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物理是一门以实验为基础的学科,实验是物理学的基础,回顾物理学的发展历程,可以看出物理实验一直占有举足轻重的地位。注重实验探究,不仅是新课程的基本理念之一,也是新课程的重要目标。然而传统的教学手段和方法过分强调知识的传授,实验教学在日常教学实践中并没有相应地得到加强。
一、目前高中物理实验教学的现状
1.实验资源匮乏,器材陈旧。
由调查可知:有些学校对待物理实验教学重视程度不够,实验经费投入较少,导致实验设备不齐全,无法完成课本上规定的分组实验,只能保证完成少数演示实验或者根本无法完成任何实验;有些学校即使能开学生实验,由于每班学生人数较多,相当一部分学生没有机会动手,实验教学的效果也往往不理想。
2.教学理念滞后。
部分教师受传统教育的影响,重理论讲授轻实验操作,认为做实验花时间,耗精力,对提高学科成绩效果不大,相反,讲实验、背实验反而能取得高分,因此“做实验不如讲实验”“讲实验不如背实验”的做法在教学中颇为盛行。
3.实验教学方法单一。
教师在实验教学的组织上及实验教学方法中存在着一些不足,如一些教师不注重发挥实验的特有功能,没有从学生的角度出发设计实验方案,在实验教学中包办代替的现象比较严重,学生模仿得多,动手和动脑的机会少。这样的教学模式不利于提高学生发现问题和解决问题的能力,不利于学生创新思维方式的形成,不利于学生智能的发展。
4.利用多媒体动画替代实验。
有些教师偏多地使用课件来模拟常规实验,也导致了实验开出率偏低。这种做法似乎节省了学生的学习时间,但毕竟不是真实的科学再现,弱化了运用实验直观教学的功能,不利于培养学生科学的学习态度及良好的学习习惯。
二、促进实验教学改革的几个策略
1.更新实验教学理念。
首先,学校领导应树立全新的观念,加大实验室建设力度、更新补足实验器材,使演示实验、学生分组实验等都能够足额开设,避免“演示实验代替学生实验、黑板讲解代替演示实验”的现象发生,为物理实验教学的有效开展提供强有力的物质保证,充分发挥实验教学的最大效能。
其次,教师要认真领会新课程理念,才能真正了解实验教学的目的和作用,转变教学观念。实验教学是培养学生能力、提高科学素养的重要途径。物理实验是研究和学习物理学最基本的方法,它是物理知识的源泉,无论是概念的建立,还是规律的探索和论证都离不开实验。物理实验在中学物理教学中扮演着重要角色,它是教学体系中不可缺少的教学内容。只有将实验教学纳入课堂教学中,才能将新课程改革的理念落到实处。
另外,学生也要改变滞后的实验教学观念,教师要引导学生以新的课程理念重新审视物理实验教学,以新颖的物理实验为突破口,充分认识并切实发挥物理实验在实现三维目标——知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观上所具有的不可替代的作用,从而让学生积极配合教师的教学,主动参与到实验教学过程中来。
2.提高教师的实验素养。
教师是新课程改革的直接参与者,要强化物理实验教学,需要教师具备良好的实验教学素养。教师既要有充实的物理学理论知识,又要有娴熟的实验操作技能,因此,物理教师要通过不断的学习,使自己的知识水平和实验教学能力不断提高,要尽快更新教育教学理念,以指导自己的教学实践,提高实验素养和实践新课程的能力。
3.改变原有的教学模式。
新课程标准指出,高中物理教学应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样的教学方式,帮助学生学习物理知识和技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度和科学精神,因此,高中物理要强化实验教学,通过实验教学提高学生的科学素养。
(1)教师要善于挖掘和设计演示实验。
