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新课程下的实验教学
新课程下的实验教学
---润物细无声
莱芜市教研室程美贵
实验是物理教学的生命,在高中物理教材中,几乎全部内容,都可以用实验或模拟的手段加以演示,对待物理实验的态度是真正实施物理新课程的试金石。
但据抽样调查,有相当一部分学校基本上一个学生实验都不做,"做实验不如讲实验","讲实验不如背实验"的荒谬作法在山东仍然非常流行,物理实验想说爱你却不是件很容易的事!
第一部分:
高中物理实验教学的现状
【案例】最近《中国青年报》上有一篇文章《从教学生如何钉钉子看教育观的差异》,故事围绕着中、德两国教师如何培养钉钉子的工人展开……。
在德国。
教师走上讲台:
“同学们,今天我们学习如何钉钉子。
这里有一些工具,请大家上来尝试一下。
”教师一边做示范,一边辅导学生。
下课时间到。
“同学们都掌握了吗?
”学生们:
“会了”。
老师:
“好,下课。
”
在中国。
教师走上讲台:
“同学们,今天我们学习如何钉钉子。
钉钉子看似简单,其实不然。
上世纪70年代初,我国某著名造船厂船坞由于一颗铆钉不牢,致使一艘未完工的万吨级轮船滑落水中。
给国家造成了难以挽回的损失,影响恶劣。
所以,希望大家对钉钉子这看似小事的事情,一定要给予高度的重视。
”接下来,老师从五个方面给同学们讲了钉钉子涉及到的要素。
如钉子的材质、击打物等等。
同学们听明白了吗?
”。
学生(一脸茫然):
“听懂了!
”老师:
“好,下课。
”
通过案例可以看出中国学生动手能力严重不足!
另外实验教学内容、方法、手段陈旧!
评价单一、创新思维培养严重不够!
所以现状也可以叫惨状吧!
如果在物理新课程的实施中忽视了物理实验,那就意味着更大的倒退。
第二部分:
新课程实验部分的特色
特色一:
“物理实验”的提法的转变
课程标准将“物理实验”的提法变为“物理实验与科学探究”,使物理实验有了更宽广的含义。
它包含了从提出问题、设计实验,到收集、处理、分析数据,形成实验结论和进行表达交流等一系列过程。
【案例】探究中如何“提出问题”?
要用最平常的东西,引导学生获得不平凡的发现。
我们生就一双可以观察周围世界的眼睛,但不等于我们会观察。
视而不见的现象屡见不鲜,因为生理的看不等于观察,观察与思维密不可分。
描述并分析你看到的现象:
你看到什么现象?
看到的现象有什么特点?
现象是怎样产生的?
能否画示意图进行简单的分析?
特色二:
物理实验呈现方式的转变
物理教学大纲
物理课程标准
实验内容
说明
研究匀变速直线运动
使用电火花计时器(或电磁打点记时器,下同)、游标卡尺或刻度尺。
经历匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移速度和加速度。
测定电源的电动势和内电阻
使用电流表、电压表、滑动变阻器。
测量电源的电动势和内电阻
有两个明显的变化:
①《物理课程标准》要求做的实验比以前大量增加,然而实验的形式、实验用的器材、实验的具体安排却是灵活的。
这就要求老师要有高度自觉性、能动性,严防流于形式或“黑板上做实验”的现象出现。
②没有给出具体的实验器材,对学生实验探究能力提出了更高、更新的要求。
突出了让学生自我设计实验方案并进行科学探究的实验能力要求。
特色三:
突出分组实验
新课标突出分组实验,使学生既动脑又动手,分组实验的过程,可能会出现实验现象和实验结论不一致的情况,这一现象的出现,很容易引起学生对教材中的实验结论产生“疑点”,疑点将成为学生探索科学真理的驱动力,并为确信自己的实验结果而重做实验,甚至多次重做,只有当自己的实验结果与教材中的结论一致时,才会消除疑点,同时又锻炼了学生的意志。
特色四:
实验类型的变化
《物理课程标准》则把实验分为演示实验、学生实验、探究性实验、设计实验、调查类实验等,其类型多种多样。
特色五:
增加了探究性
探究精神要贯穿于整个课程,包括学生实验在内.中学课程里的学生实验有探究性的、验证性的、测量性的,即使是验证性的实验,也要体现探究精神.
【案例】实验“验证机械能守恒定律”,教材提出了以下几个“要注意的问题”.
(1)重物下落过程中,除了重力外会受到哪些阻力?
怎样减少这些阻力对实验的影响?
(2)重物下落时,最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结?
这段课文是在“提出问题”,学生要做的是做出猜想、然后通过自己的操作或者逻辑分析得出结论.实际教学中有的学生就曾指出,空气阻力未必是最重要的,纸带与计时器的摩擦对实验的影响可能更大.学生还特意把打点计时器调得不再竖直,把这种情况下测得的下落速度与调直时的测量结果对比,以支持他的观点.这不就是在做科学探究吗?
