初中物理实验教学中学生能力的培养教育论文(通用13篇)
随着新课改不断深入,初中物理实验教学在教学中占的地位越来越重要。重视和加强初中物理实验教学,培养学生能力,这是我们广大物理教师迫切需要探讨的问题。那么,在初中物理实验教学中,我们应该如何培养学生的能力呢。下面结合自己近几年来的教育教学实践,谈谈在初中物理实验教学中培养学生能力的尝试:
一、教师要转变教育观念
到目前为止,虽然实验教学在物理教学中占的地位越来越重要,但仍然有部分学校物理教师对实验教学不够重视,他们只片面追求考试成绩,认为实验可有可无,甚至部分物理教师认为没有实验更好,做实验浪费时间,物理实验教学的现状在很大程度上与教师教学观念有关。要在实验教学中培养学生的能力,转变观念是一个关键问题。我们不能把物理实验教学的现状单纯的归咎于物理教师,其实不少教师深知物理实验的重要性,而且也曾经设想或尝试采用较好的教学方法,但迫于各方面压力,教学最后不得不放弃。因此,重视和加强物理实验教学,培养学生能力就是很重要的问题。要转变教育观念首先要转变整个社会观念,要让学校和教师,特别是社会上的人们认识到教育不能追求暂时表面的效果,不能急于求成,而要着眼于未来,特别要着眼于学生在未来社会的作用与价值。
因此,只有树立了适合教学的教育新观念,才能保证满足经费投入、师资调配与其他方面的实际需要,并在一定程度上保证了实验教学的改革。同时给学生营造一种积极的学习氛围,让学生在良好的环境中学习,并对物理实验教学有一个正确的认识,有利于学生在物理实验教学过程中注重理论联系实际,并在实验过程中反复训练,到了一定程度就形成了稳定的心理特征,即形成能力。
二、提高教师的自身素质
教师是实验教育的直接参与者,要真正应用好物理实验,使之对学生的能力培养发挥出独特的作用,需要教师具备良好的实验教学素质,既要有物理理论知识,又要有物理实验技能,还要有教育学、心理学及教学法的知识并会把理论应用于实践,还必须脚踏实地亲手做实验,把实验做熟练、做透彻。
教育所要培养的生动活泼主动发展的个体,是具有主动性、积极性、责任心的全面发展的人,而不是消极被动、缺乏主动性和责任心的人。要在物理实验教学中培养主动发展的人,实验教师在物理实验教学过程中就必须充分调动学生的主动性。
首先,教师自身必须具备良好的实验能力、实验技能,要有钻研和创新精神,这就要求教师就要不断地通过学习使自身的实验教学能力和知识水平得以提高。
其次,教师在平时的物理实验教学过程中,应接受新的教育理念、教育思想,教师要在理论中实践,在实践中不断改进与完善。
最后,为了提高实验教师的素质,教育部门应定期对在职教师进行培训或让其进修,还可以组织实验教师学习与交流,提供实验教师交流与讨论的机会,使他们取长补短、相互学习、相互促进,逐步提高自身的能力素质。
三、认真分析教学目标,并重视实验教学目标的实施
第一,明确物理实验教学的指导思想,进一步强化实验教学目标。由于教学目标是指导、实施和评价教学的基本依据,是师生在学科教学活动中预期达到的教学结果、标准。因此在物理实验教学过程中确定以实验为基础,用实验来展开激发学生的实验兴趣,发挥学生参与教学的主动性和积极性,培养学生操作实验、设计实验的实践能力和创新能力,并在实验教学过程中尊重科学、实事求是,以实验创新教育为前提,理论联系实际。 第二,注重物理实验的创新及探索性,发展主导及主体功能。教育的改革,最重要的就是培养学生的创新能力。创新能力是人的本质特征,是人的天赋所能和整体素质的表现。它不仅表现为知识的学习和应用,更重要的是发现问题,并积极探索的心理取向和善于把握机会的敏锐性及积极改造自己和改造环境能力。因此要真正达到物理实验教学目标,必须加大探索性实验力度。探索性实验往往经历“发现问题—提出问题—形成假设—检验假设”的环节,在探索性实验中,首先,教师要鼓励学生大胆质疑,只有善于质疑的人才能善于思考、善于创造,也只有大胆质疑才能发现问题、提出问题,然后让学生带着问题去猜想、假设,让学生体验科学的探索过程,以获得对科学探究本质的理解,领悟科学的方法、科学的思想观念。其次,在实验的整个过程中引导学生观察、激发学生的求知欲;适当点拨引导,使学生自身探究意识得以增强,从而提高学生的探索能力。
第三,改革考试方式,加大物理实验考核力度。物理学是一门以实验为基础的学科,但在我们学习物理的整个过程中,无论是升考还是平时的一般考核,基本上只局限于书面的理论考试。关于实验能力,特别是实验操作技能的考试很少,尤其在中学,几乎不对实验技能作任何考核,实验考核很不全面。
因此,实验考核的方法应该进行改革,并且要加大力度,从而促进实验教学质量的提高,促进学生的能力培养。首先,在平时的考试及考核中很有必要把实验考核,尤其是实验能力的全面考核,列为物理学科考试的重要组成部分,这样才能提高学生对实验的重视程度,同时提高学生的实验能力及实验素养。其次,在中考过程中,应从一般性的实验知识记忆转向对实验原理和方法的理解与迁移上,在一些特定的要求和条件下,自行设计新的实验方案和步骤以完成实验,适当增加一些考核学生解决实际问题的能力、创造性思维能力等综合能力的试题。
四、合理调整实验室的管理方式
在平时的物理实验教学过程中,学生只有在上实验课的时候才可以进入实验室,并且在上实验课时,教师没有给学生留出足够的发展空间,让学生去思考,去亲自设计实验。在做实验过程中,学生只是照着现成的实验步骤跟着教师操作几下,随便操作就算完成实验,学生没有自由发展的空间,对实验没有实质性理解。改变实验室的.管理方式,经常对学生开放实验室,提供第二课堂阵地,教师要充分发挥好自己的主导作用,让学生根据自己的兴趣爱好进行思考钻研、发明创新设计实验。发挥学生的主观能动作用,最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性,积极鼓励学生根据学习的需要自行设计一些验证性或探索性实验,同时可以重复做上实验课时所做的实验,真正地做到理论联系实际,加深实验理解。
五、开展一些课外实验活动
课外实验是学生根据自己已学过的知识自己亲手设计实验,它是在课堂之外进行的,不受时间、空间、人数、器材等的限制,学生可以独立完成实验方案设计、实验器材使用、实验对象管理、实验现象观察和实验结果分析。与课堂实验相比,大大增加了学生的观察、分析及动手操作的机会,这样更能发挥学生的主观能动性。学生在课外实验中通过动手操作,亲自观察、记录,并且动脑去分析与思考,不仅获取了新知识,还学会了探求新知识的方法。
因此,多开展一些课外实验活动,让学生根据自己已学过的知识、理论联系实际、反复亲手设计实验,在实验过程中形成良好的、稳定的心理特征来培养自身的能力。
一、坚持长期观察, 培养良好的观察能力
在某种意义上, 养成良好的观察习惯比拥有知识本身更重要。例如在物理实验课上常发生这种典型事例:本来只要看一下接线板背面就可了解4个接线柱之间的关系而正确连线, 一些学生却习惯于询问老师, 或者盲目接线。针对这种反映学生缺乏观察习惯的例子, 实验课上应督促学生从观察仪器铭牌、板面旋钮标识、仪表读数等入手, 引导学生观察各种物理现象和正确记录这些现象, 从而培养他们观察事物的能力。有了观察的能力, 就会随时随地关注周围的一切, 而不致“视而不见, 听而不闻”。
1. 要注意变换方位。
同一件事物, 观察方位不同它所呈现的状貌将不一样, 所谓“横看成岭侧成峰, 远近高低各不同”便是这个道理。
2. 要养成自觉意识。
要注意养成自觉观察身边的人和事的良好习惯, 随时做个“有心人”。
3. 要善于思考。
这是十分重要的一环。李四光曾说过:“观察是得到一切知识的一个首要的步骤。”在观察中, 还应注意思考, 只有这样, 才能真正有所获, 而不致使观察所得如同“过眼烟云”。
二、注重开放性实验, 培养学生实践能力
初中物理的社会实践活动是高中研究性学习的初级阶段, 是学生了解自然、接触社会的自主学习方式。社会实践活动体现了物理知识来源于生活、服务于生活的宗旨。通过社会调查, 针对一些问题, 提出猜想和假设, 进行实验验证, 收集整理相关资料, 从而得出结论或者提出合理化建议。社会实践的形式多样化, 灵活机动, 既可以是个体的活动, 如了解一个家庭中的用水用电情况并提出合理化建议;也可以是集体协作的活动, 如了解城市目前的交通状况以及交通工具的发展;既可以做单纯物理方面的社会实践, 如热水瓶的保温效果与热水量之间的关系;也可以是跨学科的, 如城市的热岛效应的研究。对于初二的学生, 笔者首先尝试开始了读家用水表和电表的小实践活动。学生通过观察用表、请教家长、翻阅说明书等方式, 学会了读表, 并记录家庭一天、一周、一月的用水用电量, 针对具体情况提出了节能的合理化建议。在假期中, 我们进行了了解城市目前的交通状况以及交通工具发展的社会实践活动。全班同学分成若干小组, 分别调查研究各个小项目, 如不同时间段城市主要交通路口的车流量;目前城市主要机动车和非机动车现状及发展;未来中小城市交通发展的设想及建议即高架桥、地铁在我市发展的可能性;城市交通发展中的环保问题和节能问题等等。在活动中, 学生们分工合作, 他们充分利用图书馆的资料及互联网了解各种信息, 走上路口作数据的收集和统计, 进入车辆管理所了解近几年的车辆发展状况, 结合报纸了解我市主要交通路口的改造状况。面对他们的实践报告, 笔者惊喜于学生的能力, 思维的活跃和了解社会、参与城市建设的强烈愿望。在整个过程中, 教师起到了三个方面的作用:一是确立调查目标, 指导方法和信息来源;二是进行组织协调;三是组织讨论, 作出总体评价, 指出成功和不足之处, 激发学生的学习兴趣。社会实践活动是一种很好的人文教育, 如环境问题、能源问题、噪声问题教育等, 体现了以人为本, 贴近生活和社会, 是培养能力、激发兴趣的重要教学手段之一。
