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摘 要 提出高中物理实验教学的重要性,以及加强高中物理实验教学的对策和建议,与同行教师一起研究探讨。
关键词 高中物理;实验教学;实验设计
在物理学的发展过程中,实验起着重要作用。但是在目前的高中物理教学中,笔者感到物理实验仍未得到充分的重视,物理实验教学还有待进一步加强,当然其中有多方面的原因。
1 高中物理实验教学得不到重视
在物理学中,每个概念的建立、定律的发现,都有其坚实的实验基础。物理实验及其教学是物理课程和教学的一个重要组成部分,是学生理解基础知识,形成基本技能,树立科学思想,形成科学态度所不可或缺的。在中学物理教学中实验教学长期得不到重视,有其深刻的原因。
首先,有很多教师对实验教学的意义认识不足,狭隘地认为实验教学费时又费力,而高考分值只有十几分,远不如腾出时间多做题来得实惠。殊不知实验教学的成败不仅直接关系到实验题的解答水平,更重要的是它是物理教与学的不可分割的有机组成部分。
其次,物理实验教学是一项长效的教学行为,不会产生立竿见影的效果(相比于做10道实验题),而这恰恰是与考试制度、升学率相矛盾的。即使一些教师认识到实验的重要作用,迫于现实的压力,依然会选择做10道题。
再次,考试制度是纸上考实验,更多的考查的是学生相关的理解能力、逻辑推理能力,动手能力则完全不能体现。这就对命题者提出更高的要求,怎样才能兼顾,既能考查到学生平时是否真正动手操作了实验,又能考查学生应用理论解决问题的能力?事实证明,似乎是鱼与熊掌不能兼得。
2 探索有效的、多样化的实验学习方式
在物理实验活动中,学习方式应该多样化。单一、被动的实验会使学生感到枯燥、乏味,必须增强实验的趣味性、问题性、探索性和应用性,让学生成为实验活动的主人,教师成为学生实验的组织者和合作者,而不是权威的讲授者和示范者,特别关注学生亲身的感悟与体验。基于不同的学生对象和不同的实验环境,有多种形式可以选择,各有侧重,又互不割断。
2.1 自主活动
通过学生自觉地参与实验活动,确定实验目标,制订实验方案,选择实验方法,监控实验过程,评价实验结果,从而完成实验任务。活动过程特别强调的是学生实验的主动性,教师的作用是对学生实验的困难提供必要的指导和帮助。高一年级学生开展“落体运动加速度的研究”,要求学生二人一组,运用频闪照相研究钢球下落的加速度。学生必须完成以下任务:方案设计(直接测什么、如何测);装置调试;标尺制作;实地拍摄;照片分析;实验报告。教师提供的帮助:方案设计提示;频闪技术指导;参与讨论,提供器材,进行质疑,点拨思维。学生在实验活动中扮演的是主角,以实践者、研究者的身份积极参与,主动性得到充分的发挥。
2.2 合作学习
合作与交流是一种高效的学习方式。教师在实验教学过程中采用小组合作的学习方式,让学生在合作交流中获得知识,促进理解,提高能力,增长才干,形成学习团队,对学生的发展会产生积极的促进作用。
2.3 课题作业
适当布置类似于课题研究的课题作业,让学生经历一个收集信息、处理信息和得出结论的过程,在过程中学习一些探索的方法,对改善学生学习方式具有重要作用。如选用传感器制作控制电路;用变阻器设计几种不同的控制电路,并说明其原理及特点等。
2.4 实验设计
实验设计是高中物理实验学习能力的较高要求,是对学生操作技能和思维品质的综合检测,是有效的实验学习方式之一。实验设计的特点是情景新、方法活,具有开放性,要求学生对实验的原理有透彻的理解,对实验器材有所取舍和组合,能根据设计的要求和条件,进行分析和判断,制订实验的方案,通过实验全过程的描述和具体步骤的实施,得出有关的结论并做出必要的说明。如研究单摆及其规律之后,提出如何测重力加速度的课题,要求学生自行设计测定重力加速度的方案。学生可根据学过的物理场景,如运动学中的自由落体、竖直上抛,动力学中的超重、失重现象,斜面上的匀变速运动等确立实验方案,并走进实验室,通过实验活动去体验真实,检验设计方案的合理性,分析测量结果的可靠性,而不是仅仅停留在理论的假设上。