特色六:
突出科学思想
与操作技能相比,实验中的科学思想与科学方法更重要.
【案例】打点计时器测量瞬时速度时,过去强调的是:
纸带上某两点间的平均速度等于时间中点的瞬时速度.现在强调的是:
足够小的间隔中的平均速度等于其中任意一点的瞬时速度.为此,新教材第一个测量瞬时速度的实验不是测量重物牵引的小车的速度,而是测量手拉纸带这样无规律变化的速度「这时平均速度与时间中点的瞬时速度没有确定的关系」.这样做的目的是强化瞬时速度和平均速度这两个概念.
特色七:
加入了设计因素
新课程注重实验原理,至于具体操作,鼓励师生因地制宜,自行设计.
【案例】研究平抛运动的实验,课文着重讲实验原理,至于怎样获得平抛运动的样本,教材提供了几个方案,供选择,师生也可以设计自己的方案.大多数学生实验都有类似的处理.
特色八:
用信息技术改造原有的实验
将信息技术与物理课程整合,特别是把信息技术应用到物理实验中,是课程标准的要求,教材介绍了几个用传感器和计算机做的实验.鉴于各校的情况不同,这些实验放在了“做一做”的栏目中,也就是说不做这几个实验并不影响后续学习.对于这样的实验,一种不同的意见认为有碍基本技能的训练.我的主张是,基本操作技能是随时代而变的,手工纺纱织布的技能现在已经不重要;十几年前关于计算器是否会取代珠算的争议现在已见分晓.在各个学科中深入应用信息技术不仅有助于提高学生的技术水平,而且能使学生熟悉以后的职业环境;现在哪个行业能够离开计算机呢?
减少了繁琐的重复性的操作和计算,由机器快速进行数据处理,这样就能在短时间内得到不同条件下的更多的实验结果,更有利于对科学结论的思考,更有利于物理内容的学习.我反对所谓的虚拟实验,即用鼠标在屏幕上移动器材进行的“实验”.尽管这样的“实验”节省物资、节省时间,但它会在情感、态度价值观方面产生负面的教育效果:
学生失去了发现自然规律时的振奋感,更没有误操作损坏器材甚至伤害人身的担心——学生失去的是对自然和自然规律的敬畏!
第三部分:
物理实验能力的渗透艺术
孩子们多么希望有一种能满足他们好奇心的创造性的学习平台,然而,我们现在给孩子们的却是让他们好奇心逐渐磨灭的令人窒息的实验学习环境,本人就自己的实验教学,谈谈实验能力的渗透艺术。
Ⅰ、将实验融于课堂
美国教育界有这样一句话:
“告诉我,我会忘记;分析给我听,我可能记住;让我参与,我就会理解”。
一般来说,学生通过听教师讲授,能够记住10%--20%;学生如能看到实物或现象,能够记住30%;如果学生既能听教师讲,又能看到实物或现象,能记住50%;如果学生看到实物或现象,自己又描述过,便能记往70%;如果学生既动手做过,又描述过,则能记住90%。
不过现在实验几乎变成了公开课等的“逢场作秀”。
现在一些地方流行的边学边实验教学就很有参考价值,所谓边学边实验,是指学生在教师指导下,一边学习一边进行实验的教学组织形式;是指学生在教师的指导下,通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识,培养学生用实验方法探索物理知识的能力。
学生在教师的指导下边看、边学、边实验、边思考、边讨论,能较快地掌握物理知识。
边学边实验课一般安排在教室里进行。
每个桌上都有一套仪器,每位学生都有动手的机会,有利于学生能力的培养。
因此,从某种意义上讲,边学边实验起到了演示实验与学生分组实验的综合作用。
新课程下的演示实验、学生实验、探究性实验、设计实验、调查类实验等等,都可以以边学边实验的方式融入课堂进行,不过教师需要课下付出大量艰辛的劳动!