三、加强实验教学, 培养创新能力
培养学生的科学创新精神和提高创新能力, 是落实素质教育的核心。实验对培养学生的学习能力、观察分析能力、思考能力、归纳推理能力、设计动手能力, 乃至创新能力都有着不可替代的作用。因此在实验教学方面, 我们应力争让实验更富有探索性和挑战性, 不仅提高学生的动手能力, 而且充分活跃其思维。让学生学会实验的具体做法, 掌握一些基本的实验方法, 为培养他们的物理创新能力打下良好的基础。如常用的间接测量的实验方法、“控制条件”的实验方法、“以大量小”的实验方法、测量微小量的“叠加法”、“替代法”和“比较法”等。教师通过选择典型的实验 (可充分利用教材中的小实验、学生实验等内容) , 通过让学生参与对实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的物理创新能力。
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2014)02A-
0113-01
物理新课程标准强调“在物理教学中提高学生的实验能力是目前实验教学中的当务之急”。笔者结合平时的教学实践对此进行了一些有益的尝试和探索,取得了一些好的经验,获得了良好的效果。现付诸笔端,以供同仁参考。
一、改进实验设计,培养实验能力
在平时的物理教学中,由于教材已经提供实验素材,一些教师喜欢照本宣科,按照教材中提供的实验器材、实验原理、实验步骤去实施实验教学。其实,这样的教学往往会使学生误认为物理实验就是去验证前人曾经做过的实验,而忽视实验的本质——通过动手、动脑去进行实验操作探究未知的事物,揭示其背后隐藏的真理,没能培养学生应有的物理实验能力。
例如,苏教版八年级物理上册《声音是什么》的实验活动——探究声音的产生,多数教师在探究时按照教材的思路,先让学生用各种方法使物体发声,通过对发声物体的分析,归纳出声音是由物体的振动而产生的结论。而从教学实践中看,学生除了用手触摸发声的声带感觉到振动,其他发声的物体很少能“看”出其在振动,由此归纳出“声音是由于物体振动产生的”就比较牵强。
教学时,笔者通过巧换思路,设计新的实验方案来引导学生探究声音的产生。在探究时,让学生用手摸咽喉发声,感觉到声带的振动。然后提出新的问题:“物体振动才能发出声音吗?”让学生设计实验去证明物体发声时在振动。学生很快找到佐证:敲锣发声时,用手指摸锣面会感到锣面在振动;用锤子敲鼓时,鼓面上的纸屑会跳动,证明鼓面发声时在振动。这里先让学生通过体验感觉到物体发声时在振动,然后再设计实验证实,虽然实验设计比较简单,但却渗透了科学研究方法中的同一性原则,侧重于实验设计能力和论证能力的培养。
二、变操作为探究,培养实验能力
在物理实验教学中,我们常常需要使用某一测量工具,而一些教师常将其定义为操作性实验,认为操作性实验仅仅要求学生学会某一测量工具的使用,至于为什么要使用这一工具、这一工具在实验中有什么价值等,都不会多加考虑,缺少一种内在的驱动力,其实验能力的培养是不理想的。
例如,苏教版九年级物理上册《电流和电流表的使用》中的学生实验——探究串联电路电流的特点,笔者将其改为探究实验,其探究流程如下:①创设情境、确定课题——用规格不同的小灯泡组成串联电路,让学生观察到串联电路中灯泡的亮暗不同。然后提出问题:串联电路中各处的电流相同吗?也就是说通过第一个灯的电流与通过最后一个灯的电流相同吗?②大胆猜想、形成假设——鼓励学生大胆猜想,这时有的学生猜想:靠近电池的正极电流大,流进电池的负极时的电流小。有的猜想:通过第一个灯泡的电流大,以后逐渐减小。有的猜想:电流一样大。不管学生猜想到什么,笔者都给予学生肯定的评价。③设计实验、确定方案——让学生分组进行实验设计,设计实验时要明白实验的目的是什么,要达到这个目的必须测量哪些物理量,要测量这些物理量必须有哪些实验器材,应该怎样操作等。待各组实验设计完毕,笔者组织学生对各个实验方案进行优化,最后确定一个合理的实验方案。④进行实验、收集数据——在强调实验注意点之后,各小组进行实验,收集数据。⑤分析归纳、结论交流——各小组完成实验后,汇报实验结论。尽管各小组测量的电流值可能有大有小,但同一电路中的电流总是相等的,即能得到串联电路电流处处相等的结论。
三、拓宽实验渠道,培养实验能力
学生的实验能力培养,实验条件并不局限于学校实验室的器材,可以是家庭中的一些工具、材料,可以是在教师指导下学生自制的器材。利用这些器材让学生进行实验探究活动可以拉近物理与生活之间的距离,提升他们的实验能力。
例如,苏教版八年级物理下册《气体的压强》的活动——体验大气压强的存在。教材用易拉罐、水等物品来探究大气压强的存在。我们可以让学生在课后利用鸡蛋和瓶子来证明大气压的存在。学生在汇报“瓶吞蛋”实验时,教师及时提出课外继续探究的课题:“这个实验很有趣,但它的演示过程有很多缺点,请大家对这个实验进行研究,找出它的缺点或不足,并针对这些缺点,提出改进方法。”学生通过课后的思考与尝试发现:鸡蛋不容易选择,过大的鸡蛋,瓶子吞不进去,过小的鸡蛋,体现不出吞的过程。通过这样的课外探究活动,学生既可以学到物理知识和物理规律,又可以学会物理研究的方法。采用不同的做法、获取不同的信息,有利于提高学生学习物理的兴趣,也实现了物理实验能力的提升。
总之,培养学生的物理实验能力需要我们物理教师从平时的课堂教学、课后综合实践活动入手,落实到实验教学的每一个环节中,切实从学生的成长出发,努力提升学生的物理实验能力。
传统的学习过程是一种继承性、维持性的学习,它通过学习获得原来已经确立起来的观念、方法和原则,以应付已知的、重复的情景,然而,在当今,文化知识、科技以及经济发展瞬息万变,竞争激烈,思考问题的方式与以往社会大有不同。因此,新的课程标准在这一方面较已往的大纲做了很大的变革,把学生放在了第一位,但是“新课标”已经开展了一段时间,但是由于传统教学中落后的教育观念和方法依然在一些教师的思想中根深蒂固成了阻碍学生创新能力培养的包袱。而卓越的创新能力充分地体现了一个发现问题、积极探索的心理取向和善于把握机会的敏锐性,创新能力绝不仅仅是一种智力特征,更是一种人格特征和精神状态以及综合素质的体现。因此,我认为培养学生的创新能力尤为关键。
初中物理教学中如何充分发挥学生思维的主体性,培养学生的创新思维,提高学生的创新能力。
1.遵循认知规律,发挥主体作用,培养创新思维。
思维是大脑对客观事物间接概括的反映,创新思维不仅能揭示客观事物的本质和内在联系,而更重要的是能产生出新颖的、前所未有的成果。对中学生来说,头脑中旧的表象很少,展现书本知识发生发展的教学过程,就是学生创新思维的培养过程。在目前中学物理教学中仍存在注入式教学模式,教师在教学中只注重学习的结果,而忽视学习的过程。学生缺少自主学习的思维空间,就很难谈得上创新思维的培养。要真正培养学生的创新思维,教师在教学中就要重视设计引导学生的学习活动,以相应的创新思维的熏陶,发展学生的创新意识。教师要不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等手段提出种种假设或猜想,使学生逐步学会运用假设或猜想的方法解决问题,同时重视在教学中再现前人是如何创造、发明的,让学生在前人走过的轨迹上,经历失败和成功的磨砺,体会创造成功的喜悦。例如牛顿在伽利略等科学家研究的基础上建立牛顿定律,各种原子模型的建立和不断完善的过程等内容中突出科学创新思维的教育,并逐步渗透如理想化的方法、模型的方法、极限的方法、控制变量的方法等,使学生知道为什么要建立物理模型,学会根据现象或事实进行科学推理的方法,这不仅有助于学生加深对基本知识的理解,还有助于加深对研究方法的领悟,提高学生对科学的认识和创造能力。在重视学生创造性思维能力培养的同时,也必须重视对学生创造性人格的培养。例如在物理教学中穿插介绍伽利略敢于怀疑、不盲从权威的思想;介绍布鲁诺为坚持真理而献身的精神;学习牛顿的勤于思考、善于总结;学习居里夫人的刻苦钻研、勇于实践;结合我国当代的物理学家为祖国的强大而奋发拼搏的生动事迹,激发学生勇于探索、积极进取的科学热情,这对学生创新能力的培养起着极其重要的作用。
2.探源索隐,寻找偶然中的必然,培养创新能力。
