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《义务教育物理课程标准(2011年版)》(以下简称《物理课程标准》)明确指出“义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程.此阶段的物理课程应注意让学生经历实验探究过程,学习科学知识和科学探究方法,提高分析问题和解决问题的能力.”由此可见,物理学是一门以实验为基础的自然科学,回顾物理学产生和发展的过程,可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位.在物理教学活动中通过观察现象、进行演示实验和学生实验,能够使学生对物理事实获得具体、明确的认识,是理解概念和规律的必要的基础.
《物理课程标准》明确提出“知识与技能”、“过程与方法”和“情感·态度·价值观”的三维课程目标,将科学探究作为一种重要的学习方式提高学生的科学素养,同时将科学探究纳入“课程内容”,还为科学探究设计了包含提出问题、分析与论证、评估、交流与合作等要素的能力基本要求.因此物理实验教学是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要环节,也是重要的课程资源.初中物理实验教学在整个物理教学活动中占有特别重要的地位,如何落实课标要求,实施物理的教育功能也就显得尤为重要,以下是我们的一些探索,与同行进行探讨.
1开实学生必做实验
《物理课程标准》为了便于实验教学与评估,本次修订的课程标准明确提出了学生必做的20个学生实验.包含基本操作类7个:(1)用刻度尺测量长度、用表测量时间;(2)用弹簧测力计测量力;(3)用天平测量物体的质量;(4)用常见温度计测量温度;(5)用电流表测量电流;(6)用电压表测量电压;(7)连接简单的串联电路和并联电路.测定性实验4个:(1)测量物体运动的速度;(2)测量水平运动物体所受的滑动摩擦力;(3)测量固体和液体的密度;(4)测量小灯泡的电功率.探究性实验9个:(1)探究浮力大小与哪些因素有关;(2)探究杠杆的平衡条件;(3)探究水沸腾时温度变化的特点;(4)探究光的反射规律;(5)探究平面镜成像时像与物的关系;(6)探究凸透镜成像的规律;(7)探究电流与电压、电阻的关系;(8)探究通电螺线管外部磁场的方向;(9)探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件.
以上20个学生实验是修订版课程标准首次以“学生必做实验”的要求列出,这就说明这些实验的重要性,学生实验既是落实课程内容的载体,也是形成科学内容的方法和途径.《物理课程标准》为了解决“课堂教师时间少和探究环节多”的矛盾,提出了每个探究实验的侧重点不同的要求,因此在教学中属于本课题侧重的探究能力目标,应该充分发挥学生的自主性,让学生独立完成;不属于本课题侧重的探究过程,教师可以大胆指导.让学生把主要精力放在所侧重强化的要素上,看似一个探究课题只突出了某几个要素,但是不同的课题突出了不同的要素,学生所得到的还是深入和全面的发展.这也要求我们教师在教学中必须想尽一切办法,克服一切困难,精心准备扎实开展好每一个必做的学生实验,才能保证学生的全部探究能力得到培养和形成.
2做好课堂演示实验
为了落实《物理课程标准》的要求,人教版教科书《物理》除了编写以上的20个学生必做实验外,还在教材中编写了很多的演示实验.如:《科学之旅》中教材在“有趣有用的物理”中安排了两个演示实验,分别是“停止沸腾的水,浇上冷水会怎样?”和“会跳舞的小人”,这两个实验器材简单,操作简单,但是实验效果明显、对比强烈,充分展示了初中物理的有趣.教材在“想想做做”栏目安排两个小实验,分别是“放大镜观察物体总是放大的吗?”和“乒乓球会下落吗?”,这两个小实验与学生的生活联系很紧,实验现象非常明显,与学生的生活经验形成鲜明的对比,让学生感到物理的有趣和高深,从而喜欢上物理学习.
教材中这样的演示实验的例子还很多,几乎每一节都或多或少的编写了一些演示实验的栏目,我们的物理教师在教学中要提前将这些演示实验自己做一遍,发现实验过程中的问题,在教学实践中加以注意和改进.课堂教学中可以请学生和老师一起完成各种难度不同的演示实验,增强学生的参与积极性,更好地发挥教育功能.
我们曾经做过调查问卷,八年级学生最喜欢的课程是物理,原因是物理教师上课时精彩的演示实验让他们很是喜欢,也很崇拜物理老师.这些例子说明我们物理教师要想上好物理课,让学生喜欢物理这门学科就要不怕麻烦做好课堂的演示实验.