以图示之边学边实验【案例】:
1、中学物理的13件基本测量仪器
2、对器材的要求不是很高的演示实验
3、课本上的小实验和一些实验习题
4、课本上的部分学生分组实验
5、一些探究性实验
Ⅱ、将实验融于课外
加强物理课外实验教学,拓展物理实验教学的空间,对培养学生创新能力,推进素质教育的全面发展有着独特的作用。
㈠课外实验活动的三种组织形式
1、建立个人家庭物理实验室
为配合课堂教学的需要,教师可把一些与教学进度相适应的有关实验布置给学生,由学生自己创造条件,选用日常生活中的一些物品当作器材,自制一些简单实用的仪器,自己动手独立完成小实验。
如在学超重失重时让学生在易拉罐底郭凿一小洞装上水就可演示超重失重现象;学习光的衍射时让学生运用玩具激光器发出的光通过两压紧的载玻片的缝隙就能看到光的单缝衍射条纹等,只要学生多留意,肯动脑筋,许多实验可以用日常生活中的物品完成。
2、开放学校物理实验室
课堂实验教学的内容稳定,目的明确,教师往往在课堂实验教学过程中因追求实验的“预期效果”而忽视了实验可能发生的“偶然效果”,或因时间关系忽视了实验设计思想的介绍等,这样可让学到实验室重温这些实验,真正领会该实验;教师还可把部分课堂演示实验变成学生自己到实验室演示实验;把部分实验习题变成课外实验让学生做等。
3、成立课外实验活动兴趣小组
对于较复杂的实验,可组织学生成立课外实验活动小组,分工选购器材,自制仪器,创造实验条件,进行实验活动。
例如,我曾将某个班学生每五人一组,进行小组间“科技建模”比赛,学生利用课余时间相互合作,干劲十足,有的查阅资料,有的购买小工具,有的挑选器材,有的进比例规划与计算,有的利用计算机辅助建模等,一个月后,各种各样具有一定科技含量的模型建成了,如有仿葛洲坝水电站船闸的“船闸模型”,有仿离心式抽水机的“手动抽水机模型”,有仿利用风能发电的“风能机械转动模型”等,这次比赛,对培养学生动手动脑能力,促进团结合作精神都收到了很好的效果。
㈡课外实验活动的具体内容分类
1、联系生产生活实际的观察性实验
大自然,日常生活和生产车间为我们学习物理提供了广阔的课堂。
学习了圆周运动后,让学生到公园观察“魔盘”、“过山车”等;学习了光的色散后让学生观察雨后彩虹;学习了几何光学后让学生参观光学器材厂,让技术人员讲解一些器材的原理、结构和应用等。
教师应布置观察内容,鼓励学生多观察,写观察周记。
2、结合教学实际的课外小实验
通过一些小实验使学生进一步理解物理概念和规律,灵活运用所学知识,训练学生实验技能。
如学习了滑动摩擦力后让学生测某木块和某木板间动摩察因数;学习了单摆后让学生用不同方法测重力加速度g的值;学习了声波后让学生利用回声测距等。
3、体现学以致用原则的小制作
物理学家王淦昌说:
“我们当年在清华读书的同学,常常看见一位老师,身穿粗布工作服,时而用锯子、斧头加工器材,时而用氢、氧吹管拉制玻璃器材和石英丝等。
他就是国内外有名的吴有训教授。
历来成功的科学巨匠,都是亲自制作实验仪器的。
”鼓励学生在课外多动手多动脑,进行一些小制作。
如学习了电磁感应后自制电磁铁、电铃、小电动机。
4、发挥学生聪明才智的小发明
鼓励学生课外大胆设计,大胆创新,进行发明创造。
如我校学生在长期的课外实验活动中有过众多的小发明创造:
如方便取药瓶,电话遥控装置,录音机防绞带装置等。
5、物理规律寻根溯源的小科研
新教材设置了“研究课题”,要求学生通过探究去认识和发现自然规律。
如胡克定律的得出,首先让学生定性探究,得出“弹簧形变越大,弹力越大”的结论,然后定量科研,通过定量测定弹簧中弹力的大小和与之对应的形变量大小,然后对数据进行图像处理,分析、总结得出正确结论。
由于受时间和学生知识水平限制,探究性实验只能有选择的进行,并且教师要适时给予指导,并对学生科研过程和结论予以分析和评价,让学生在科研的过程中领会研究物理问题的科学方法。
Ⅲ、开发实验校本课程
好的实验校本课程,可使学生在学习中多方受益,成为学校教学的亮点,成为学校的精品课程。
合作开发适应中学物理实验教学的校本课程是充分发挥校本课程作用的当务之急。
㈠开发网络支持的趣味探究实验
【案例】逆风行舟
⏹点击右边的视图,观察模拟的实验。
⏹你看到什么现象?
⏹通过这个实验,你能说明逆风行舟的原理吗?
⏹能否用一把直尺、三角板和铅笔做一个模拟实验并说明它的原理?
⏹说明在什么样的情况下小舟不能逆风而上。
⏹欢迎你把探究中的发现和观点放在留言板中。
㈡编写趣味物理实验校本教材
开发的实验校本课程的教学应力求形式多样,让学生动手操作、实践、参观、调查、观察等活动中享受乐趣。
比如:
高中《趣味物理实验赏析》、《中学物理演示实验技巧及效果分析》、《生活中物理现象及仪器的原理分析》、《高中物理探究园地》、《“三小”活动学物理》等等,教学效果显著!
新课程下物理的课时少了但实验一个也不能少,物理教师比原来忙了而不是轻松了。
成功需要汗水灌溉,只要付出努力,没有人能阻止你前进的步伐!
以上均是个人的肤浅认识和幼稚的做法,不当之处敬请各位专家批评指正,谢谢大家!
2009年8月11日
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