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量子力学的创始人普朗克说:“物理定律不能单靠思维来获得,还应致力于观察和实验.”可见实验在物理的学习中的重要性.物理科学是一门实验科学,在义务教育阶段应让学生通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,逐步学习物理规律,构建物理概念,学习科学方法,逐步养成科学的世界观.中学阶段的学生对概念的理解能力还不是很强,这就使物理教学中的实验成为有效教学的一种重要手段,是学生学习物理知识的一种基本方法和途径,在教学中起着非常重要的作用.然而如何来提高实验教学的有效性呢?笔者参与了学校实施的“活动单导学”教学模式,充分发挥了学生学习的主体作用和教师的导学作用,鼓励学生通过自主活动和主动学习获得身心的和谐发展.
1 创设课堂情境
创设情境指通过语言、图片、声音和视频等形式创设课堂导入的情境,“情”是激发学生的学习兴趣和学习欲望,“境”是为学生提供学习的认知背景.著名心理学家布朗在《情景认知和学习文化》中提出了情景认知的观点,他认为知识是在情景中通过活动与合作产生的;学习只有在有意义的情景中发生才是有效的;只有在情景中呈现的知识,才能激发学习者的知识需要.在课堂实验教学中创设情景使学生很容易产生解答问题的内在需要,形成探究的兴趣,对情景的结果形成积极的探究欲望.当然,创设实验也有多种方式:
1.1 创设基于生活的探究情景
贴近社会、贴近生活是物理新课程理念之一,物理实验教学要求创设真实的生活情景,使学生在生活情景中探究和学习物理知识,解决生活情景中的物理问题.例如在探究水的沸腾教学中,首先让学生讨论煲汤时汤沸腾后是继续大火煲好还是改为小火煲好?没想到在日常生活中最为简单的“好与不好”的判断,引发了学生的热烈争论,产生了强烈的探究问题的欲望.然后学生分成了“大火煲好”和“小火煲好”的两组,对“水的沸腾”实验进行了探究,“小火煲好”小组的学生还探讨了如何改变酒精灯火焰的大小,最后通过探究发现,水沸腾后无论大火还是小火,水的温度都是保持不变的,综合分析后得出汤沸腾后小火煲汤好,并节约能源的结论.
1.2 以趣味小实验创设探究情景
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”.兴趣是学习活动的动力,创设趣味实验探究情景,必能激发学生的探究热情.初中生的年龄不大,有比较强的好奇心和求知欲望,对物理知识有一些初步的感性认识,但自制力较差,注意力很难持久,要设计有趣的实验才能吸引学生的注意,激发学生的求知欲和好奇心,使学生愿意学习.如在大气压强教学中,有关大气压存在的引入,笔者请学生做了凳子挂注射器实验,我们让一位学生把注射器的活塞推入筒底,排尽内部空气,用橡皮帽盖住小孔,绳子系住活塞颈部,然后让学生抓住注射器筒,把自己坐的凳子挂在活塞上,放手后可以看到活塞移动一段距离后凳子能够悬挂住.问学生为什么?根据以前学过的知识,学生可能会回答是注射筒壁与活塞之间的摩擦等,为了排除摩擦力的因素做了对比实验,我把活塞不推入底部,内部有一些空气,再去挂凳子,会发现挂不住凳子了,再去问学生是什么原因.学生区别前后两次实验后会发现第一次筒内没有空气,第二次筒内有一些空气.这样会发现大气压的存在.在液体的流速和压强关系的教学中,将课本中用书夹着纸条在其上方吹气改为将纸条用手按在下巴处假装成“胡子”做了个“不听话的胡子”的实验,学生觉得很好玩,在轻松、愉快的氛围中学生感受到流速变化给压强带来的影响.
2 实施课堂活动
2.1 学生自主学习
学生根据“物理实验活动单”确定的教学目标、教学内容等进行自学,以及在教师上课过程中自主性学习,就是要解决“我要学”、“我能学”、“我会学”的问题.
