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摘要:物理学是一门以实验为基础的自然科学,所以物理实验在物理考试中占有重要的地位。然而,在每年的高考结束时,很多物理教师都感叹,花了那么多的精力和时间去复习实验题,学生实验题的得分率还是很低。这要求我们反思我们的物理实验教学,是不是我们的复习方法上存在问题?是不是忽略了学生对实验经历、实验操作技能的获取?学生是不是也跟着我们老师在“纸上谈兵”? 自2009年浙江高考将理科综合纳入自主命题以来,物理实验题就不断推陈出新,命题特点悄然地发生着变化。本文从一道模拟题“探究求合力的方法”入手,对比高考实验题“探究求合力的方法”之间的差异,从而提出教师转变观念,学生重视实验过程,实验考试改变模式三个角度尝试解决学生实验经历少这个问题。
关键词:操作技能 数据处理 实验经历
一、问题的提出
每年的高考结束时,很多物理教师都感叹,花了那么多的精力和时间去复习实验题,学生实验题的得分率还是很低。学生总是在一些很简单、很基础的地方失分如:实验用的基本仪器学生不会正确使用,有很多学生叫不出基本仪器的名称,学生实验的基本操作不会等等。我们如果我们不去研究高考物理实验,不去改变实验复习的方法,继续凭借自己的教学经验,按照原来的思路进行实验复习,那实验复习效果可想而知。
二、2道 “探究合力与分力关系”实验题对比,思考浙江卷实验题特点
1.物理实验的基本内涵
物理实验题全面考核学生的实验能力,考核的内容应有一定的覆盖面,涉及学生实验的基本内涵,包括实验目的、实验方案、实验器材、实验操作、数据处理、结果评价、拓展研究等等。我们讨论实验就应该从以下几方面进行讨论。
2.认识物理实验题题知识、技能的考查角度
我们以嘉兴某一年高一期末试题中的有关“探究求合力的方法”一道实验题考核的内容为例,讨论我们在一些模拟试卷上考查实验题的一些通用的模式:
“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图,其中F是按照平行四边形定则得到的结果,F′是单独用一根橡皮筋得到的结果。
A.两根细绳须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.实验中,把橡皮 条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间夹角必须取90°
我们解决这个问题,我们要掌握以下几点:(1)掌握力的平行四边形定则(2)判断实验值与理论值得区别(3)知道实验过程中必须要注意的操作事项。
我们再以浙江省高考相同内容“探究求合力的方法”实验题考核的内容进行分析,浙江省高考考查实验有什么特点。
在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为______N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合;
(3)由图得到F合= __________N。
我们解决这个问题,我们要掌握以下几点:(1)掌握力的平行四边形定则(2)掌握实验的技能:实验的操作、数据的处理 (3)最后涉及认知的策略方面的内容:得到实验结论。
从内容上我们对这两道“探究求合力的方法”实验题进行比较:从知识层面(平行四边形定则),还是从技能层面(实验的操作)来看,2道实验题好像没有本质上的差异,2012年的高考题无非就是多了一个实验數据的处理过程而已;从我们教师的教学的角度来看,都必须让学生掌握力的加法要按照平行四边形定则,必须要让学生了解实验是怎么做的;从学生的角度来看,无非就是对平行四边形定则的知识考查。
3.从学生实验的基本内涵的角度来分析分析模拟题和高考题的差异
那么高考的实验题就是我们平常所做的实验题吗?既然我们都做了同样的事情,为什么实验题的得分在高考中的得分率又是那么低呢?我们从学生实验的基本内涵的角度来分析:
(1).我们从命题的角度来看这两道实验题,他们的方向是有区别的,一个侧重点在于结论的应用,另外一个侧重于得到结论的过程:模拟题注重通过已知的结论(F是按照平行四边形定则得到的结果,F′是单独用一根橡皮筋得到的结果。)来分流程,通过平行四边形得到实验结果。
(2).从操作技能的角度来看,模拟题在动作技能上侧重于实验的一些操作步骤,忽视了实验数据处理环节,在考查操作步骤时,操作技能比较生硬,且操作要素之间缺乏一定的逻辑性,学生回忆起来实验过程不太连贯,有死记硬背的嫌疑,不利于考查学生有没有做过实验;高考题侧重于实验数据的处理(作图法求得该弹簧的劲度系数k,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合),侧重完整实验过程的具体考查(我们的学生实验就是按照我们高考试卷上的过程进行下来的)。学生有没有做过实验有差异!有没有认真做实验有差异!
