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实验是物理课的根本所在,在物理教学中有着重要地位。通过实验可以提高学生学习物理的兴趣,培养他们的实践能力、分析能力。因此实验是物理新课程改革的重要环节,是落实物理课程目标,有效提高学生科学素养的重要途径。那么,新课程下的高中物理实验教学跟以前有何不同呢?
一、新课程实验教学突出了选择性
课程标准中关于物理实验的描述,不再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等。过去的演示实验、学生分组实验,甚至是课后小实验,在课程标准中一并以“通过实验”“通过实验探究”“通过观察和实验”等提出了要求,而对实验的形式没有具体界定。一方面要求做的实验比以前大量增加,另一方面实验的形式、实验的器材、实验的具体安排却是灵活的。这样处理,为学校的因地制宜和教学探究活动提供了更大的选择空间。比如教材中在研究匀变速直线运动时,给出的参考案例是用打点计时器、频闪照相或其他实验方法进行研究,这就为结合实际情况的教师的教和学生的学提供了自主空间。
二、新课程实验教学更注重探究过程
探究精神贯穿于包括实验在内的整个课程。在新课程中,明显的变化是各模块都安排了一些典型的和可供选择的各类实验,把过去很多固定模式、统一装置的验证性实验改为探究性实验,包括让学生经历设计方案、选择仪器、制订步骤、设计表格、收集信息、处理数据、得出结论并进行评价等过程,突出了科学探究的课程理念。例如,教学“验证机械能守恒定律”实验,传统的教学方法是教师让学生按教材给出的具体步骤进行操作,然后得出结论就可以了。而采用新教材后,教师要在简述了实验原理之后,提出以下问题:(1)在重物下落过程中,物体除了受重力作用外还会受到哪些阻力?怎样才能减少这些阻力对实验的影响呢? (2)重物在下落时,选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结最好呢?然后学生根据问题进行猜想,随后通过自己的操作或者逻辑分析得出结论。再比如教学“探究求合力的方法”时,教师可在简单介绍原理之后指出“探究时应该注意以下问题”,教师提出的这些问题实际上是对学生的指导。教师在教学时要注意不要用灌输的方式,而是要引导学生通过自己的思维活动,使学生在独立思考的基础上获得知识。这样不仅能使学生更好地理解知识,更重要的是使学生提高了独立获取知识的能力。
因此,教师在引导学生进行实验时,要切记不能为了追求教学效率而一味要求学生按自己已经设定的步骤去机械操作,限制学生创造思维的发展。教师应该建立一种激励机制,尽量给学生提出解决问题的不同途径和方法,鼓励学生从不同角度进行创新。教师要适时地提问学生是否还有更好的方法来解决问题。
三、新课程实验教学更注重科学思想和科学方法的渗透
实验中的科学思想和科学方法与操作技能相比更重要。例如,过去教学用打点计时器测量瞬时速度时,教师强调的是纸带上某两点间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。而现在教学时则强调很小的时间间隔中的平均速度等于其中任意一点的瞬时速度。因此,新教材中的第一个测瞬时速度的实验不再是测匀变速直线运动物体的速度,而是测量手拉纸带的一个随机变化的速度,而此时平均速度与中间时刻的瞬时速度没有必然联系。这样做的目的是使学生了解更具普遍意义的实验方法,进行迁移后,学生可以顺利解决相关的学习和生活中遇到的类似问题。这里更注重的是方法的渗透,而不是机械地只能解决脱离实际的理想化问题。
四、新课程实验教学与信息技术的整合
与以往相比,新课程下的实验教学很好地体现了时代性,注重了信息技术在实验中的应用。例如,在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验数据处理上,教材在“做一做”中详细描述了用计算机绘制“速度-时间”图像的方法,而在以后的“探究加速度与力和质量的关系”及“探究功与速度的关系”等等实验中,也多次提到用EXCEL表格处理实验数据,这在学生已经掌握计算、做图方法的前提下,省去了大量繁杂计算和费时费力却不太准确的做图时间,而留给学生更多的思考规律、探寻本质的时间。
与以往相比,由于多媒体技术的介入,实验教学有了新的突破。例如演示双缝干涉时,传统的教学是教师先调好仪器,然后学生轮流观看,这样花费得时间太多。而采用多媒体技术,教师只需在讲台上把仪器调好,把投影仪变焦镜头对准双缝干涉仪的目镜调焦,学生就能在大屏幕上看到清晰的干涉条纹,这样既快捷迅速效果又好。再比如研究平抛运动时,教师可以用“平抛竖落仪”进行演示。由于物体运动过程很快,学生很难用肉眼分析出运动规律,教师可利用多媒体技术通过一系列的慢放、定格、重放等把物体运动的全过程显示出来,然后让学生对它们的运动情况进行分析、比较,这样学生就能很容易地探索出物体的运动规律。此外,对于一些无法在实验室完成的实验,比如原子核的衰变过程、天体的运动轨迹及规律等,我们更应该采用多媒体技术模拟实验,使看不见变为看得见,变静为动,使学生获得形象、生动的感性认识,为概念、规律的建立及应用奠定基础。