在对学生实验的指导过程中面对学生实验出错时应灵活处理,不要光是指责,比如探究凸透镜成像规律时,有部分学生没做到“三心等高”,针对这种情况我没有刻意纠正,而是让学生自己做实验,左右调节光屏看有什么现象出现,学生发现像要么是不呈现在光屏上,要么成像不全,要么像在光屏呈现偏上或偏下的位置,不利于观察,这样一来,学生通过自主探究就能懂得光心、焰心、屏心为什么必须处于同一高度.另外,中学生想象力丰富,老师应放手让学生大胆尝试,有开放的心态,在实践中让学生获得书本上所没有的知识,比如在研究凸透镜成像规律实验中有学生提出:如果用透镜的一部分,还会成像吗?我鼓励学生自己动手实验,观察其产生的现象,通过讨论分析总结其原因,学生在自己动手实验的探索过程中获取知识,在理解的基础上掌握物理知识、规律,并内化为自身的能力,对知识的掌握更深刻,动手能力也得到提高,真正把课堂还给学生.
2.2 小组合作探究
科学地安排合作学习小组是成功地进行小组合作学习的前提.全班学生按照物理能力倾向、成绩、个性特征等指标分为若干个小组,这样既能增加小组合作成员的多样性,又能增加合作学习小组间的竞争性.每组四人各有分工,组内同学相互配合.
小组合作要明确学习的任务与目标.用很短的时间,协调合作的方法,提高小组合作学习的效率,并完成学习任务.在平时的学习中,应大力培养学生良好的合作学习习惯的养成,如应培养学生良好的合作学习习惯,虚心听取别人意见的习惯,积极实践、动手操作的习惯等.如“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验前,布置学生预习,明确实验的目的,并通过一些生活的情景:(1)穿高跟鞋的和穿平底鞋的人走在沙地上脚印深度如何?(2)啄木鸟的嘴巴尖尖的,如果把尖的部分剪掉,啄木鸟还能做“森林医生”吗?引导学生去发现问题,去讨论,并设计实验.
小组合作要让人人参与学习过程.如果处理不好优生与学困生的关系,非但达不到合作学习目的,相反还会加剧优生与学困生的两极分化.每个人要各司其职,既是学习的参与者,又是活动的组织者,使每个学生都愿意合作,快乐学习.在有限的时间内,达到最好的学习效率.
小组合作要进行合作探究.进行实验时,观察现象,记录数据,每个学生根据自己的理解互相交流,并进行分析讨论得出结论,形成小组的学习成果.这期间教师要在组间巡视,学习过程中出现的各种问题要及时引导,帮助学生们学会合作,也要观察学生在学习和人际关系等方面的表现.要让学习困难的学生多思考、多发言,以使他们达到基本要求;同时,也要让学有余力的学生有机会发挥自己的潜能.例如,探究影响电阻大小的因素这节课中,采用小组合作探究实验,让学生分别在三种情况下进行实验探究:①材料、长度相同,粗细不同;②材料、粗细相同,长度不同;③长度、粗细相同,材料不同.分别与灯泡串联,并观察灯泡的明暗,各小组通过实验现象进行讨论,分析得出结论并进行交流.这样通过小组合作使学生对三个因素的影响理解得更透彻.在探究过程教师还可让学生互相交流讨论,就实验过程中出现的問题交换意见,寻求解决的方法,有的学生在交流过程中就发现这样的问题:为什么实验中导体的温度都要保持一致呢?难道温度也是一个影响因素吗?于是学生动手设计方案、做实验,终于发现导体温度与电阻的关系,金属导体温度越高电阻越小,也就是说温度也是影响导体电阻大小的因素.
小组合作必须要点评提升.师生、生生互评,教师要引导学生进行归纳、提炼教学内容的重点及解题思路、方法、技巧等,突出易错、易混、易漏的知识薄弱点.例如在学生做实验展示或口头讲解的时候,其他同学也可以提出不同意见,并进行辩论,这样把问题剖析得更清楚.
当然教学流程和活动环节只是一个框架,不是一个机械的标准流程.应在坚持“活动单导学”的教学思想和教学原则的前提下,不同的课型都可以对教学程序尤其是活动环节进行取舍增减.
3 加强检测反馈
这是实施活动方案后对教学内容的练习和巩固,是对目标达成度的直观检验.
设计检测反馈内容,第一是要针对本堂课的学习重点,紧扣教学目标和书后练习;第二要保证时间,当堂检测,有效地发挥其检测功能,不能使其成为课堂的形式;第三要注重应用,凸显学科价值.不要设计成单纯知识记忆型的题目,不要用繁、难、偏、杂的问题去误导学生,不要纠缠于细枝末节;第四要注意难易适当,高于课本习题要求,低于单元检测要求,确保80﹪左右的学生能较顺利地完成,从而获得成就感.
