物理实验的教学创新(精选8篇)
物理学是一门自然科学,它的许多知识都来自于观察和实验,如果老师能带着学生一起,寻找科学家探索的足迹,体会科学家成功的欢乐,不但能提高学生学习物理的兴趣,还将使课堂效率倍增。在新课程理念下的今天,作为教师,应以创新的姿态,在物理教学中加强物理实验的教学。
一、在新课程标准下的物理教师要转变教学观念
新世纪之初,我国启动的新一轮中学教育课程改革,最基本的理念是提倡“以学生为本”,实验教学要从单纯的学习知识、验证理论、学习操作技能,转变为以全面地提高学生科学素养,培养学生终身发展的兴趣和能力。要搞好新理念下的物理实验教学,关键是教师教学思想和教学理念的转变,破除“学科中心”与“教师中心” 的教学,从传统的接受式学习的学习方式转移到学生的自主学习、合作学习和探究学习相结合的学习方式上来。不能让实验成为只是传授知识的工具,更不能让学生成为教师表演的“道具”,教师应将实验的操作权下放到学生手中,调动学生的积极性,发挥学生的主动性,教师则成为学生探究式实验的合作者、参与者、指导者。
二、在新课程标准下的物理教师在实验教学上应创新
1、实验教学方法要创新
(1)将部分演示实验改为师生协同实验,甚至学生表演实验。
现代的教学观把学生的创新能力的培养放在首位,认为教师的主要作用是教学的设计者、组织者、帮助者及品德的示范者。演示实验不是教师的专利,变教师实验为学生演示实验,即教师指导下的学生演示实验,这样有利于学生积极参与课堂活动,有利于学生的主体性和积极性的发挥。如在“影响蒸发快慢的因素”一节中,在学生们了解了蒸发的意义以后,提问:蒸发快慢究竟与哪些因素有关呢?同时在讲台上摆放一杯水、两个小碟、吹风机、滴管,并引导学生思考,学生议论纷纷,有的说与温度有关,有的说与液体的表面积有关,也有的说与空气的流动有关,我让每种想法的学生都上来一名,亲手试验,去验证他们的猜想,每当他们的猜想被确认,就兴高采烈,情绪高涨。这样既增加了学生的动手能力,又能更好地掌握物理规律。
(2)将部分学生实验中的测量、验证性实验改为探究性实验。
在教学中教师可以把一些验证性的实验变为探究性实验。所谓验证性实验,即是让学生尝试和利用实验手段,对已知的现象和规律进行检验的一种实验方法。所谓探究性实验,是指学生在不知道实验结果的前提下,通过设计一系列的实验并付诸实践,根据实验现象或实验结论进行严密推理来分析解决问题的一种实验方法。分组实验多以测量性、验证性和实用性实验为主,实验目的、仪器准备、操作步骤、实验报告全部都由教师预先设计好,学生只须进行“按方抓药”、“照图施工”就行。这样虽可保证实验的成功率,但学生在实验过程中基本无须思考,更不需要创造性的探索。要提高学生分组实验的教学效果,就必须使学生真正进入角色,手、眼、脑并用地进行有目的的探索活动。根据教育心理学的观点,课堂教学的目的不在于教师完成某种过程,而在于通过某种活动促使学生在行为上发生某些重要的变化,并增强他们的学习动机。如《串联电路的电功率与电阻关系》,由原来的验证性实验改为学生的探究性实验,教学中采用启发式教学和有控开放。给出实验器材,“6V,3W”和“6V,6W”两个灯,然后让学生各自亲手串联连接,来探究两灯的发光规律。起初学生根据已有日常生活经验,估计一定是“6V,6W”的灯比“6V,3W”的灯发光亮些。可是学生实际操作实验以后,却发现“6V,3W”灯比“6V,6W”灯亮些。在这基础上教师还给学生两个变阻器,让学生再动手探究:如何在串联电路中让两灯同时正常发光,使学生学到的科学知识运用于实际问题中,又在解决实际问题的过程中增强学生的创造力。这个实验,从教学主体的角度强调学生的主观能动性和创造性,尽可能创造更多的机会,让学生在创造中感受成功的体验,在成功中感受到学习的乐趣,从而激发思维的灵活性。
学习物理的最有效方法,就是要把学习融入实验探究的过程中,在实验、探究的过程中去实现自主学习和自我提高,这就是新提倡的“边实验边学习”的教学模式。边实验边学习是做与学的统一,动与思的融合。这不仅是上面提到的两个方面,凡是与教学过程紧密结合,便于随堂进行并有利于学生动眼、动脑、动手的,有利于培养学生实验探究能力,有利于发展学生思维品质的内容,都可以选作为边实验边学习的素材。例如对一些实验仪器的使用和操作,如电流表、电压表、温度计、测力计等,就可以采用边
实验边学习的活动形式,让学生通过自主学习、观察、思考去掌握,去提高使用这些仪器和工具的技能;对器材要求不高的演示实验,可以改为边实验边学习的方式进行。如在探究浮力大小的活动中新教材就把演示实验改成了学生的探究活动,通过边实验边学习的方式,大大提高了实验的可观察程度,学生从观众变成了主角。而角色的转变将极大地提高学生学习地兴趣和激情,并促使学生由被动地接受知识变成自主地学习。
2、实验手段的创新
新理念为物理实验教学改革提供了新的思想理论,多媒体技术的普及则为物理教学提供了全新的技术手段和教学平台,并使物理实验教学的现代特性得到进一步发挥。实验与现代教育技术手段有机地整合,实现优势互补,相得益彰,主要体现在以下几方面:
① 用投影或摄像的方法,强化观察主体。如各种电表的表盘刻度学生很难观察清楚,可利用投影等方式,使观察主体在银幕上形成放大的像,使学生能方便地观察到各仪器的实验细节,增强了实验效果。
