浅议实施物理课程标准中的实验教学

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  《全日制义务教育物理课程标准》(以下简称《标准》)是在深化基础教育改革,全面推进素质教育的背景下产生的,它以全新的课程理念出现在我们的面前。《标准》指出:义务教育阶段的物理课程要让学生学习初步的物理知识与技能,经历基本的科学探究过程,受到科学态度和科学精神的熏陶;它是以提高全体学生的科学素质、促进学生的全面发展为主要目标的自然基础课程。
  《标准》中关于物理实验的描述,不像教学大纲那样,具体规定哪些知识点需进行什么样的演示实验、哪些知识点需进行什么内容的学生实验。以及这些实验需要使用什么仪器,实验的总课时是多少等等。过去的演示实验、学生实验,甚至随堂实验、学生小实验等,在《标准》中一并以“通过实验”、“通过实验探究”、“通过观察和实验”等术语提出了要求。它没有界定哪些是演示的。哪些是学生做的。《标准》做这样的处理,实际上一方面是要求学生每节课都要参与实验。同时又在原则性的规定下。为教学的因地制宜和为教学探究活动的选择提供了宽松的条件。事实是《标准》要求做的实验量比以前大量增加。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。这就要求我们的教师要有高度自觉性、能动性,要切切实实落实《标准》中提出的每一项实验,想方设法让学生动手动脑,严防流于形式或“黑板上做实验”的现象出现。要求学生充分利用身边的物品,设计各种物理实验,丰富课内和课外的探究活动。通过实验教学,培养学生相信科学、热爱科学、勇于创新的科学素养和提高实验技能。
  
  一、增强实验的探究性,发展学生的思维
  
  教学中尽可能创造条件,增加在学生共同参与下进行的“边学边实验”,这样不但可以增强实验的可信度,而且能培养学生积极探索的科学精神,使学生在探究学习过程中,强化对所学知识的理解。
  如在《浮力》这一节的“阿基米德原理”的教学中,应当引导学生共同进行如下的探究活动:
  (1)将金属块挂在弹簧秤下,读出它的重。
  (2)用手托住金属块,弹簧秤示数变小。引导学生分析其中原因。知道是因为金属块受到了手对它的向上托的力。
  (3)将金属块分别浸入水、盐水、洒精等液体中。学生可观察到弹簧秤示数都会变小。引导学生分析可得出浮力的概念和方向。
  (4)让学生对比物体部分浸入与完全浸入液体时的弹簧秤的示数。分析为什么会有不同?
  至此,学生可知道浮力大小与物体排开的液体的体积的多少有关。
  (5)让学生分析同一物体完全浸入水和盐水中时。对比示数变化,再分析其中为什么会有不同?
  一至此,学生可知道浮力大小还与液体密度大小有关。在此基础上,还可进行下述实验:
  (6)让学生观察同一物体浸没在水中不同深度时的弹簧秤的示数变化情况,通过认真观察,学生发现其示数保持不变,可知浮力大小与物体浸没时的深度无关。
  (7)再让学生用同体积的铁块和铝块分别浸没在水中,观察弹簧秤的示数情况,发现示数差也相同,可知浮力大小与物体的密度是无关的。
  通过上述教学,学生对“阿基米德原理”的认识和理解将非常深刻,同时,学生通过实验掌握分析物理问题的方法和提高观察能力。
  
