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摘要 本文围绕新课程的基本理念阐叙了职专物理实验教学应该改进和完善的问题,并提出培养学生对物理实验的开放性,积极性和创造性的观点。
关键词 新课程理念;职专物理;实验教学
中图分类号 G712 文献标识码 B 文章编号 1005—9646(2009)01—0109—02
新课程改革的核心是为了中华民族的复兴,为了每位学生的发展。这一基本的价值取向预示着我国基础课程体系的价值转型,新课程顺应时代发展的需要,全面推进素质教育,努力培养学生健全的个性和完整的人格,造就新一代高素质的社会公民,实现中华民族的伟大复兴。具体来说新课程的基本理念是:走出知识传授的目标取向,确立培养整体的人的课程目标;破除书本知识的桎梏,构筑具有生活意义的课程内容;加强学科课程的联系和综合化;培养学生独立自主地学习,激发学习积极性和创造性。
对于职专物理实验教学来说,用新课程理念指导教学改革尤为重要。因为实验教学既是物理知识教学的基础,也是物理课堂教学中实施素质教育的一种主要渠道和有效手段。职专物理实验是学生认识物理概念,规律的基础,实验对培养学生良好的素质,科学作风和各种能力有重要作用。职专物理实验教学的根本目的是培养学生运用所学的知识与技能,能够在老师的指导下独立进行实验的能力。
长期以来职专物理实验教学模式单一,教学内容陈旧,教学方式过死,实验内容基本是验证性和测量性的,缺乏由学生自己设计的带有研究性的内容,一个班的学生读相同的教材,在相同的仪器上做相同的实验,仪器也都由老师安排好,学生只要按教材上的步骤去做,就能成功的测量数据完成实验。这种呆板的千篇一律的实验教学内容和方式在一定程度上限制了学生的主动性与积极性,难以激发他们独立思考的兴趣和激情,抑制了学生的个性发展。
在新课程改革的趋势下。职专物理实验教学应走出原有的误区,汲取新课程理念进行大胆的改革和尝试。
1 转变教育观念、改革传统的实验教学方法。——以学生发展为根本。实行开放性物理实验教学
传统的实验教学把实验课仅作为验证理论的课程,所有的实验都是按教材预习,对照教材做实验,依据教材写实验报告,在整个的实验过程中,学生完全处于一种被动的学习状态。面对21世纪的人才需求,这种教学模式显得陈旧和狭窄,所以,在物理实验教学中,应改变传统实验教学那种对基础知识的传承和基本技能训练的过分强调,在教学中要有意识地对学生进行科学素质的训练和培养,改革以书本为主、实验为辅的教学模式,开设设计性、综合性的实验题目,把培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识置于实验教学活动中。
自从2001年开展新课程学习以来,学生学习的积极性和自主性大有提高。我试想这种研究性和开放性学习的理念可以渗透到物理实验的教学中。开放式教学是指实验时间、空间、内容和教学方法等是开放的,学生有自主选择权,它能为学生的主动学习和个性发展创造一个较好的外部环境,体现了以人为本的教学理念,能有效地解决当前实验教学中存在的问题。实行全方位、多层次的开放式教学是实验教学改革的必然趋势和发展方向,是对传统实验教学的一种挑战,它涉及到整个实验教学体系,是对教学方式、教学内容和教学条件的重新优化组合,是实验教学改革的重大举措。开放实验保护了学生的原创精神,能使学生在宽松的实验环境中实现从被动学习到主动学习的转变。可以说开放实验是实验教学中实现因材施教的必由之路,是培养学生创新能力的必备条件。