演示实验能化抽象为具体,化枯燥为生动,把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前,让学生更好地掌握物理知识。演示实验对学生创新意识的培养和创新能力的训练,起着至关重要的作用。教材中原有的实验不能完全满足培养学生创新能力的需要,有些章节涉及的实验也很少,因此,教师应选择适当的时机增加演示实验,加强教学的直观性,使之有利于培养学生的创新能力。
①通过演示实验创设情境
好奇是与生俱来的,好奇心在一定条件下可以转化为求知欲,新奇的、出人意料的物理现象最容易激发学生兴趣,因此精心设计、选择实验,可以引发学生的求知欲,从而形成一种内部的驱动力,促进学生主动学习。
例如在《力的分解》教学中,教师可以设计一个模拟承重实验,用木头像搭积木一样制作一个简易的拱形桥,在课堂上当堂把拱形桥搭好,请一名学生站到桥面上,拱形桥完好无损,引起学生一片惊叹,由此引出问题:为何看似轻巧的结构却能承受很大的压力?引出课题《力的分解》。
②通过演示实验创设有效的学习情境促进知识构建
在《变压器》教学中,一位教师设计了一个创新实验:移动可拆式变压器的铁芯横条,在使铁芯由不闭合到闭合的过程中,让学生观察连接在副线圈上的小灯泡亮度的变化,通过实验现象让学生体验变压器工作时因漏磁而损失能量的情况,进一步引导学生思考变压器还有哪些能量损失,帮助学生通过实验探究建立理想变压器的模型。这样通过实验,构建物理知识,还原物理教学本质,使学生能够运用物理实验丰富物理想象,通过逻辑思维、形象思维、灵感思维揭示知识关键点、化解学习难点,促进物理探究教学高效实施。
(2)加强学生分组实验教学
①把部分演示实验变为学生的随堂实验
为了增强学生的操作技能和实验技能,提高课堂的教学效果,有相当一部分演示实验可变为学生的随堂实验。比如在讲失重与超重时,可以给每个学生发一个弹簧秤、一个重物,让学生观察重物加速上升和加速下降时弹簧秤的示数变化情况,并由现象分析原因,总结归纳出失重与超重的实质。 ②增加设计性的物理实验
从尊重物理实验、全面开发学生创造力出发,将部分演示实验改为学生分组实验,或者根据教材的需要和学生已有的知识设计一些探究性实验。让学生体验探究过程,做到没有观众,人人动手参与。让学生自主地参与知识获取的过程,从中找出规律,探索性地追求知识、掌握知识。
③改进课本上原有的实验
教师可以鼓励学生对课本中的实验提出改进方案,例如:将课本上部分验证性实验、测量性实验改为探索性实验。如果这些改进能取得一些效果,则可以潜移默化培养学生勇于打破课本知识的禁锢、敢于提出自己的见解、积极探索的创新意识,同时可以提高其思维的灵活性与批判性。
4.开发与生活联系密切的学生实验。
高中教材中大部分实验都是为了便于理解知识而设置的。从学生的角度来看,他们更喜欢与生活联系密切的实验,而我们日常生活中有许多现象都渗透着物理知识。在今后的教学中,教师应尝试开发一些与生活联系密切的学生实验。教师在课堂上应充分利用网络资源,探索并开发相适应的校本课程,以提高学生参与实验的主动性和积极性。对一些有兴趣、有基础、有特长的学生,引导他们将实验内容与生活相联系,可以使学生的学习与生活接轨,不仅丰富了学习内容,也培养了学生的创新思维。教师也可以从师生的交流中获得灵感,及时调整教学方法及内容。
5.改变实验评价体系,促进实验教学。
要在物理实验教学实践中积极探索新的评价模式,例如:(1)加强教师实验教学的考评,将实验教学纳入到工作业绩考评中,鼓励教师充分利用学校现有的实验资源教学。(2)改变单一的以笔试作为实验考核的手段,增加实验设计、实验操作等考核形式,形成以促进学生发展为目标主体的多种评价方式。
6.根据学校情况,适度开放实验室。
人的创造性往往潜伏在个性差异之中。学校可以适度开放实验室,精选适当的课外实验,给学生提供更多的自主动手的机会,使学生获得许多开放的、生动的、创造性的生活情境体验,从而提高其解决问题的能力,同时也能增加实验室的利用率。