学习中,从事物的联系中思考。追索偶然发现的起因,在掌握知识的同时,探源索隐,追寻导致前人发现与发明定律、定理和公式的思路;从寻找事物的各种原因中,探索创新的思维方式,激发自己提出解决问题的办法,智商高的同学,对探源索隐的方法是有浓厚兴趣的。例如,奥斯特发现电与磁的联系,好像很偶然,我们应该引导学生,为什么奥斯特就能够从小磁针轻的摆动中去发现其中的规律,这与其特有的物理素养是分不开的,而由于奥斯特的发现,许多科学家就在次基础上进行了研究,先是电磁铁的发明,而法拉第认为既然电能产生磁,那么磁能不能产生电呢?这就是一种非常重要的穿新思维,正是有了这种思维,才有创新的能力。因此我们在教学过程中要懂得引导学生,对待身边的事物常常从事物的联系中去思考,让他们养成这样的习惯,那么学生将来的创新能力一定会有很大的提高。
3.通过学习过程中辨同求异立体思考培养创新能力。
教学过程中引导学生善于比较,从比较中打开思路。不谋求唯一正确的答案,通过不同的思路达到同一目标。从比较中,发现新问题、新情况,发现老问题的不同解决办法,发现 1
已知情况的新变化,使自己的创造欲在执着的追求中受到激发,培养创造性解题的习惯,创造性发挥自己的思路是创作中的精华。例如,光的反射与折射可以用如表1的比较学习来培养学生学会用比较的方法去思考问题,在初中物理中有很多可以比较的,如凸透镜与凹透镜如电流表与电压表等等,只要我们教师引导学生去认识对象的一切方向,一切联系和“中介”,纵串横联,立体思考,从事物方方面面的联系上,去发现问题和发现与问题相关的各种关系,从而获得解决问题的办法。对不同的学习内容,从不同角度进行分析判断,找出纵、横系列和它们相交叉而形成的立体系列,使学习既有深度又有广度,展示创造的前景。学生会很快掌握并受益终身。
表1
4.开展研究性学习活动,促进学生创新能力的进一步发展。
创新教学的构成要素是研究性、主体性、发现性、归纳性等,这就要求在实施教学方法创新的同时,用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。研究性学习就是根据这一需要设置的新的课程计划,具有典型的创新教育功能。
研究性学习是学生在教师的指导下,从周围生活和社会生活中选择和确定研究课题,以类似于科学研究的方法主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。通常有:查阅资料、实验操作、走访专家、社会调查、问题讨论、现场观察等。
结合中学物理教学开展研究性学习,学生接触到大量的实际问题,学生在自主活动中,提高应用所学知识解决实际问题的能力。例如几乎所有的课题研究,首要的一步是收集信息资料。有的从图书馆获取资料,有的从网上获取信息,有的采访专家,有的编写问卷调查表,有的通过实验获取数据。第二步是处理信息资料。或做出统计,或制成图表。第三步就是加工信息资料。因此研究性学习不仅培养了学生收集、处理和加工信息资料的能力,更重要的是培养了学生的创新思维和促进了学生的创新能力的发展。例如一位参预过研究性学习的同学谈道:研究性学习是个人兴趣、个性特长最好发展的方式,完全是一种自主创造性的学习活动。
在初中物理实验教学中培养学生的创新能力
作者/ 杨石
物理学是研究物质的组成及运动规律的科学,从物理学的发展以及物理学自身的研究特点,决定了它是一门以观察和实验为基础的学科,实验是科学认识的基础,是判断认识是否正确的标准,是联系实践的形式之一。实验教学是物理教学的一个重要组成部分。当今的教育改革已深入到将应试教育转向素质教育的阶段,要求广大学生学会求知、学会做人、学会生存、学会审美、学会合作,其核心是21世纪的学生要具有创新精神,学生具有良好的素质更,因此我们必须充分地认识和做好实验教学。初中物理实验教学是教学中极为重要的组成部分,通过实验可建立学生对课堂讲授内容的感性认识,加深对学习内容的理解和记忆,以提高教学效果,通过实验可开发学生智力,训练学生的实验技能,培养学生独立分析解决问题的能力与创新的初步能力。所以,我们必须改革传统的物理实验课教学模式,来激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,已成为当务之急。我个人认为从以下几个方面着手:
一、以验证性实验为基础,加强探索性实验,培养学生的创新能力
物理教材中对一些重要定律和原理的有关实验大多是验证性的。即从实验直接推出结论的正确与否。在这些实验中教师是主体,学生往往是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。而探索性实验的主体是学生,由学生自己动手,在实验过程中认识到这些物理实验反映的物理本质。它旨在充分发挥学生在实验教学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,培养学生的创新意识。因此,我们要根据教材内容,将演示实验与学生操作实验,有机结合进行,将一些验证性实验改为探索性实验,让学生充分的动脑、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。例如:以电磁感应课堂教学设计为例,说明一下设计思想。为了把学习的主动权交给学生,每节课都要把启动顺序、知识结构等写在教学材料上。从表面看有点像程序教学,实质上它有更多的灵活性。其中操作上有分有合,时间上可长可短,运行中有序交替。总之,对不同程度的学生有不同的训练要求,避免一刀切。
二、加强实验方案和方法的改进,培养学生实验的设计能力
物理实验教学不仅要求学生会正确使用基本仪器,进行观察、测量和读据取数,得出结论,而且还应培养学生根据一定的教学目的、任务,独立地设计实验方案的本领,即培养学生实验的设计能力。要变学生实验为设计实验,教师对实验设计只进行一般性的原则指导,教师只讲述基本方法,不做示范操作,由学生自己去完成实验操作可在实验室内巡视启发指导,给学生创造独立实验操作的环境。对学生实验中的错误、实验出现的各种现象和学生提出的各种问题,教师不急于给出答案,而是多角度进行启发,引导学生在“做”中逐步体会物理学的.研究方法,让学生在“做”中形成学习物理的比较稳定的动机、情感,并锻炼克服困难的意志和勇气,在“做”中不断提高学生的动手能力,形成良好的学习质量,增强学生的创新能力。
三、实验方法多样性,活跃学生思维
对于学生分组实验,我们在帮助学生掌握实验原理的基础上,鼓励学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验,在实验中,学生需要在各种因素中进行取舍,对所得信息进行筛选。这就是要求在既定目标的过程中,有全局观点和善于妥协,在不同情况下善于应变,培养学生的应变能力,使学生分析抽象概括综合表达能力都得到训练和发展。
四、重视演示实验中设计思想的展示和创新,注重学生探索能力的培养物理实验现象本身就具有鲜明、直观的特点,能够激发和满足学生的好奇心、求知欲,但在教学实践中,不能片面追求实验中强烈的视觉感受,却忽视了对实验过程中重复问题的关注和思考。新课程标准中,将科学研究列入标准,在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,从学生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。学习不是一蹴而就的,需要坚强的毅力和积极的心态,否则,只能是半途而废,无功而返。在物理实验学习过程中必须注意以下几点:
一是分析研究学生分组实验中发现的发生的异常现象;二是注意观察教师的演示实验;三是做好课外小实验;四是留心分析日常生活中的物理现象。通过物理实验,不但要达到教材对每一个实验提出的实验目的,进行常规的验证性的实验教育;还要培养学生的科学实验素养,理论联系实践和实事求是的科学作风,严肃认真一丝不苟的科学态度;更重要的是通过对分组实验、课堂演示实验、课外小实验以及日常生活中物理现象的严密观察和勤于思考培养学生主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力。
五、创设实验问题,促进学生创新能力的发展
创新教学的构成要素是研究性、引导性、发展性、归纳性等有机的结合起来,这就要求教师在实验中创造性的应用现代教学和教学手段,将多种教学方法进行优化组合,用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此除了演示实验和分组实验之外,在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中,也可以发展创造活动,鼓励学生创造。
总之,由于学生在实验教育中要么观看教师做演示实验,或按部就班地按书上的实验步骤完成实验,学生基本处于被动地位,没有发挥学生的主体作用。而课堂实验的效果很大程度上取决于教师对学生这种被动性的意识程度与意识到指导性作用发挥的程度,充分调动学生的积极性,使学生全身心的投入到实验中去,而不是仅仅在于实验的成功与否。更重要的是通过做实验使学生的各种能力得到培养。
泰州市泰东实验学校燕桂强2014、4
初中物理是学生比较喜爱的一门学科,其中实验多,联系实际多,生活实例多,是教材的特点之一。如何创造性的开展物理实验教学活动,更好地实施《国家物理课程标准》,实现提高全体学生科学实践能力的培养目标,这是我们物理老师必须研究的首要课题。下面就初中物理教育教学中,如何采取“分组实验活动”来培养学生的科学实践能力浅谈自己的一些想法和做法。