(3).从认知策略的角度来讲,他们也是存在差异的:模拟题是现有结论,再利用结论分析问题,侧重于拓展研究那部分内容;我们浙江的高考实验题则侧重于实验结果的取得、评价。在进行复习时,前者需要大量的变式训练来“做”实验,老师“讲”实验,后者需要我们学生认真完成学生实验同时,在实验中发现问题,思考问题。
虽然“探究求合力的方法”这个实验在大量实验题中是个例,但是我们通过大量浙江物理实验的统计,我们都可以发现一些普遍性的问题(如下表所示):我们浙江试卷的实验题侧重于实验操作技能的考查,即侧重实验操作、实验的数据处理。 三、学生实验技能的提高策略
既然我們考试的立足点发生了变化,我们是否还是依据老的办法,通过题目来做实验,通过老师口述实验呢?或是立足于学生的科学素养的发展走进实验室做实验呢?答案是显而易见的!当然要解决这类问题,并不是简简单单去实验室去做完实验就完事了,要从多个方面综合考虑。
1.从教师的角度来看,我们教师须及时转变观念,认真研读教材。
新课程的理念是“以学生为主体,提高学生的科学素养”,那么在浙江高考实验的笔试命题中尽可能使学生只能在实际操作的基础上才有正确的答案,以体现实践性。所以我们一线的教师应该及时的转变观念,与新课程的理念接轨。我们可以从人教版不同时期“探究合力与分力关系”这个实验的论述来讨论我们的问题。
2.从学生的方面来看,学生应该重视实验探究的过程,提高科学素养
物理实验中学生的活动是多方面的,既有思维过程,又要求动手操作。可以通过实验,既可让学生初步体验科学研究的过程、方法,达到对知识的巩固和应用。通过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。
(1)培养好的实验习惯。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。如弹簧秤的使用要注意的事项:调零、测量范围;操作时应该怎么做;读数时又应该注意什么等等。
(2)培养严谨的科学态度。有些同学做实验为了抢时间,草率了事。因为要达到实验的各项目的,完成各项基本训练,就要求学生领会操作方法,增加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(如长度的测量),有时要改变某一条件再进行测量,这都需要认真观察实验现象,记录数据,并注意发现问题。
(3)落实实验数据的处理过程。教师要指导学生如何获得的实验数据,取得实验数据必须真实、准确,实验的结果要经得起反复检验。学生对自己的实验结果有信心,不要盲目相信别人的结果,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,要引导学生分析原因,鼓励学生和教师讨论问题。
3.从考查的角度来看,试题应该涉及操作技能考查,注重考查学生的实验经历
高考实验题则侧重于实验结果的取得、评价,所以再简单器材也可以考出学生的实验水平。因此我们在命制试题时候是不是可以模仿或则参考我们高考实验题的命制方法,尽量与高考接轨。以实验照片、实验器材反映真实客观;有操作技能考查,有全部或则部分实验的完整过程。例如,同样考查“探究求合力的方法”实验,我们可以这样考:
在“探究合力与分力关系”实验过程中,老师拍下了某同学用一个弹簧秤拉橡皮筋到位置O稳定时候的照片。
通过照片回忆我们做实验时候的情景,回想操作要素,接着通过实验数据的记录,以及平行四边形定则的应用得到实验结论,通过这道实验题我们可以完整的经历实验的发生、发展、结果的过程。那么要得到比较理想的的结果,我们必须在学生经历、体验上下工夫。
在实验教学实际中,有针对性的对物理实验课堂的教学方法、教学模式、考查手段进行研究,切实提出实验教学策略优化,萌发学生强烈的问题意识和探究欲望,从而让学生的天性得到充分发挥,这正是新课标提出的“以学生发展为本”的教学理念,是培养学生科学素养的必经途径,也使得我们的学生在新课程的评价考试中立于不败之地。
关键词:操作技能 数据处理 实验经历