总之,我们必须结合物理学科特点和学生实际,充分利用现有的实验设施设备,加大实验教学有效性的探究力度,尽可能地为学生学习创设充分的条件,让他们通过自主学习、探究学习,培养他们的创新意识,提高实践能力,从而真正发挥实验教学的作用,凸现物理课的科学功能.
1 创设课堂情境
创设情境指通过语言、图片、声音和视频等形式创设课堂导入的情境,“情”是激发学生的学习兴趣和学习欲望,“境”是为学生提供学习的认知背景.著名心理学家布朗在《情景认知和学习文化》中提出了情景认知的观点,他认为知识是在情景中通过活动与合作产生的;学习只有在有意义的情景中发生才是有效的;只有在情景中呈现的知识,才能激发学习者的知识需要.在课堂实验教学中创设情景使学生很容易产生解答问题的内在需要,形成探究的兴趣,对情景的结果形成积极的探究欲望.当然,创设实验也有多种方式:
1.1 创设基于生活的探究情景
贴近社会、贴近生活是物理新课程理念之一,物理实验教学要求创设真实的生活情景,使学生在生活情景中探究和学习物理知识,解决生活情景中的物理问题.例如在探究水的沸腾教学中,首先让学生讨论煲汤时汤沸腾后是继续大火煲好还是改为小火煲好?没想到在日常生活中最为简单的“好与不好”的判断,引发了学生的热烈争论,产生了强烈的探究问题的欲望.然后学生分成了“大火煲好”和“小火煲好”的两组,对“水的沸腾”实验进行了探究,“小火煲好”小组的学生还探讨了如何改变酒精灯火焰的大小,最后通过探究发现,水沸腾后无论大火还是小火,水的温度都是保持不变的,综合分析后得出汤沸腾后小火煲汤好,并节约能源的结论.
1.2 以趣味小实验创设探究情景
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”.兴趣是学习活动的动力,创设趣味实验探究情景,必能激发学生的探究热情.初中生的年龄不大,有比较强的好奇心和求知欲望,对物理知识有一些初步的感性认识,但自制力较差,注意力很难持久,要设计有趣的实验才能吸引学生的注意,激发学生的求知欲和好奇心,使学生愿意学习.如在大气压强教学中,有关大气压存在的引入,笔者请学生做了凳子挂注射器实验,我们让一位学生把注射器的活塞推入筒底,排尽内部空气,用橡皮帽盖住小孔,绳子系住活塞颈部,然后让学生抓住注射器筒,把自己坐的凳子挂在活塞上,放手后可以看到活塞移动一段距离后凳子能够悬挂住.问学生为什么?根据以前学过的知识,学生可能会回答是注射筒壁与活塞之间的摩擦等,为了排除摩擦力的因素做了对比实验,我把活塞不推入底部,内部有一些空气,再去挂凳子,会发现挂不住凳子了,再去问学生是什么原因.学生区别前后两次实验后会发现第一次筒内没有空气,第二次筒内有一些空气.这样会发现大气压的存在.在液体的流速和压强关系的教学中,将课本中用书夹着纸条在其上方吹气改为将纸条用手按在下巴处假装成“胡子”做了个“不听话的胡子”的实验,学生觉得很好玩,在轻松、愉快的氛围中学生感受到流速变化给压强带来的影响.
2 实施课堂活动
2.1 学生自主学习
学生根据“物理实验活动单”确定的教学目标、教学内容等进行自学,以及在教师上课过程中自主性学习,就是要解决“我要学”、“我能学”、“我会学”的问题.
在对学生实验的指导过程中面对学生实验出错时应灵活处理,不要光是指责,比如探究凸透镜成像规律时,有部分学生没做到“三心等高”,针对这种情况我没有刻意纠正,而是让学生自己做实验,左右调节光屏看有什么现象出现,学生发现像要么是不呈现在光屏上,要么成像不全,要么像在光屏呈现偏上或偏下的位置,不利于观察,这样一来,学生通过自主探究就能懂得光心、焰心、屏心为什么必须处于同一高度.另外,中学生想象力丰富,老师应放手让学生大胆尝试,有开放的心态,在实践中让学生获得书本上所没有的知识,比如在研究凸透镜成像规律实验中有学生提出:如果用透镜的一部分,还会成像吗?我鼓励学生自己动手实验,观察其产生的现象,通过讨论分析总结其原因,学生在自己动手实验的探索过程中获取知识,在理解的基础上掌握物理知识、规律,并内化为自身的能力,对知识的掌握更深刻,动手能力也得到提高,真正把课堂还给学生.