首先,我们教师要善于并学会对学生分组,让学生分组实验活动真正成为科学实践能力的主渠道。具体做法有:
1.我们物理教师要重视分组实验活动在初中物理教育教学中的功效。实验操作能力就是手脑并用的能力,是素质教育的基本能力之一,是培养学生实践能力的重要途径。课堂上让学生通过实验发现并提出问题,引发思考,对其思维造成的冲击远比被动接受强烈得多。因此,教师要充分利用好课本内外一切有价值的实验活动,开展实验教育教学活动,激发学生的激情,挖掘学生的潜力,培养学生的科学素养。
2.在实验中,我们可以采用多种方法让学生参与实验过程,目的是让学生真正“动”起来,从“动脑”到“动手”,处处体现出激发他们的兴趣、活力和潜力,实现技能培养的高目标,从而起到分组实验的目的。实践的方法诸如:
(1)“一人(或两人)一组实验”
在中学物理实验中,一些知识能力不复杂,操作相对简单,仪器仪表使用的实验,均可采用这种方法。例如在温度计的使用、长度的测量等实验中,学生对这些仪器早就有所见闻,他们能根据阅读说明书就可自行解决这些工具的操作与使用,教者无需包办代替。但教师在分组实验中,需要调控课堂纪律,观察学生的实验情况,做好实验操作的错误分析和结论的归纳。通过阅读仪器仪表的使用说明,学生单独完成规定的实验事项和要求,培养他们独立实践的好习惯。
(2)“多人多组实验”
鉴于中学物理的有些实验,由于观察的现象和记录的内容较多,需要多个同学配合才能完成,合理分配学生资源可达到小组活动的最优化。例如在观察水的沸腾实验中,教师要预先对学生组合做好分配,对实验的分工和操作做好引导,让多个学生组合能及时、顺利地完成相关实验的要求。通过这样的方法可培养学生小组内自由分工的意识,养成个体独立完成某项实践的能力,同时通过通力合作,达到实验成功的目标。
(3)“强手带弱手实验”
初中物理实验中,有些实验相对理论较深,操作的难度较大,个别学生可能无法顺利完成实验。如在探究物体的浮沉条件的实验中,既涉及到浮沉理论的分析,又涉及到实验方案的设计,同时还要能准确的测量出浮力和重力。因此,开设这些学生实验课时,教师对学生所做实验的具体情况要了如指掌,千万不能千篇一律,原班人马。在课前要根据实验的内容适当将学生重新组合,要让学生在知识与技能上适当互补,并好中带差,均匀搭配。这样可避免因实验的难度大,而导致部分知识技能较差的学生丧失实验的兴趣,失去实践技能培养的一次机会。
(4)“交叉交流实验”
有些物理实验活动,要测量多组数据,达到归纳普遍性物理规律的目的。如在探究杠杆平衡条件的实验中,学生进行实验时,不可能每一组的动力、阻力、动力臂和阻力臂的实验数据都是同一的,教者可对个别组的实验结果作总结,然后用其他组的数据或归纳的结论来
检验,看这组同学实验的结果是否具有普遍性。由此可见,学生各组实验活动不是独立的,而应是相互呼应的,教师要通过这种类型实验的交流与讨论,养成全班学生通力合作的好习惯。同时在归纳自然规律时,对于结论是否具有普遍性问题养成良好的分析和判断方法。
总之,不管哪种分组形式的实验教学,在实验过程中我们都要调控好课堂纪律,要根据不同的实验内容和学生的层次事先做好合理分组,这样才能最优化的培养学生科学的实践素养,从而有效的开展好我们的实验教学。
其次,分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维过程,又有动手操作。分组实验是学生理论联系实际的学习过程,它是对学生进行意识训练和科学方法训练的有效途径,实验本身就是一种基本的科学研究方法。通过实验,既可让学生初步体验科学研究的过程、方法,又可达到对知识的巩固和应用。通过分组实验可以培养学生良好的实验习惯和实事求是的科学态度。具体培养的目标应考虑以下几点:
1.严谨的科学实践态度。有的学生为了抢时间,做实验时草率从事,这是十分有害的。因为要达到实验的各项目的,完成各项基本训练,就必须要求学生领会实验的基本原理和操作方法,加强对实验过程的观察和分析,这就需要一种认真的态度。许多实验要求在相同的条件下重复测量(结果往往不同),有时要改变某一条件再进行测量(控制变量法),这都需要认真观察实验现象,记录数据,并注意发现问题。而匆忙、草率地做实验难于达到该要求。
2.良好的动手操作习惯。实验仪器的使用都有一定的严格要求,学生在做物理实验时要养成良好的实验习惯。例如,对于测量仪器(测力计、电流表和电压表等)的使用,要养成注意量程和进行零点调整的习惯;在做电学实验时,要养成先检查电路再闭合开关的习惯。对于物理实验课的教学,教师要教育学生养成先认真阅读实验内容,做好预习而后再动手实验的习惯。
3.科学的实验测量数据。诸如在探究阿基米德原理、杠杆平衡条件等实验中,学生测量到的数据是很多的,教师要让学生对自己的实验数据有信心,不要盲目相信别人的数据,更不能随便更改实验数据或抄袭别人的结果。实验误差过大时,要引导学生冷静地分析原因,鼓励师生共同讨论问题。教师要指导学生珍惜获得的实验数据,实事求是,一丝不苟,每个实验环节必须一环扣一环,实验数据的取得也必须真实、准确,实验的结果要经得起反复检验。
4.良好的人际合作关系。物理实验过程是艰苦的、枯燥的,一个可靠的实验数据的获得,往往需要长时间的努力,几乎每个数据的测量都需反复多次。因此,小组或多组的通力合作非常重要。我们在初中物理的分组实验教学中,要循序渐进地培养学生的这种意识,让学生从小有一种合作的愿望。通过合作实现每一个人优势的互补,这样为完成我们的实验教学有很大的帮助。
新课程改革着重培养学生的能力, 要求学生不仅要掌握知识, 更重要的是要学会自己学习, 具有较强的自学能力。而自学能力的关键是阅读能力, 掌握阅读的方法是培养学生形成思维的重要手段。学生阅读课本是发现问题、解决矛盾、自觉探究的过程。也是自学能力正迁移的过程, 现代教育理论认为:人的创造才能只能靠自己在自由发展中获得, 而阅读能力的形成是学生自由发展的必备条件。因而初中物理教学中培养学生的阅读能力是必要的, 也是符合中学物理教学目的的, 有助于学生课外的自学。
初中物理教材具有内容少、难度小、趣味性强、贴近生活等特点, 而且初二学生已经具备了一定的阅读能力和自然常识, 只要教师对学生进行适当的引导, 阅读物理教材是可行的。
二、培养学生阅读能力的具体做法
1. 分段培养, 让学生初步形成能力
第一阶段是示范阅读阶段。教师要有目的地逐字、逐句、逐段引导学生阅读、讲段意, 让学生读懂教材所讲的物理概念、叙述物理现象等。
第二阶段是启读阶段。教师指定阅读内容并给出物理问题及包括重点、难点、注意事项等在内的指导性阅读提纲, 以促进学生的思维, 掌握阅读要领。让学生明确认识:只有通过自己的认真钻研与独立思考去分析问题、解决问题, 才能发展智力, 增强能力。教师可以联系现代生产技术作点生动的预告, 以激发学生的兴趣, 调动学生的积极性、主动性与创造性。
第三阶段是自读形成能力阶段。教师根据教材的难易程度, 要学生写出阅读提纲, 或教师偶尔给出少量阅读提纲, 由学生阅读后试着叙述物理过程, 解释物理现象等。让学生把有关基础知识的物理概念和物理定律理解清楚, 弄清它们的来龙去脉, 以收融会贯通之效, 从而理解物理概念完成学习过程。
2. 依据不同要求给出阅读方法, 培养学生阅读能力
(1) 泛读:通过阅读理清教材的层次和条理, 清楚课文大致分几个部分, 每个部分都说明或探讨什么问题, 教师可通过提问、说物理现象、物理过程、物理含义等手段来检查阅读的效果, 达到训练的目的。
(2) 精读:把教材的内容分为具体的知识内容和形式的知识内容, 抓住重点、反复琢磨。让学生描述物理情境, 分析物理过程。培养学生解释概念、教材的能力, 具体做到读概念要会叙述、会判断、会举例;阅读定律、公式时, 能说清定律、公式所描述的物理含义、定律成立的条件, 能应用定律、公式解决问题。
总之, 教师在指导学生精读教材时要设疑, 使学生带着问题有目的地学, 设疑的办法可以从已知提出未知, 从演示实验提出带本质性的问题, 激发学生求知欲, 鼓励学生寻求答案。教师可为学生提示必要的学习方法, 并根据物理教学特点为学生创造动手实验, 作观测、记录与判断的学习环境。
3. 培养学生总结、归纳, 将书读薄形成体系的能力
通过学生有目的的阅读, 使学生对所阅读的内容产生自觉的内化。在学生总结、归纳形成体系的过程中, 教师要恰当地引导学生舍弃现象等无关细节, 强化与本质相联系的特征, 提出一个基本的结构纲要, 再让学生自己去完成学习任务, 逐渐形成能力。
在实际培养学生阅读能力的过程中, 通常是将两大方法结合起来应用。笔者在教学中, 几年来都坚持这种教学方法, 培养学生的自学阅读能力, 并收到了良好的效果。在我所带班级的学生中多数在初三可根据教师的演示实验, 或学生实验结合教材的阅读, 准确地叙述物理概念, 弄清物理含义与物理过程, 理解教材的重点, 突破难点, 而且多数学生在课外已阅读了有关物理的科技通俗读物。进入高中阶段学习时, 其学习的自觉性、自学能力、理解能力、应用物理知识解决问题的能力明显高于其他班级的学生, 这些能力的提高无不与初中阶段物理阅读能力的培养有关。