在实验中,学生分组独立查阅文献,收集资料,推证有关理论,制定实验方案选择实验器材,独立进行操作和测量,分析实验数据和结论,最后将实验结果写成论文。实验过程始终以全体学生为主体,自觉动手、动脑,目的是培养学生独立自主的学习,激发学生学习的积极性和创造性。把整个教学过程看成是学生主体,教师主导的过程。例如:弹簧劲度系数的研究。该实验要求学生用两种方法测量弹簧的劲度系数。学生通过思考和研究确定实验方案并进行实验:①静态法:根据弹簧受力F作用时的伸长量S在弹性限度内有F=KS;②动态法:根据弹簧下端加质量M的重物时上下振动周期T2=4JI2(M+m)/k,m弹簧质量。学生用两种方法测出K值,并进行比较和分析,写出结论。在开放性的实验教学中我们应该充分利用现有的资源,如实验室和计算机的全面开放。实验室开放不仅是时间空间上的开放,更重要的是教学内容,教学方法,教学手段的开放,是观念意识上的开放。实验室中应引进现代化的教学手段和管理手段,走出知识传授的目标取向,树立以传播知识和培养能力并重的原则。“教”应向“学”全面开放,将学习的主动权交给学生,激发学生学习的主动性和积极性。在实验教学网络化和学生创新能力的培养等方面加大投入,以加快开放实验教学的进程,进一步提高物理实验教学的质量和教学效应,让学生在有限的时间里获取更多的知识。从传统的实验教学到开放性实验教学的转变不仅对教学的双方会产生巨大影响,对提高实验室的建设和管理水平也会起到不可估量的作用,这种改革无疑会使实验室的各项工作发生质的飞跃。
2 在实验教学中培养学生学会科学的实验方法
人类在认识自然的过程中,不用科学的方法和思想,得出的就不是科学而是宗教邪说。因而,不进行科学方法与思想的教育,单单传授知识,就难免许多人把知识当教条,更难免许多人日后会抛弃科学接受宗教邪说。所以,我认为物理实验教学最根本的任务是教给学生科学的实验方法。
2.1把教给学生科学的实验方法列为教学目标。
物理实验在形成和发展的过程中所建立起来的。观察实验法、“控制变量”法、“建立模型”法、“理想化”等各种方法,在职专物理实验中得到了广泛的应用,如果学生能够掌握这些科学的研究方法,对他们今后的工作和学习将会起到指导性的作用。
2.2以科学方法组织教学。
让学生按照科学家认识世界的方法进行学习,使学生能够从中学会科学的方法和如何解决实际问胚。其要点是:提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作。学生一旦将科学方法内化为自己的思维和行为方式,其学习将会取得事半功倍的效果。
3 在实验教学中培养学生严谨和创新的科学精神
科学精神是科学研究的推进器与动力。因为只有具有科学精神的人,才能在崎岖艰险的科学道路上坚持忘我的探索。科学精神的教育有助于培养学生的独立精神,求实精神和克服困难的勇气,有利于培养学生正确的世界观和价值观。在物理实验教学中,不仅要培养学生严谨细致的科学作风,实事求是的科学态度,更重要的是培养学生敢于创新的科学精神。
3.1增加实验教学的探究性。
探究是一种复杂的学习活动,它不仅要求学生掌握一系 列的知识和技能,更重要的是要求学生积极参与能从中获得直接感受和丰富体验的认识活动。在中学物理实验中的现象和规律都是前人已经发现的,但对学生来说是未知的,我们要引导学生自己去认识和发展,在实验教学时采用分组探究的实践活动,让学生成为“发现”的主人,让他们充分体验到科学研究的艰辛以及科学发现的喜悦,从而激发强烈的探索欲望。比如:在探究“电路连接”的课题时:(1)教师事先把三盏灯串联在一起,开关闭和后,三盏灯都亮了。(2)提出问题:不拆电路能否只让一盏灯亮,另外两盏灯不亮?(3)学生分组探究,寻找方法。(4)交流结论,互相补充。学生们不但可以得到短路的方法和定义,还会探究出把串联改为并联的方法。通过试验让学生在探究中主动获取知识,在探究中培养科学的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
3.2在实验教学中鼓励学生“发现——提出”问题。
在实验教学中,要帮助学生树立科学的批判精神。