3指导学生课外小制作
小制作是指利用日常生活中的器材,根据所学过的原理、方法,设计与制作同学们所熟悉的有关物理仪器,完成一些简单有趣的物理实验.它的特点是就地取材,成本较低.小制作的目标是培养学生的创新精神和实践能力,培养学生的动手技能和激发学生学习物理的兴趣,小制作的要求开放,可以较好地体现了物理课程的知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观的 “三维目标” .例如在学习了《电压》之后,结合教材的插图“水果电池”和“动手动脑学物理”的习题,布置学生在家做一个水果电池.学生的兴趣很高,做出来的水果电池也是形态各异,让学生交流各自的体会感受,让学生在愉悦的心情中学习物理知识.还比如在学习《温度》时让学生自制一个“简易温度计”,通过学生的自制活动,可以明白温度计的制作原理、刻度方法、使用方法和注意事项等,可以很好地达到课标“了解液体温度计的制作原理”和“会使用常见温度计测温度”的教学要求,学生的实验探究能力也得到培养.
4鼓励学生自主探究实验
学生在学习物理知识后也会产生很多的问题,教师针对学生的探究问题加以引导,可以形成一些有价值的研究问题.教师要鼓励学生自主地去探究自己的问题,在学生探究遇到困难时加以指点,器材遇到困难可以开放物理实验室.总之,尽可能给学生提供方便,鼓励学生进行自主课题的探究实验.
曾经有一位教师在“探究凸透镜成像规律”的学生实验时,学生交流环节中一位学生小声说自己观察到两个像,但是另一位学生迫不及待地大声说观察到三个像.一下子课堂炸开了锅,怎么办?这位老师因势利导,让这两个学生给大家展示蜡烛放在焦点以外时,可以同时观察到三个像,在光屏上有一个倒立的像,在蜡烛的这一侧观察,还可以看到一个倒立的像和一个正立的像.真是这样的吗?于是其他小组也开始做实验观察,结论真的是这样的.不过另外几个小组马上又提出问题:当把蜡烛放在焦点以内时,也可以看到三个像,在蜡烛的另一侧可以通过凸透镜看到一个正立、放大的虚像,这肯定是凸透镜成的像,另外两个和前面一样.于是同学们都觉得凸透镜应该可以成三个像.全班学生惊呆了,也产生了强烈的探究热情,但是课堂已经临近下课,无法继续进行探究活动.教师于是布置学生分组设计实验方案,猜想另外两个像的成像原因,课外活动在物理实验室进行自主探究.课外活动课学生全部到了物理实验室,不同的小组自主进行探究活动,小组之间进行展示交流最终形成如下结论:在蜡烛的这一侧通过凸透镜观察看到的正立的像,是由凸透镜在蜡烛这一侧向外凸出的面经过光的反射形成的,也就是凸面镜成的像;而另一个倒立的像则是由凸透镜另一表面的内表面经过光的反射形成的,也就是凹面镜成的像;而光屏上所成的倒立的像则是由凸透镜成像形成的.学生把自己的实验结论通过与大家分享,形成共识,同学们满意地笑了.
5评价激励
学生的实验探究能力培养的程度必须通过评价进行检验,运用评价杠杆激励学生形成更高的实验探究能力.评价的方式可以分为实验操作评价、纸笔测试评价和综合评价等方式.
实验操作评价就是依据实验的目的让学生进行现场操作,在学生的操作过程中,教师进行观察辅以口试,同时依据评分标准严格记录评定成绩.这种评价能够注意到实验评价的特殊性,实践性强,科学合理.只要组织得当,命题科学,能较全面测量考核学生实验操作技能,发现学生的实验操作技能是否真正形成,熟练程度等.在学生实验中教师可以进行及时评价纠正不正确的方法,建立科学的操作;同时及时评价激励学生,增强兴趣.
纸笔测试是常用的评价方式,在单元、期末和学业考试等都会用到.但是这些测试的功能不完全相同,单元、期末等测试中主要是检测学生的形成状况,帮助教师了解学生能力现状,制定后续教学的方案.学业考试则是对学生初中阶段实验探究能力的水平检测,是依据课程标准的要求来命制试题,充分展示学生的能力.所有的纸笔测试在编制纸笔测试题时,都应注重试题的效度,防止评价与实验教学实际相脱离.笔者认为,命题要注重对操作过程、实验设计等方面的考查,避免学生死记硬背实验.
综合评价就是结合现场制作和讲解进行评价,或者在纸笔测试中需要进行一些现场操作才能进行评价.这些评价的方式要求针对性强,二者的结合度要高,才能做到衔接恰当,评价的功能才能真正实现.