一、变演示实验为探索性实验,激发学生的创新能力
演示实验在教材的每一章、节都要涉及,课堂演示实验一般以教师演示为主,学生没有直接参与,作为一个实验的旁观者,学生无法体现自己的创新能力。因此,将教材中的一些演示实验改为探索性实验,让学生在充分动脑、动手和动口的同时,发挥学生的主体作用,激发学生的创造性思维。
比如:在对“影响液体蒸发快慢的研究”中,就可以让学生对照日常生活中“晾衣服”时怎样才干得快的常识提出猜想,并引导学生设计一个实验来验证。又如将“物体浮沉条件的研究”改为学生探索性实验,既可以激发学生的创新能力,又为学生利用身边常用物品探索研究物理现象创造了条件,使学生的探索、研究积极性得到提高。
二、采用多种实验方法,培养学生的创新能力
对于分组实验或一些演示实验,教师在帮助学生掌握实验原理的基础上,可以允许和鼓励学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中,因为学生需要对各种因素进行取舍,对所得信息进行筛选,有利于培养学生在不同情况下的应变能力,学生的分析、抽象、概括、综合及表达能力都得到训练和发展,从而活跃学生的思维、培养他们的抽象能力。
比如在学习大气压强的知识后,教师可以鼓励学生设计实验来证明大气压强的存在。很多学生通过观察、思考设计了许多实验来证明大气压强的存在:如用吸管用力吸一个空纸盒,纸盒被压瘪;空钢笔套吸出里面的空气后被压在嘴唇上;浇花的花壶在封闭壶盖上的小孔后,水不能倒出来等。通过这些探索、思考,使学生学会观察生活与物理的联系,创新能力得到进一步加强和培养。
三、创设实验问题,促进学生的创新能力
在物理实验教学中,教师除了在实验中创造性地应用现代教学方法和教学手段将多种教学方法进行优化外,还要善于从课堂演示实验和学生分组实验中创设实验问题,通过对实验的进一步引导和深化来促进学生的创新能力,用“创造性的教”为学生“创造性的学”创设一个良好的环境和条件。
比如在学习完串联电路和并联电路后,可以鼓励学生对“伏安法”测电阻的方法进行深化,给学生提供“电源、开关、电流表、电压表、定值电阻、未知电阻各一个、导线若干”,另外要求学生设计二个除“伏安法”外不同的测定未知电阻阻值的方法(如“伏阻法”“安阻法”)。学习密度知识后,要求学生设计实验用“天平”测定液体的密度,用“量筒”测出固体的质量等。通过创设这些实验问题,促使学生去探索、研究,提高他们的创新能力。
四、使学生保持主动探索研究精神,发展学生的创新能力
在物理实验教学中,通过指导学生在学习过程中分析、研究实验中发生的异常现象,观察教师的演示实验,做好课外实验,留心分析日常生活中的物理现象,可以促使学生保持积极的态度和主动探索研究的精神,能提出问题,并积极去验证,使学生的创新能力得到进一步的发展。
比如在做分子引力演示实验时,有的学生可能会提出“铅柱被悬挂起来,是分子引力在起主要作用呢,还是大气压在起作用?”的问题;在演示大气压强存在的覆杯实验时,有的同学可能会提出“是不是水将纸片粘在杯口”的疑问。对于学生在实验中提出的问题,老师不要敷衍,而应该鼓励学生去积极设计实验验证,强化学生的主动探索精神,不断促进学生创新能力的发展。
除以上方法外,教师还可以根据教学内容,引导学生利用身边常见的物品设计演示简单的实验(如搓手发热来感受摩擦生热、用气球演示空气的浮力或物体的悬浮等)。引导学生定期开展小制作、小创新、小发明竞赛和评比,让学生充分展示其创新作品。学生使用身边随手可得的物品进行实验探究,既可拉近物理与生活的距离,让学生深切感受到科学的真实性,消除科学的神秘感,又可以使学生利用简单的器材进行小发明、小创造,为培养学生的创新意识、创新能力提供了很好的场地和条件。只有在教学中调动一切有利因素,充分引导学生动手利用身边的器材进行实验设计与创新,才能切实培养学生的实验设计和创新能力。
参考文献:
马美娴.在物理实验过程中培养学生的创新能力[J].榆林学院学报,2015,15(5).
物理是以实验为基础的自然学科,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。通过实验可以培养学生实事求是的科学态度,提高学生良好的实验素质,培养他们的创新能力、观察能力、动手能力、合作能力,促使他们掌握物理规律、获取物理知识。同时又能让学生理论联系实际,运用理论指导实践。因此物理实验在整个物理教学中具有极其重要的地位,但是目前由于农村学校实验条件差,加之不少教师怕影响教学进度在主观或客观上并不重视物理实验的教学。作为一名新课改中的物理教师在教学过程中要彻底转变教学理念和教学模式,切实加强物理实验教学,全面培养学生的各种能力。
一、做好演示实验,激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力和分析能力
兴趣是人的一种心理品质,是学生求知的动力和影响学习主动性、积极性的直接因素。初中生对那些新奇的物理现象、生动形象的物理实验,普遍怀有好奇心和神秘感,演示实验可以使教学过程生动活泼,激起学生浓厚的兴趣,注意力高度集中,增强探究的欲望,使学生对物理现象获得深刻的印象。因此,教师在实验前务必精心准备,确保实验成功,力求实验带有示范性,实验现象清楚、有趣。
实验过程中,教师要积极引导学生观察、思考、分析和归纳总结。首先要明确观察目的,其次指导观察方法,指导学生按一定的顺序进行观察,如按时间的先后,位置的远近等。此外对于不同的实验,还可结合其他观察方法,如对比观察法、反复观察法和重点观察法等。最后对观察到的物理现象的主要特征及其出现条件,要求学生作记录。还可设计一些富有启发性的问题,不失时机的提问学生,调动学生思维的积极性。引导学生注意整个现象发生的过程、产生条件和特征等。
例如在演示凸透镜成像规律实验时,引导学生把点燃的蜡烛从离凸透镜尽量远的位置,渐渐移近凸透镜进行全面观察。在实验过程中,指导学生观察实像和虚像的区别,并记录随着蜡烛和凸透镜距离变化而产生的成像变化规律。还要注意指导学生在一倍焦距和二倍焦距附近反复观察,从中引出实验结果:焦点是实像和虚像的分界点,二倍焦距是成放大像和缩小像的分界点。
通过对演示实验现象的观察,对比分析实验数据,学生自己可顺利得出凸透镜成像的规律。这不仅诱发了学生的学习兴趣,满足了学生的求知欲望,而且能使学生学会观察物理实验现象的过程和方法,养成勤于观察的习惯,有利于培养学生的观察能力和分析问题的综合能力。
二、加强分组实验教学,培养学生的组织能力和合作交流能力
随着时代的发展,特别是高科技的迅速发展,人与人之间的合作尤为重要,在物理分组实验教学中,就要更加注重对学生组织能力和合作能力的培养,使学生相互帮助,密切合作,合理划分实验小组、分工明确,一切以学生为主体,教师只引导他们注意实验小组组员的合理搭配,实验小组长的选定,实验前对实验内容、原理、步骤、注意事项的预习、实验器材的准备等;要求小组长发挥领军作用,组织、指导和督促组员完成实验。对实验过程中可能出现的一些异常情况或个别小组的独到见解、新的思路,教师要及时予以肯定和鼓励。在整个实验过程中,教师只是一个组织者和引导者,指导各小组学生亲自动手、齐心协力、自主、合作进行实验探究,发现问题及时纠正,不断激励他们发挥各自的想象力去猜想、验证,在小组长的带领下自己动手实验,从实验中获得感知,再对数据进行分析、对比、概括、小组内或小组之间讨论,最后共同归纳结论。相互交流结果,直到得出正确的结论。
在分组实验教学中,教师要注重给学生提供更多的合作交流的机会和广阔的思维空间,注重交流评价,给个小组以展示的机会和体验成功的快乐,增强学生信心,激发学生求异创新的愿望,逐渐培养学生从全方位的推测、假设、猜想中探究答案和寻求解决问题的思维方式。从多角度、多方位、多层次地进行创新分析,鼓励个小组利用尽可能多的方法来设计实验方案,并对各方案进行评价,选择最佳方案进行实验。通过“小组合作探究”实验的学习方式,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、进行实验操作过程、分析实验中获取的信息、数据归纳总结结论等活动,来培养学生的团队精神和合作交流能力。
三、将传统的演示实验改为探究性实验,培养学生的探究能力和创新能力
大胆改革传统的实验教学模式,科学地设计实验教学程序,优化实验教学过程、实验教学方法,培养创新能力,建立起“引导→探索→实验→掌握”的教学模式。
传统的演示实验教学,实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,由于教师具有较高的实验技能,再加课前的充分准备,实验结果一般能达到预期目标,久而久之就会使学生“迷信权威”的思想,不利于创新能力的培养。如果把演示实验改为学生探究实验,教师只在旁边作一些必要的指导,这样可以充分调动学生的参与积极性,同时由于学生参差不齐的知识水平及实验技能,实验过程中很容易出现各种与结论不相符合的结果,极易引起学生对教材结论的“怀疑”。在进取心的驱使下,为了确信自己的实验结果,他们必定会反复多次地进行实验,只有当自己经过反复多次地进行实验验证后,才会消除怀疑心理。这种新的教学模式充分发挥了教师的主导作用,也突出了学生的主体地位,学生可以更加自由地进行各种自主探索实验。
