時間:2023-03-01 16:23:45
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一、邊學(xué)邊實驗教學(xué)的特點
所謂邊學(xué)邊實驗,是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下,一邊學(xué)習(xí)一邊進(jìn)行實驗的教學(xué)組織形式;是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,通過自己動眼、動腦、動手、動口(以下簡稱“四動”)去獲取知識,培養(yǎng)學(xué)生用實驗方法探索物理知識的能力。
(一)邊學(xué)邊實驗教學(xué)是一種低容量高密度思維的教學(xué)組織形式,可以因材施教,切合初中學(xué)生的實際課的容量是指一節(jié)課內(nèi)運用新概念、基本規(guī)律、技能、科學(xué)方法的多少。高密度思維是指學(xué)生在一堂課上有較長的有意注意時間,并能充分地開展思維活動。
針對初中學(xué)生的特點,在課堂教學(xué)中,若比較多的采用邊學(xué)邊實驗的組織形式,讓學(xué)生通過“四動”進(jìn)行學(xué)習(xí),使各種感官受到刺激,就能延長學(xué)生的有意注意時間,促使大腦對各感官傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行綜合分析,進(jìn)而提高課堂教學(xué)的思維密度。
邊學(xué)邊實驗的教學(xué)組織形式,改變了老師講、學(xué)生聽,老師寫、學(xué)生抄,老師做、學(xué)生看那種因?qū)W生處于消極地位而使課堂氣氛沉悶的情況。由于學(xué)生自己閱讀材料,自己做實驗,還可以討論講述,因此他們學(xué)習(xí)的主動性、積極性就能得到充分發(fā)揮。
邊學(xué)邊實驗的教學(xué)組織形式,充分體現(xiàn)了因材施教的原則。學(xué)生可以自定學(xué)習(xí)步調(diào),有不懂的地方可以反復(fù)閱讀教材,實驗現(xiàn)象觀察不清楚時,也可以反復(fù)做幾次,自己解決不了的問題還可以問老師。同樣,由于可以自定學(xué)習(xí)步調(diào),優(yōu)秀生的思維可以得到充分展開,自己可以學(xué)得深一點,多學(xué)一點。可見,邊學(xué)邊實驗不僅使全體學(xué)生在不同程度上都能既獲得知識,又提高能力,而且解決了將課堂教學(xué)統(tǒng)得太死,對學(xué)生個體間的差異不能因人制宜的弊端。
(二)邊學(xué)邊實驗?zāi)軌蚱鸬窖菔緦嶒炁c學(xué)生分組實驗的綜合作用在演示實驗的基礎(chǔ)上,認(rèn)真做好學(xué)生分組實驗是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣的較好手段,是初中物理教學(xué)中大面積提高教學(xué)質(zhì)量很重要的一環(huán)。但是,在實驗教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)演示實驗和學(xué)生分組實驗都存在一定的弊端。課堂中的演示實驗是教師為學(xué)生提供感性認(rèn)識材料的過程,它無法代替學(xué)生自己的活動,教學(xué)中如果把教師的演示實驗改為學(xué)生的邊學(xué)邊實驗,既能使學(xué)生對實驗獲得更加清晰的印象,學(xué)到物理知識,又能培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。
學(xué)生分組實驗大多是驗證性和測量性實驗,一般都安排在新課或一個單元教學(xué)之后進(jìn)行,與課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)合不夠緊密。加上初中學(xué)生實驗?zāi)芰Σ睿瑢W(xué)生對實驗的注意力常常集中在操作上,教師則往往忙于協(xié)助學(xué)生排除故障,師生完全處于被動狀態(tài),以致往往無法達(dá)到獲取知識、培養(yǎng)能力的目的。采用邊學(xué)邊實驗的教學(xué)形式后,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下邊看、邊學(xué)、邊實驗、邊思考、邊討論,能較快地掌握物理知識。邊學(xué)邊實驗課一般安排在教室里進(jìn)行。每個桌上都有一套儀器,每位學(xué)生都有動手的機會,有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此,從某種意義上講,邊學(xué)邊實驗起到了演示實驗與學(xué)生分組實驗的綜合作用。
(三)邊學(xué)邊實驗是一種效率高負(fù)擔(dān)輕的中學(xué)物理教學(xué)活動十多年來,我們開展邊學(xué)邊實驗所需的儀器,大多是通過發(fā)動廣大師生因陋就簡自制的。縱觀初中物理所涉及的全部物理實驗,其精確度要求不高,有的只要能表現(xiàn)出一些物理現(xiàn)象和事實就可達(dá)到教學(xué)目的。可以說所有初中物理實驗除配備一定的基本儀器和必要器件外,都可以就地取材,自制儀器來解決。
進(jìn)行邊學(xué)邊實驗教學(xué)的形式可以根據(jù)教材、學(xué)生以及器材的實際情況,采用多種方式進(jìn)行。它可以安排在新課的開始,作為新課的設(shè)疑引學(xué),起到激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的作用;也可以安排在新課的教學(xué)過程中,用來建立物理概念或得出物理規(guī)律,作為學(xué)生辨疑解難的一種手段,起到啟發(fā)、幫助學(xué)生理解概念,解決疑難問題的作用;還可以安排在下課前的幾分鐘,作為復(fù)習(xí)鞏固之用。在教學(xué)時間上,可以用一整節(jié)課時,也可以用半節(jié)課或幾分鐘。總之,根據(jù)教學(xué)的需要和可能靈活掌握,以達(dá)到最佳教學(xué)效果的目的。
二、邊學(xué)邊實驗的教學(xué)功能