3 开展课外自助实验
有的学校实验器材严重不足,使分组实验面临很多困难,这样就可以开展课外自助实验。在做光的色散实验时,笔者先上一节课后将3个三棱镜留在教室,课间偷偷观察发现许多学生在走廊道里观察色散实验,他们边做边谈,轻松自如,色散后的光照在墙上非常好看!特别是色散后的单色光顺序很清楚。于是笔者就把三棱镜放在教室一个星期,最后三棱镜全部完璧归赵,一点儿也没有损坏。后来了解每个学生都亲自做了一遍,对色散的光色排列印象很深。笔者发现学生课外自己动手去做实验效果很好,只用很少的器材也能达到很好的效果,真正做到事半功倍。
学生在进行一些分组实验时不能互相指导,都在探索操作、探索结论,时间紧任务重,有的根本没有动手,而是课后编写数据,抄写结论,没有什么效果。但课外用少量的器材使学生做,从时间上有了先后顺序,前面的学生做完可以指导后面的学生,同时可以反复去做,加深印象,从而对实验器材、现象、结果都记忆深刻,避免了分组演示时的昙花一现。而且学生课外去做,可以充分体味实验现象,有充足的时间去讨论、去研究,在操作上有积极的主动性、创造性,不拘泥于教师的指导,而大部分实验中间出现的问题学生自己通过操作可能已经消化了。而多数学生在课堂的分组实验时,由于教师在场,他们很受拘束,不敢动手,没有主观能动性,只是机械地去做,至于为什么这样做,在实验完后根本不去想,特别是一些女生。
另外,在课外让学生自己动手实验,可以节省课内的时间,又可丰富课外的活动,培养学生的实验兴趣。学生在课外通过讨论、互助完成实验,实质是一种课外的自助式的学习,更能发挥学生的主观能动性,培养学生的能力以及良好的实验、教学效果,这一点笔者体会很深。
(作者单位:河北省迁安市第二中学)
关键词 高中物理;实验教学;实验设计
在物理学的发展过程中,实验起着重要作用。但是在目前的高中物理教学中,笔者感到物理实验仍未得到充分的重视,物理实验教学还有待进一步加强,当然其中有多方面的原因。
1 高中物理实验教学得不到重视
在物理学中,每个概念的建立、定律的发现,都有其坚实的实验基础。物理实验及其教学是物理课程和教学的一个重要组成部分,是学生理解基础知识,形成基本技能,树立科学思想,形成科学态度所不可或缺的。在中学物理教学中实验教学长期得不到重视,有其深刻的原因。
首先,有很多教师对实验教学的意义认识不足,狭隘地认为实验教学费时又费力,而高考分值只有十几分,远不如腾出时间多做题来得实惠。殊不知实验教学的成败不仅直接关系到实验题的解答水平,更重要的是它是物理教与学的不可分割的有机组成部分。
其次,物理实验教学是一项长效的教学行为,不会产生立竿见影的效果(相比于做10道实验题),而这恰恰是与考试制度、升学率相矛盾的。即使一些教师认识到实验的重要作用,迫于现实的压力,依然会选择做10道题。
再次,考试制度是纸上考实验,更多的考查的是学生相关的理解能力、逻辑推理能力,动手能力则完全不能体现。这就对命题者提出更高的要求,怎样才能兼顾,既能考查到学生平时是否真正动手操作了实验,又能考查学生应用理论解决问题的能力?事实证明,似乎是鱼与熊掌不能兼得。
2 探索有效的、多样化的实验学习方式
在物理实验活动中,学习方式应该多样化。单一、被动的实验会使学生感到枯燥、乏味,必须增强实验的趣味性、问题性、探索性和应用性,让学生成为实验活动的主人,教师成为学生实验的组织者和合作者,而不是权威的讲授者和示范者,特别关注学生亲身的感悟与体验。基于不同的学生对象和不同的实验环境,有多种形式可以选择,各有侧重,又互不割断。