在新课程教学过程中,教师不要局限于教材的安排,对演示实验进行创新设计,将一些教师演示实验改为学生探究性实验,并根据实验要求,引导学生正确选择实验仪器,独立进行实验操作,探究实验结论。利用探究性实验能有效地培养学生解决物理问题的能力和创造能力。例如,在教学 “平面镜成像”时,很多学生根据生活经验提出:人站得镜子越远,看到自己在镜子中的像就越小。因此他们认为:物体在镜中像的大小跟它与镜面的距离有关。为了验证这种错误认识,在教学中,教师可指导学生,自己动手,利用玻璃、直尺、白纸、蜡烛、铅笔等常用器材,亲自设计“平面镜成像”的实验,这样学生在教师的指导下可顺利地完成实验操作,并能取得很好的实验效果。学生通过自己动脑、动手,自主选择器材、设计实验方法进行探究性实验活动,不仅验证了生活经验中的错误认识,也学会了在实验过程中发现问题和寻找解决问题的方法,有效地提高了学生自主实验的积极性,这既可以增加实验的创造成分,又能培养学生创造性思维的“主动探索性”。激发学生的创造性思维,对学生探究能力和创新能力的培养起着潜移默化的影响。
因此,创新演示实验使学生始终保持主动学习的状态;主动思维、主动发问、主动探索、主动研讨、主动创新。使课堂教学充满生机;使学生在紧张、热烈、兴奋的状态下掌握物理知识,在掌握知识的过程中培养自己的创新能力。
四、积极开展课外小实验、小制作活动,培养学生的动手习惯和实践能力
新教材上设计了很多有趣的课外小制作、小实验。鼓励学生做好课外各种物理小实验,是一种特殊的、直观的实践活动。学生在动手完成各种小实验、小制作活动过程中,思维异常活跃,活动欲望高涨,参与意识强烈,使学生的动手习惯和实践能力逐步得到了培养。如“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”“万花筒”“小潜艇”“不倒翁”等小实验、小制作,就具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,促使他们迫切地希望进一步探索相关问题。这些生动、有趣、简单、易行的小实验能极大的培养学生的独创性,增强了学生的实践能力和动手操作能力,使之形成科学的实验素养,同时也是对物理课堂实验教学的一种有效的补充形式,使学生学习到的物理知识得到了强化。
初中物理作为以实验为基础的学科,在教学中注重学生实验能力的培养,是提高学生学习效果和课堂教学效果的重要方面。实验观察能力是学生开展实验学习的起跑线,更是进行实验学科学习的重要基础。没有一定的实验能力,会直接影响到学生实验学习的效果,进而导致学生在这门学科中的学习出现困难,影响整个学科的学习效果。下面本文就结合初中物理实验教学,谈一谈学生实验观察能力的培养途径。
一、让学生明确观察的目的是培养学生观察能力的重要基础
我们知道,要让学生针对实验内容进行观察,必须要有明确的观察目的。学生在实验教学中的观察目的是保障学生进行有效观察的前提条件。观察目的具有鲜明的指向性,直接指向实验的最终目的和结论。没有明确目的的观察,犹如盲人摸象,是不能够得出正确的实验结论的,课堂教学也将变得无效。比如,在学习凸透镜成像实验的时候,我为了保证实验的顺利进行,提高实验的观察效率,在实验开始之初就强调了实验的观察目的。我在课堂教学中对学生提出了这样的观察要求:细致地观察凸透镜物距、呈现的像到凸透镜之间的像距、以及成像的特点,等等。并告诉学生观察这些内容的目的是通过对比成像的特点以及物距、像距之间的关系,尝试着寻找出凸透镜成像的具体条件。这样学生们就有了具体的观察目的,有明确的目的开展观察并记录所观察的数据,避免了学生在实验中没有目标的观察,从而提高了观察的效率,保证了学生观察的高效和实验教学的有效性。可见,实验有明确的观察目的能够很好地规范学生的观察活动,保证实验观察的顺利进行和实验观察的有效性,对于实验的实际效果、作用非常明显。在初中物理教学中教师要培养学生的观察能力,首先就是要从明确学生的观察目的入手。
二、形成科学有效的观察顺序是保障学生进行高效观察的重要条件
实验观察作为一种相对专业的实验能力,必须要掌握一定的观察技能,其中重视科学有效的观察顺序就是一个重要方面。因为要想实验观察扎实、高效,必须具有科学有效的观察顺序,按照这个顺序开展观察,才是最优的观察过程,也是最有效的观察过程。比如,在学习温度的时候,有一个课堂演示的.实验:通过人的手指接触3杯不同温度的水,让学生形成不同的温度体验,得出人的感觉是不精确的。要想知道具体的温度是多少,有必要使用工具进行温度的测量。这样一个实验的目的,是让学生明确工具测量温度的重要性。在这样一个简单的实验中,我们发现学生对3杯水的实验观察顺序和操作顺序直接决定着实验的效果和实验的成败。这就要求教师要让学生养成按照科学顺序进行实验观察的习惯,引导学生进行科学有序的观察,才能实现实验要达到的最终目。实验观察的顺序性要结合实验的内容进行合理的安排。无论是什么实验,一定要让学生养成按照实验顺序观察的好习惯,这种科学有效的观察顺序是保证学生高效观察的重要前提条件,也是培养学生观察能力的重要步骤。
三、增强学生的对比意识,促进学生提高观察思维的灵活性
【关键词】实验能力 探究能力 方法
【中图分类号】G424.1【文献标识码】A【文章编号】1673-8209(2010)05-0-01
物理学是一门以实验为基础的科学,实验不仅作为一种物理方法,而且作为物理思想,在物理教学中占有极其重要的地位。实验可以培养学生的实验思维、实验技能和实验能力,促使学生更深刻更牢固地掌握物理规律,激励学生热爱科学,培养科学素质建立正确的世界观。随着社会的进步和新课程改革的进行,初中物理教材更注重了观察和实验能力的培养,教材中物理知识的呈现主要是运用实验手段使某些物理现象再现,学生通过观察获得感性认识,经过教师的分析,引导,上升到理性认识,内化到学生大脑,为学生理解和掌握。
1 激发学生的学习兴趣,培养他们的观察能力
兴趣是影响学习积极性的最直接的因素。那些新奇的、对生活有意义的知识和问题,能引起学生强烈的兴趣。在观察这些物理现象时,教师要引导学生注意整个现象发生的过程、产生条件和特征等。如在观察“摩擦起电”规象时,要提示注意:①手帕摩擦过的塑料膜对碎纸屑有什么作用?②手帕摩擦过的两块塑料膜,在相互接近时,会发生什么现象?③把用手帕和毛皮分别摩擦过的两块塑料膜靠近些,它们之间会产生什么现象?通过观察,学生自己得出了“摩擦过的物体带电及同种电荷相斥,异种电荷相吸”的结论。又如在演示水的不善于传热的实验时,把事先准备好的小鱼放到试管底部,然后在试管上部加热使水沸腾时,鱼却在管底没有什么异样。学生感到十分惊奇。从而引起了学生的兴趣,增添了学生学习知识的积极性。通过对上述物理现象的观察,不仅成功地诱发了学生的学习兴趣,满足了学生的求知欲望,而且有利于发展学生的观察能力。
2 培养学生良好的实验习惯,使之形成科学的实验素养
实验操作的全过程包括仪器调节、观察操作、仪器整理。教师要有意识培养学生良好的实验习惯,使之形成科学的实验素养。首先,实验前都要对仪器进行预备性调节,根据需要,有的仪器位置安装底座要水平,有的要垂直。各仪器之间的联系也应满足一定要求,如:电学实验中,电路连接要正确,还要考虑到观察、操作、检查的方便。在光具座上的仪器应保持共轴。测量仪表必须先进行零点调节,当某些条件变化影响到零点时,要重新调整零点。如天平位置变动、弹簧秤拉力方向改变,万用电表电阻档量程变化等,都必须重新调整零点。使用各种仪器必须按一定操作规范进行。对于违反操作规定的要禁止。操作要有一定的条理性,例如应在检查电路后,再接上电源的另一个接线柱,然后合上开关。观察仪表时视线应与刻度平面垂直。仪器整理要有一定顺序。如:电学实验,应先切断电源然后拆除连接电源的接线柱。仪器整理要有利于仪器的保养维护。如:托盘天平游码归零,橡皮圈垫上,学生电源刻度盘旋钮旋到最小值,万用电表刻度盘旋钮拨离电阻档,滑动变阻器滑臂滑至同一边,有传动装置的仪器将传动皮带松驰等等。
3 加强探究实验,提高学生的创造能力
美国芝加哥大学教授施瓦布倡导的“探究学习”,强调“探究的过程和探究的方法”,注重培养“创造力”,使教学过程成为一种在教师指导下开展的具有严密的学术性的创造活动。
实际上,探究未知是人的天性,每个孩子都是科学家,而生活中处处有问题待探究,可探究。科学探究是伴随人一生的学习活动:幼儿的啼哭,各种表情是一种探究,不仅表现他的需要,也是与社会沟通的方式;许多儿童都观察过阳光下和暮色中的猫眼,这也是探究,不仅可以了解猫的习性,还可以告诉我们光圈的作用;小学生的捉迷藏游戏仍然是一种探究活动;分析同伴的心理,观察周围的环境,辨别各种迹象,作出自己行为的决断……少年儿童在这些探究活动中学习着,进步着。