学生的实验探究能力是初中物理教学的一个重要目标,需要我们物理教师在教学活动中整体布局,重点关注,才能真正落实《物理课程标准》中提出的“三维”目标要求,实现物理课程的育人功能.
《物理课程标准》明确提出“知识与技能”、“过程与方法”和“情感·态度·价值观”的三维课程目标,将科学探究作为一种重要的学习方式提高学生的科学素养,同时将科学探究纳入“课程内容”,还为科学探究设计了包含提出问题、分析与论证、评估、交流与合作等要素的能力基本要求.因此物理实验教学是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要环节,也是重要的课程资源.初中物理实验教学在整个物理教学活动中占有特别重要的地位,如何落实课标要求,实施物理的教育功能也就显得尤为重要,以下是我们的一些探索,与同行进行探讨.
1开实学生必做实验
《物理课程标准》为了便于实验教学与评估,本次修订的课程标准明确提出了学生必做的20个学生实验.包含基本操作类7个:(1)用刻度尺测量长度、用表测量时间;(2)用弹簧测力计测量力;(3)用天平测量物体的质量;(4)用常见温度计测量温度;(5)用电流表测量电流;(6)用电压表测量电压;(7)连接简单的串联电路和并联电路.测定性实验4个:(1)测量物体运动的速度;(2)测量水平运动物体所受的滑动摩擦力;(3)测量固体和液体的密度;(4)测量小灯泡的电功率.探究性实验9个:(1)探究浮力大小与哪些因素有关;(2)探究杠杆的平衡条件;(3)探究水沸腾时温度变化的特点;(4)探究光的反射规律;(5)探究平面镜成像时像与物的关系;(6)探究凸透镜成像的规律;(7)探究电流与电压、电阻的关系;(8)探究通电螺线管外部磁场的方向;(9)探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件.
以上20个学生实验是修订版课程标准首次以“学生必做实验”的要求列出,这就说明这些实验的重要性,学生实验既是落实课程内容的载体,也是形成科学内容的方法和途径.《物理课程标准》为了解决“课堂教师时间少和探究环节多”的矛盾,提出了每个探究实验的侧重点不同的要求,因此在教学中属于本课题侧重的探究能力目标,应该充分发挥学生的自主性,让学生独立完成;不属于本课题侧重的探究过程,教师可以大胆指导.让学生把主要精力放在所侧重强化的要素上,看似一个探究课题只突出了某几个要素,但是不同的课题突出了不同的要素,学生所得到的还是深入和全面的发展.这也要求我们教师在教学中必须想尽一切办法,克服一切困难,精心准备扎实开展好每一个必做的学生实验,才能保证学生的全部探究能力得到培养和形成.
2做好课堂演示实验
为了落实《物理课程标准》的要求,人教版教科书《物理》除了编写以上的20个学生必做实验外,还在教材中编写了很多的演示实验.如:《科学之旅》中教材在“有趣有用的物理”中安排了两个演示实验,分别是“停止沸腾的水,浇上冷水会怎样?”和“会跳舞的小人”,这两个实验器材简单,操作简单,但是实验效果明显、对比强烈,充分展示了初中物理的有趣.教材在“想想做做”栏目安排两个小实验,分别是“放大镜观察物体总是放大的吗?”和“乒乓球会下落吗?”,这两个小实验与学生的生活联系很紧,实验现象非常明显,与学生的生活经验形成鲜明的对比,让学生感到物理的有趣和高深,从而喜欢上物理学习.
教材中这样的演示实验的例子还很多,几乎每一节都或多或少的编写了一些演示实验的栏目,我们的物理教师在教学中要提前将这些演示实验自己做一遍,发现实验过程中的问题,在教学实践中加以注意和改进.课堂教学中可以请学生和老师一起完成各种难度不同的演示实验,增强学生的参与积极性,更好地发挥教育功能.
我们曾经做过调查问卷,八年级学生最喜欢的课程是物理,原因是物理教师上课时精彩的演示实验让他们很是喜欢,也很崇拜物理老师.这些例子说明我们物理教师要想上好物理课,让学生喜欢物理这门学科就要不怕麻烦做好课堂的演示实验.
