物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,它與社會(huì)生活聯(lián)系緊密,以物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)之間的相互作用和其運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律為研究對(duì)象,具有科學(xué)性、實(shí)用性、趣味性等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn),在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中,始終以全體學(xué)生為主體,充分發(fā)揮學(xué)生的作用,把整個(gè)教學(xué)過程看成是老師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生共同合作探索的過程。整個(gè)教學(xué)過程中充分相信學(xué)生,讓學(xué)生意識(shí)到自己是學(xué)習(xí)的主體,自覺動(dòng)手、動(dòng)腦。我們還把課內(nèi)和課外融為一體,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上把科學(xué)知識(shí)、生活知識(shí)全面考慮、互相滲透,把獲取知識(shí)、科學(xué)觀察、獨(dú)立操作、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能、發(fā)揮聰明才智安排于合理的結(jié)構(gòu)中?,F(xiàn)就我的一些想法、具體做法和同行進(jìn)行交流,互相提高,互相學(xué)習(xí)。
1 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,樹立素質(zhì)教育的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)思想
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的,不僅是讓學(xué)生理解和掌握已有的書本知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究精神,激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究應(yīng)當(dāng)具備的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng),逐步學(xué)會(huì)物理研究中的基本科學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)體現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科特色。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,注意讓學(xué)生通過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理知識(shí)。同時(shí),物理實(shí)驗(yàn)擔(dān)負(fù)著“提高國民素質(zhì)”這一教育任務(wù)。因此,必須改變傳統(tǒng)的“老師講,學(xué)生聽,教師演示,學(xué)生觀看”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以教師為中心的教育觀,把物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教師傳授知識(shí)、學(xué)生鞏固和理解知識(shí)的輔助教學(xué)手段。因此,改變傳統(tǒng)的教育觀,樹立新的教育觀念,實(shí)施素質(zhì)教育,就要不斷提高對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)地位的認(rèn)識(shí),從提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的能力出發(fā),認(rèn)真改進(jìn)、大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),把物理教學(xué)真正轉(zhuǎn)移到以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)上來。在實(shí)驗(yàn)的各個(gè)階段(實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后)提出一系列富有啟發(fā)性的問題,或根據(jù)需要提出學(xué)生不易回答的問題。同時(shí)啟發(fā)學(xué)生提出問題,讓學(xué)生帶著問題做實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中分析、解決問題與獲取知識(shí)。
2 相信學(xué)生,激發(fā)學(xué)生求知欲,做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作
要上好實(shí)驗(yàn)課,課前實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是非常重要的環(huán)節(jié),對(duì)學(xué)生提出明確、具體的要求,要讓學(xué)生帶著一定的任務(wù)來做實(shí)驗(yàn)。有了具體要求,學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)才有規(guī)可循,才能加深對(duì)原理的理解。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備做到實(shí)驗(yàn)前心中有數(shù)。只有讓學(xué)生先動(dòng)腦筋,課堂上才會(huì)動(dòng)手。例如,在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,向?qū)W生提出了三個(gè)目標(biāo)和任務(wù):⑴了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造及原理,會(huì)安裝和使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并記錄物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。⑵根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡測(cè)量物體的平均速度,粗略測(cè)物體在某時(shí)刻或某一位置時(shí)的瞬時(shí)速度。⑶根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)描繪運(yùn)動(dòng)物體的v-t圖像,理解v-t圖像的意義,根據(jù)v-t圖像說明物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)前,我們把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)物和使用說明書一同交給學(xué)生,讓學(xué)生在閱讀中思考,加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解,掌握實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu),知道實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。然后要求學(xué)生、實(shí)驗(yàn)小組完成以下任務(wù)。
1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用說明要點(diǎn):
⑴用途:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一個(gè)通過在紙帶上打出一系列的點(diǎn)來記錄運(yùn)動(dòng)信息的計(jì)時(shí)儀器。
⑵工作原理:____________。
⑶實(shí)驗(yàn)時(shí),是先接通電源讓電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先工作,還是先用手拉動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)?
