【摘 要】高中物理實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是物理課程和物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分,在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育中具有獨(dú)特的地位和全方位的功能。新課程改革倡導(dǎo)科學(xué)探究,重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。新課改要求重視物理實(shí)驗(yàn),改革高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式。本文就此談?wù)劚救嗽诖诉^程中的些許感受。
【關(guān)鍵詞】物理實(shí)驗(yàn);新課改;模式;發(fā)展
高中物理新課標(biāo)中關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué):重視學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主渠道功能;注重揭示物理實(shí)驗(yàn)的發(fā)展過程,提高學(xué)生的科學(xué)興趣和思維能力;重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神,提高學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的能力和創(chuàng)新思維能力。
偉大的物理學(xué)家愛因斯坦有句名言:“興趣,是最好的老師。”學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)有興趣,是能否積極思維和具有求知欲望的重要前提。高中物理教學(xué)舊有的模式通常是在對(duì)杰倫的一種證明,過程中所用的器材,實(shí)驗(yàn)方法以及操作步驟都是被規(guī)定下來的,而新課改下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)早已改變,它強(qiáng)調(diào)學(xué)生在原有的知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上先猜想結(jié)論而后動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這樣的改變讓學(xué)生由原來簡(jiǎn)單機(jī)械地接受過渡到大膽的創(chuàng)新設(shè)計(jì),這是高中物理實(shí)驗(yàn)?zāi)J劫|(zhì)的飛躍。
首先是增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的探究性。探究式教學(xué)是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下,運(yùn)用已有的知識(shí)和技能,充當(dāng)知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者,通過自己設(shè)計(jì)的方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,去探索和解決問題的一種教學(xué)模式。
教學(xué)是教師和學(xué)生共同活動(dòng)的過程,學(xué)生獲得知識(shí)離不開教師的正確引導(dǎo),教師在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中起著主導(dǎo)性作用,但是學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主題,沒有學(xué)生積極主動(dòng)地參與,教學(xué)就是一句空話。學(xué)生主體的能動(dòng)作用是取得學(xué)習(xí)成功的內(nèi)部因素。起著決定性作用。所以教師在發(fā)揮主體作用的同時(shí),應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。探究式的一般過程可簡(jiǎn)單歸納為:創(chuàng)設(shè)問題情境——提出猜想和假設(shè)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案——實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案——得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論——討論與交流。 如在用單擺測(cè)g實(shí)驗(yàn)中,可以以“原理為中心”展開設(shè)問,從理論分析到實(shí)驗(yàn)的具體操作,層層推進(jìn),實(shí)驗(yàn)和思維有機(jī)配合,有效地訓(xùn)練思維的邏輯性和深刻性。
其次新課改突出實(shí)驗(yàn)過程中的科學(xué)思想。物理實(shí)驗(yàn)作為一種實(shí)踐很強(qiáng)的活動(dòng),其中充滿了人類智慧的結(jié)晶——科學(xué)方法。在物理實(shí)驗(yàn)過程中,除包括觀察、實(shí)驗(yàn)等一般方法外,還包括處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、得出結(jié)論、解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果并應(yīng)用到新情景中去和交流實(shí)驗(yàn)研究成果等具體方法。如在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn),并處理完實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,有的會(huì)發(fā)現(xiàn)某兩點(diǎn)間 乘積與 的值不相等,就會(huì)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期分析機(jī)械能守恒不符,對(duì)自己的數(shù)據(jù)沒信心,想要經(jīng)過涂改得出正確的結(jié)論。這時(shí)候教師就要及時(shí)幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過程的操作是否有誤,如紙帶是否和地面垂直,限位孔中軸線與地面是否垂直(保證紙帶是否只受到重力作用);挑選的紙帶第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的距離是不是接近2mm等。經(jīng)過教師的提醒,學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行反思后,能真正掌握實(shí)驗(yàn)的正確做法,認(rèn)識(shí)到出錯(cuò)的原因。教師還應(yīng)指出,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)想不符的原因還有數(shù)據(jù)處理的不當(dāng),并指導(dǎo)學(xué)生正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,以科學(xué)方法組織教學(xué)就是要讓學(xué)生按照科學(xué)家認(rèn)識(shí)世界的方法去從事學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)獨(dú)立分析和解決問題。學(xué)生一旦將科學(xué)方法內(nèi)化為自己的思維和行為方式,其學(xué)習(xí)會(huì)取得事半功倍的效果。在實(shí)驗(yàn)過程中不期望學(xué)生能做得多么完美多么精確,只要求在整個(gè)過程中有科學(xué)的指導(dǎo),學(xué)生能獲得正確的科學(xué)態(tài)度。
再者新課改注入了“設(shè)計(jì)”這一因素。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),往往須打破現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方案,在一些特定的要求和條件下,自行設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案和步驟,完成其實(shí)驗(yàn)要求,由于這種設(shè)計(jì)具有較大的靈活性,需要學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí),還需要方法靈活遷移。例如:提供一定容積的并盛滿清水的“可樂瓶”一只(瓶底有一小孔)、細(xì)線一根、米尺一把、小砝碼一只和用來盛水的桶一只。試估測(cè)水從此瓶底小孔連續(xù)流出的平均流量,并進(jìn)行測(cè)量的誤差分析。
從題意來看:水的平均流量Q=水的總體積V/水流盡的時(shí)間t。從提供的條件來看:其中水的體積可從瓶貼的標(biāo)簽上直接觀察得到(這里考查的是學(xué)生的觀察能力);最困難的問題還在于,如何測(cè)量水流盡所用的時(shí)間?要想突破這個(gè)難點(diǎn),需要從實(shí)驗(yàn)方法上尋找解決辦法:用題目提供的細(xì)線與砝碼組裝成一單擺,用它作用一間接的計(jì)時(shí)儀器去替代秒表。它的擺長(zhǎng)L可由米盡測(cè)出,周期可由公式T= T=2π√(l/g)算出,只要以此作為“參照量”數(shù)出水流盡過程中單擺全振動(dòng)的次數(shù)N,即可測(cè)得時(shí)間t=NT。
因此,以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為載體,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法的一條重要途徑。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,即使實(shí)驗(yàn)的目的和要求相同,但若實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)器材不同,實(shí)驗(yàn)方案也往往具有多樣性,因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,若能選擇典型的課題,通過多種實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施,則可有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法。
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