(一)有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性《九年義務(wù)教育全日制初級中學(xué)物理教學(xué)大綱(試用)》明確提出,培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是當(dāng)前物理教學(xué)改革研究中的重要課題之一。邊學(xué)邊實驗不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且能夠極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。據(jù)對試驗班畢業(yè)前物理學(xué)習(xí)興趣的調(diào)查,?喜歡物理的占86.4%,不喜歡的僅占2.7%。從初二到初三,學(xué)生對物理一直感興趣的占34.8%,一直不感興趣的僅占6.8%。
在學(xué)生所學(xué)的7門主課中,物理是學(xué)生最喜歡的學(xué)科之一。
(二)有利于學(xué)生理解和掌握知識
心理學(xué)研究表明,學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固程度,與學(xué)習(xí)的方式關(guān)系很大。一般來說,學(xué)生通過聽教師講授,能夠記住10%--20%;學(xué)生如能看到實物或現(xiàn)象,能夠記住30%;如果學(xué)生既能聽教師講,又能看到實物或現(xiàn)象,能記住50%;如果學(xué)生看到實物或現(xiàn)象,自己又描述過,便能記往70%;如果學(xué)生既動手做過,又描述過,則能記住90%。而邊學(xué)邊實驗,既讓學(xué)生動手做實驗,又讓學(xué)生在實驗的基礎(chǔ)上討論、分析,最后自己歸納出物理概念和規(guī)律。顯然,這樣的學(xué)習(xí)過程屬于上面所說的最后一種情況。可見,邊學(xué)邊實驗有利于學(xué)生理解和掌握知識。
(三)有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?/p>
教育家陶行知提倡手腦并用的學(xué)習(xí)方式。他在《手腦相長歌》中寫道:“人生兩個寶,雙手與大腦。用腦不用手,快要被打倒!用手不用腦,飯也吃不飽。
手腦都會用,才算是開天辟地的大好老。”我們在初中物理教學(xué)中提出邊學(xué)邊實驗,提出“四動”,正是遵循陶行知先生的教育理論去實踐的。我國中學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀是學(xué)生動手的機會太少。開展邊學(xué)邊實驗,極大地增加了學(xué)生實驗操作的機會,因此十分有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>
(四)有利于學(xué)生掌握學(xué)習(xí)和研究物理的方法邊學(xué)邊實驗的學(xué)習(xí)探索過程,更接近人類認(rèn)識客觀規(guī)律的過程。因此,我們主張將課堂變?yōu)榻處熞龑?dǎo)學(xué)生動眼、動腦、動手、動口的主動學(xué)習(xí)的活動場所。
在教師指導(dǎo)下,?發(fā)揮學(xué)生的主體作用,?把學(xué)生的興趣(情感領(lǐng)域)、知識(認(rèn)知領(lǐng)域)、能力(動作領(lǐng)域)等各種心理因素融為一體,使他們在直接參與邊學(xué)邊實驗的過程中,逐漸認(rèn)識到實驗是獲得物理事實的根據(jù);實驗是檢驗假設(shè)真理性的標(biāo)準(zhǔn);逐步領(lǐng)會科學(xué)家是如何通過物理實驗獲得物理事實,并從而得出概念和規(guī)律的。可見,通過長期邊學(xué)邊實驗的訓(xùn)練,學(xué)生將會逐步掌握物理學(xué)習(xí)和研究的基本方法。
三、實施邊學(xué)邊實驗教學(xué)的策略
(一)恰當(dāng)?shù)剡x擇學(xué)生邊學(xué)邊實驗教學(xué)的內(nèi)容教改實踐表明,凡是與教學(xué)過程緊密結(jié)合,便于隨堂進(jìn)行并利于學(xué)生動眼、動腦、動手、動口,利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實驗方法和良好的實驗習(xí)慣,利于發(fā)展他們智能的內(nèi)容,都可選為學(xué)生邊學(xué)邊實驗教學(xué)的內(nèi)容。
1.根據(jù)中學(xué)物理教學(xué)大綱對能力、?技能的具體要求,安排邊學(xué)邊實驗的內(nèi)容。例如,教學(xué)大綱中要求學(xué)生通過學(xué)習(xí),會使用某些基本物理實驗儀器,那么就應(yīng)該采取邊學(xué)邊實驗教學(xué)的形式,努力增加學(xué)生對這些儀器的使用頻數(shù),逐步提高學(xué)生使用這些儀器技能方面的要求。
2.對器材的要求不是很高的演示實驗,?可以改為學(xué)生邊學(xué)邊實驗。例如,課本上用鉛皮和鉛盒來演示物體浮沉條件的實驗,若改為邊學(xué)邊實驗,就可以讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備好一支空牙膏管(尾端剪開)和一只玻璃杯。實驗時,先讓學(xué)生把牙膏管捏扁放在盛水的玻璃杯里,它就在水中下沉,然后將牙膏管鼓起一些,它就能上福3.將課本上的小實驗和一些實驗習(xí)題改為邊學(xué)邊實驗。?例如,制作橡皮筋測力計的小實驗,可以配合“力的測量”進(jìn)行邊學(xué)邊實驗教學(xué)。再如,用紙盒可以將水燒開的小實驗,反復(fù)彎折鐵絲后彎折處會發(fā)燙等實驗習(xí)題,都可以配合新課教學(xué)作為學(xué)生邊學(xué)邊實驗的內(nèi)容。
4.將課本上的部分學(xué)生分組實驗改為邊學(xué)邊實驗。?有些基本儀器及其操作方法,在新課教學(xué)中學(xué)生已經(jīng)掌握了,到學(xué)生分組實驗時,就可以適當(dāng)提高教學(xué)要求。?這樣做有利于知識的鞏固和思維能力、?實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。例如,初三將“電流表”、“電壓表”改為邊學(xué)邊實驗后,在新課教學(xué)中讓學(xué)生學(xué)會電流表、電壓表的使用,到下一節(jié)學(xué)生分組實驗時,就可以增加“兩表”的使用頻數(shù),這更有利于學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)。再如,初二第七章第一節(jié)“質(zhì)量”和下一節(jié)學(xué)生分組實驗“用天平稱固體和液體的質(zhì)量”,也同樣可以采用邊學(xué)邊實驗教學(xué),都能取得較好的教學(xué)效果。