3指导学生课外小制作
小制作是指利用日常生活中的器材,根据所学过的原理、方法,设计与制作同学们所熟悉的有关物理仪器,完成一些简单有趣的物理实验.它的特点是就地取材,成本较低.小制作的目标是培养学生的创新精神和实践能力,培养学生的动手技能和激发学生学习物理的兴趣,小制作的要求开放,可以较好地体现了物理课程的知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观的 “三维目标” .例如在学习了《电压》之后,结合教材的插图“水果电池”和“动手动脑学物理”的习题,布置学生在家做一个水果电池.学生的兴趣很高,做出来的水果电池也是形态各异,让学生交流各自的体会感受,让学生在愉悦的心情中学习物理知识.还比如在学习《温度》时让学生自制一个“简易温度计”,通过学生的自制活动,可以明白温度计的制作原理、刻度方法、使用方法和注意事项等,可以很好地达到课标“了解液体温度计的制作原理”和“会使用常见温度计测温度”的教学要求,学生的实验探究能力也得到培养.
4鼓励学生自主探究实验
学生在学习物理知识后也会产生很多的问题,教师针对学生的探究问题加以引导,可以形成一些有价值的研究问题.教师要鼓励学生自主地去探究自己的问题,在学生探究遇到困难时加以指点,器材遇到困难可以开放物理实验室.总之,尽可能给学生提供方便,鼓励学生进行自主课题的探究实验.
曾经有一位教师在“探究凸透镜成像规律”的学生实验时,学生交流环节中一位学生小声说自己观察到两个像,但是另一位学生迫不及待地大声说观察到三个像.一下子课堂炸开了锅,怎么办?这位老师因势利导,让这两个学生给大家展示蜡烛放在焦点以外时,可以同时观察到三个像,在光屏上有一个倒立的像,在蜡烛的这一侧观察,还可以看到一个倒立的像和一个正立的像.真是这样的吗?于是其他小组也开始做实验观察,结论真的是这样的.不过另外几个小组马上又提出问题:当把蜡烛放在焦点以内时,也可以看到三个像,在蜡烛的另一侧可以通过凸透镜看到一个正立、放大的虚像,这肯定是凸透镜成的像,另外两个和前面一样.于是同学们都觉得凸透镜应该可以成三个像.全班学生惊呆了,也产生了强烈的探究热情,但是课堂已经临近下课,无法继续进行探究活动.教师于是布置学生分组设计实验方案,猜想另外两个像的成像原因,课外活动在物理实验室进行自主探究.课外活动课学生全部到了物理实验室,不同的小组自主进行探究活动,小组之间进行展示交流最终形成如下结论:在蜡烛的这一侧通过凸透镜观察看到的正立的像,是由凸透镜在蜡烛这一侧向外凸出的面经过光的反射形成的,也就是凸面镜成的像;而另一个倒立的像则是由凸透镜另一表面的内表面经过光的反射形成的,也就是凹面镜成的像;而光屏上所成的倒立的像则是由凸透镜成像形成的.学生把自己的实验结论通过与大家分享,形成共识,同学们满意地笑了.
5评价激励
学生的实验探究能力培养的程度必须通过评价进行检验,运用评价杠杆激励学生形成更高的实验探究能力.评价的方式可以分为实验操作评价、纸笔测试评价和综合评价等方式.
实验操作评价就是依据实验的目的让学生进行现场操作,在学生的操作过程中,教师进行观察辅以口试,同时依据评分标准严格记录评定成绩.这种评价能够注意到实验评价的特殊性,实践性强,科学合理.只要组织得当,命题科学,能较全面测量考核学生实验操作技能,发现学生的实验操作技能是否真正形成,熟练程度等.在学生实验中教师可以进行及时评价纠正不正确的方法,建立科学的操作;同时及时评价激励学生,增强兴趣.
纸笔测试是常用的评价方式,在单元、期末和学业考试等都会用到.但是这些测试的功能不完全相同,单元、期末等测试中主要是检测学生的形成状况,帮助教师了解学生能力现状,制定后续教学的方案.学业考试则是对学生初中阶段实验探究能力的水平检测,是依据课程标准的要求来命制试题,充分展示学生的能力.所有的纸笔测试在编制纸笔测试题时,都应注重试题的效度,防止评价与实验教学实际相脱离.笔者认为,命题要注重对操作过程、实验设计等方面的考查,避免学生死记硬背实验.
综合评价就是结合现场制作和讲解进行评价,或者在纸笔测试中需要进行一些现场操作才能进行评价.这些评价的方式要求针对性强,二者的结合度要高,才能做到衔接恰当,评价的功能才能真正实现.
学生的实验探究能力是初中物理教学的一个重要目标,需要我们物理教师在教学活动中整体布局,重点关注,才能真正落实《物理课程标准》中提出的“三维”目标要求,实现物理课程的育人功能.