2.2 小组合作探究
科学地安排合作学习小组是成功地进行小组合作学习的前提.全班学生按照物理能力倾向、成绩、个性特征等指标分为若干个小组,这样既能增加小组合作成员的多样性,又能增加合作学习小组间的竞争性.每组四人各有分工,组内同学相互配合.
小组合作要明确学习的任务与目标.用很短的时间,协调合作的方法,提高小组合作学习的效率,并完成学习任务.在平时的学习中,应大力培养学生良好的合作学习习惯的养成,如应培养学生良好的合作学习习惯,虚心听取别人意见的习惯,积极实践、动手操作的习惯等.如“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验前,布置学生预习,明确实验的目的,并通过一些生活的情景:(1)穿高跟鞋的和穿平底鞋的人走在沙地上脚印深度如何?(2)啄木鸟的嘴巴尖尖的,如果把尖的部分剪掉,啄木鸟还能做“森林医生”吗?引导学生去发现问题,去讨论,并设计实验.
小组合作要让人人参与学习过程.如果处理不好优生与学困生的关系,非但达不到合作学习目的,相反还会加剧优生与学困生的两极分化.每个人要各司其职,既是学习的参与者,又是活动的组织者,使每个学生都愿意合作,快乐学习.在有限的时间内,达到最好的学习效率.
小组合作要进行合作探究.进行实验时,观察现象,记录数据,每个学生根据自己的理解互相交流,并进行分析讨论得出结论,形成小组的学习成果.这期间教师要在组间巡视,学习过程中出现的各种问题要及时引导,帮助学生们学会合作,也要观察学生在学习和人际关系等方面的表现.要让学习困难的学生多思考、多发言,以使他们达到基本要求;同时,也要让学有余力的学生有机会发挥自己的潜能.例如,探究影响电阻大小的因素这节课中,采用小组合作探究实验,让学生分别在三种情况下进行实验探究:①材料、长度相同,粗细不同;②材料、粗细相同,长度不同;③长度、粗细相同,材料不同.分别与灯泡串联,并观察灯泡的明暗,各小组通过实验现象进行讨论,分析得出结论并进行交流.这样通过小组合作使学生对三个因素的影响理解得更透彻.在探究过程教师还可让学生互相交流讨论,就实验过程中出现的問题交换意见,寻求解决的方法,有的学生在交流过程中就发现这样的问题:为什么实验中导体的温度都要保持一致呢?难道温度也是一个影响因素吗?于是学生动手设计方案、做实验,终于发现导体温度与电阻的关系,金属导体温度越高电阻越小,也就是说温度也是影响导体电阻大小的因素.
小组合作必须要点评提升.师生、生生互评,教师要引导学生进行归纳、提炼教学内容的重点及解题思路、方法、技巧等,突出易错、易混、易漏的知识薄弱点.例如在学生做实验展示或口头讲解的时候,其他同学也可以提出不同意见,并进行辩论,这样把问题剖析得更清楚.
当然教学流程和活动环节只是一个框架,不是一个机械的标准流程.应在坚持“活动单导学”的教学思想和教学原则的前提下,不同的课型都可以对教学程序尤其是活动环节进行取舍增减.
3 加强检测反馈
这是实施活动方案后对教学内容的练习和巩固,是对目标达成度的直观检验.
设计检测反馈内容,第一是要针对本堂课的学习重点,紧扣教学目标和书后练习;第二要保证时间,当堂检测,有效地发挥其检测功能,不能使其成为课堂的形式;第三要注重应用,凸显学科价值.不要设计成单纯知识记忆型的题目,不要用繁、难、偏、杂的问题去误导学生,不要纠缠于细枝末节;第四要注意难易适当,高于课本习题要求,低于单元检测要求,确保80﹪左右的学生能较顺利地完成,从而获得成就感.
总之,我们必须结合物理学科特点和学生实际,充分利用现有的实验设施设备,加大实验教学有效性的探究力度,尽可能地为学生学习创设充分的条件,让他们通过自主学习、探究学习,培养他们的创新意识,提高实践能力,从而真正发挥实验教学的作用,凸现物理课的科学功能.