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摘 要:在物理实验教学中要变教为导,引导学生分析实验思路,理解实验原理,开展发散思维,培养创新意识,注意理论联系实际,把学生带入一个思路开拓、思维灵活的境界。
关键词:分析思路;发散思维;创新意识
新的课程标准再一次强调了物理实验教学的重要意义,从实验内容、实验技能、实验教学方法和考核等方面提出了新的要求。其中心思想是希望从面向21世纪提高受教育者科学技术文化思想素质的高度出发,改变实验在物理教学中的薄弱状况,全面提高物理教学质量。然而在中学物理实验教学的现实中却存在着不少问题,我们必须重视这些问题,改进传统实验教学的缺点,认真学习新课程标准在实验教学方面的新要求和新理念,在实验教学中以学生为主体,多用探索性实验培养学生的科学探索能力、创新意识和实践能力,以全面提高学生的素质。
物理学是一门以实验为基础的科学,实验既可以搜集事实,积累数据从而获得丰富的感性认识,也是形成理论,发展理论和检验理论的实践基础。既然实验对物理学来说是如此重要,那么实验能力的培养也就应该是中学物理教学中的一个极其重要的内容。
对于实验能力的培养,应该包括以下4个方面:(1)根据实验课题,确定实验原理;(2)根据实验原理,设计实验方案(包括选择器材,安排实验步骤和设计实验表格等);(3)能正确使用仪器进行操作、观察、测量和记录;(4)分析、处理实验数据(包括误差分析),得出正确结论。
只有通过教师有目的、坚持不懈地培养,才能有效提高学生的实验能力。下面谈谈培养学生实验能力的一些措施:
一、重视分析实验思路,使学生深刻理解实验原理 分析实验思路才能理解实验的精髓所在,掌握实验
原理,有助于学习这种思维方法,这就为培养学生的创造力奠定良好的基础。不懂实验的来龙去脉,不求甚解将会抹杀学生的创造力。
例牛顿第一定律的实验
1.实验目的:“探索运动的物体如果不受力,将会怎样?”
2.实验条件:(1)研究对象的初态应是运动的;(2)研究对象在运动过程中必须不受力(推力和阻力)。
3.实验器材:如表1的装置图栏中所示(本实验通过分析小车在平面上的运动,达到实验目的)。
首先分析,当小车从斜面上滑下,在平面上运动时,能满足实验条件吗? (1)满足了小车的初态是运动的这个条件;(2)小车在平面上运动时,虽然推力为零,但摩擦阻力不为零,不满足不受力的条件。
提出问题:“该怎么办呢?”在这里必须发动学生进行深入的思考,展开热烈的讨论,发表各种不同的意见,充分发挥创新思维,想出如下实验思路:(1)可以先让小车在平面上运动时所受阻力逐渐减小,观察其运动情况,发现其规律;(2)再利用推理的方法,想象出小车不受力时的情况,从而得出正确的结论。这种思维多么精辟,多么富有创造性啊!
学生分别在平面上铺以毛巾、棉布、木块以改变平面对小车的阻力,进行实验,学生观察、填表、分析实验现象,得出结论:运动物体停下来的原因不是不受力,而是受到阻力的作用;受到的阻力越小,则通过的距离越远,运动的时间也越长,速度就减小得越慢。教师再演示滑块在气垫上的运动,来证实上述结论的正确性。
教师指出:无论怎样改进实验,阻力都不可能为零,怎么办呢?启迪学生想出,可以在上述实验事实的基础上,引进理想化的模型—光滑平面,通过推理的方法,得出:如果小车在理想光滑平面上运动时速度将不会减小,并以恒定不变的速度永远运动下去的正确结论。这样就达到实验目的,掌握运动物体不受力作用时的运动规律。这就是实验的精髓所在。
在这里应强调:这种利用实验和推理相结合的科学方法,是研究物理问题的重要方法,也是科学实践的一种飞跃和延伸。并要求学生认真学习这种科学方法。
这样,在分析实验思路的过程中,不断揭示矛盾,不断激发学生的探索动机,不断改进实验,借以发掘实验的设计精髓,提高学生的实验能力。
二、引导学生根据实验目的,开展发散思维设计多种实验方案