(1)教师是否善于提问,影响着学生是否善于提问,教师可以用设问、反问作示范,让学生带着问题探究,随着问题深入探究,比如:在探究“电流与电压和电阻的关系”时,先设问:电流与电压和电阻有什么定量关系吗?学生猜想后再反问:如何设计实验电路?等,实验完成后又问:是否能用图像把实验结论表示出来等。教师善于提问,会帮助学生养成“发现——提出”问题的习惯,进而不断发现问题、提出问题。
(2)学生发现并提出问题是求知的开始,在坚持学生自主学习的基础上,必要的时候还应加以启发和诱导。对学生提出的问题即使由于知识、经验不足,是幼稚的,甚至是错误的,也应当保护这种积极性,指出其积极合理的成分,使他看到自己的成绩,增强参与的勇气。如果学生提出的问题很有价值,就应该因势利导,引导学生尝试实验探究、调查访问、展开联想等方法学习知识、提高能力。比如:在探究“导体电阻的决定因素”有学生问:从实验现象中得到,电压变大时。电流变大,说明电阻变小,因此电阻与电压有关。应该肯定这位同学提出的问题很有价值,然后再通过实验来证明电阻与电压无关。这样做,既可以使学生进一步理解电压、电阻、电流的关系,还能激发学生通过实验研究问题的兴趣。在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,有学生问:滑动摩擦力的大小与受力面积有关吗?我们可以通过实验来探究是否有关。还有学生问:如果没有摩擦力世界将会是怎样的?可以让大家展开联想的翅膀充分发挥想象力。教学中注意培养学生的问题意识,引导学生进行探究式学习,能很好的促进学生的自主发展。
3.3拓展实验探究的时间和空间。
为了让学生充分体验实验探究的过程,应该安排足够的时间和空间让各种想法、各种观点进行充分的交流和讨论:①创造条件全面开放实验室,让学生随时都能进行各种实验,通过实验来验证自己在学习中的一些疑问,以此开发学生的实验兴趣和个性特长,使他们养成通过实验探究未知,大胆质疑的科学精神。②可以利用课外兴趣小组的活动,增强学生的动手能力,实践能力和勇于创新的科学精神。③因陋就简,延伸实验探究的空间。科学的实验并不是只有在设施齐全的实验室里才能进行的,实验探究的活动应该延伸到学生的生活中,比如:在研究“物体问力的作用是相互的”时,可以列举“风吹草动”的现象,在研究“参照物”时,可以分析“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”的佳句。有些实验可以改为家庭实验,比如:“用电能表测电功率”。还有些实验难度比较大,现有实验水平很难达到,可以借助网络、电视等各种媒体来展示。让学生使用身边随手可得的物品、随处可见的现象进行物理实验的探究活动,不仅能让学生感受到生活处处皆科学,而且能极大的调动和激励学生探究生活中蕴涵的科学道理的欲望和勇气,感受到科学的魅力,从而在潜移默化中逐渐培养学生的科学素质。
3.4增强实验课程的生活化。
生活世界和科学世界是各有其特殊规定的两个不同的世界。纵观整个20世纪对课程内容选择起支配作用的主要是科学世界,这种课程越来越脱离生活世界进而导致教育中生活意义的失落。物理实验课程是一门与生活息息相关的课程,生活的方方面面都蕴藏着深刻的物理原理,例如:玻璃杯从同样的高度掉到水泥地上容易破碎,掉到海绵上不容易破碎。由动量定理可知要使物体的动量发生相同的变化,可以用较大的力作用较短的时间,也可以用较小的力作用较长的时间。玻璃杯掉到水泥地上相互作用的时间短,玻璃杯受到很大的作用力容易破碎。玻璃杯掉到海绵上,由于海绵发生形变延长了作用时间,减小了玻璃杯所受的作用力,因此玻璃杯不容易破碎。职专物理实验教学应强调从学生的已有经验出发,密切实验内容与日常生活的关系。物理课程标准要明确提出“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念。要求物理实验课程贴近学生生活,加强课程与学生生活和现实社会的联系,意味着实验要直接面向社会,与生活融为一体,激发并保持学生的学习兴趣,并将物理实验规律应用于生产生活实际。
