物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。隨著課程改革,新課程的實(shí)施,教材的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,特別是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)驗(yàn)的要求越來(lái)越高,培養(yǎng)學(xué)生探究知識(shí)的能力越來(lái)越高,做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)就顯得十分重要。下面,就我的教學(xué)過(guò)程談?wù)勌骄啃詫?shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施方法和步驟。
一、 培養(yǎng)學(xué)生使用基本儀器的技能
掌握基本儀器的使用,是做好物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。在初中物理中,基本儀器主要有:溫度計(jì)、刻度尺、秒表、天平、量筒、彈簧測(cè)力計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器等。物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生學(xué)會(huì)正確使用儀器進(jìn)行觀察、測(cè)量和讀數(shù),要讓學(xué)生了解這些儀器的構(gòu)造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則,以達(dá)到熟練地、正確地讀數(shù)、記錄,并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行初步分析。
二、 培養(yǎng)學(xué)生掌控實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用的方法
巴甫洛夫認(rèn)為:“重要的是科學(xué)方法,科學(xué)是思想的總結(jié),認(rèn)識(shí)一個(gè)科學(xué)家的方法遠(yuǎn)比認(rèn)識(shí)他的成果價(jià)值要大?!边M(jìn)行物理活動(dòng)的科學(xué)方法有許多,下面談?wù)勌骄啃詫?shí)驗(yàn)教學(xué)中常采用的方法:控制變量法??刂谱兞糠ǎ瞧毡槭褂玫?,最為科學(xué)的方法。當(dāng)研究一個(gè)物理量與多個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí),往往先控制住其中幾個(gè)物理量不變,研究一個(gè)物理量變化所產(chǎn)生的影響,這種方法就是控制變量法。由此可見(jiàn),控制變量法所研究的問(wèn)題一定是一對(duì)多,一是一個(gè)物理量,多是多個(gè)變量。中學(xué)物理課本中,蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關(guān),滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān),液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān),研究浮力大小與哪些因素有關(guān),壓力的作用效果與哪些因素有關(guān),動(dòng)能、勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān),導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān),研究電流與電壓和電阻的關(guān)系,研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān),研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)等,均應(yīng)用了這種科學(xué)方法。
三、 培養(yǎng)學(xué)生明確探究性實(shí)驗(yàn)遵循的一般步驟
雖然并不是所有探究性實(shí)驗(yàn)都遵循相同的步驟和順序,但其基本模式大多相同。
(1)發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題。敢于并善于提出問(wèn)題是創(chuàng)新型人才的一種可貴的品質(zhì)。同樣,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題也是進(jìn)行科學(xué)探究的前提,科學(xué)問(wèn)題是指能夠通過(guò)收集證據(jù)而回答的問(wèn)題。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的成因提出問(wèn)題,而不是對(duì)所陳述的現(xiàn)象直接提問(wèn),逐步提高學(xué)生提出問(wèn)題的質(zhì)量。
(2)猜想與假設(shè)。假設(shè)是根據(jù)日常觀察和以往的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)。假設(shè)必須能夠被檢驗(yàn),嚴(yán)格的假設(shè)應(yīng)該采用“如果……那么……”的句式。這樣的假設(shè)其實(shí)就是對(duì)你要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的一個(gè)粗略概括。猜想與假設(shè)為制訂探究計(jì)劃、設(shè)計(jì)探究方案奠定基礎(chǔ),在整個(gè)探究活動(dòng)中起到引導(dǎo)性作用。
(3)制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)?zāi)愕募僭O(shè),在計(jì)劃中應(yīng)該寫(xiě)明詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟,以及在實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行哪些觀察和測(cè)量。探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,要讓學(xué)生經(jīng)歷獨(dú)自選擇實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的過(guò)程。若設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不合理,有時(shí)甚至是錯(cuò)誤的情況下,盡量讓學(xué)生在小組交流、合作的基礎(chǔ)上,自己發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤之處,自己訂正,提高學(xué)生在探究過(guò)程中的自主意識(shí),教師只要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候加以引導(dǎo)、點(diǎn)撥。
(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)。通過(guò)觀察收集數(shù)據(jù)時(shí),首先要有明確的觀察目標(biāo),知道如何進(jìn)行觀察,要改變哪些因素,哪些因素保持不變,要量度什么和如何收集、記錄數(shù)據(jù)。除了收集預(yù)定關(guān)注的信息外,還應(yīng)善于捕捉意外的信息。
(5)分析與論證。教學(xué)中要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不等于實(shí)驗(yàn)結(jié)論,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是客觀事實(shí)的反應(yīng),而實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上經(jīng)科學(xué)分析的結(jié)果。引導(dǎo)學(xué)生能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述,并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單比較或進(jìn)行因果推理,啟發(fā)學(xué)生自己得出結(jié)論或發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的規(guī)律。
(6)評(píng)估。教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生有評(píng)估探究過(guò)程的意識(shí),在對(duì)探究的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估、反思的過(guò)程中增長(zhǎng)知識(shí)、提高技能、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。要使學(xué)生獲得對(duì)評(píng)估的正確認(rèn)識(shí),應(yīng)該讓學(xué)生經(jīng)歷評(píng)估的過(guò)程。教學(xué)中往往會(huì)出現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論不會(huì)評(píng)估,或不知道怎樣評(píng)估的現(xiàn)象,這時(shí)就需要教師對(duì)評(píng)估的方法、依據(jù),原理、策略等方面加以引導(dǎo)。同時(shí),要發(fā)揮小組的力量,通過(guò)小組交流,或全班討論,分析探究中可能存在的問(wèn)題,才能有新的發(fā)現(xiàn)。
(7)交流與合作。教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生表述自己的觀點(diǎn),在探究過(guò)程中能尊重他人意見(jiàn),有團(tuán)隊(duì)精神和合作意識(shí)。
總之,在全面實(shí)施素質(zhì)教育的今天,如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究思想和方法,是每一個(gè)物理教學(xué)工作者所面臨的問(wèn)題。在實(shí)際的工作中,我們要讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),并從實(shí)驗(yàn)中得到規(guī)律、獲得知識(shí),使探究性實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生在物理課堂中獲取知識(shí)的重要陣地。
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