(二)千方百計地準(zhǔn)備學(xué)生邊學(xué)邊實驗教學(xué)的儀器邊學(xué)邊實驗是一種上課形式的學(xué)生實驗,一般要求兩個學(xué)生用一套實驗儀器。
對學(xué)生邊學(xué)邊實驗儀器的準(zhǔn)備要做到“五不一保證”,即儀器不宜復(fù)雜,操作技能要求不宜過高,實驗規(guī)模不宜過大,一次實驗所用儀器數(shù)量不宜過多,實驗時間不宜過長;實驗安全要有保證。
由于初中物理實驗儀器一般都比較簡單,多數(shù)實驗都是定性的,有些定量的實驗精確度要求不高。因此,大部分初中物理實驗儀器都可以自制,可供選擇的器材也很廣泛。例如,沒有平底試管,可用廢舊的平底小藥瓶來代替;沒有彈簧秤,可發(fā)動學(xué)生用廢鋼絲繞制,沒有溢水杯,也可以用在玻璃杯上套兩個橡皮圈的方法代替;等等。
引導(dǎo)學(xué)生積極參與自制教具學(xué)具的活動,不僅為邊學(xué)邊實驗教學(xué)提供了一定數(shù)量的實驗儀器,為物理教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的實驗條件,而且學(xué)生通過自制教具和學(xué)具,增長了才干,提高了動手能力。
(三)認(rèn)真上好學(xué)生邊學(xué)邊實驗課
邊學(xué)邊實驗課一般包含下列三個環(huán)節(jié):“設(shè)疑引學(xué),辨疑解難,釋疑鞏固。”
“設(shè)疑引學(xué)”是教師通過一些物理現(xiàn)象和問題情景,使學(xué)生產(chǎn)生疑問,提出需要解決的問題。“辨疑解難”是要求學(xué)生對他們所提出的問題進(jìn)行假設(shè),估計可能的結(jié)果是什么,然后教師指導(dǎo)學(xué)生討論如何用實驗進(jìn)行研究,擬訂實驗方案,并在學(xué)生實驗觀察和測定的基礎(chǔ)上開展小組或全班討論分析。學(xué)生在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中,通過看書、觀察、實驗、思考、討論、爭辯、答問、練習(xí)、應(yīng)用等,做到四動,從而既學(xué)到了知識,又培養(yǎng)了能力。“釋疑鞏固”是在教師的指導(dǎo)下排除疑問,通過練習(xí)、應(yīng)用和小結(jié)等來運用和鞏固所學(xué)的知識。上好邊學(xué)邊實驗課的關(guān)鍵在于放手讓學(xué)生去看、去想、去做、去說,盡量讓學(xué)生提出問題,大膽猜想,設(shè)計實驗方案和進(jìn)行實驗。教師做的主要工作是巡視、“集疑”、“布疑”,對個別差生進(jìn)行適當(dāng)輔導(dǎo)。對難點、重要的概念、分歧大的問題,組織學(xué)生討論。
物理教學(xué)必須以實驗為基礎(chǔ),實驗在物理教學(xué)中占有舉足輕重的地位。而在現(xiàn)今職業(yè)高中物理教學(xué)中,實驗仍是薄弱環(huán)節(jié)。本文在職業(yè)高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,闡述了促進(jìn)物理實驗教學(xué)改革的幾個配套措施。
[關(guān)鍵詞]職高物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀改革對策
物是一門以實驗為基礎(chǔ)的,回顧物理學(xué)產(chǎn)生和的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。無論是經(jīng)典物理學(xué)的建立和發(fā)展,還是物理學(xué)的進(jìn)展都與物理實驗息息相關(guān)。可以預(yù)言,未來物理學(xué)的發(fā)展一定離不開物理實驗。在職業(yè)高中的各門基礎(chǔ)課程中,物理課在提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)方面起著無可替代的作用,實驗在物理教學(xué)中更是占有著舉足輕重的地位。加強實驗教學(xué),提高物理教學(xué)效果和開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力,在加強素質(zhì)的今天,顯得更加突出,尤為重要。
1實驗在物理教學(xué)中的地位和作用
在新的職業(yè)高中物理教學(xué)大綱中,已明確指出:"觀察現(xiàn)象、進(jìn)行演示和學(xué)生實驗,能夠使學(xué)生對物理事實獲得具體的、明確的認(rèn)識,這是理解概念和的必要的基礎(chǔ)。觀察和實驗對培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰Γ囵B(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度,引起學(xué)生興趣,具有不可代替的重要作用?quot;可見沒有物理實驗,很難達(dá)到物理教學(xué)目的。
回顧物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。所有的物理知識,都是在實驗的基礎(chǔ)上建立起來的。物理實驗作為物理教學(xué)的基本手段,有其特殊的教學(xué)功能。
1)通過實驗可以使物理教學(xué)聯(lián)系實際,引起學(xué)生興趣,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘,激發(fā)其求知欲望,從而調(diào)動他們學(xué)好物理的主動性和積極性,引導(dǎo)他們熱愛科學(xué)。
2)通過加強實驗,不僅可以使學(xué)生具備一定的感性認(rèn)識,更重要的是使學(xué)生進(jìn)一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎(chǔ)上建立起來的,從而有效地幫助學(xué)生形成概念,導(dǎo)出規(guī)律,掌握理論,正確而深刻地領(lǐng)會物理知識。
3)通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、自學(xué)能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力;培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗以及基本的實驗?zāi)芰蛣邮帜芰Γ⑶以诖嘶A(chǔ)上進(jìn)一步培養(yǎng)他們的獨立工作能力和創(chuàng)新能力。