对于任何一个实验,严格要求学生按照课本上给定的方案进行,无疑是十分必要的,但是只到此为止,就显得不够了,势必造成学生思维的单一性,难以达到更高一级的思维水平。必须要求学生能够根据实验目的,设计多种实验方案,以养成从不同角度思考问题的习惯,提高发散思维能力。
例使物体“悬浮”的实验竞赛。
1.竞赛目的:看哪组学生能使装砂子的密封瓶子最快悬浮在水中。
2.器材:盛水的大烧杯、砂子、勺子、可密封的小瓶子、一杯浓度大的盐水。
学生展开了热烈的讨论,获得两种思路:(1)将砂子装入小瓶中,调节砂量以改变瓶重,使G物=F浮(该实验保持F浮不变);(2)将装砂瓶子浸没水中,逐渐向水中加入浓盐水以改变瓶子受到的浮力,使G物=F浮(该实验保持G物不变)。
竞赛结果表明:单一按第一种思路可以做成,但调节砂量费时;用第二种思路实验时,砂不可过量,最好先使G物稍大F浮,沉入水中,再倒入适量的浓盐水,从而改变F浮,使G物=F浮,最容易赢得竞赛胜利。
训练学生能设计多种实验方案,并会进行评价和分析,是提高学生实验能力的有效措施。
通过以上例子,能使学生从不同的思维角度深入到事物联系的多样性和事物的整体中去,不断增添学生对事物的认识角度,以此拓展思维空间,培养创新意识。
三、实验教学中应注意理论联系实际,培养学生应用知识的能力
《物理课程标准》在课程的基本理念中提出“从生活走向物理,从物理走向社会”,指出:义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生活生产实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。因此,物理教学中培养学生实验能力,应注意理论联系实际。
例 在滑动变阻器的教学中,教师提出问题一:“在电路两端电压不变的情况下,如何改变电路中的电流?”学生很容易想出:改变电路中的电阻。教师提出问题二:“如何改变电路中的电阻?”学生根据电阻决定的因素:电阻率、电阻线长度和截面积提出多种方法。教师提出问题三:“如何利用可移动的夹子和电阻线(控制条件)改变电路中的电阻?”学生想出把夹子夹住电阻线并且在电阻线上滑动就可达到目的。(这就是滑动变阻器的原理)。教师按学生的设计进行演示,学生发现电灯亮度变化不大,指出其原因是电阻线不够长,阻值变化范围太小。教师接着问:“应如何增大阻值变化范围?”学生想出应增大电阻线的长度。教师换上很长的电阻线后进行演示,学生发现:操作很不方便。教师提问:“电阻线还要这么长,操作又要方便,应怎么办?”学生想出:将电阻线绕在瓷筒上。教师将绕得很密的裸露的电阻线接入电路,移动夹子时,电灯亮度不发生变化。学生发现,线圈相碰,造成短路。教师再问:“线圈仍然这么密又不能造成短路,应怎么办?”学生想到:在线圈表面涂上绝缘漆。教师又问:“总不能一直抓住夹子在线圈表面移动,如何安装夹子为好?”学生讨论后想出:要用两个支架把一根金属棒固定在线圈上方。再让夹子穿过金属棒。这样夹子就可以在线圈表面自由滑动。这样改装后的夹子叫做滑片,教师再演示当滑片在表面涂漆的线圈上滑动时,电灯不亮。学生找出原因:滑片与线圈断路。教师又提出:“这个断路的问题应如何解决?”学生想到可将线圈与滑片接触处的绝缘漆刮掉。再装上“上下两个接线柱”,从而成功设计了滑动变阻器。
在物理教学中,重视知识的应用,力求做一些有益的设计,提供学生发挥特长和提高创造力的机会,促进思维的飞跃,是十分必要的。同时通过实际问题的设计与解决,又可反作用于实验能力的提高,相辅相成,就可以把学生带入一个思想开拓,思维灵活的境界。
以上是本人在物理教学中培养学生实验能力的一些措施。当前,我们应认真学习新的教育理念,钻研教材,挖掘教材,创造性地处理教材,设计好教学程序,多采用科学探究的方法,把培养学生实验能力的措施渗透于教学的各个环节,从而提高学生的创新意识和实践能力。
参考文献:
[1]阎金铎,王志军等.中学物理教材教法[M].北京:北京师范大学出版社,2001.
[2]中华人民共和国教育部.物理课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,2001.