一、问题的提出
每年的高考结束时,很多物理教师都感叹,花了那么多的精力和时间去复习实验题,学生实验题的得分率还是很低。学生总是在一些很简单、很基础的地方失分如:实验用的基本仪器学生不会正确使用,有很多学生叫不出基本仪器的名称,学生实验的基本操作不会等等。我们如果我们不去研究高考物理实验,不去改变实验复习的方法,继续凭借自己的教学经验,按照原来的思路进行实验复习,那实验复习效果可想而知。
二、2道 “探究合力与分力关系”实验题对比,思考浙江卷实验题特点
1.物理实验的基本内涵
物理实验题全面考核学生的实验能力,考核的内容应有一定的覆盖面,涉及学生实验的基本内涵,包括实验目的、实验方案、实验器材、实验操作、数据处理、结果评价、拓展研究等等。我们讨论实验就应该从以下几方面进行讨论。
2.认识物理实验题题知识、技能的考查角度
我们以嘉兴某一年高一期末试题中的有关“探究求合力的方法”一道实验题考核的内容为例,讨论我们在一些模拟试卷上考查实验题的一些通用的模式:
“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图,其中F是按照平行四边形定则得到的结果,F′是单独用一根橡皮筋得到的结果。
A.两根细绳须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.实验中,把橡皮 条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间夹角必须取90°
我们解决这个问题,我们要掌握以下几点:(1)掌握力的平行四边形定则(2)判断实验值与理论值得区别(3)知道实验过程中必须要注意的操作事项。
我们再以浙江省高考相同内容“探究求合力的方法”实验题考核的内容进行分析,浙江省高考考查实验有什么特点。
在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为______N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合;
(3)由图得到F合= __________N。
我们解决这个问题,我们要掌握以下几点:(1)掌握力的平行四边形定则(2)掌握实验的技能:实验的操作、数据的处理 (3)最后涉及认知的策略方面的内容:得到实验结论。
从内容上我们对这两道“探究求合力的方法”实验题进行比较:从知识层面(平行四边形定则),还是从技能层面(实验的操作)来看,2道实验题好像没有本质上的差异,2012年的高考题无非就是多了一个实验數据的处理过程而已;从我们教师的教学的角度来看,都必须让学生掌握力的加法要按照平行四边形定则,必须要让学生了解实验是怎么做的;从学生的角度来看,无非就是对平行四边形定则的知识考查。
3.从学生实验的基本内涵的角度来分析分析模拟题和高考题的差异
那么高考的实验题就是我们平常所做的实验题吗?既然我们都做了同样的事情,为什么实验题的得分在高考中的得分率又是那么低呢?我们从学生实验的基本内涵的角度来分析:
(1).我们从命题的角度来看这两道实验题,他们的方向是有区别的,一个侧重点在于结论的应用,另外一个侧重于得到结论的过程:模拟题注重通过已知的结论(F是按照平行四边形定则得到的结果,F′是单独用一根橡皮筋得到的结果。)来分流程,通过平行四边形得到实验结果。
(2).从操作技能的角度来看,模拟题在动作技能上侧重于实验的一些操作步骤,忽视了实验数据处理环节,在考查操作步骤时,操作技能比较生硬,且操作要素之间缺乏一定的逻辑性,学生回忆起来实验过程不太连贯,有死记硬背的嫌疑,不利于考查学生有没有做过实验;高考题侧重于实验数据的处理(作图法求得该弹簧的劲度系数k,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合),侧重完整实验过程的具体考查(我们的学生实验就是按照我们高考试卷上的过程进行下来的)。学生有没有做过实验有差异!有没有认真做实验有差异!