4)通過實驗培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)應(yīng)當(dāng)具備的嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度,科學(xué)的思維方法,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),逐步學(xué)會物理研究中基本的科學(xué)方法。
鑒于實驗教學(xué)的地位和作用,我們不僅應(yīng)該重視實驗,而且應(yīng)該在理論教學(xué)中認(rèn)真貫徹以實驗為基礎(chǔ)的原則。
2職業(yè)高中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
隨著素質(zhì)教育的進(jìn)一步深化,我們國家不少專家學(xué)者和廣大物理教師對職業(yè)高中物理實驗的重要性的認(rèn)識和感受逐步加深,物理實驗教學(xué)改革也正在密鑼緊鼓地進(jìn)行著。但是應(yīng)看到,到現(xiàn)在為止,物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀在我們國家還是不容樂觀的。
1)職業(yè)高中物理實驗教學(xué)的基本情況。據(jù)抽樣調(diào)查,現(xiàn)在有些職業(yè)高中對專業(yè)課的實驗要求普遍較高,投入的資金也很足,而作為基礎(chǔ)課的物理實驗卻普遍重視不夠。不少學(xué)校的物理實驗數(shù)目達(dá)不到教學(xué)大綱的要求,甚至有相當(dāng)一部分學(xué)校基本上一個學(xué)生實驗都不做。即使有的學(xué)校按要求完成了,但是實驗教學(xué)的效果往往不理想。
2)學(xué)校和教師受傳統(tǒng)教育的,普遍存在著重理論輕實驗的思想。教學(xué)方法普遍采用講授法。有的老師甚至認(rèn)為學(xué)生不會動手做實驗不要緊,只要會動筆考實驗就行。由此而引發(fā)了"做實驗不如講實驗","講實驗不如背實驗"的荒謬作法。加之的飛速發(fā)展,多媒體進(jìn)入課堂,使得部分教師過分追求,迷戀多媒體的模擬實驗,讓學(xué)生看看了事,不重視讓學(xué)生看實物,實際操作.總而言之,相當(dāng)數(shù)量的教師不做或少做實驗,放棄了運用實驗的直觀教學(xué)方法,這一現(xiàn)象嚴(yán)重妨礙了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才.這樣教出來的學(xué)生一遇到實物就束手無策,不知道如何動手。
3)由于認(rèn)識上的不足,教師在實驗教學(xué)的組織上、在教學(xué)過程中、在物理成績的考核上都存在著問題。例如:由于教師不愿在實驗教學(xué)方案的設(shè)計上下工夫、花時間,導(dǎo)致實驗教學(xué)方法形式單一、陳舊;單純?yōu)榱送瓿山虒W(xué)任務(wù)而安排實驗,對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)顯得沒有計劃、沒有目的、缺乏系統(tǒng)性。同時對?quot;引導(dǎo)學(xué)生積極、主動地學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力和習(xí)慣"的指導(dǎo)思想不夠明確,教師在實驗教學(xué)中一手包辦現(xiàn)象嚴(yán)重,學(xué)生最多只是機械模仿,缺少動手和動腦的機會,能力得不到相應(yīng)的提高。
4)實驗教學(xué)模式僵化,物理實驗教學(xué)的基本原則沒有得到充分的體現(xiàn),教學(xué)方式呆板.從教學(xué)到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的空間.就分組實驗來說,教材從實驗?zāi)康摹嶒炘怼x器、操作步驟到注意事項,寫得面面俱到.然而每次實驗課教師還要花相當(dāng)長的時間根據(jù)教材講實驗?zāi)康摹⒃怼缓髮W(xué)生照著現(xiàn)成的實驗步驟或跟著教師動幾下,取幾個數(shù)據(jù),實驗就算完成了.這樣做實驗,收獲不大.再說,現(xiàn)階段往往是一個班的學(xué)生同一時間做同一個實驗,用同一種、相同的儀器,都要在規(guī)定時間內(nèi)做完,得出同一結(jié)論,這樣就有可能導(dǎo)致部分學(xué)生看別人怎么做,自己就怎么做,特別是兩人合做時,有極少數(shù)學(xué)生只看不動手,也不留心實驗觀察,不記錄有關(guān)數(shù)據(jù),更談不上去思考.這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力,不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維定勢這個思維障礙,不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成,不利于學(xué)生智能的發(fā)展。
以上實驗教學(xué)的現(xiàn)狀,極大地著物理教學(xué)質(zhì)量,與物理教學(xué)目的、改革的要求和物理實驗教學(xué)重要地位很不相稱,與發(fā)展對人才的要求很不適應(yīng)。
3促進(jìn)實驗教學(xué)改革的幾個配套措施
我們應(yīng)當(dāng)看到當(dāng)前職業(yè)高中物理實驗教學(xué)薄弱,是有很多方面的原因。在問題、解決問題的時候也應(yīng)從這些方面進(jìn)行,應(yīng)針對職業(yè)高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀,從素質(zhì)教育的高度,從這些制約因素出發(fā),進(jìn)行職業(yè)高中物理實驗教學(xué)改革,使實驗教學(xué)能充分發(fā)揮其在素質(zhì)教育中的特殊作用。那么要加快實驗教學(xué)改革的步伐,首先要抓好幾個配套措施:
3.1轉(zhuǎn)變觀念
職高學(xué)校上至領(lǐng)導(dǎo),下到學(xué)生,對基礎(chǔ)課普遍不夠重視,認(rèn)為可有可無。職業(yè)高中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀在很大程度上與觀念有關(guān),要促進(jìn)實驗教學(xué)改革,轉(zhuǎn)變觀念是關(guān)鍵問題。