众所周知,物理实验中蕴含了许多的科学思维方法,实验教学往往是模仿科学研究过程的缩影。教师应通过实验教学让学生领略物理的奥秘,激发探索的欲望,提升科学素养。
(作者单位:江苏省中小学教学研究室)
一、目前高中物理实验教学的现状
1.实验资源匮乏,器材陈旧。
由调查可知:有些学校对待物理实验教学重视程度不够,实验经费投入较少,导致实验设备不齐全,无法完成课本上规定的分组实验,只能保证完成少数演示实验或者根本无法完成任何实验;有些学校即使能开学生实验,由于每班学生人数较多,相当一部分学生没有机会动手,实验教学的效果也往往不理想。
2.教学理念滞后。
部分教师受传统教育的影响,重理论讲授轻实验操作,认为做实验花时间,耗精力,对提高学科成绩效果不大,相反,讲实验、背实验反而能取得高分,因此“做实验不如讲实验”“讲实验不如背实验”的做法在教学中颇为盛行。
3.实验教学方法单一。
教师在实验教学的组织上及实验教学方法中存在着一些不足,如一些教师不注重发挥实验的特有功能,没有从学生的角度出发设计实验方案,在实验教学中包办代替的现象比较严重,学生模仿得多,动手和动脑的机会少。这样的教学模式不利于提高学生发现问题和解决问题的能力,不利于学生创新思维方式的形成,不利于学生智能的发展。
4.利用多媒体动画替代实验。
有些教师偏多地使用课件来模拟常规实验,也导致了实验开出率偏低。这种做法似乎节省了学生的学习时间,但毕竟不是真实的科学再现,弱化了运用实验直观教学的功能,不利于培养学生科学的学习态度及良好的学习习惯。
二、促进实验教学改革的几个策略
1.更新实验教学理念。
首先,学校领导应树立全新的观念,加大实验室建设力度、更新补足实验器材,使演示实验、学生分组实验等都能够足额开设,避免“演示实验代替学生实验、黑板讲解代替演示实验”的现象发生,为物理实验教学的有效开展提供强有力的物质保证,充分发挥实验教学的最大效能。
其次,教师要认真领会新课程理念,才能真正了解实验教学的目的和作用,转变教学观念。实验教学是培养学生能力、提高科学素养的重要途径。物理实验是研究和学习物理学最基本的方法,它是物理知识的源泉,无论是概念的建立,还是规律的探索和论证都离不开实验。物理实验在中学物理教学中扮演着重要角色,它是教学体系中不可缺少的教学内容。只有将实验教学纳入课堂教学中,才能将新课程改革的理念落到实处。
另外,学生也要改变滞后的实验教学观念,教师要引导学生以新的课程理念重新审视物理实验教学,以新颖的物理实验为突破口,充分认识并切实发挥物理实验在实现三维目标——知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观上所具有的不可替代的作用,从而让学生积极配合教师的教学,主动参与到实验教学过程中来。
2.提高教师的实验素养。
教师是新课程改革的直接参与者,要强化物理实验教学,需要教师具备良好的实验教学素养。教师既要有充实的物理学理论知识,又要有娴熟的实验操作技能,因此,物理教师要通过不断的学习,使自己的知识水平和实验教学能力不断提高,要尽快更新教育教学理念,以指导自己的教学实践,提高实验素养和实践新课程的能力。
3.改变原有的教学模式。
新课程标准指出,高中物理教学应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样的教学方式,帮助学生学习物理知识和技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度和科学精神,因此,高中物理要强化实验教学,通过实验教学提高学生的科学素养。
(1)教师要善于挖掘和设计演示实验。
演示实验能化抽象为具体,化枯燥为生动,把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前,让学生更好地掌握物理知识。演示实验对学生创新意识的培养和创新能力的训练,起着至关重要的作用。教材中原有的实验不能完全满足培养学生创新能力的需要,有些章节涉及的实验也很少,因此,教师应选择适当的时机增加演示实验,加强教学的直观性,使之有利于培养学生的创新能力。