②用制作课件的方法,再现或模拟实验现象。以前讲解“汽油机工作过程”时,学生面对的是一张静止的挂图,要讲清讲透还真不容易,找一台汽油机进行解剖也不现实。从网上找一个“汽油机”课件,它能动态地展示汽油机的四个冲程中活塞运动、火花塞点火情况,教师讲得轻松,学生也看得清楚。
③提供与实验相关的生活与社会背景材料。在实际上课的过程当中,教师可以结合教学内容播放录像。如:针对磁极间的相互作用可播放磁浮列车的录像;在原子核一章中核能的利用可播放核电站的有关录像等等;这些现代媒体的运用,能对物理实验教学起到很好的辅助作用。
利用多媒体进行物理实验教学,不但为教和学增添了信息的传输和接收通道,而且为教学创设了良好的情境,师生们置身于情景中,以“物”思“理”,又以“理”认“物”,这对提高物理课的素质教育教学有着广泛的前景。
3、实验设备的创新
研究表明,如果实验所用的材料是学生所熟悉的,就会使学生感觉到亲切,较容易克服思维障碍,能较好的达到实验的目的;如果实验所用的仪器是学生亲手制作的,那么不仅能培养学生的动手能力,而且还能帮助学生建立起牢固的相关物理表象,敏锐地洞察其中发生的物理过程,使学生对知识的理解更加透彻。
(1)课堂学生实验,尽量的就地取材。如:利用塑料尺可以进行“声音产生的条件”,“力作用的效果”,“滑动摩擦与压力大小的关系”等探究活动;利用一支铅笔可以进行“压力效果与哪些因素有关”的活动。
(2)课堂演示实验也可从生活中去发掘收集器材。如:在学习音调一节内容时,取几个相同的普通玻璃杯,调节杯中的水量,即可演奏出一曲美妙的欢乐颂;利用一个普通的塑料饮料瓶,在侧壁不同的高度开上几个小孔,灌水后可演示液体压强与深度的关系,当水喷出时,把瓶盖盖紧,发现水又停止了喷出,又能激发学生对新知识进行探究的兴趣和热情。
(3)鼓励学生利用生活中的一些常见材料,进行一些科技小制作,并利用自制器材进行一些实验活动。如在学习光学时,可引导学生制作针孔照相机、潜望镜、望远镜等等。通过自己动手,可以让学生体验成功,也更能激发学生自主学习的兴趣和热情。
三、传统与创新
接受式教学活动适当减少,“科学探究”式的教学方法的增加,是值得肯定的,但专家提醒,接受式教学和探究式教学两者应该有机结合,在强调科学探究的同时,也应该注意接受式学习的重要性。物理是一门以实验为基础的学科,应注意不要把“物理实验”淹没在“科学探究”中,由于教学的需要或条件的局限,演示实验还是不可缺少的实验手段,但在演示实验的设计和实施过程中,应具有改革和创新的意识,以取得更为直观的现象和效果。例如:在演示磁场对电流的作用时,将金属棒置于磁场中的金属导轨上,接通电路将看到金属棒在导轨上滚动起来,但由于金属棒质量大,而电路中电流较小,金属棒受到的磁场力太小,几乎动不起来,而如果将金属棒改造成外面是金属箔,里面是空圆珠笔心的“金属棒”,实验效果将大大改善。
在义务教育物理课程中, 实施科学探究式教学对提高学生的科学素养具有重要的作用.教师在教学过程中, 不能仅仅把注意力放在知识目标上, 更重要的是体验“过程与方法”目标的达成.这是实施探究式教学时教师应该特别注意的.其实, 大多数物理实验可设计成探索性实验.
例如, 探究光的折射规律时, 探究光从空气斜射入水 (玻璃) 中, 折射光线向界面偏折, 还是向法线偏折?
1. 学生猜想, 并在黑板上画出自己猜想的折射光线的位置.
2. 讨论猜想的合理性.
3. 进行实验收集证据. (要求画图记录下观察到的光进入水 (玻璃) 中的传播途径)
4. 交流实验结果 (1) 每个组各得到什么结论? (2) 不同组的结论是否相同?
5. 用语言表达探究的结果.
教师小结:光从空气中斜射入水或其他介质时, 折射光线向法线偏折 (折射角小于入射角) .教师循序渐进的提出, 探究多改变几次入射光的方向, 你还会发现什么规律?这些意外的现象会令学生惊奇不已, 产生了跃跃欲试的心态.此时, 我就因势利导, 引导他们再设计实验方案, 并对不妥之处稍加指导.然后, 有组织地开放实验室, 放手让他们去实践.同时, 要求他们写一份详实的实验报告.总之让学生亲自动手实验, 要比教师亲口告诉学生, 或者单纯的满堂灌的讲解来得更容易接受.
学生的知识背景不同, 思考问题的方式也可能不同, 对同一问题的认识角度和认识水平也存在差异.教师要有目的地组织学生相互交流和讨论, 这样能有效地训练、提高学生分析、观察、动手等能力, 培养学生创新意识.
二、加强演示实验, 培养学生分析及创新能力
演示实验简捷、有效, 是培养学生的观察力、思维能力最好的教学手段之一, 也能培养学生创新能力.演示实验可以增加跨学科内容, 也可让学生一起参与, 活跃课堂气氛.
例如, 新课标中提到实例, 什么情况下磁可以生电?课堂上教师提出:“电流的周围存在着磁场, 说明电可以生磁, 这就自然想到, 磁是否可以生电?放在磁场中的的线圈是否有电流产生?”为寻求问题的答案, 教师做演示实验, 要学生认真观察.教师把一根导线悬吊在蹄行磁体的两磁极中间导线的两端跟电流表连接, 然后, 让学生观察电流表指针, 学生发现指针没有偏转.然后组织学生讨论并作出解释.长此以往, 学生的创造性思维, 在潜移默化中得到提高.