教育是培養(yǎng)人的一種大行動,應(yīng)該要從家庭、學(xué)校、社會來統(tǒng)一考慮。我們不能把物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀單單的歸咎于物理教師,其實不少教師是深知物理實驗的重要性,而且也曾經(jīng)設(shè)想或嘗試采用較好的教學(xué)方法,但迫于各方面的壓力,教學(xué)課時上的限制,最后不得不放棄。因此要轉(zhuǎn)變觀念,就要轉(zhuǎn)變整個社會的觀念。要讓學(xué)校和教師,特別是社會上的人們認(rèn)識到教育不能追求暫時的表面的效果,不能急于求成,而要著眼于未來,特別要著眼于學(xué)生在未來社會的作用與價值。教育不能帶有功利性,而要為社會培養(yǎng)真正的人才。
學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)樹立了新觀念,觀念端正了,才能在課程設(shè)置、經(jīng)費投入、師資調(diào)配和其他相關(guān)方面充分考慮到物理實驗教學(xué)的實際需要,并在一定程度上對實驗教學(xué)改革給予保證。同時也只有讓學(xué)生、家長知道素質(zhì)教育的重要性,使他們從以前單單追求短期學(xué)生成績和升學(xué)率的片面認(rèn)識中轉(zhuǎn)變過來。這樣才能給廣大物理教師一個廣闊的發(fā)揮才干的空間,使他們能自由地投身于物理實驗教學(xué)改革中去,充分發(fā)揮主觀能動性,在教學(xué)中大膽采用創(chuàng)新教學(xué)方法。只有這樣得到各方面的大力支持,物理實驗教學(xué)的改革才能大步向前邁,才能改進(jìn)現(xiàn)狀。在物理實驗教學(xué)上,以教師為中心的教育觀,把物理實驗教學(xué)作為教師傳授知識、學(xué)生鞏固和理解知識的輔助教學(xué)手段。于是,有的時候會出現(xiàn)忽視實驗教學(xué),或出現(xiàn)認(rèn)為可有可無的情況。以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)觀,則把物理實驗教學(xué)作為整個物理教學(xué)過程的一個重要環(huán)節(jié),啟發(fā)學(xué)生主動地獲取知識,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的能力。因此,改變傳統(tǒng)的教育觀,樹立新的教育觀念,實施素質(zhì)教育,就要不斷提高對實驗教學(xué)基礎(chǔ)地位的認(rèn)識,從提高實驗教學(xué)的效果,激發(fā)學(xué)生興趣,提高學(xué)生的能力出發(fā),認(rèn)真改進(jìn)、大力加強實驗教學(xué),把實驗教學(xué)真正移到以實驗為基礎(chǔ)上來。職業(yè)高中物理教師樹立了這個教育觀后,教師就會千方百計地重視實驗教學(xué),努力做好實驗。
3.2改革教材。
要推進(jìn)實驗教學(xué)的改革,應(yīng)改革現(xiàn)行的教材。改革的主要思想是,教材應(yīng)重視學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),應(yīng)體現(xiàn)以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科特色。在物理教學(xué)中,注意讓學(xué)生通過自已動手實驗學(xué)習(xí)物理知識。
1)現(xiàn)行有關(guān)實驗的教材甚少,有關(guān)部門集這方面的專家學(xué)者根據(jù)各種實驗教學(xué)類型編出相應(yīng)的物理實驗教材,供學(xué)生用書,并作為教師教好實驗的用書。編成一個由正規(guī)的學(xué)生實驗、實驗練習(xí)題、課后隨堂小實驗以及課后小制作等組成的系列實驗教材。當(dāng)然還要適當(dāng)增加一些能提高學(xué)生操作技能和拓寬知識面的課外讀物。
2)對于學(xué)生實驗應(yīng)有一套專門的正規(guī)的實驗教程。這個教程能與課本獨立開來,有培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力和自學(xué)能力,提高實驗技能,掌握思維等功能。這一教程的編寫應(yīng)注意以下幾個方面:
一)要讓學(xué)生上好實驗課,預(yù)習(xí)是非常重要的環(huán)節(jié)。教程應(yīng)根據(jù)實驗布置一些預(yù)習(xí)思考題,讓學(xué)生在閱讀中思考,加深對原理的理解。例如:在"勻變速運動的"實驗中可提出:1)根據(jù)紙帶上的點,能判斷小車的運動性質(zhì)嗎?什么情況下作勻速運動,勻加速運動,勻減速運動?什么情況下作加速運動,減速運動?2)為什么我們不一定從運動物體剛剛運動時打出的點作為起點,而從中間某一個作為起點?這樣做有什么好處?在紙帶上可以把任一個點選作起點(不一定從第一個點選起),為什么?3)兩個連續(xù)的記數(shù)點怎樣選擇?是不是選兩個相鄰的點?為什么我們常用打點計時器打五個點的總時間為時間間隔,而不是逐點選取?4)通過紙帶上打下的點怎樣加速度?怎樣計算即時速度?學(xué)生通過預(yù)習(xí)能做到實驗前心中有數(shù)。只有讓學(xué)生先動腦筋,課上才會動手。
二)實驗教材應(yīng)突出學(xué)生的主體地位,教程應(yīng)在實驗的各個階段(實驗前、實驗中、實驗后)對提出一系列富有啟發(fā)性的,或根據(jù)需要,提出學(xué)生不易回答的問題。同時啟發(fā)學(xué)生提出問題,問題一經(jīng)提出,實驗的目的也就很清楚了,學(xué)生也會帶著問題做實驗,在實驗時、解決問題。
三)教程在介紹實驗器材不要像"抓方"一樣羅列在學(xué)生的面前,讓學(xué)生機械地搬用;而是應(yīng)該用"開方"的方法引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘韥磉x取實驗器材。使學(xué)生明白為什么要選用這些器材進(jìn)行實驗以及除了老師提供的器材外還可以選用哪些器材來代替。同時可以用例子來鼓勵學(xué)生自制儀器進(jìn)行實驗,可以讓學(xué)生收集我們?nèi)粘I钪谐R姷奈锲罚瑏硖娲械钠鞑淖龈鞣N實驗。
四)現(xiàn)在很多學(xué)生很希望能親自參與設(shè)計實驗。教程要特別注意處理好統(tǒng)一要求與學(xué)生的個性化的矛盾沖突。在規(guī)定學(xué)生完成一定的實驗計劃和要求的前提下,教程可以鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生不拘泥于教程中的做法,可以進(jìn)行一些創(chuàng)新改進(jìn),或自己另外設(shè)計不同的方案或者自己提出實驗研究課題,設(shè)計實驗方案,獨立或與同學(xué)合作進(jìn)行實驗。