正是由于探究活动不仅满足了学生生存和发展的需求,而且满足了学生心理发展的需要,所以新编初中物理教科书中的学生实验是以“探究”为主要形式。
例如在新教材的序言部分就安排学生体验科学探究的过程:取一只杯子,在杯子中装满水,第一步若将一只回形针轻轻放入水中,请学生猜测,水是否会溢出?第二步请学生尝试一下,第三步请学生猜想一下,在水不溢出的情况下,最多能放多少只回形针;第四步,请学生试一试一共可放入多少只回形针?实际放入的数量与你的猜测相差多少?第五步与其他小组交流?比谁放得最多?猜一猜,能放入回形针的数量与哪些因素有关。
在这个实验过程中,模仿了科学家的研究过程和方法,引导学生进行探究活动,让学生自己动手探究,教师不失时机地对学生中的标新立异的想法给予肯定、支持和帮助,鼓励学生大胆地猜想和独立地思考,并通过实验否定错误的假设或修正不完善的猜想。即使最终学生可能得不到全面、准确的结论,但这样更利于培养学生的思维能力和科学探究的精神。
一、激发学生的学习兴趣和好奇心理
创新活动需要创新动机来激发和维持。由于内在动机是个体评价工作与自己的兴趣相匹配时形成的, 所以在创新过程中内在动机与兴趣直接相联系。兴趣是一个人获得知识、发展能力的巨大动力, 它可以使学生变被动为主动, 充满自信, 主动探索, 勇于创新。如教学《大气压》这一内容时, 我演示了一个“小试管沿大试管上升”的实验:用一根较细的试管放在一根粗细适当的装满水的试管内, 将试管倒置过来 (口向下) 时, 学生看到水向下流的同时, 又意外在发现小试管不仅不往下落, 而是缓慢地上升的。这个现象大大出乎学生的意料之外, 使课堂气氛顿时活跃起来, 不需老师多讲, 学生们就立即产生了强烈的求知欲, 这对学生学好大气压起到了很大作用。富有创新精神的人往往有着强烈的好奇心, 爱因斯坦曾说过, 他没有特别的天赋, 只有强烈的好奇心。值得注意的是, 好奇心如不加以不断的培养和扶持, 就会逐渐衰退和枯萎。因此, 当学生在好奇心的驱使下而提出各种各样古怪的问题或做出某些不可思议的事情时, 作为老师, 应该在认真调查的基础上给予鼓励。在教学《电路初探》这一内容时, 我讲到连接电池两极的导线绝不允许以任何方式直接相连, 以免造成电源短路, 损坏电源。可在课堂上, 一位调皮的学生故意将两节电源短路了, 同时也被我及时发现了, 但我没有训斥否定他, 而是叫他摸一下导线, 问他有什么感觉?他告诉我手感到烫。由于这位学生的好奇心, 使他知道了电流的热效应。
二、培养想象能力的创新思维
培养学生的想象能力, 一是有意识让学生联想。如研究气体分子大小时, 把分子想象成小球;讲到声波时, 会联想到水波;学习电流时, 会想到水流……二是鼓励学生猜想、幻想、异想天开, 因为爱因斯坦讲过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”如讲到杠杆时, 让学生想象阿基米德的话, “给我一个支点, 我就能撬起地球!”再如讲到摩擦力时, 可以提出:如果没有摩擦力, 这个世界会怎么样呢?让学生猜想、幻想, 老师要加以肯定、称赞。
创新思维具有求异性、灵活性、独创性和灵感性等, 其主要体现在灵活性。一是思维方向灵活, 善于从不同角度和方面思考;二是思维过程灵活, 从分析到综合, 从综合到分析, 全面灵活地进行综合分析;三是迁移能力强, 能举一反三, 多解求异, 进行发散式思维。在教学中要进行一题多解的训练, 学会从不同方向不同角度去思考, 冲破“思维定势”的束缚。
三、物理实验教学是培养创新能力的有效途径
在初中课堂教学中, 物理实验是培养学生能力的主阵地, 因此, 实验教学在整个物理教学中的地位就显得越来越重要。在物理实验教学中, 不仅要让学生学会实验的具体做法, 掌握一些基本的实验技能, 还要引导学生学会研究物理问题的实验方法, 为培养他们的物理创新能力打下良好的基础。如常用的间接测量的实验方法、控制变量的实验方法、以大量小的实验方法等。教师通过选择典型的实验 (可充分利用教材中的学生实验、小实验、习题实验等内容) , 通过多种实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的物理创新能力。
另外, 老师可以把某些学生实验和演示实验设计为探索性实验, 使之达到不同层次的创新能力培养目标。探索性实验教学较课堂教学有更广阔的活动空间和思维空间, 可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望。学生在自己“探索”物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来, 锻炼和培养自己的创新能力。教师应选取合适的、需要探索的问题作为实验内容, 在教学中可以利用新旧知识间的联系提出需要解决的问题, 并设计一系列有针对性、启发性的问题作为铺垫, 设计问题时应充分渗透创新能力的培养, 要利用学生的原有知识, 引导学生在运用知识的探索过程中有所“创新”地解决问题。教师应让学生明确探索性实验的基本环节, 并在实验仪器的选取与操作、实验现象的观察、实验数据的处理、实验故障的排除及结论的得出等一系列环节中, 及时对学生进行指导, 使学生在相对独立的实验活动中体会创新的艰辛与愉悦, 如实验设计思想, 物理学方法, 实验技巧等。
总之, 学生的创新意识、创新精神和创新能力的培养, 不仅要在课堂教学中进行, 而且要着眼于课外, 必须从多方面入手, 充分调动教师和学生的积极性, 利用现有条件, 想方设法地进行丰富多彩的教学实践活动, 才能收到较好的效果。
摘要:创新是一个民族进步的灵魂, 是一个国家兴旺发达的不竭动力。没有创新就没有社会的进步和科学的发展。
随着新课程改革的全面展开,一个学习新课标、研究新课程的热潮正在兴起。“用新的教学理念,指导教学实践,从而创造高效课堂。”已成为广大教师的共识在物理教学中观察能力的培养是必不可少的,尤其是在实验教学中更是不可或缺。在物理实验教学中如果学生不具备一定的观察能力根本连教学任务都难以顺利完成,更别说是运用新课程理念教学。物理实验中学生的观察能力是指学生通过观察实验过程及现象,获得生动的感性知识,然后进行积极思维,把观察到的感性材料进行分析、综合、概括、归纳,上升为理性认识,形成正确概念。可见,培养学生的观察能力是培养实验能力的前提,也是发展智力的基础,对激发学生学习兴趣,培养学生科学的思维方法和实事求是的科学态度等科学素质都具有特别重要的意义。我们认为在物理实验中培养学生的观察能力要做到如下几点:
一、注重培养学生观察的兴趣。
美国心理学家布鲁纳说:“最好的学习动因是学员对所学材料有内在兴趣。兴趣的培养不仅能转化为学习的动力,而且也能促进智能的发展,以提高学习质量和形成良好的个性品质。因此在提倡素质教育的今天,激发和培养学生学习物理的兴趣是现代教学中一个不容忽视的课题。在观察活动开始时,往往带有一种极强的诱惑感和好奇心,喜新奇,好热闹,而这种好奇心正是兴趣爱好的原动力。但仅凭好奇心是不够的,是无法观察好物理实验活动的。教师在教学中,必须抓住学生“好奇心”这种心理特征,变好奇心为观察兴趣,进而转化为求知欲望。”启发学生积极思维,进行积极自觉的观察,才能使他们获取正确的信息,发展思维,获得知识,掌握技能,进而认识物理的自然变化规律。可以给学生讲中外科学家的故事,介绍自然界中的各种奇异现象,做有趣的科学实验等。例如在学生刚接触实验课时,可以给学生介绍:从苹果落地的启示中,牛顿发现了万有引力定律;从水壶中的水蒸气不停地冲击水壶盖的观察中,瓦特发明了蒸气机等。科学家们正是从这些最简单最微不足道的物理现象的观察中,作出了震撼世界的发明和创造的。由此大大激发学生的观察兴趣,使学生更加明确观察的重要性。
二、对学生提出观察要求
观察力的生命在于真实,实事求是既是观察的基础又是观察的重要品质和方法,也是未来科学工作者的基本态度。在物理实验教学中,要求学生坚持实事求是地尊重客观事实,如实地记录实验中观察到的各种现象甚至是一个数据、一个标点符号。做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生的科学素质培养创造型人才的需要。观察的认真、细致、深入是观察能力的重要品质之一,也是科学工作者的基本素养和要求。许多自然现象和实验中的物理现象,很多时候是稍纵即逝的,只有认真、细致的观察才能随时捕捉住其本质,只有深入观察才能发现细微的变化和隐蔽的特征。在实验观察中要提倡眼脑并用,即把观察和思维紧密结合起来。观察是一种理性知识参与下的知觉,而且能够根据观察到的现象发现新的问题促进进一步的观察和对观察材料的思维加工,辨别本质现象和非本质现象,去伪存真,得出正确的观察结果。例如凸透镜成像的实验中,同样是用凸透镜来成像,为何物距的变化会使到凸透镜所成的像有正立、倒立,有放大、缩小,而且还有虚像、实像之分呢?这些问题的回答都是不能单凭观察就能顺利解决的,它更需要观察者联系观察到的现象动脑思考和列表归纳才能准确回答。所以在观察之前就必须对学生提出:
1、找出凸透镜的焦距。
2、把物体放在焦距以内(即物距在焦距以内),观察凸透镜所成的像有什么特点?