不迷信权威是创新的前提.在演示教学中特别要注意培养学生敢于提出问题, 不能盲从于教师和书本, 也不迷信权威的思维品质.爱因斯坦说过:提出一个问题往往比解决一个问题更重要.例如, 用榜样的力量来引导学生的提出问题能力的培养.由于农村中学的学生基础薄弱, 学生的学习习惯均较差, 因此, 我们要教育学生敢于提出问题, 敢于勇攀科学的高峰, 在教学的工作中, 随时贯穿物理学家探索真理之路的艰辛, 特别给学生讲解物理学家在生活中的小故事, 例如, 牛顿在树下休息的时候, 一个苹果落下砸在他的头上, 他就提出了许许多多的问题, 苹果为什么不向天上飞?是什么让熟透的苹果向下落?在这些问题的探究下牛顿最后提出了重力.学生的一生也会遇到很多这样的小问题, 小问题中也许包含了大道理, 所以我们重视榜样带给学生的示范作用.有了这样的经历, 学生就敢于提出更多的问题, 表达自己的观点.
三、丰富家庭实验, 紧扣时代发展, 拓宽学生创新空间
家庭小实验是课堂学习的补充, 是实施素质教育的需要.物理教材中的“试一试”、“小制作”等在巩固课堂所学知识, 培养学生的能力的方面作用很大.新教材在联系生活、生产和社会以及培养学生STS意识方面, 充分体现了物理与生活、生产和社会实际联系比较密切.比如, 在物理变化一章中, 有关蒸发现象, 教材在生活物理社会中补充了新疆的“坎儿井”, 家庭中的电冰箱等知识, 既能让学生深化所学物理知识, 又能促进学生关注生活, 关注社会, 感到物理是有趣的, 更是有用的.让学生自己设计实验环节, 利用家庭中能够提供的一切条件, 模拟课本上的实验要求, 亲自动手去制作, 重点培养学生的抽象思维能力、综合运用所学知识解决实际问题的能力和描述实验的能力, 逐步改变“记、背、练”的学习方式.
除了教材上的实验外, 综合实践活动也极大地拓宽学生的实验和创新空间.在教师和学生中进行一次调查, 将他们对每一种噪声的感觉程度做出评定, 把调查的结果填入相应的表格, 分析校园受噪声污染的程度, 并提出控制噪声的可行方案;测定类如“光的直线传播”中安排了“利用直尺测定太阳各个时刻在地面上的影长, 来确定本地正南、正北方向并计算出本地的经纬度”;项目设计类如“光现象”中的“制作针孔照相机”、“研究、制作简易潜望镜”以及“力”中“利用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、铁丝和刻度尺, 做一橡皮筋测力计”等.一定要鼓励学生自己设想实验内容, 互相交流, 培养创新意识.引用的材料要兼顾到学生的生活经验, 考虑不同的地区学生生活背景, 在文字表述上要贴近学生的实际水平.
摘要:初中物理的教学方法长期受应试教育的影响, 传统的实验教学, 以陈述的方式为主, 对学生的能力发展没有大的促进作用.而新课程改革的主旨是培养学生的科学素养, 适应时代发展需要, 体现物理学的本质, 注重学生的全面发展, 关注学生应对未来社会挑战的需求.
关键词:实验教学,演示实验,创新能力
参考文献
[1]冯容士, 陈言荣.物理实验创造技法和实验研究.上海教育出版社.
【关键词】初中物理实验
创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发展的不竭动力,培养学生创新能力是教学过程中的一项非常重要内容。而物理的实验教学能够很好的完成这项任务。所以在物理实验教学中要在科学探究中将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从而使学生由被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。因此改革传统的物理实验课教学模式,创建适应当今教育形势需要的物理实验课教育模式,已成当务之急。那么怎样创建适应当今教育形式的物理实验课教育模式呢?我认为可以从下面几个方面入手。
一、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。因此,演示实验有其它教学手段不能替代的作用,为增加演示效果,增大实验的可见度,笔者在实际教学中进行了一些尝试,且取得了较好的效果。例如用铅笔和小刀做压强实验,用可乐瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验用乒乓球做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,还有在演示串、并联电路时,我自制了一块大型演示板,将电池盒、开关、电线、电压表、电流表、灯座及灯泡,等科学地排布在其上,把它放在讲台上,醒目大方,全班同学都能看清楚,线路连接也一目了然,老师演示起来也得心应手。这些器材学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力。
二、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。因此要鼓励学生自己动脑、动手、动口,在探究过程中充分发挥学生在探究过程中的主体和中心地位,让学生亲身经历实验过程,对未知结论的探索、激发学生的思维状态,认识到这些物理实验反映的物理本质,从而认识并形成正确的物理规律,培养学生的创新意识。作出猜想和假设,并进一步设计实验进行探究、分析论证并尝试改进实验方案。在实验探究活动中让学生通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,更重要的是让学生们逐步树立科学方法的学习和科学世界观。
三、实施小实验、小制作教学手段
在日常教学实践中,我体会到,重视初中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。通过小实验和小制作的完成,可激发学生学习物理知识的兴趣,调动学习的积极性。物理学科的特点决定了学生学习物理的难度,导致了一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪,若能在改进课堂教学的前提下,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。通过小实验的教学,进一步培养和加强学生的实验技能。根据学校的实际情况,我们组织学生利用课外活动时间开展小制作活动,如自制电动机、测力计、潜望镜、简易望远镜、三棱镜、电铃、楼道电灯开关电路等。既能锻炼学生的动手制作能力,又能为学生将来工作后自制简易用具打下良好的基础。物理学是实验科学,提倡学生自编实验和自制实验器材,可培养动脑思考的习惯和动手创新的能力,又如“纸盒烧开水”、“小风轮”等小实验的实施和操作过程,就是对知识的再学习过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。通过对小实验的教学,达到对物理知识的巩固、复习和提高的作用。因此,小制作、小实验的实施过程就是对知识的再学习过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。同时,通过对小实验的教学还可教育学生树立献身科学的精神,实施理想教育和爱国主义教育。