2.1 自主活动
通过学生自觉地参与实验活动,确定实验目标,制订实验方案,选择实验方法,监控实验过程,评价实验结果,从而完成实验任务。活动过程特别强调的是学生实验的主动性,教师的作用是对学生实验的困难提供必要的指导和帮助。高一年级学生开展“落体运动加速度的研究”,要求学生二人一组,运用频闪照相研究钢球下落的加速度。学生必须完成以下任务:方案设计(直接测什么、如何测);装置调试;标尺制作;实地拍摄;照片分析;实验报告。教师提供的帮助:方案设计提示;频闪技术指导;参与讨论,提供器材,进行质疑,点拨思维。学生在实验活动中扮演的是主角,以实践者、研究者的身份积极参与,主动性得到充分的发挥。
2.2 合作学习
合作与交流是一种高效的学习方式。教师在实验教学过程中采用小组合作的学习方式,让学生在合作交流中获得知识,促进理解,提高能力,增长才干,形成学习团队,对学生的发展会产生积极的促进作用。
2.3 课题作业
适当布置类似于课题研究的课题作业,让学生经历一个收集信息、处理信息和得出结论的过程,在过程中学习一些探索的方法,对改善学生学习方式具有重要作用。如选用传感器制作控制电路;用变阻器设计几种不同的控制电路,并说明其原理及特点等。
2.4 实验设计
实验设计是高中物理实验学习能力的较高要求,是对学生操作技能和思维品质的综合检测,是有效的实验学习方式之一。实验设计的特点是情景新、方法活,具有开放性,要求学生对实验的原理有透彻的理解,对实验器材有所取舍和组合,能根据设计的要求和条件,进行分析和判断,制订实验的方案,通过实验全过程的描述和具体步骤的实施,得出有关的结论并做出必要的说明。如研究单摆及其规律之后,提出如何测重力加速度的课题,要求学生自行设计测定重力加速度的方案。学生可根据学过的物理场景,如运动学中的自由落体、竖直上抛,动力学中的超重、失重现象,斜面上的匀变速运动等确立实验方案,并走进实验室,通过实验活动去体验真实,检验设计方案的合理性,分析测量结果的可靠性,而不是仅仅停留在理论的假设上。
3 开展课外自助实验
有的学校实验器材严重不足,使分组实验面临很多困难,这样就可以开展课外自助实验。在做光的色散实验时,笔者先上一节课后将3个三棱镜留在教室,课间偷偷观察发现许多学生在走廊道里观察色散实验,他们边做边谈,轻松自如,色散后的光照在墙上非常好看!特别是色散后的单色光顺序很清楚。于是笔者就把三棱镜放在教室一个星期,最后三棱镜全部完璧归赵,一点儿也没有损坏。后来了解每个学生都亲自做了一遍,对色散的光色排列印象很深。笔者发现学生课外自己动手去做实验效果很好,只用很少的器材也能达到很好的效果,真正做到事半功倍。
学生在进行一些分组实验时不能互相指导,都在探索操作、探索结论,时间紧任务重,有的根本没有动手,而是课后编写数据,抄写结论,没有什么效果。但课外用少量的器材使学生做,从时间上有了先后顺序,前面的学生做完可以指导后面的学生,同时可以反复去做,加深印象,从而对实验器材、现象、结果都记忆深刻,避免了分组演示时的昙花一现。而且学生课外去做,可以充分体味实验现象,有充足的时间去讨论、去研究,在操作上有积极的主动性、创造性,不拘泥于教师的指导,而大部分实验中间出现的问题学生自己通过操作可能已经消化了。而多数学生在课堂的分组实验时,由于教师在场,他们很受拘束,不敢动手,没有主观能动性,只是机械地去做,至于为什么这样做,在实验完后根本不去想,特别是一些女生。
另外,在课外让学生自己动手实验,可以节省课内的时间,又可丰富课外的活动,培养学生的实验兴趣。学生在课外通过讨论、互助完成实验,实质是一种课外的自助式的学习,更能发挥学生的主观能动性,培养学生的能力以及良好的实验、教学效果,这一点笔者体会很深。
(作者单位:河北省迁安市第二中学)