3、把物体放在2倍焦距和焦距之间,观察所成的像有什么特点?
4、把物体放在2 倍焦距以外,观察所成的像有什么特点?
5、分组讨论观察到的现象并归纳出凸透镜成像的特点。学生带着问题去观察就减少了很多盲目性,很自然的按照观察要求发现实验中的很多细节,而且大大提高了观察的趣味性。
三、教给学生观察的方法是提高其能力的重要手段。
学习能力是多方面的,但观察能力的高低反映出一个人的学习能力的水平。我们知道学习各种文科知识需要观察:社会现象、自然规律等;学习理科知识更需要细致的观察:自然现象、实验、生活生产、做习题等,离开观察要想学好科学知识是决不可能的;因此,在物理实验教学中,除了培养学生观察兴趣,对学生提出观察要求以及明确观察目标外,教师还必须教给学生进行观察的具体方法。观察的种类很多,但最常用的有系统观察法,例如:在研究决定导体的电阻大小因素的实验中就是系统观察法。第一步,固定导体的长度、截面积、温度,定性观察电阻与导体材料的关系;第二步,固定导体的材料、截面积、温度,定量性观察电阻与导体长度的关系;第三步固定导体的材料、长度、温度,定性观察电阻与导体截面积的关系;第四步固定导体的材料、长度、截面积,定性观察电阻与导体温度的关系;总结以上得到决定导体电阻大小的因素。此外还有对比观察法,例如:在讲述同一类物理量时经常用到该方法。电流看不见、摸不着,不好讲述,但我们可以与水流、车流、人流相对比,学生易于接受。当然,若利用计算机模拟电流的产生机制,再让学生对比观察效果会更好观察是一切知识的门户。在实验中,教师应注意调动学生的观察实验的积极性,包括那些细小的和稍纵即逝的变化,及时的将它们记录下来,分清主次。为达此目的,就要加强和补充课堂演示实验,最好是增加学生实验,让学生从实验观察、实验操作等不同角度去仔细观察,善于发现共同现象和不同现象,形成良好的观察习惯。教师在做演示实验时除要示范操作外,还应引导学生有目的地观察实验、分析实验现象产生的原因,得出实验结论,培养学生一切从实际出发的科学态度。如:凸透镜和凹透镜的作用实验:让学生观察平行光线射入凸透镜出现的现象;再让学生观察平行光线射人凹透镜后出现的现象。学生观察到平行光线经凸透镜折射后聚在主轴的焦点上,平行光线经凹透镜折射后向外散开。通过两个实验的观察,学生自己就能得出结论。凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。带眼镜的学生明白了为什么近视镜的镜片中间厚外圈薄为凸透镜,而老花镜是外圈厚中间薄为凹透镜的道理。又如摩擦力实验:让小车从斜面顶端滑下,滑到铺有毛巾的平面上,观察小车前进的距离。再让小车从斜面顶端滑下,滑到铺有棉布的平面上,观察小车前进的距离有何变化。最后让小车从斜面顶端滑下,滑到平滑木板的平面上,观察小车前进的距离有何变化。以上实验让学生亲自观察得出结论:“物体受到的阻力越小,运动的距离越长。如果物体在运动中不受任何力作用,它的速度将保持不变,永远运动下去(牛顿第一定律)。”这些实验一方面提高了学生的实验观察能力,另一方面也让学生亲自感受得出正确结论的喜悦。物理学科研究的是力、热、声、光、电。实验中的现象可能有发光、放热及放电等现象。不同的现象对人们感觉器官的刺激不同。如果学生没有科学的观察方法,即使实验再成功,也会有一些现象被掩盖或被忽视,而这些现象又往往反应了实验的本质。例如:水的沸腾实验,学生只注意到翻滚的气泡和腾升的蒸气,而忽视了气泡产生和变化的过程。实验时,教师应指导学生从试管底部观察出现的气泡,接着观察气泡上升的过程,再观察气泡升出水面后的现象,最后观察试管内和试管口(“白烟”水蒸气凝成的小水珠)。又如:碘升华的实验,学生的注意力往往被吸引到冉冉生起的紫色蒸气和重新凝结的闪亮的晶体上,而忽略了固体碘没有经过熔化就直接气化的现象,这正是“升华”的所在。因此,在实验教学中必须加强观察方法的指导和训练。
四、根据不同层次的心理水平培养观察能力。
观察是思维的基础,分析是思维的必然。观察能力的培养要考虑学生不同层次的心理水平。第一种观察水平的特点是:观察不全面,对物理实验现象只停留在“好看”和“稀奇”上,注重明显的感官刺激,对现象本质的分析很不完全,概括抽象的程度也很低,学生只能看到实验现象中的个别的、非本质的成分。如:电磁感应实验,学生观察到以下情况:在上为N极下为S极两个磁极的磁场中导体不动,电流表的指针不发生偏转,表明导体中没有电流;让导体在磁场中向前或向后做切割磁力线运动,电流表的指针就发生偏转,表明导体中有了电流;让导体在磁场中向下或向上运动,不切割磁力线,电流表的指针不动,表明导体中没有电流。通过实验,学生得出结论:“闭合电路中的部分导体在磁场中,做切割磁力线的运动时,有电流产生。”实验时,学生非常好奇,只注意了电流的变化,对为什么有电流产生?产生感应电流方向又有什么规律等问题,却很少去寻根问底,探究其原因。但教师必须认识到学生的这种好奇性是培养他们学好物理的钥匙,要进一步激励学生继续观察分析:电流表的指针发生偏转方向与导体方向或磁场方向的关系。1.保持磁力线方向不变,改变导体做切割磁力线运动的方向,则电流表指针的偏转方向也会发生改变。2.再保持切割磁力线运动的方向不变,把两个磁极对调,使磁力线方向改变,则电流表指针的偏转方向也会发生改变。观察后,学生进一步得出结论,感应电流方向和导体运动方向有关。第二种观察水平的特点是:能够基本完整地观察,有一定的综合分析能力。这是学生观察水平的一次飞跃。最后,教师归纳出它们之间的关系,并可用右手定则来判定。这种观察不但全面细致,而且能够主动地发现问题,并自觉的去探究原因,这是为创造性思维做准备的观察,它能够引导对实验现象上升为科学的理性总结。教师要不断地通过演示实验和分组实验培养学生的观察能力从低级向高级发展,鼓励学生进行创造性思维。这样,对学生的智力发展起到了很好的作用,学生素质和教学质量也能有很大的提高,使实验教学起到推行素质教育的重要手段的作用。
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