四、拓展实验教学的思路,扩大实验探究的范围
物理就是以实验为基础的学科,也就是物理的定义、定理、规律都建立在大量的实验和实践活动中,那么我们所说的实验也就不仅仅局限于课本上的演示实验、探究实验及“想想做做”小实验,而是将实验探究贯穿于物理学习的全过程。我们的实验教学可以在课上,也可以在课下;可以使用实验室所配备的器材,也可以自备自制教具,甚至可以使用我们日常生活中的现有物品,经常用学生身边的物品做实验,如用铅笔和小刀做压强实验,用可乐瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验用乒乓球做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,这些器材学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力:大家一起来想一想,还可以用什么来说明我们要知道的物理知识。或者,这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题,等等。学生在实验探究活动中,通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
新课程改革提倡自主、探究、合作的学习方式,这种学习方式是以学生为主体,以能力和素质的培养为目标,以关注学生的个性发展为特点,以探究性和研究性学习为主导的模式进行。这就要求教师在教学中实施新的学习模式,要注重学生3种能力的提高:一是自主学习能力;二是合作能力;三是解决问题和分析问题的能力。要在物理实验教学中使学生的这些能力得以提高,笔者认为应从5个方面入手。明确实验教学目标,从教学方法的转变入手
教学目标的制定与实施要全面考虑知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观3个方面。要实现这一目标,教师就要转变教学方法,为学生提供新的学习方式,这种学习方式就是活动与探究。它要求教师在教材实验基础上,首先要进行创新设计,包括教具的改进设计、实验层次的安排、问题的设置及解决的方法等。这种设计目的是要让学生充分动脑、动手、动口,发挥主体作用,对学生的创新能力的培养起到潜移默化的作用。
例如在讲解“焦耳定律”内容时,焦耳定律演示器的演示效果很好,但原来教法是教师必须先把它的原理解释清楚,然后做两个实验:1)通过电流相同时,产生的热量与电阻的大小成正比;2)导体电阻相同时,产生的热量与电流的平方成正比。现在笔者把课堂设计做了如下改进,就能更好地把学生吸引到实验中来:1)先给学生一段时间观察焦耳定律演示器,然后分组讨论,各组选代表发言,对正确组给予表扬、鼓励;2)出示2个实验目的,让学生自己针对演示器上的3块电阻丝设计出2个不同电路图;3)让学生到讲台上按正确的电路图进行演示。这样转变了教师在课堂中的教学模式,学生的交流设计能力得到培养。倡导学生主动参与,要从培养学生的兴趣入手
兴趣是学习动机中最现实、最活跃的部分,不管学生个性差异如何,形象、主动的实验可以引起浓厚兴趣和探索欲望,使学生自己观察和动手操作。如在教学“连通器”这节课时,每个学生桌上都放了一个由软胶管连起来的2根直玻璃管,先引导他们观察其特征,指导他们概括得出连通器的概念,再让学生联想在生活和自然界中哪些东西的特征和连通器相似,从而说明为什么要研究连通器。这样不仅激发了学生的兴趣,而且他们感到生活中确实需要连通器,使学生主动、积极探索以获得新知。倡导学生主动参与,要从培养学生自信入手
要培养学生主动参与应采取以下几种方式:一是给学生一个空间,让他们自己往前走;二是给学生一个条件,让他们自己去锻炼;三是给学生一个问题,让他们自己去寻找答案;四是给学生一个机遇,让他们自己去把握。
一次,笔者在教学“光的直线传播”时,一位学生玩世不恭地拿出激光手电,红红的一束光在室内闪动。笔者正想制止,他却大胆地问道:“老师,这束红光是不是红外线?为什么与手电筒发出的光不一样?”由此,笔者表扬了他善于观察,并告诉学生这红光并非红外线,红外线是不可见光,这是由激光器发射出来的一束激光,同时说明了激光的特点。课后,笔者鼓励学生查阅关于激光和红外线应用的书籍。这个学生还建议笔者这种玩具激光手电作为光源进行实验,笔者采纳了他的建议,在教学“光的反射定律”时,就让每组准备了一个这样的手电,一小平面镜,改演示实验为分组实验,共同探究反射现象,归纳反射规律。这不仅增强了学生的自信心,还使学生体验了主动参与和亲身实验的快乐。引导学生做好探究性实验,要从培养学生勤思入手
新教材增加了不少探究性实验,这有力地促进了学生学习方式的改变,使学生在学习过程中有机会深入思考问题,并为解决问题提出猜想和设计方案。
例如在教学“探究浮力大小”时,笔者课前要求学生去猜想,并说明猜想的理由,同时要求小组设计出检验猜想正确与否的实验方案。通过深入思考,学生在课上积极参与,有的小组猜想浮力大小可能与物体的密度有关;有的猜想可能与液体的密度有关;有的猜想可能与在液体中的深度有关;有的猜想可能与物体浸在液体中的体积有关;等等。同时都说明猜想的理由,制订验证的实验方案,并且小组按方案在课上进行实验。然后通过交流讨论,归纳出正确的结论。课后写出探究性的实验报告。这样既使学生思考问题的能力得到培养,同时又培养了学生的动手能力。为保证实验教学顺利开展,要从补充器材入手
实验室是学生实验操作的重要场所,除按教材要求配备仪器和器材,同时应该设法多收集学生的小制作,小发明等,以满足实验教学的需要。只有这样,实验室才能真正成为拓展学生的知识面,发挥学生的能动性、自主性、探究性和创造性的地方。
总之,教师只有不断改进物理教学模式,更新教育观念,实施开放式教学,培养学生的创新意识和合作精神,才能更好地在新课程改革下实施素质教育。■
物理教学中培育学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。物理学是一门以实验为基础的科学,物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础。物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并得到实验的检验。因此,在初中物理教学中,尤其是实验教学中,注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段,科学想象、科学推理,使学生养成良好的思维习惯,敢于质疑,勇于创新,是至关重要的。
在初中物理实验教学中如何培养学生的创新能力呢?