五)教材應(yīng)對學(xué)生實驗提出明確、具體的要求,要讓學(xué)生帶著一定的任務(wù)來做實驗。有了具體要求,學(xué)生實驗時才有矩可循。當(dāng)然提出的要求要循序漸進(jìn),在不同階段,提出的要求應(yīng)有所不同,在剛開始做實驗時可以只提出簡單要求,循序漸進(jìn),然后逐步提高。當(dāng)然教程在編寫實驗時也應(yīng)注意分出層次:開始幾個實驗可以詳細(xì)的給出實驗的各個環(huán)節(jié),例如:實驗原理、實驗?zāi)康摹嶒灢襟E、數(shù)據(jù)表格、實驗報告的書寫模式等。先讓學(xué)生打好基礎(chǔ),養(yǎng)成按一定程序有條不紊地進(jìn)行實驗的習(xí)慣;以后的實驗就不再這樣,而是逐步引導(dǎo)學(xué)生在理解實驗原理和內(nèi)容的基礎(chǔ)上,自己獨立地列出實驗步驟、自制實驗表格等,從而提高學(xué)生的實驗?zāi)芰退仞B(yǎng)。
3)利用多種有效渠道增加實驗在教材(區(qū)別于上述的實驗教程)中的比重,盡可能的增加學(xué)生動手實驗的機會。例如:在教材中可以適當(dāng)增加一些有趣的實驗來引入課題,激發(fā)學(xué)生愿望;或增加一些簡便易做的課堂實驗,使學(xué)生利用手邊的學(xué)習(xí)用品或生活用品就能自己動手實驗,觀察現(xiàn)象。這樣既可以使學(xué)生多動手做實驗,又有利于學(xué)生理解知識。又或者在各章節(jié)后面的閱讀材料或開?quot;小實驗"欄目介紹有趣的實驗等,這也會大大提高學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)積極性,加深對知識的理解。多數(shù)學(xué)校儀器設(shè)備不足,物理實驗教學(xué)受到限制。為了在儀器設(shè)備不足的條件下加強實驗,。教材也可重點安排不必使用專門儀器、簡單易做的課堂實驗、實驗性習(xí)題和課外小實驗、小制作,并把一些過去由教師演示的實驗,改為既可以演示又可以由學(xué)生自己動手做的實驗,供教師選擇。還可鼓勵學(xué)生結(jié)合所學(xué)物理知識自己設(shè)計一些實驗。不要單單采用陳述性的語言,而應(yīng)該多一些啟發(fā)性,比較生動的言語或問題來編寫實驗。例如在編寫時可以通過設(shè)置一些類?quot;看一看"、"問一問"、"想一想"、"做一做"等環(huán)節(jié)來促使和引導(dǎo)學(xué)生多觀察、多發(fā)問、多動腦、多動口、多動手,逐步培養(yǎng)學(xué)生能力。
4)由于我國地域遼闊,人口眾多,各地區(qū)文化不平衡的國情,試圖只有一個大綱,一套教材的做法是行不通的。所以國家教委提出"在統(tǒng)一基本要求、統(tǒng)一審定的前提下逐步實現(xiàn)教材的多樣化,以適應(yīng)各類地區(qū)、各類學(xué)校的需要。"因此,對于我們的實驗教材也可采取這樣的做法,即經(jīng)批準(zhǔn),各地區(qū)可以根據(jù)本地區(qū)的具體情況,分別制定出實驗教學(xué)計劃并編寫與己相適應(yīng)的實驗教材。這樣就給予了不同地區(qū)學(xué)校一定的自由度,使他們因地制宜地搞好實驗教學(xué)。
5)教材改革是一個長期過程,隨著、形勢的發(fā)展,舊的矛盾解決了,新的矛盾又會產(chǎn)生。知識不斷在更新,教育也應(yīng)該要有新的、新的知識,因此,不斷教材在使用中存在的,隨時注視國外教材的最新動向,每隔一定時間對教材作一次較大的修訂,可以使教材不斷更新、不斷適應(yīng)新的教學(xué)要求。例如:教材改革要對于一些陳舊過時,或者說明問題不夠直觀,又或者在說明問題時出現(xiàn)漏洞的演示實驗必須剔除或者改進(jìn),添加一些已經(jīng)解決了困難的物理疑難實驗等。同時在改革教材添加與生活、的聯(lián)系緊密的實驗課題,應(yīng)反映物理的變革,讓學(xué)生多了解近、物理方面的重大實驗成果,知道這些成果對人類發(fā)展的重大作用從而激發(fā)他們物理的極大興趣,并且重視物理實驗。同時也讓學(xué)生知道多一些新的知識。
3.3提高教師自身素質(zhì)。
戰(zhàn)斗在教育第一線上的教師是實施教育的直接參與者,要真正運用好物理實驗,使之對提高教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮出獨特的作用,需要教師具備的實驗教學(xué)的素質(zhì),既要有物和實驗知識,又要有教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)法的知識,還必須腳踏實地親手實踐。
科學(xué)在發(fā)展,教育也要發(fā)展,沒有一成不變的。作為一名物理教師要通過不斷的學(xué)習(xí)使自己的實驗教學(xué)能力和知識水平提高,使自身具備良好的實驗?zāi)芰蛯嶒灱寄埽灰秀@研和創(chuàng)新精神,例如對物理中的疑難實驗進(jìn)行專題學(xué)習(xí)和研究、改進(jìn)一些實驗等;也應(yīng)接受新的教育理論、新的教育思想,指導(dǎo)自己的教學(xué)實踐。同時各地區(qū)教育部門應(yīng)組織力量定期對在職教師進(jìn)行培訓(xùn)或組織在職教師進(jìn)修。其他教育教學(xué)方面的培訓(xùn)在有些地區(qū)已經(jīng)開展,但針對物理實驗方面的相對較少。可以進(jìn)行針對物理教師在物理實驗中對實驗的設(shè)計,實驗測量的操作技巧,設(shè)計、改進(jìn)實驗以及排除故障的創(chuàng)造性能力,實驗考核的命題能力等方面的培訓(xùn),此外通過舉行各級研討會,提供物理教師間交流與探討的機會,從而相互促進(jìn)。
3.4重視實驗教學(xué)目標(biāo)的實施
1)確定實驗教學(xué)指導(dǎo)思想,強化實驗教學(xué)目標(biāo)