(3).从认知策略的角度来讲,他们也是存在差异的:模拟题是现有结论,再利用结论分析问题,侧重于拓展研究那部分内容;我们浙江的高考实验题则侧重于实验结果的取得、评价。在进行复习时,前者需要大量的变式训练来“做”实验,老师“讲”实验,后者需要我们学生认真完成学生实验同时,在实验中发现问题,思考问题。
虽然“探究求合力的方法”这个实验在大量实验题中是个例,但是我们通过大量浙江物理实验的统计,我们都可以发现一些普遍性的问题(如下表所示):我们浙江试卷的实验题侧重于实验操作技能的考查,即侧重实验操作、实验的数据处理。 三、学生实验技能的提高策略
既然我們考试的立足点发生了变化,我们是否还是依据老的办法,通过题目来做实验,通过老师口述实验呢?或是立足于学生的科学素养的发展走进实验室做实验呢?答案是显而易见的!当然要解决这类问题,并不是简简单单去实验室去做完实验就完事了,要从多个方面综合考虑。
1.从教师的角度来看,我们教师须及时转变观念,认真研读教材。
新课程的理念是“以学生为主体,提高学生的科学素养”,那么在浙江高考实验的笔试命题中尽可能使学生只能在实际操作的基础上才有正确的答案,以体现实践性。所以我们一线的教师应该及时的转变观念,与新课程的理念接轨。我们可以从人教版不同时期“探究合力与分力关系”这个实验的论述来讨论我们的问题。
2.从学生的方面来看,学生应该重视实验探究的过程,提高科学素养
物理实验中学生的活动是多方面的,既有思维过程,又要求动手操作。可以通过实验,既可让学生初步体验科学研究的过程、方法,达到对知识的巩固和应用。通过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。
(1)培养好的实验习惯。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。如弹簧秤的使用要注意的事项:调零、测量范围;操作时应该怎么做;读数时又应该注意什么等等。
(2)培养严谨的科学态度。有些同学做实验为了抢时间,草率了事。因为要达到实验的各项目的,完成各项基本训练,就要求学生领会操作方法,增加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(如长度的测量),有时要改变某一条件再进行测量,这都需要认真观察实验现象,记录数据,并注意发现问题。
(3)落实实验数据的处理过程。教师要指导学生如何获得的实验数据,取得实验数据必须真实、准确,实验的结果要经得起反复检验。学生对自己的实验结果有信心,不要盲目相信别人的结果,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,要引导学生分析原因,鼓励学生和教师讨论问题。
3.从考查的角度来看,试题应该涉及操作技能考查,注重考查学生的实验经历
高考实验题则侧重于实验结果的取得、评价,所以再简单器材也可以考出学生的实验水平。因此我们在命制试题时候是不是可以模仿或则参考我们高考实验题的命制方法,尽量与高考接轨。以实验照片、实验器材反映真实客观;有操作技能考查,有全部或则部分实验的完整过程。例如,同样考查“探究求合力的方法”实验,我们可以这样考:
在“探究合力与分力关系”实验过程中,老师拍下了某同学用一个弹簧秤拉橡皮筋到位置O稳定时候的照片。
通过照片回忆我们做实验时候的情景,回想操作要素,接着通过实验数据的记录,以及平行四边形定则的应用得到实验结论,通过这道实验题我们可以完整的经历实验的发生、发展、结果的过程。那么要得到比较理想的的结果,我们必须在学生经历、体验上下工夫。
在实验教学实际中,有针对性的对物理实验课堂的教学方法、教学模式、考查手段进行研究,切实提出实验教学策略优化,萌发学生强烈的问题意识和探究欲望,从而让学生的天性得到充分发挥,这正是新课标提出的“以学生发展为本”的教学理念,是培养学生科学素养的必经途径,也使得我们的学生在新课程的评价考试中立于不败之地。