综上所述,职专物理实验应该吸取新课程理念进行改革和完善,教师应解放思想,大胆尝试,积极进行探索和创新,努力使职专物理实验成为培养学生独立自主学习提高能力素质的重要实践环节。
关键词 新课程理念;职专物理;实验教学
中图分类号 G712 文献标识码 B 文章编号 1005—9646(2009)01—0109—02
新课程改革的核心是为了中华民族的复兴,为了每位学生的发展。这一基本的价值取向预示着我国基础课程体系的价值转型,新课程顺应时代发展的需要,全面推进素质教育,努力培养学生健全的个性和完整的人格,造就新一代高素质的社会公民,实现中华民族的伟大复兴。具体来说新课程的基本理念是:走出知识传授的目标取向,确立培养整体的人的课程目标;破除书本知识的桎梏,构筑具有生活意义的课程内容;加强学科课程的联系和综合化;培养学生独立自主地学习,激发学习积极性和创造性。
对于职专物理实验教学来说,用新课程理念指导教学改革尤为重要。因为实验教学既是物理知识教学的基础,也是物理课堂教学中实施素质教育的一种主要渠道和有效手段。职专物理实验是学生认识物理概念,规律的基础,实验对培养学生良好的素质,科学作风和各种能力有重要作用。职专物理实验教学的根本目的是培养学生运用所学的知识与技能,能够在老师的指导下独立进行实验的能力。
长期以来职专物理实验教学模式单一,教学内容陈旧,教学方式过死,实验内容基本是验证性和测量性的,缺乏由学生自己设计的带有研究性的内容,一个班的学生读相同的教材,在相同的仪器上做相同的实验,仪器也都由老师安排好,学生只要按教材上的步骤去做,就能成功的测量数据完成实验。这种呆板的千篇一律的实验教学内容和方式在一定程度上限制了学生的主动性与积极性,难以激发他们独立思考的兴趣和激情,抑制了学生的个性发展。
在新课程改革的趋势下。职专物理实验教学应走出原有的误区,汲取新课程理念进行大胆的改革和尝试。
1 转变教育观念、改革传统的实验教学方法。——以学生发展为根本。实行开放性物理实验教学
传统的实验教学把实验课仅作为验证理论的课程,所有的实验都是按教材预习,对照教材做实验,依据教材写实验报告,在整个的实验过程中,学生完全处于一种被动的学习状态。面对21世纪的人才需求,这种教学模式显得陈旧和狭窄,所以,在物理实验教学中,应改变传统实验教学那种对基础知识的传承和基本技能训练的过分强调,在教学中要有意识地对学生进行科学素质的训练和培养,改革以书本为主、实验为辅的教学模式,开设设计性、综合性的实验题目,把培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识置于实验教学活动中。
自从2001年开展新课程学习以来,学生学习的积极性和自主性大有提高。我试想这种研究性和开放性学习的理念可以渗透到物理实验的教学中。开放式教学是指实验时间、空间、内容和教学方法等是开放的,学生有自主选择权,它能为学生的主动学习和个性发展创造一个较好的外部环境,体现了以人为本的教学理念,能有效地解决当前实验教学中存在的问题。实行全方位、多层次的开放式教学是实验教学改革的必然趋势和发展方向,是对传统实验教学的一种挑战,它涉及到整个实验教学体系,是对教学方式、教学内容和教学条件的重新优化组合,是实验教学改革的重大举措。开放实验保护了学生的原创精神,能使学生在宽松的实验环境中实现从被动学习到主动学习的转变。可以说开放实验是实验教学中实现因材施教的必由之路,是培养学生创新能力的必备条件。