[3]教育部基础教育司组织.全日制九年义务教育物理课程标准解读[M].武汉:湖北教育出版社,2002.
关键词:分析思路;发散思维;创新意识
新的课程标准再一次强调了物理实验教学的重要意义,从实验内容、实验技能、实验教学方法和考核等方面提出了新的要求。其中心思想是希望从面向21世纪提高受教育者科学技术文化思想素质的高度出发,改变实验在物理教学中的薄弱状况,全面提高物理教学质量。然而在中学物理实验教学的现实中却存在着不少问题,我们必须重视这些问题,改进传统实验教学的缺点,认真学习新课程标准在实验教学方面的新要求和新理念,在实验教学中以学生为主体,多用探索性实验培养学生的科学探索能力、创新意识和实践能力,以全面提高学生的素质。
物理学是一门以实验为基础的科学,实验既可以搜集事实,积累数据从而获得丰富的感性认识,也是形成理论,发展理论和检验理论的实践基础。既然实验对物理学来说是如此重要,那么实验能力的培养也就应该是中学物理教学中的一个极其重要的内容。
对于实验能力的培养,应该包括以下4个方面:(1)根据实验课题,确定实验原理;(2)根据实验原理,设计实验方案(包括选择器材,安排实验步骤和设计实验表格等);(3)能正确使用仪器进行操作、观察、测量和记录;(4)分析、处理实验数据(包括误差分析),得出正确结论。
只有通过教师有目的、坚持不懈地培养,才能有效提高学生的实验能力。下面谈谈培养学生实验能力的一些措施:
一、重视分析实验思路,使学生深刻理解实验原理 分析实验思路才能理解实验的精髓所在,掌握实验
原理,有助于学习这种思维方法,这就为培养学生的创造力奠定良好的基础。不懂实验的来龙去脉,不求甚解将会抹杀学生的创造力。
例牛顿第一定律的实验
1.实验目的:“探索运动的物体如果不受力,将会怎样?”
2.实验条件:(1)研究对象的初态应是运动的;(2)研究对象在运动过程中必须不受力(推力和阻力)。
3.实验器材:如表1的装置图栏中所示(本实验通过分析小车在平面上的运动,达到实验目的)。
首先分析,当小车从斜面上滑下,在平面上运动时,能满足实验条件吗? (1)满足了小车的初态是运动的这个条件;(2)小车在平面上运动时,虽然推力为零,但摩擦阻力不为零,不满足不受力的条件。
提出问题:“该怎么办呢?”在这里必须发动学生进行深入的思考,展开热烈的讨论,发表各种不同的意见,充分发挥创新思维,想出如下实验思路:(1)可以先让小车在平面上运动时所受阻力逐渐减小,观察其运动情况,发现其规律;(2)再利用推理的方法,想象出小车不受力时的情况,从而得出正确的结论。这种思维多么精辟,多么富有创造性啊!
学生分别在平面上铺以毛巾、棉布、木块以改变平面对小车的阻力,进行实验,学生观察、填表、分析实验现象,得出结论:运动物体停下来的原因不是不受力,而是受到阻力的作用;受到的阻力越小,则通过的距离越远,运动的时间也越长,速度就减小得越慢。教师再演示滑块在气垫上的运动,来证实上述结论的正确性。
教师指出:无论怎样改进实验,阻力都不可能为零,怎么办呢?启迪学生想出,可以在上述实验事实的基础上,引进理想化的模型—光滑平面,通过推理的方法,得出:如果小车在理想光滑平面上运动时速度将不会减小,并以恒定不变的速度永远运动下去的正确结论。这样就达到实验目的,掌握运动物体不受力作用时的运动规律。这就是实验的精髓所在。
在这里应强调:这种利用实验和推理相结合的科学方法,是研究物理问题的重要方法,也是科学实践的一种飞跃和延伸。并要求学生认真学习这种科学方法。
这样,在分析实验思路的过程中,不断揭示矛盾,不断激发学生的探索动机,不断改进实验,借以发掘实验的设计精髓,提高学生的实验能力。
二、引导学生根据实验目的,开展发散思维设计多种实验方案
对于任何一个实验,严格要求学生按照课本上给定的方案进行,无疑是十分必要的,但是只到此为止,就显得不够了,势必造成学生思维的单一性,难以达到更高一级的思维水平。必须要求学生能够根据实验目的,设计多种实验方案,以养成从不同角度思考问题的习惯,提高发散思维能力。