在職高物理實驗教學(xué)過程中確定以實驗為基礎(chǔ),用實驗來展開激發(fā)學(xué)生的實驗興趣,發(fā)揮學(xué)生參與教學(xué)的主動性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生操作實驗、設(shè)計實驗的實踐能力和創(chuàng)造能力.加強實驗教學(xué)的研究,盡量把驗證性實驗改為探索性實驗,把演示實驗改為邊講邊實驗,通過挖掘教學(xué)內(nèi)容的學(xué)術(shù)性,有機地把課內(nèi)探索延伸到課外。總之,尊重科學(xué),實事求是,面對群體,以實驗創(chuàng)新教育為前提,使學(xué)生達(dá)到掌握物理實驗技能和科學(xué),養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度,學(xué)會運用實驗手段解決物理問題的能力為指導(dǎo)思想,強化實驗教學(xué)目標(biāo),要求學(xué)生在實驗的全過程中自始至終抓好"七個正確":其一,選擇儀器正確;其二,安裝調(diào)試實驗裝置正確;其三,操作規(guī)程正確;其四,觀察方法正確;其五,測量讀數(shù)正確;其六,處理數(shù)據(jù)正確;其七,實驗結(jié)論正確。
2)探索改革實驗教學(xué)模式,發(fā)揮主導(dǎo)、主體功能
大力探索改革不適應(yīng)新時期形勢的職高物理實驗教學(xué)模式,建立起按科學(xué)設(shè)計實驗教學(xué)程序、優(yōu)化實驗教學(xué)過程、指導(dǎo)實驗方法、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的"引導(dǎo)-探索-實驗-掌握"教學(xué)模式。這種教學(xué)模式應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,突出學(xué)生的主體地位。教師充分相信學(xué)生,使學(xué)生主動參與實驗.課本讓學(xué)生看,實驗讓學(xué)生做,思路讓學(xué)生想,疑難讓學(xué)生議,錯誤讓學(xué)生析。讓學(xué)生獨立設(shè)計實驗,利用物理實驗,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動作用,最大限度地調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性。變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流,教師在課內(nèi)講重點、關(guān)鍵點和注意點,發(fā)揮好主導(dǎo)調(diào)控作用.主要方式是采取提問、答疑、討論、觀察實驗現(xiàn)象、動手操作等.在實驗中,加強對學(xué)生實驗方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
按教學(xué)大綱規(guī)定必做的分組實驗,采用一人一組,總體安排,并將學(xué)生分成三種類型:第一類是理解能力差,反應(yīng)較慢,動作緩慢;第二類是思維敏捷,動作粗糙;第三類是獨立思考,動手能力強。不管哪類學(xué)生整個實驗過程全部由學(xué)生自己獨立完成,教師必要時答疑引路。另外還要改革實驗報告的書寫,實驗報告不要求統(tǒng)一的格式,只要求與物理教學(xué)相聯(lián)系,寫出本實驗成功的關(guān)鍵、有何不足。
3)改革,加大實驗考核力度
以前我們在物理考考試中,在檢查學(xué)生實驗部份的掌握情況時,基本上只局限于書面考試,關(guān)于實驗?zāi)芰Α⑻貏e是實驗操作技能的考試很少,導(dǎo)致出現(xiàn)學(xué)生背實驗、紙上談實驗的狀況實驗考核極不全面。職高物理實驗考試總體要求是把考和考操作結(jié)合起來,全面反映學(xué)生實驗課的基本要求;不論哪類學(xué)生考試的原則都是把考實驗和做實驗結(jié)合起來。考試成績由平時考核成績、理論考試成績、操作考試成績幾個部分組成,三者的比例為2∶2∶6。平時考核包括上課到位率、認(rèn)真程度、實驗報告的書寫等三個方面;理論考試可全面考查學(xué)生掌握實驗基礎(chǔ)知識的廣度與深度;方法是在期中、期末考試卷中加大實驗理論題的比例。操作考試是根據(jù)教學(xué)大綱的要求把實驗操作能力要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)加以分解,并按實驗內(nèi)容難易程度將考試分解為考基礎(chǔ)實驗,一般以大綱中規(guī)定必做的實驗為主,時間一般安排在每學(xué)期期中、期末前兩個星期內(nèi)。另外對2)中第二、三類學(xué)生還要增加綜合性和設(shè)計性實驗的考試,所謂綜合性實驗考試是將不同的實驗進(jìn)行組合,綜合解決較復(fù)雜的,要求學(xué)生利用本實驗手段去解決新的問題。考設(shè)計性實驗時,根據(jù)教師提出的實驗?zāi)康囊螅瑢W(xué)生自行設(shè)計實驗方案,完成實驗,時間安排在課外制作課上進(jìn)行,它主要考察學(xué)生的創(chuàng)造能力。
3.5開展豐富多彩的第二課堂活動
1)把課外活動納入實驗教學(xué)的范圍是實驗教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié),為了從多方面培養(yǎng)學(xué)生做物理實驗的興趣,在學(xué)生掌握了一些基本實驗技能后,應(yīng)按統(tǒng)一計劃,組織好課外活動,配合課堂實驗教學(xué),具體措施,一是根據(jù)教材實驗特點和青少年的心理要求,精心設(shè)計課外活動的內(nèi)容。做到既注意內(nèi)容和形式的統(tǒng)一,又注意活動的趣味性。保證兩課的內(nèi)在聯(lián)系。二是抓好落實,一學(xué)期的實驗內(nèi)容要事先確定,建立活動小組,安排好輔導(dǎo)老師,以保證課外活動經(jīng)常化、制度化。把課內(nèi)和課外內(nèi)容銜接好,課內(nèi)課外就能相互補充。此外,利用課外活動這塊陣地,我們還舉行了許多別開生面的專題講座、專題答辯會、科技信息講座、小制作、小發(fā)明等,對促進(jìn)實驗教學(xué)起到了很好的作用。
2)舉辦綜合性實驗競賽,將知識性、趣味性、性和群眾性融為一體。為了鞏固實驗教學(xué)的質(zhì)量,使課外活動具有更大的吸引力,每學(xué)期定時舉辦規(guī)模較大的實驗競賽活動。