①通过演示实验创设情境
好奇是与生俱来的,好奇心在一定条件下可以转化为求知欲,新奇的、出人意料的物理现象最容易激发学生兴趣,因此精心设计、选择实验,可以引发学生的求知欲,从而形成一种内部的驱动力,促进学生主动学习。
例如在《力的分解》教学中,教师可以设计一个模拟承重实验,用木头像搭积木一样制作一个简易的拱形桥,在课堂上当堂把拱形桥搭好,请一名学生站到桥面上,拱形桥完好无损,引起学生一片惊叹,由此引出问题:为何看似轻巧的结构却能承受很大的压力?引出课题《力的分解》。
②通过演示实验创设有效的学习情境促进知识构建
在《变压器》教学中,一位教师设计了一个创新实验:移动可拆式变压器的铁芯横条,在使铁芯由不闭合到闭合的过程中,让学生观察连接在副线圈上的小灯泡亮度的变化,通过实验现象让学生体验变压器工作时因漏磁而损失能量的情况,进一步引导学生思考变压器还有哪些能量损失,帮助学生通过实验探究建立理想变压器的模型。这样通过实验,构建物理知识,还原物理教学本质,使学生能够运用物理实验丰富物理想象,通过逻辑思维、形象思维、灵感思维揭示知识关键点、化解学习难点,促进物理探究教学高效实施。
(2)加强学生分组实验教学
①把部分演示实验变为学生的随堂实验
为了增强学生的操作技能和实验技能,提高课堂的教学效果,有相当一部分演示实验可变为学生的随堂实验。比如在讲失重与超重时,可以给每个学生发一个弹簧秤、一个重物,让学生观察重物加速上升和加速下降时弹簧秤的示数变化情况,并由现象分析原因,总结归纳出失重与超重的实质。 ②增加设计性的物理实验
从尊重物理实验、全面开发学生创造力出发,将部分演示实验改为学生分组实验,或者根据教材的需要和学生已有的知识设计一些探究性实验。让学生体验探究过程,做到没有观众,人人动手参与。让学生自主地参与知识获取的过程,从中找出规律,探索性地追求知识、掌握知识。
③改进课本上原有的实验
教师可以鼓励学生对课本中的实验提出改进方案,例如:将课本上部分验证性实验、测量性实验改为探索性实验。如果这些改进能取得一些效果,则可以潜移默化培养学生勇于打破课本知识的禁锢、敢于提出自己的见解、积极探索的创新意识,同时可以提高其思维的灵活性与批判性。
4.开发与生活联系密切的学生实验。
高中教材中大部分实验都是为了便于理解知识而设置的。从学生的角度来看,他们更喜欢与生活联系密切的实验,而我们日常生活中有许多现象都渗透着物理知识。在今后的教学中,教师应尝试开发一些与生活联系密切的学生实验。教师在课堂上应充分利用网络资源,探索并开发相适应的校本课程,以提高学生参与实验的主动性和积极性。对一些有兴趣、有基础、有特长的学生,引导他们将实验内容与生活相联系,可以使学生的学习与生活接轨,不仅丰富了学习内容,也培养了学生的创新思维。教师也可以从师生的交流中获得灵感,及时调整教学方法及内容。
5.改变实验评价体系,促进实验教学。
要在物理实验教学实践中积极探索新的评价模式,例如:(1)加强教师实验教学的考评,将实验教学纳入到工作业绩考评中,鼓励教师充分利用学校现有的实验资源教学。(2)改变单一的以笔试作为实验考核的手段,增加实验设计、实验操作等考核形式,形成以促进学生发展为目标主体的多种评价方式。
6.根据学校情况,适度开放实验室。
人的创造性往往潜伏在个性差异之中。学校可以适度开放实验室,精选适当的课外实验,给学生提供更多的自主动手的机会,使学生获得许多开放的、生动的、创造性的生活情境体验,从而提高其解决问题的能力,同时也能增加实验室的利用率。
众所周知,物理实验中蕴含了许多的科学思维方法,实验教学往往是模仿科学研究过程的缩影。教师应通过实验教学让学生领略物理的奥秘,激发探索的欲望,提升科学素养。
(作者单位:江苏省中小学教学研究室)