在实验中,学生分组独立查阅文献,收集资料,推证有关理论,制定实验方案选择实验器材,独立进行操作和测量,分析实验数据和结论,最后将实验结果写成论文。实验过程始终以全体学生为主体,自觉动手、动脑,目的是培养学生独立自主的学习,激发学生学习的积极性和创造性。把整个教学过程看成是学生主体,教师主导的过程。例如:弹簧劲度系数的研究。该实验要求学生用两种方法测量弹簧的劲度系数。学生通过思考和研究确定实验方案并进行实验:①静态法:根据弹簧受力F作用时的伸长量S在弹性限度内有F=KS;②动态法:根据弹簧下端加质量M的重物时上下振动周期T2=4JI2(M+m)/k,m弹簧质量。学生用两种方法测出K值,并进行比较和分析,写出结论。在开放性的实验教学中我们应该充分利用现有的资源,如实验室和计算机的全面开放。实验室开放不仅是时间空间上的开放,更重要的是教学内容,教学方法,教学手段的开放,是观念意识上的开放。实验室中应引进现代化的教学手段和管理手段,走出知识传授的目标取向,树立以传播知识和培养能力并重的原则。“教”应向“学”全面开放,将学习的主动权交给学生,激发学生学习的主动性和积极性。在实验教学网络化和学生创新能力的培养等方面加大投入,以加快开放实验教学的进程,进一步提高物理实验教学的质量和教学效应,让学生在有限的时间里获取更多的知识。从传统的实验教学到开放性实验教学的转变不仅对教学的双方会产生巨大影响,对提高实验室的建设和管理水平也会起到不可估量的作用,这种改革无疑会使实验室的各项工作发生质的飞跃。
2 在实验教学中培养学生学会科学的实验方法
人类在认识自然的过程中,不用科学的方法和思想,得出的就不是科学而是宗教邪说。因而,不进行科学方法与思想的教育,单单传授知识,就难免许多人把知识当教条,更难免许多人日后会抛弃科学接受宗教邪说。所以,我认为物理实验教学最根本的任务是教给学生科学的实验方法。
2.1把教给学生科学的实验方法列为教学目标。
物理实验在形成和发展的过程中所建立起来的。观察实验法、“控制变量”法、“建立模型”法、“理想化”等各种方法,在职专物理实验中得到了广泛的应用,如果学生能够掌握这些科学的研究方法,对他们今后的工作和学习将会起到指导性的作用。
2.2以科学方法组织教学。
让学生按照科学家认识世界的方法进行学习,使学生能够从中学会科学的方法和如何解决实际问胚。其要点是:提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作。学生一旦将科学方法内化为自己的思维和行为方式,其学习将会取得事半功倍的效果。
3 在实验教学中培养学生严谨和创新的科学精神
科学精神是科学研究的推进器与动力。因为只有具有科学精神的人,才能在崎岖艰险的科学道路上坚持忘我的探索。科学精神的教育有助于培养学生的独立精神,求实精神和克服困难的勇气,有利于培养学生正确的世界观和价值观。在物理实验教学中,不仅要培养学生严谨细致的科学作风,实事求是的科学态度,更重要的是培养学生敢于创新的科学精神。
3.1增加实验教学的探究性。
探究是一种复杂的学习活动,它不仅要求学生掌握一系 列的知识和技能,更重要的是要求学生积极参与能从中获得直接感受和丰富体验的认识活动。在中学物理实验中的现象和规律都是前人已经发现的,但对学生来说是未知的,我们要引导学生自己去认识和发展,在实验教学时采用分组探究的实践活动,让学生成为“发现”的主人,让他们充分体验到科学研究的艰辛以及科学发现的喜悦,从而激发强烈的探索欲望。比如:在探究“电路连接”的课题时:(1)教师事先把三盏灯串联在一起,开关闭和后,三盏灯都亮了。(2)提出问题:不拆电路能否只让一盏灯亮,另外两盏灯不亮?(3)学生分组探究,寻找方法。(4)交流结论,互相补充。学生们不但可以得到短路的方法和定义,还会探究出把串联改为并联的方法。通过试验让学生在探究中主动获取知识,在探究中培养科学的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
3.2在实验教学中鼓励学生“发现——提出”问题。
在实验教学中,要帮助学生树立科学的批判精神。
(1)教师是否善于提问,影响着学生是否善于提问,教师可以用设问、反问作示范,让学生带着问题探究,随着问题深入探究,比如:在探究“电流与电压和电阻的关系”时,先设问:电流与电压和电阻有什么定量关系吗?学生猜想后再反问:如何设计实验电路?等,实验完成后又问:是否能用图像把实验结论表示出来等。教师善于提问,会帮助学生养成“发现——提出”问题的习惯,进而不断发现问题、提出问题。