一、变演示实验为探索实验,培养学生的创新能力
以往的演示实验都是由教师做给学生看,再讲给学生听,这种做法忽视了学生的主体性,打击了学生的主动性,把学生当作被动接受的“容器”,完全没有发挥出演示实验的作用,是不可取的,也不利于其创新能力的培养。那么将演示实验改为探索性实验需要教师与学生共同参与,教师要引导学生观察并不断启发提问,引起学生的好奇、怀疑、困惑和矛盾,从而激发学生的探索心理,形成探索问题的情境,促使学生积极思考、分析、讨论,充分发挥学生的主体性。教师还要适时点拨,去伪存真,使学生通过一系列的思维活动概括出有关的物理概念、原理和规律,从而有利于学生创新思维的激发。
例如:液体压强的知识比较抽象,是初中物理教学的难点之一。学生学习这部分内容需要较强的抽象思维能力,同时由于学生对这部分知识的感性经验较少,所以学习这部分知识时感到困难较大。特别是液体对容器侧壁也有压强甚感疑惑。为了帮助学生认识液体对容器壁的压强,我设计了如下实验:在易拉罐的侧壁上不同高度处戳上3个孔,然后注入水,同学们看到3个孔中喷出的水柱远近不同,从而得出水对容器侧壁有压强,并且随着深度的增加液体压强增大。
二、变单一实验方法为多种实验方法,鼓励学生发散思维
传统的学生分组实验,是在学生已经掌握了所涉及的实验原理的`基础上,让他们采用相同的实验器材、相同的实验步骤统一进行实验。这样虽便于教师的管理和组织,但限制了学生思维的开放性、发散性,对于培养学生获取知识的能力、激发他们的创新精神起不到应有的作用。我认为,应该在同一实验目的下,允许学生采用不同的器材、不同的方法、不同的步骤进行实验。在实验中,教师要根据实验目的,提出富有启发性的问题,引导学生积极思维、发散思维、提高兴趣,并融合各方面的知识去解决问题,这对于培养学生的综合能力、分析能力和创新能力具有独到之处。
例如在初三总复习阶段,学生往往对有关密度实验的问题困惑不解,我便带他们走进实验室进行了如下实验:
该实验中教师的引导作用非常重要,从常规方法到用弹簧测力计换掉天平再到只用弹簧测力计均能达到实验目的,有的同学还想出了利用“曹冲称象”的故事来做这个实验,效果也非常好。这种利用实验复习的方法创造了直观的环境,给学生留下了深刻的印象。
三、变学校实验为社会实验,拓展学生创新思维的视野
新物理课程标准中提出了新的课程理念,其中之一为“从生活走向物理,从物理走向社会”。因此教师在教学中要设置一些贴近生活的实验,让学生从身边熟悉的生活现象去探索认识物理规律,让他们在实践过程中体会到物理在生活与生产中的实际应用。这不仅增加了他们学习物理的乐趣,而且还培养了学生良好的思维习惯和科学探究能力,拓展了视野。例如,让学生用两个不同焦距的凸透镜制作望远镜、调查社区中的噪声污染情况并提出如何防治、用橡皮筋制作简单测力计……这些由学生自备器材,甚至使用我们日常生活中现有的物品及学生自己的物品做实验,调查自己身边发生的事情,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活、社会联系非常紧密;而且通过这些没有使用过的器材能够启发学生的创新能力,调动学生刚刚起步的创新意识,拓展学生的创新视野。
四、变教师“单向教学”实验为学生“探究学习”、“合作学习”过程,培养学生的科学素养
为了培养学生的科学素养和创新能力,国际科学倡导“合作学习”和“探究学习”,即从“记忆的物理”转向“探究的物理”、从“单向教学”转向“合作学习”。物理实验教学恰好能较集中地体现这一理论。例如:讲授《电流表》一节,我把学生带进网络教室,首先利用自制的动画导入,让学生看书自学,教师巡视指导,收集主要的问题,然后将学生分成若干小组,在网上探究查询、合作学习,寻求解决问题的方法,针对普遍存在的疑难问题由教师点评精讲。由此看出,实验探究是一种集体性的协作活动,通过小组活动或全班性的活动进行,能够使学生在合作中学会尊重他人、在合作中学会坚持原则、在合作中学会交流、在合作中学会学习。
五、变复杂实验为计算机模拟实验,帮助学生掌握形象思维与抽象思维统一的研究方法
对于实验不够清晰或受时空条件限制而不能满足教学要求的实验,要考虑发挥现代信息技术的优势。例如:做牛顿第一定律的实验中,教科书要求分别在毛巾、棉布、木板表面使小车运动,观察速度变化及运动距离的大小,从此推出不受力时物体的运动状况,得出牛顿第一定律。学生感到困惑:“明明小车停下来了,又怎讲不受力?”这时,我设计了一个课件,在屏幕上展示出小车在光滑表面上运动,速度不变,直到移出画面。学生顿感清晰,消除了疑惑,对牛顿第一定律有了较深的理解,掌握了形象思维与抽象思维统一的研究方法。
淅川县寺湾镇中
李晓波
创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育,它能够使学者通过对已有知识的学习,了解前人是怎样解决具体问题的,从而模拟前人解决问题的思考方式,在现有的基础上积累经验,拓展视野,孕育创新,也就是说创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法,而不仅仅是知识的本身。
因此,创新教育不应只是一个时髦而响亮的口号,而应落在工作的最实处。而培养学生的创新能力则是当今时代对我们每一个教育工作者提出的新要求。下面就初中物理实验教学中如何探索创新教育的具体实施谈谈我个人的一些看法。
首先,要更新实验教学的思路