  二、重视发挥学生在实验中的主动性,激发学生的学习兴趣
  
  以往实验是由教师做给学生看,再讲给学生听。这种作法忽视了学生学习的主动性,把学生当作被动接收知识的“容器”,完全没有发挥出实验应有的作用。是不可取的。教师在做实验时要引导学生学会观察,不断设疑提问,让学生动脑分析与讨论,这样学生的学习积极性才能充分调动起来,使实验结论顺理成章地被呈现出来。
  如“研究决定导体电阻大小的因素”实验:
  a 以铅笔芯和铁丝代替合金线,设计为学生分组实验。
  b 实验器材:干电池2节,灯座、开关、小灯泡各1只,相同铅笔芯2支,铁丝(长度、粗细与铅笔芯相同)一根,导线若干,刀片1个。
  c 实验过程:按教材电路图连接好电路。
  ①把长度、横截面积相同的一段铅笔芯和铁丝分别接入a,b,观察小灯泡亮度变化,得出结论:导体的电阻与导体的材料有关。
  ②把铅笔芯接入a,b,c,鳄鱼夹从b端慢慢滑向a端,使导体长度发生变化,观察小灯泡亮度变化,得出结论:导体的电阻与导体长度有关,导体越长,电阻越大。
  ③先把一根铅笔芯接入a,b,观察灯泡亮度;再把两根相同笔芯并成一根接入a,b,观察灯泡亮度;得出结论:导体的电阻与导体横截面积有关,横截面积越小,电阻越大。
  ④取一个2.5V松动的小灯泡,去掉外壳(灯丝完好)后,灯丝接入a,b,缓慢给灯丝加热,观察加热前后灯泡亮度的变化。得出结论:导体的电阻与温度有关。
  本实验采用中国山东生产的“南极星”牌HB多用铅芯,型号为2.0MM×90,效果较好。
  铅笔芯、铁丝为身边材料,简单易得,学生一方面可身临其境,自己驾驭实验,另一方面树立物理就在身边。变废为宝的思想,增强对知识的理解及强化环保的意识。另外分组实验,可以起到观察清晰、新鲜生动、效果明显的效果,提高学生观察和实验能力,且使学生对物理学习有着长期的动力,增加学生对实验及结论的可信度。
  
  三、积极开展课外小实验、小制作活动。促进学生基础知识向实际能力转化
  
  学生从书本上获得系统的物理知识后,要让学生觉得这些知识有价值,能解决实际问题,就会得到满足,从而产生新的求知欲望。所以在教学过程中,要不断给学生提供实践的机会。开展丰富多彩的课外活动,是十分有效的措施。有计划。有步骤的课外活动能促进学生的基础知识向实际能力转化,是培养学生能力的重要途径。例如学过照相机原理后,组织学生参加课外摄影小组活动,学生会对照相机的原理有更加深刻地理解。学过凸透镜,凹透镜的光学性质后,组织学生到实验室去自制望远镜:学过照明电路后,组织学生安装简单的照明电路等等,学生会从物理知识盼大量应用中。领悟到学习物理知识的重要性,从而进一步增强学好物理的信心。
  学生从书本上学习了一些物理规律、原理以后,要使学生更加深刻地理解这些规律、原理,光凭做习题是不行的,应该增加学生亲自动手实践的活动,如可利用课外活动让学生搞一些小制作。在学过弹簧伸长的长度与外力成正比后,可让学生自制一个测力器:学过物体的浮沉条件后,让学生自制一个浮沉子;学过杠杆的平衡条件后让学生自制杆秤等等。对一些重要的物理现象,还可让学生自制实验器材进行小实验。例如自制验电器、指南针等等。通过这一系列小制作活动,既激发了学生学习物理的兴趣,又培养了学生手脑并用的能力。
  还可以根据中央电视台的《东方儿童》中的奇思妙想节目的思路。让学生利用身边的废旧物品和常见器材,设计制造出一些实验方案,解决生活中一些问题。特别是生活在农村的同学,多进行一些社会实践活动,充分利用好实际生活中的一些简易器材。设计出一些切实可行的方案,帮助农村解决一些实际问题。让学生尝到发明创造获得成功的喜悦。培养学生自寻仪器、药品和代用品的意识。从中领会研究自然科学的一般方法和规律,有效地发挥创造能力。开放实验室是课堂教学的延续和补充,学生利用自由时间,在教师的指导下做实验课中未做好的实验或一些实验习题、教材上的小实验,也可做一些趣味实验。增强感性认识。
  此外。小实验还可以降低自学释疑环节中学生遇到问题的难度。学生在预习和自学过程中常会遇到一些疑难问题,对某些新的物理概念似懂非懂,对某些物理规律将信将疑,有时想不通就会产生畏难情绪。影响自学效果。怎样帮助学生克服困难呢?指导学生做个小实验就是好办法。例如小实验“筷子提米”。学生通过亲自动手实验,确信了摩擦力的存在,认识了摩擦力与压力的关系。这里小实验起到“引导”、“解惑”的推动作用。帮助学生认识和理解物理知识,降低学习难度,通过对实验的制作、研究、讨论、改进和提高,帮助学生逐步掌握一定的学习方法,调动学生的学习积极性和主动性,教学效果就会大幅度地提高。
  如何在教学中渗透新课程理念,进一步实施物理课程标准中的实验教学,充分发挥物理实验在提高学生科学素质方面的作用,是每位物理教师都应该探索与实践的。
  
  (责任编辑:陈光明)
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