(2)学生发现并提出问题是求知的开始,在坚持学生自主学习的基础上,必要的时候还应加以启发和诱导。对学生提出的问题即使由于知识、经验不足,是幼稚的,甚至是错误的,也应当保护这种积极性,指出其积极合理的成分,使他看到自己的成绩,增强参与的勇气。如果学生提出的问题很有价值,就应该因势利导,引导学生尝试实验探究、调查访问、展开联想等方法学习知识、提高能力。比如:在探究“导体电阻的决定因素”有学生问:从实验现象中得到,电压变大时。电流变大,说明电阻变小,因此电阻与电压有关。应该肯定这位同学提出的问题很有价值,然后再通过实验来证明电阻与电压无关。这样做,既可以使学生进一步理解电压、电阻、电流的关系,还能激发学生通过实验研究问题的兴趣。在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,有学生问:滑动摩擦力的大小与受力面积有关吗?我们可以通过实验来探究是否有关。还有学生问:如果没有摩擦力世界将会是怎样的?可以让大家展开联想的翅膀充分发挥想象力。教学中注意培养学生的问题意识,引导学生进行探究式学习,能很好的促进学生的自主发展。
3.3拓展实验探究的时间和空间。
为了让学生充分体验实验探究的过程,应该安排足够的时间和空间让各种想法、各种观点进行充分的交流和讨论:①创造条件全面开放实验室,让学生随时都能进行各种实验,通过实验来验证自己在学习中的一些疑问,以此开发学生的实验兴趣和个性特长,使他们养成通过实验探究未知,大胆质疑的科学精神。②可以利用课外兴趣小组的活动,增强学生的动手能力,实践能力和勇于创新的科学精神。③因陋就简,延伸实验探究的空间。科学的实验并不是只有在设施齐全的实验室里才能进行的,实验探究的活动应该延伸到学生的生活中,比如:在研究“物体问力的作用是相互的”时,可以列举“风吹草动”的现象,在研究“参照物”时,可以分析“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”的佳句。有些实验可以改为家庭实验,比如:“用电能表测电功率”。还有些实验难度比较大,现有实验水平很难达到,可以借助网络、电视等各种媒体来展示。让学生使用身边随手可得的物品、随处可见的现象进行物理实验的探究活动,不仅能让学生感受到生活处处皆科学,而且能极大的调动和激励学生探究生活中蕴涵的科学道理的欲望和勇气,感受到科学的魅力,从而在潜移默化中逐渐培养学生的科学素质。
3.4增强实验课程的生活化。
生活世界和科学世界是各有其特殊规定的两个不同的世界。纵观整个20世纪对课程内容选择起支配作用的主要是科学世界,这种课程越来越脱离生活世界进而导致教育中生活意义的失落。物理实验课程是一门与生活息息相关的课程,生活的方方面面都蕴藏着深刻的物理原理,例如:玻璃杯从同样的高度掉到水泥地上容易破碎,掉到海绵上不容易破碎。由动量定理可知要使物体的动量发生相同的变化,可以用较大的力作用较短的时间,也可以用较小的力作用较长的时间。玻璃杯掉到水泥地上相互作用的时间短,玻璃杯受到很大的作用力容易破碎。玻璃杯掉到海绵上,由于海绵发生形变延长了作用时间,减小了玻璃杯所受的作用力,因此玻璃杯不容易破碎。职专物理实验教学应强调从学生的已有经验出发,密切实验内容与日常生活的关系。物理课程标准要明确提出“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念。要求物理实验课程贴近学生生活,加强课程与学生生活和现实社会的联系,意味着实验要直接面向社会,与生活融为一体,激发并保持学生的学习兴趣,并将物理实验规律应用于生产生活实际。
综上所述,职专物理实验应该吸取新课程理念进行改革和完善,教师应解放思想,大胆尝试,积极进行探索和创新,努力使职专物理实验成为培养学生独立自主学习提高能力素质的重要实践环节。