物理学是一门以观察、实验为基础的自然科学,人们的许多物理知识都是通过观察和实验,经过认真的思索加以总结得来的,因此在实验教学过程中,除常规教学中的课堂演示实验、学生分组实验和若干课外小实验外,我们的实验教学可以在课上,也可以在课下;可以使用实验室所配备的器材,也可以自备自制教具,甚至可以使用日常生活中的现有物品,经常用学生身边的物品做实验,如用铅笔和小刀做压强实验,用雪碧瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验,用眼药瓶做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,结合生活中常见的一些自然现象,引导学生从中找出相关的物理知识、尝试从中找出答案,对于这些器材学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力:大家一起来想一想,还可以用什么来说明我们要知道的内容;或者这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题等,教学中把趣味性、知识性熔于一体,提高学生的求知欲望,培养学生良好的学习习惯,调动学生刚刚起步的创新意识和创新精神。
总之,我们不是为做实验而做实验,我们做实验目的在于学习这种研究事物内在联系、研究问题的方法,正如德国文化教育家斯普朗格所说:“教育的最终目的不是传授已有的东西,而是要把人的创造力量诱导出来,将生命感、价值感‘唤醒’。” 其次,要对实验教学方法进行改革
1、观察是创新的前提
观察是实验的第一步,也是创新的前提。没有对客观事物的认识是谈不到创新的。我们在实验教学中首先应该使学生知道:所谓观察就是要有目的地辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因;其次要使学生了解观察是要经过一定的努力,克服一定的困难,才能发现问题,才能得到对事物的正确认识和正确的结论。
法拉第曾经说过:“没有观察,就没有科学。科学发现诞生于仔细的观察之中。”对于刚接触物理的初中学生,尤其要重视对现象的仔细观察。因为只有通过对现象的观察,才能对所学的物理知识有生动形象的感性认识;只有通过仔细、认真的观察,才能使我们对所学知识的理解不断深化。在教学中应该让学生知道,观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步,也是我们要进行任何创造和超越的第一步,我们所需要的不仅是大家观察到的结果,更重要的是观察这个活动的过程,观察在日常生活中无处不在。比如观察自行车从平路驶到坡上,要想省力,后轴的齿轮应该换用较小的还是较大的?冰棍“冒”出的“白气”向上还是向下?为什么?新鲜鸡蛋在水中会下沉,假如陆续向水中加盐并轻轻搅拌,你能看到什么现象?这说明了什么?用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,气球能把杯子“吸”住,这说明了什么?水的沸腾实验中要求学生注意观察在给水加热的过程中,能看到什么?在此基础上引导学生
讨论观察的方法和应注意的问题,可以提示看到的不同现象是由不同原因所引起的,但是具体到是哪些原因,应该由学生通过多次的实验得出一定的结论,而不是老师在黑板上把各种条件罗列出,再提供给学生实验,那样做实际限制了学生的思维,是不利于学生形成创新思维的。
仔细、认真的观察可以使我们从平时所熟悉的现象中发现新问题,对新问题的好奇使我们产生进一步探索的兴趣,由此就会提出一些我们尚未认识的新问题。对这些新问题,我们通常会用已经掌握的知识去分析、解决它,一旦发现用现有的知识不能解决这些问题时,我们就会主动地学习新的知识,用新的知识去认识那些新问题,在这个过程中,不仅有助于提高我们应用所学知识分析、解决问题的能力,也培养了学生的创新意识
2、实验,在学习中创新。
观察和实验是物理学的重要研究方法,因此我们除了要学会仔细、认真的观察外,还应该重视实验,注意把所学的物理知识与日常生活、生产中的现象结合起来,其中也包含与物理实验现象的结合。
因为大量的物理规律是在实验的基础上总结出来的。作为一个刚开始学习物理的初中学生,要认真观察老师的每一个演示实验,独立完成学生的动手操作实验,通过实验,可以增强我们的动手能力,培养尊重事实、实事求是的品质,丰富感性认识,为进一步深化对物理知识的认识打下良好的基础。如新课标物理八年级上册“科学之旅”有趣有用的物理演示实验 2中:用硬纸片把一个喇叭糊起来,做成一个“舞台”,台上一个小人在音乐声中翩翩起舞,使学生感到新奇,通过这段演示教学师生共同讨论,形成共识,知道什么是实验:实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。通过实验,能够对物理事实获得具体的明确的认识,有助于理解物理概念和规律。那么在这里学习的就不是某种现象的知识,更重要的是学习了这种探究事实根本的方法——实验。
实验中要有实事求是的科学态度,教育学生每做一个实验应该:了解实验目的,正确使用仪器,作必要的记录,得出相应的结论整理好实验器材。根据实验观察到的现象和结果得出结论,做出正确的实验报告。向学生适当介绍一些物理学大师所做的物理实验以及所取得的成绩,而在以后的学习中能够运用这些方法来探索知识。通过物理实验的训练,我们对物理知识的理解将更深刻,分析、解决问题的能力会更全面。
3、重视方法的总结,动手动脑
