地位。本文从加强学生主体地位,培养学习兴趣,以及建构新教学模式等角度,分析研究提升高中物理实验教学的效果。
关键词:
高中物理实验;创新能力
1突出学生的主体地位,培养学生的创新思维
教学的主体是学生,实验教师要在实验教学中引导学生主动参与,激发学生的积极性与创造力,这就要求教师在教学中做到以下几点:第一,从“观看”变为“观察”。教师制定出明确的实验步骤和方法。同时,教师应该根据学生的知识基础,有正对性设计启发性问题,引导学生带着问题观察实验;第二,从“验证、测量”变为“探索”。教师要善于突破传统教科书上的实验程式、安排,适当设计场景,鼓励学生创新思维自己设计选择更好的实验方法,然后在教师的指导下,选择最为安全合理的实验方法。这样的实验课程不仅能培养学生的基本操作技能,而且还能训练学生的创造性;第三,从“封闭式的实验管理”变为“开放式的实验管理”。合理开放实验室,鼓励学生自己动手完成实验,有效地培养他们的实验设计能力和动手能力。
2培养学生的学习兴趣,激发学生的创新动机
兴趣是创新意识最好的催化剂。教师应该为学生多介绍科学家的成功经历,鼓励学生学习科学家的探索精神。在物理实验教学中,教师可以适当介绍伽利略敢于怀疑,引导学生学会不盲从权威;介绍布鲁诺为坚持真理而献身,告诉学生坚守真理的可贵;讲述居里夫人的刻苦钻研,鼓励学生勤奋学习。这些名人故事对于培养学生创造力,激发学生对物理的热情,很有价值。同时,物理实验应该结合生活实践,教师要从生活案例中引导学生学习物理知识。如学习“测电笔”时,教师简单介绍测电笔的构造、用途以及使用方法后,可以提问:“测电笔的氖管要发光,测电笔中是否有电流通过?”因为有生活相关,学生的回答热情也高。然后,教师继续启发,“如果有电流,其通路是怎样?”“如果有电流,人怎么不会触电?”“老师站在木制的讲台上使用测电笔,电流又是怎样接通的?”教师一步步引导,学生一步步学习,不仅了解了知识,而且记忆深刻。
3建立新的教学模式,培养学生的创新能力
传统教学模式更加注重简单的操作练习,不利于培养学生创新思维。改革中学物理实验教学,优化科学设计实验教学程序,革新实验教学过程与实验教学方法,构建起“引导—探索—实验—掌握”的全新教学模式。在“伏安法测电阻”的实验教学中,教师在介绍了基本原理的基础上,可以让学生独立选择实验器材、设计实验步骤,然后引导学生记录处理数据、分析问题,一系列的工作过,学生的动手能力得到显著提升。另外,“影响滑动摩擦力的因素”的实验教学也可以蚕蛹这种方式。教师提问影响滑动摩擦力大小的因素有哪些?学生积极思考。然后教师根据学生的思考来引导学生设计实验,记录好数据,在验证学生猜测的同时加深了学生对知识的理解程度。从而培养学生科学的批判精神和创造力得到有效的培养。
4注重学生的课外实验,培养学生的创新意识
课外实验可以有效激发学生学习兴趣。教师在讲无线电发射和接收时,可以引导学生制作“小广播台”,从而在实践中操作发射和接收调幅、调频电磁波等。还有,教师可以用铅笔压气球实验来解读压力和压强的关系。课外实验要以校内外活动相结合,鼓励学生多进行科技小制作、小发明等活动。例如,教师引导学生学习制作量筒、天平、弹簧秤、压强计等,可以有效地培养学生的动手能力。在课外学习活动中,教师要充当好引导者的作用,但是不能替代学生实验。
5培养学生正确的成败观,合理评价学生实验
现有的实验课程教学中,结果是评价学生实验成败的标准。创新实验教学,首先要改变过去的以结果论英雄。对于实验教学的评价不仅要看学生实验操作,更要看是否能以创新力解决现实问题。对于喜欢动手的学生,教师应该给予鼓励。如某个学生学习了电磁学知识后,尝试着自己设计门铃,但是门铃一直不响。教师不能就此否认学生的能力,而是应该帮助他找问题,让他知道法拉第发现电磁感应的过程,鼓励他自己探索,解决问题。经历这样的徐徐过程,学生学习物理的兴趣和动手制作热情都会提升。
6教师要有创新意识,勇于创新实践
教师的创造力是实验教学创新的关键。教师言传身教,对学生的创造力提升大有裨益。教师要善于对物理教学中的疑难实验有预先的预判和分析,并适当革新原有实验步骤。课外,教师要博览群书不断提升自己的业务能力和教学水平。例如,在“交流电”教学中,矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电流、感应电动势有两个重要结论:(1)线圈平面垂直磁场线,磁通量最大,感应电动势为零,过此位置感应电流方向变一次;(2)线圈平面平行磁场线,磁通量为零,感应电动势最大,过此位置一次感应电流方向不变。在实验教学中,教师可以将这些知识拓展到电磁感应一章,可以解决很多问题。
7结束语
综上所述,创新高中物理实验教学是培育创新人才的需要。在实践教学中,明确学生主体地位,以提升学生学习兴趣为前提,注重学生的课外实验,全面提高学生的创新能力。
参考文献
[1]王军晖.新课程下高中物理实验教学自主探究模式的构想与实施[J].物理实验,2007,01:27-30+38.
[2]冉龙江.浅析如何提高高中物理实验教学的有效性[J].亚太教育,2015,04:69.