另外,新课程还倡导开放实验室,开发校外实验资源等等。总之,新课程实验教学对教师提出了更高的要求,要想方设法创造条件,让学生多做实验,做好实验,通过实验引导学生学会方法、提高能力,培养学生相信科学、热爱科学和勇于创新的意识。
一、新课程实验教学突出了选择性
课程标准中关于物理实验的描述,不再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等。过去的演示实验、学生分组实验,甚至是课后小实验,在课程标准中一并以“通过实验”“通过实验探究”“通过观察和实验”等提出了要求,而对实验的形式没有具体界定。一方面要求做的实验比以前大量增加,另一方面实验的形式、实验的器材、实验的具体安排却是灵活的。这样处理,为学校的因地制宜和教学探究活动提供了更大的选择空间。比如教材中在研究匀变速直线运动时,给出的参考案例是用打点计时器、频闪照相或其他实验方法进行研究,这就为结合实际情况的教师的教和学生的学提供了自主空间。
二、新课程实验教学更注重探究过程
探究精神贯穿于包括实验在内的整个课程。在新课程中,明显的变化是各模块都安排了一些典型的和可供选择的各类实验,把过去很多固定模式、统一装置的验证性实验改为探究性实验,包括让学生经历设计方案、选择仪器、制订步骤、设计表格、收集信息、处理数据、得出结论并进行评价等过程,突出了科学探究的课程理念。例如,教学“验证机械能守恒定律”实验,传统的教学方法是教师让学生按教材给出的具体步骤进行操作,然后得出结论就可以了。而采用新教材后,教师要在简述了实验原理之后,提出以下问题:(1)在重物下落过程中,物体除了受重力作用外还会受到哪些阻力?怎样才能减少这些阻力对实验的影响呢? (2)重物在下落时,选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结最好呢?然后学生根据问题进行猜想,随后通过自己的操作或者逻辑分析得出结论。再比如教学“探究求合力的方法”时,教师可在简单介绍原理之后指出“探究时应该注意以下问题”,教师提出的这些问题实际上是对学生的指导。教师在教学时要注意不要用灌输的方式,而是要引导学生通过自己的思维活动,使学生在独立思考的基础上获得知识。这样不仅能使学生更好地理解知识,更重要的是使学生提高了独立获取知识的能力。
因此,教师在引导学生进行实验时,要切记不能为了追求教学效率而一味要求学生按自己已经设定的步骤去机械操作,限制学生创造思维的发展。教师应该建立一种激励机制,尽量给学生提出解决问题的不同途径和方法,鼓励学生从不同角度进行创新。教师要适时地提问学生是否还有更好的方法来解决问题。
三、新课程实验教学更注重科学思想和科学方法的渗透
实验中的科学思想和科学方法与操作技能相比更重要。例如,过去教学用打点计时器测量瞬时速度时,教师强调的是纸带上某两点间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。而现在教学时则强调很小的时间间隔中的平均速度等于其中任意一点的瞬时速度。因此,新教材中的第一个测瞬时速度的实验不再是测匀变速直线运动物体的速度,而是测量手拉纸带的一个随机变化的速度,而此时平均速度与中间时刻的瞬时速度没有必然联系。这样做的目的是使学生了解更具普遍意义的实验方法,进行迁移后,学生可以顺利解决相关的学习和生活中遇到的类似问题。这里更注重的是方法的渗透,而不是机械地只能解决脱离实际的理想化问题。
四、新课程实验教学与信息技术的整合
与以往相比,新课程下的实验教学很好地体现了时代性,注重了信息技术在实验中的应用。例如,在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验数据处理上,教材在“做一做”中详细描述了用计算机绘制“速度-时间”图像的方法,而在以后的“探究加速度与力和质量的关系”及“探究功与速度的关系”等等实验中,也多次提到用EXCEL表格处理实验数据,这在学生已经掌握计算、做图方法的前提下,省去了大量繁杂计算和费时费力却不太准确的做图时间,而留给学生更多的思考规律、探寻本质的时间。
与以往相比,由于多媒体技术的介入,实验教学有了新的突破。例如演示双缝干涉时,传统的教学是教师先调好仪器,然后学生轮流观看,这样花费得时间太多。而采用多媒体技术,教师只需在讲台上把仪器调好,把投影仪变焦镜头对准双缝干涉仪的目镜调焦,学生就能在大屏幕上看到清晰的干涉条纹,这样既快捷迅速效果又好。再比如研究平抛运动时,教师可以用“平抛竖落仪”进行演示。由于物体运动过程很快,学生很难用肉眼分析出运动规律,教师可利用多媒体技术通过一系列的慢放、定格、重放等把物体运动的全过程显示出来,然后让学生对它们的运动情况进行分析、比较,这样学生就能很容易地探索出物体的运动规律。此外,对于一些无法在实验室完成的实验,比如原子核的衰变过程、天体的运动轨迹及规律等,我们更应该采用多媒体技术模拟实验,使看不见变为看得见,变静为动,使学生获得形象、生动的感性认识,为概念、规律的建立及应用奠定基础。
另外,新课程还倡导开放实验室,开发校外实验资源等等。总之,新课程实验教学对教师提出了更高的要求,要想方设法创造条件,让学生多做实验,做好实验,通过实验引导学生学会方法、提高能力,培养学生相信科学、热爱科学和勇于创新的意识。