科学方法提出这样几个步骤:收集大量资料、证据;总结分析;得出结论;提出意见和建议。实验做完了,结果出来了,我们的实验是不是就结束了?没有。应用才是我们的最终目的,这也完全符合唯物主义方法论中关于从实践到理论再由理论到实践的辨证原则。当学生做了基本实验后层次的要求--做验证性的和设计性的实验。比如在做完测平均速度的实验后应该总结实验时所采用的物理方法:控制变量的方法,这种方法在物理实验中是最常用的,是应该掌握的。又如在学完密度知识后根据实验室所能提供的器材可以要求学生解决如何测金属块的密度问题,学生可以根据控制变量的方法提出设计方案,也可以提出一些具体的问题,自己设计实验方法进行实验。这不仅是对所掌握知识的应用,也是一种对物理方法的使用。
运用现有的知识内容推论后面的学习内容是一种物理研究的思路,更是学生应该掌握的物理方法之一。在这个研究的过程中也更容易有新的突破。如在做固体熔化的实验过程中(直接加热),开始的实验结论和课本上总是不一致,学生甚至考虑了推翻课本的大胆想法。在引导学生考虑小学学习的热平衡的知识后,就有学生考虑是不是加热不均匀的问题,通过讨论,最终使用了水浴的方法来解决问题,结论与课本基本一致。这就是运用现有知识来探讨新知识新方法的实践,在探讨中学生也品尝到了成功的喜悦。
最后,要改变实验教学的评价
教师对教学目标的完成情况进行评估,为制订下一个目标做准备,这是一个学科目标的结束。如果说学生已经掌握了知识的重点、难点,形成了相应的技能技巧,那么教师应该对学生学习过程进行总结:学生掌握了什么,超越了什么,谁做得最好?由教师和学生总结这个的经验,从而形成再创新能力,这个环节是必不可少的。在传统的教学评价当中,往往是以学生的一次次考试的成绩来评价学生,在具有创新意识的教育教学过程中,这个评价方法自然也应该有所改进,而实验教学的评价似乎成了其中的重点。新的评价观点不仅仅应该看到学生在操作实验中的熟练程度、准确程度,更应该重视实验中解决问题的能力。
实验教学是物理教学中的重要组成部分,教学中,教师也重视实验教学,但是,学生的学习效果并不理想,学生对知识与技能的掌握仍然有限。下面结合教学实践探讨初中物理实验教学的创新策略。
一、创新演示实验
物理教材中,安排了很多演示实验,有些实验,或是由于条件的限制,或是由于实验的危险性,导致相关的演示实验无法有效开展。因此,这些实验的教学,需要教师创新教学思路,如自制实验器材或是借助多媒体等。
比如,在学习光的色散知识时,可以用玻璃杯、水来做实验;在研究压强时,可以用笔或者小刀等日常用品做实验;在研究电路知识时,可以用家用开关、手电筒、小灯泡等材料来做演示实验;在学习浮力知识时,可以利用可乐瓶、乒乓球、玻璃球等材料来做实验。
物理源于生活,又高于生活。实验中,对生活物品的合理利用,可消除学生对知识的陌生感,拉近学生与物理的距离,激发学生的学习兴趣,同时,更能让学生增加对所熟知事物的认识,开阔学生的视野。生活化的实验,极大地激发了学生的学习兴趣,提高了教师的教学效率。
二、在探究中创新
在大力实施素质教育的今天,重知识、轻能力的应试教育已经明显不适应时代发展的需要。教学中,教师不仅要向学生传授知识,更重要的是要帮助学生将知识转化为能力。因此,在物理实验教学中,教师需要重视教材中的探究实验,以培养学生的创新精神和创新能力。
课堂是教学的主阵地,由于时间的限制,导致传统教学中,探究实验,更多的是教师提前设计好实验步骤,让学生在实验室按照教师预先设计好的步骤进行实验操作。这样的实验,学生缺少思考和探究,学生的学习是被动的。这样的实验教学,抑制了学生思维的发展,不利于学生创新能力的培养。
比如,在学习电路知识时,可以直接向学生分发电池组、开关、导线、小灯泡等器材,然后向学生提出这样的问题:请你用课桌上的器材,使小灯泡亮起来,并找找看有多少种办法让小灯泡不亮?在实际教学中,让小灯泡亮起来是比较容易的事,也没有多少种不一样的办法,但让亮着的小灯泡熄灭,却引起了学生的兴趣,他们想出了很多办法,学生参与实验的积极性空前高涨。有的学生断开了开关;有的学生取出了电池;有的学生拆除了导线;有的学生弄松了灯泡。此时,教师可以再抛出一个小小的要求:不做上面任何一件“破坏性”的事,能不能再增加一根导线,使电灯熄灭?学生是没有什么电学知识的,但对这样感兴趣的问题是有积极性的,他们摸索着如何增加一根导线使小灯泡不亮。不少学生终于找到一个办法———用导线直接接在小灯泡的两端。
因此,探究实验中的创新,有助于培养学生的创新能力,教师要因材施教,结合学生的实际以培养学生的创新意识和创新能力。
三、自制实验器材,提升实验效果
新课改实施后,教材也随之发生了改变,改版后的物理教材增加了不少课外实验,其中有些是帮助学生开展课外小制作的家庭小实验。在实际教学中,有的教师重视对学生的分数要求,也因此忽视了课外实验的指导与探究,认为课外实验不在考试范围内,就不用做。其实课外实验需要学生自己准备实验所需的器材,需要学生进行一些小制作,因此,课外实验能培养学生的动手能力。比如,让学生利用橡皮筋等材料制作弹簧秤等,不仅有效培养了学生的创造能力,还培养了学生的学习兴趣。
总而言之,物理是一门实验性很强学科,在教学中,教师应该改进传统教学方法,创新实验教学,重视培养学生的创新能力。
摘要:物理教学中,一个不可或缺的部分就是实验教学。通过实验观察和实验操作,可帮助学生将知识由难化易,将知识转化为能力。实验有助于培养学生的创新精神和创新能力,实验对学生长远发展有重要作用。但是,在实际教学中,物理实验教学却面临着重重困难,需要教师创新解决。
关键词:实验教学;探究;实验技能;创新教育
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)14-288-01