例使物体“悬浮”的实验竞赛。
1.竞赛目的:看哪组学生能使装砂子的密封瓶子最快悬浮在水中。
2.器材:盛水的大烧杯、砂子、勺子、可密封的小瓶子、一杯浓度大的盐水。
学生展开了热烈的讨论,获得两种思路:(1)将砂子装入小瓶中,调节砂量以改变瓶重,使G物=F浮(该实验保持F浮不变);(2)将装砂瓶子浸没水中,逐渐向水中加入浓盐水以改变瓶子受到的浮力,使G物=F浮(该实验保持G物不变)。
竞赛结果表明:单一按第一种思路可以做成,但调节砂量费时;用第二种思路实验时,砂不可过量,最好先使G物稍大F浮,沉入水中,再倒入适量的浓盐水,从而改变F浮,使G物=F浮,最容易赢得竞赛胜利。
训练学生能设计多种实验方案,并会进行评价和分析,是提高学生实验能力的有效措施。
通过以上例子,能使学生从不同的思维角度深入到事物联系的多样性和事物的整体中去,不断增添学生对事物的认识角度,以此拓展思维空间,培养创新意识。
三、实验教学中应注意理论联系实际,培养学生应用知识的能力
《物理课程标准》在课程的基本理念中提出“从生活走向物理,从物理走向社会”,指出:义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生活生产实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。因此,物理教学中培养学生实验能力,应注意理论联系实际。
例 在滑动变阻器的教学中,教师提出问题一:“在电路两端电压不变的情况下,如何改变电路中的电流?”学生很容易想出:改变电路中的电阻。教师提出问题二:“如何改变电路中的电阻?”学生根据电阻决定的因素:电阻率、电阻线长度和截面积提出多种方法。教师提出问题三:“如何利用可移动的夹子和电阻线(控制条件)改变电路中的电阻?”学生想出把夹子夹住电阻线并且在电阻线上滑动就可达到目的。(这就是滑动变阻器的原理)。教师按学生的设计进行演示,学生发现电灯亮度变化不大,指出其原因是电阻线不够长,阻值变化范围太小。教师接着问:“应如何增大阻值变化范围?”学生想出应增大电阻线的长度。教师换上很长的电阻线后进行演示,学生发现:操作很不方便。教师提问:“电阻线还要这么长,操作又要方便,应怎么办?”学生想出:将电阻线绕在瓷筒上。教师将绕得很密的裸露的电阻线接入电路,移动夹子时,电灯亮度不发生变化。学生发现,线圈相碰,造成短路。教师再问:“线圈仍然这么密又不能造成短路,应怎么办?”学生想到:在线圈表面涂上绝缘漆。教师又问:“总不能一直抓住夹子在线圈表面移动,如何安装夹子为好?”学生讨论后想出:要用两个支架把一根金属棒固定在线圈上方。再让夹子穿过金属棒。这样夹子就可以在线圈表面自由滑动。这样改装后的夹子叫做滑片,教师再演示当滑片在表面涂漆的线圈上滑动时,电灯不亮。学生找出原因:滑片与线圈断路。教师又提出:“这个断路的问题应如何解决?”学生想到可将线圈与滑片接触处的绝缘漆刮掉。再装上“上下两个接线柱”,从而成功设计了滑动变阻器。
在物理教学中,重视知识的应用,力求做一些有益的设计,提供学生发挥特长和提高创造力的机会,促进思维的飞跃,是十分必要的。同时通过实际问题的设计与解决,又可反作用于实验能力的提高,相辅相成,就可以把学生带入一个思想开拓,思维灵活的境界。
以上是本人在物理教学中培养学生实验能力的一些措施。当前,我们应认真学习新的教育理念,钻研教材,挖掘教材,创造性地处理教材,设计好教学程序,多采用科学探究的方法,把培养学生实验能力的措施渗透于教学的各个环节,从而提高学生的创新意识和实践能力。
参考文献:
[1]阎金铎,王志军等.中学物理教材教法[M].北京:北京师范大学出版社,2001.
[2]中华人民共和国教育部.物理课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,2001.
[3]教育部基础教育司组织.全日制九年义务教育物理课程标准解读[M].武汉:湖北教育出版社,2002.