我的答案是:____________。
我的理由是:____________。
2、電火花計(jì)時(shí)器的使用說明要點(diǎn):
⑴用途:_______________。
⑵工作原理:____________。
⑶使用方法:____________。
3、根據(jù)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)物,結(jié)合它們的使用說明書,完成下面問題:
⑴電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器雖然原理不同,但實(shí)質(zhì)都是________儀器。
⑵從兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理和實(shí)驗(yàn)過程考慮,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器哪一種誤差更小一些?寫出你的理由。
⑶如果讓你發(fā)明創(chuàng)造,你有辦法發(fā)明測(cè)量精度更高的,能同時(shí)測(cè)出時(shí)間和知道相應(yīng)位移的儀器嗎?說出你的設(shè)想,并和其他同學(xué)交流。
⑷實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng):
電源電壓要符合要求:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接_______的_______電源;電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接_______的_______電源。
3 在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)
以前的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式僵化,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本原則沒有得到充分地體現(xiàn),教學(xué)方式也較呆板。從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間。就分組實(shí)驗(yàn)來說,老師從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器、操作步驟到注意事項(xiàng),講解得面面俱到。教師花相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間根據(jù)教材講實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理……然后學(xué)生照著現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟或跟著老師動(dòng)幾下,取幾個(gè)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)就算完成了。這樣做實(shí)驗(yàn),收獲不大。再說,現(xiàn)階段往往是一個(gè)班的學(xué)生同一時(shí)間做同一個(gè)實(shí)驗(yàn),用同一種方法、相同的儀器,都要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)做完,得出同一結(jié)論,這樣就有可能導(dǎo)致部分學(xué)生看別人怎么做,自己就怎么做,特別是兩人合作時(shí),有極少數(shù)學(xué)生只看不動(dòng)手,也不留心實(shí)驗(yàn)觀察,不記錄有關(guān)數(shù)據(jù),更談不上去思考。這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維定勢(shì)這個(gè)思維障礙,不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成以及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。我在教學(xué)中,盡可能地增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),開始幾個(gè)實(shí)驗(yàn)可以詳細(xì)地給出實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。例如:實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)表格、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫模式等。先讓學(xué)生打好基礎(chǔ),養(yǎng)成按一定程序有條不紊地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣;然后逐步引導(dǎo)學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容的基礎(chǔ)上,自己獨(dú)立地列出實(shí)驗(yàn)步驟、選擇實(shí)驗(yàn)儀器、自制試驗(yàn)表格等,從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并對(duì)各方案進(jìn)行評(píng)價(jià),選擇最佳方案,以此來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立排除儀器故障,要求學(xué)生用多種不同的方法處理數(shù)據(jù),激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,利用物理實(shí)驗(yàn),發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)作用,最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。教師在課內(nèi)講重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)和注意點(diǎn),發(fā)揮好主導(dǎo)調(diào)控作用。例如在\"用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度\"的實(shí)驗(yàn)中,我的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:
1、實(shí)驗(yàn)器材
我采用的實(shí)驗(yàn)器材有________;
我的測(cè)量工具是____________。
2、實(shí)驗(yàn)步驟
我的實(shí)驗(yàn)步驟及過程:________。
3、數(shù)據(jù)記錄與處理
在下面方框內(nèi)處粘貼實(shí)驗(yàn)所得的記錄物體運(yùn)動(dòng)信息的紙帶,并在上面標(biāo)注出你所選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)(用字母abcd標(biāo)注,或用數(shù)字01234標(biāo)注)。
請(qǐng)根據(jù)你在紙帶上選定的計(jì)數(shù)點(diǎn),設(shè)計(jì)表格記錄所需的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相應(yīng)時(shí)間或位移的平均速度。
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
⑴測(cè)得紙帶的平均速度。
通過________兩點(diǎn)間的位移時(shí),小車的平均速度為v=Δx/Δt=_______。
⑵測(cè)量紙帶上所選計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度:算出各點(diǎn)附近的平均速度,把它當(dāng)作打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下這些點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度。請(qǐng)按下面示例計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
示例:va=vab=Δxab/Δtab=…
⑶在坐標(biāo)紙上設(shè)計(jì)v-t圖像,把上述各點(diǎn)的瞬時(shí)速度及相應(yīng)的時(shí)間描點(diǎn)作圖。
5、記錄在實(shí)驗(yàn)過程中儀器出現(xiàn)過的故障及你解決儀器故障的措施:______________。
『交流與感悟』
話題1:交流實(shí)驗(yàn)中遇到的主要困難和取得的主要收獲。
話題2:交流實(shí)驗(yàn)中誤差的主要來源。
從儀器的角度分析:____________;
從數(shù)據(jù)測(cè)量的角度分析:_________。
如果紙帶上所打的點(diǎn)過密,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么影響?應(yīng)如何解決這個(gè)問題?
話題3:交流實(shí)驗(yàn)過程。
在選取儀器時(shí),我多選或少選的儀器是__________;
在實(shí)驗(yàn)過程中不合理步驟或不規(guī)范的操作是_______;
你對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)意見是__________________。
話題4:交流數(shù)據(jù)處理。
例如,畫出運(yùn)動(dòng)物體的v-t圖像,要用平滑的曲線擬合在坐標(biāo)紙上描繪的各點(diǎn),不能把各點(diǎn)連接成折線。這是因?yàn)開_________。
4 重視實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)際的聯(lián)系
把課外實(shí)踐活動(dòng)納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的范圍是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié),為了從多方面培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)興趣,在學(xué)生掌握了一些基本實(shí)驗(yàn)技能后,應(yīng)根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和青少年的心理要求,精心設(shè)計(jì)課外活動(dòng)的內(nèi)容,有計(jì)劃、有目的地組織好課外活動(dòng),以配合課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué),做到既注意內(nèi)容和形式的統(tǒng)一,又注意活動(dòng)的趣味性。培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心社會(huì)、運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,使學(xué)生學(xué)以致用,在生活中感受物理實(shí)驗(yàn)的樂趣及重要性,以激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣。例如,在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中我給學(xué)生設(shè)計(jì)的課外實(shí)踐活動(dòng)是:
請(qǐng)你研究一個(gè)約1.4m高的商店的卷簾窗或卷簾門的運(yùn)動(dòng)。你需要什么儀器可以向老師去借,與實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)共同做這個(gè)課題,并完成下列問題(你也可以選擇研究其他物體的運(yùn)動(dòng))。
⑴請(qǐng)根據(jù)你的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上描出卷簾窗(或其他物體)運(yùn)動(dòng)的v-t圖線。
⑵由v-t圖線可知,卷簾窗(或其他物體)做________運(yùn)動(dòng)。
⑶卷簾窗(或其他物體)的平均速度為__________m/s。
時(shí)代的發(fā)展賦予物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的內(nèi)涵,注重科學(xué)探究,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的要求,是新課標(biāo)的教育理念,也是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。充分開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)功能,培養(yǎng)學(xué)生的各種能力及良好的思想品質(zhì)和科學(xué)態(tài)度,這是推動(dòng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)向前發(fā)展和實(shí)施創(chuàng)新教育的重要途徑。本文從實(shí)際出發(fā),結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐,提出了培養(yǎng)學(xué)生探究能力的方法,以供大家參考。
(欄目編輯趙保鋼)
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。