物理是一门以观察、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。实验教学是物理教学的重要组成部分,随着新课改理念的不断深入,物理实验教学在物理教学中起到了相当重要的作用。新课标教材非常重视实验,力求通过实验探究引入概念,得出规律,通过实验检验猜想,通过实验培养兴趣和能力,体现初中物理教学以实验为基础的特点。作为一名物理教师,如何在实验教学中,落实《标准》的要求,结合自己在物理实验教学中的实践,浅谈以下几点。
一、把一些传统的演示实验改为学生动手实验,激发学生探索热情
传统的课堂教学,演示实验通常是教师演示学生看,但是很多实验学生根本看不清。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高和创新能力的培养。苏霍姆林斯基说过:“学生的聪明才智来源于他的手指头。”一针见血地点明了动手的重要作用。学生一旦感知到他从未见到或意想不到的物理现象时,一般都会产生一种跃跃欲试的积极和冲动,希望寻求原因,形成探究行为的意向。因此要充分地利用学生的这种心理特征。新课程的理念要求,应鼓励学生自己亲手实验,特别是演示实验,教师的任务是引导、协助和点拨。例如:“探究液体压强的特点” 演示实验时,我改为学生动手实验:①将矿泉水瓶去掉底,用橡皮膜将底扎起来并绷平,把适量水倒入瓶中,橡皮膜向下凸出;②把瓶中倒满水,橡皮膜向下凸出更多;③把瓶中倒满酒精,橡皮膜向下凸出比②少;④取一矿泉水瓶倒满水,然后用针在瓶的侧壁上下不同的位置扎几个孔,水向外喷出。实验完毕后师生讨论并总结出液体向各个方向都有压强。使学生在“动中思”,“思中探”,学生的思维潜质得到最大限度的挖掘。
二、刻意营造互动的氛围
新课程倡导自主、探究和合作学习的教学理念。自主学习、合作学习和探究学习反映了三种不同的价值取向,教学中,要充分利用这三种学习方法的优势。可以首先鼓励学生对学习内容进行自主学习;如果自主学习过程中产生疑问,就鼓励个体开展探究性学习;如果个体研究还不足以解决问题,再引导学生开展小组或集体合作的探究学习,直至问题的解决,从而更好地促进学生的发展。我们要根据教学内容和学生的实际情况设计教学方案,有效地调控学生的学习行为。在合作学习中,可以通过先让学习小组内各成员间相互质疑,并通过采取或小组、或个人、或竞赛、或强化、或辩论等丰富多彩的释疑方式,达到合作达标的目的。例如,“电磁振荡”一节,既是“电磁波”一章的核心内容,又是教学的重点和难点。学生对振荡电流的产生普遍感到难以想象,加之振荡电路内与电流相关的磁场、磁场能及与电荷相关的电容器两板间的电压、电场和电场能等物理量在不断地变化与转换,许多学生都有一种如坠雾里的感觉。因此,教师在授课中,既要适时地通过实验、动画等手段给学生提供表象,也要对这些物理量进行归类,并抓住能量转化这条主线,帮助学生把所学的新知识与已有的知识联系起来,为学生顺利突破难点、把握问题的关键环节奠定基础。
三、增加实验教学的探究性
探究是一种复杂的学习活动,它不仅要求学生掌握一系列的知识和技能,更重要的是要求学生积极参与能从中获得直接感受和丰富体验的认识活动。在中学物理实验中的现象和规律都是前人已经发现的,但对学生来说是未知的,我们要引导学生自己去认识和发展,在实验教学时采用分组探究的实践活动,让学生成为“发现”的主人,让他们充分体验到科学研究的艰辛以及科学发现的喜悦,从而激发强烈的探索欲望。例如:测量固体和液体的密度实验时,先让学生自己设计实验步骤,然后小组讨论有两种方法,最后全班交流,确定一种最好的测量方法;教师要从根本上转变观念,重视学生的思维发展,树立以人为本,即以学生为主的思想,为学生做每一个小组探究实验,当好助理者和服务者。通过小组实验,激发学生求知欲望,促进学生掌握知识、运用知识,培养学生严谨求实的科学态度、探索精神,培养了学生的实践能力、合作探究能力。
四、给学生多动手实验的机会,培养学生的实验技能
初中物理实验是学生将来从事科学实验的起点。因此,在物理实验课的教学中,必须重视培养学生的实验技能和独立工作能力,使学生养成良好的实验习惯。每次作实验时,教师要指导学生弄懂实验原理,学会正确使用物理仪器,掌握计数、读数和处理实验结果的技巧,能够通过分析、推理得出正确结论。比如在电学实验中,教师要反复强调电流表、电压表的连接特点及“+”、“一”接线柱的接法,让学生学会用欧姆定律正确估算量程,避免量程过大使测量值的误差大,又避免量程过小而烧坏仪表。学生掌握了基本实验技能,就能独立动手操作,打好实验的基础,有了这种基础,学生就能自主的探究其它电学实验。例如,探究水果电池的电压,探究串、并联电路的电流电压的规律等,这样通过实验,不仅有效地帮助学生领会物理知识,更重要的是通过观察实验现象,分析和解决实验中的问题,能够培养学生的创造性思维能力。鼓励学生做好课外小实验、小制作,促进学生对教学内容的学习。通过实验,学生学习到的物理知识就比较深刻、牢固。例如:“估计大米的密度”一题,先让学生凭生活经验估计大米的密度大约是多大?接着让学生想出几种测大米密度的方法,然后实际做一做,最后做出评价,哪一种方法既简便易行而且误差又小。教师要鼓励学生做好这些课外小实验、小制作,这样激发了学生动手实验的兴趣,同时也推动物理教学向前发展,是实施创新教育的重要途径。
总之,创新教育能使学生学会学习,开发智力提高素质,增加了锻炼的机会,增强了适应社会发展的能力。而其在物理实验教学中的具体实施,也会给我们培养大量的适应现代化社会需要的人才提供一个可行的方式方法。
参考文献:
[1] 刘炳生等《八年级物理教学参考资料》,江苏科学技术出版社.2006.
[2] 王丹东《中学物理教学通讯》国际展望出版社,1991.
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