3)引導(dǎo)學(xué)生日制學(xué)具、教具,參加"小發(fā)明、小制做"活動,培養(yǎng)創(chuàng)造型人才引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造,參加自制學(xué)具、教具的活動,一方面可以鞏固課內(nèi)實驗所學(xué)的知識和初步掌握的基本實驗技能,更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力。在這個活動中,學(xué)生們大膽設(shè)想認(rèn)真設(shè)計,精心操作,這是傳統(tǒng)的教學(xué)過程無法達(dá)到的。引導(dǎo)他們自做學(xué)具、教具,鼓勵他們創(chuàng)新。在這一活動中,應(yīng)始終堅持真(原理科學(xué))、新(設(shè)計新穎,采用新技術(shù))、美(設(shè)計簡單合理,主次分明),在整個活動中形成以學(xué)生為主體,并由一批骨干隊伍帶動,到全班學(xué)生紛紛動手,大大提高了學(xué)生的實驗技能和理論水平,豐富了學(xué)生的課外活動的內(nèi)容。
3.6實現(xiàn)兩個保證
職業(yè)高中物理實驗教學(xué)改革,還有賴于一個系統(tǒng)目標(biāo)、各方面的政策、經(jīng)費投入等的保證。例如:改變實驗室的管理方式,經(jīng)常性地對學(xué)生開放實驗室,提供第二課堂陣地,鼓勵學(xué)生根據(jù)的需要或教材中的"小制作"等自行設(shè)計一些驗證性或探索性實驗。可是實驗室要向?qū)W生開放,是有一定的困難的。困難在于支付包括有關(guān)人員工資、水電等等在內(nèi)的一切費用,沒有足夠的經(jīng)費去支持實驗室向中學(xué)生開放。因此,資金的保證很重要。國家要設(shè)立專門經(jīng)費來支持特別是落后地區(qū)學(xué)校的實驗室建設(shè),支持實驗教學(xué)。同時我們也看到在不少地方學(xué)校由于實驗儀器、設(shè)備問題,基本實驗還做不全,卻撥大量資金用于大興土木、用于購買電教設(shè)備,去提高表面的教育設(shè)施。例如有的學(xué)校的物理實驗樓裝修得很漂亮,實驗室的外在硬件設(shè)施都很好,可?quot;內(nèi)在"--實驗器材卻很缺少,很落后。因此學(xué)校應(yīng)把有限的經(jīng)費用在最基本的教學(xué)需要上為好,給實驗教學(xué)的順利開展提供一定的保證,少一些形式上的東西。
還有,教學(xué)上學(xué)生實驗的時間太少,學(xué)生能夠用于自由支配,根據(jù)自己的愛好去做些小實驗搞些小發(fā)明并進(jìn)行思考鉆研的時間被學(xué)校設(shè)置的課程和布置的作業(yè)充斥掉了。因此,物理實驗教學(xué)改革的推動還有賴于學(xué)校對學(xué)生在這方面時間上的保證,增加實驗的比重。
結(jié)束語可以相信,只要切實地抓好制約物理實驗教學(xué)改革的幾個配套措施,通過廣大物理教師、工作者的共同努力,職業(yè)高中物理實驗教學(xué)改革的步伐將進(jìn)一步加快,實驗教學(xué)的現(xiàn)狀將得以改變。
:
1.安忠、劉炳升中學(xué)物理實驗教學(xué)研究高等教育出版社
2.張民生中學(xué)物理教育學(xué)上海教育出版社
3.趙凱華對中學(xué)物理教學(xué)改革的意見和建議(1)物理教學(xué)探討2000,4(1)
4.郭昭全、何勝紅高中物生實驗課改革的實踐與思考物理教學(xué)探討2000,8
物理是以實驗為基礎(chǔ)的一門基礎(chǔ)學(xué)科,關(guān)于物理的一些基本現(xiàn)象和一些基本原理,如果我們不通過實驗來進(jìn)行說明,講解,不讓學(xué)生親自動手來做相關(guān)實驗的話,無論當(dāng)時記憶的多么牢固,都不能很好的理解、掌握。對于職高的學(xué)生,更應(yīng)加強實驗教學(xué),在實驗過程中提高他們動手、實踐能力。然而,當(dāng)前職高物理實驗教學(xué)存在著以下一些問題:
1.物理實驗室建設(shè)
據(jù)抽樣調(diào)查,一般情況下,職業(yè)高中、技校非常重視實驗室的建設(shè),特別是對實習(xí)基地、模擬工廠車間的投入資金是很充足的,這是由學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)決定的,而作為基礎(chǔ)課的物理實驗卻普遍重視不夠。不少學(xué)校的物理實驗數(shù)目達(dá)不到教學(xué)大綱的要求,甚至有相當(dāng)一部分學(xué)校基本上一個學(xué)生實驗都不做。即使有的學(xué)校按要求完成了,但是實驗教學(xué)的效果往往不理想。
2.物理教學(xué)方法
學(xué)校和教師受傳統(tǒng)教育的影響,普遍存在著重理論輕實驗的思想。教學(xué)方法普遍采用講授法。有的老師甚至認(rèn)為學(xué)生不會動手做實驗不要緊,只要會動筆考實驗就行。由此而引發(fā)了“做實驗不如講實驗”,“講實驗不如背實驗”的荒謬作法。加之科技的飛速發(fā)展,多媒體進(jìn)入課堂,使得部分教師過分追求,迷戀多媒體的模擬實驗,讓學(xué)生看看了事,不重視讓學(xué)生看實物,實際操作.總而言之,目前相當(dāng)數(shù)量的教師不做或少做實驗,放棄了運用實驗的直觀教學(xué)方法,這一現(xiàn)象嚴(yán)重妨礙了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才。這樣教出來的學(xué)生一遇到實物就束手無策,不知道如何動手。
3.物理成績考核
教師不愿在實驗教學(xué)方案的設(shè)計上下工夫、花時間,導(dǎo)致實驗教學(xué)方法形式單一、陳舊。單純?yōu)榱送瓿山虒W(xué)任務(wù)而安排實驗,對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)顯得沒有計劃、沒有目的、缺乏系統(tǒng)性。“引導(dǎo)學(xué)生積極、主動地學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力和習(xí)慣”的指導(dǎo)思想不夠明確,教師在實驗教學(xué)中一手包辦現(xiàn)象嚴(yán)重,學(xué)生最多只是機械模仿,缺少動手和動腦的機會,能力得不到相應(yīng)的提高。
4.物理實驗?zāi)J?/p>
實驗教學(xué)模式僵化。物理實驗課上,教師總是照本宣科的將教材上有的實驗?zāi)康摹嶒炘怼x器、操作步驟到注意事項詳盡的講一下,而留給學(xué)生真正動手親自做實驗的時間非常少,學(xué)生也一般都是照著現(xiàn)成的實驗步驟或跟著教師動幾下,取幾個數(shù)據(jù),實驗就算完成了。在做實驗中間,很少有自己的一些想法,即使個別學(xué)生有新的想法,沒有按照教材上的實驗步驟進(jìn)行的話,如果被老師發(fā)現(xiàn),就會受到批評。這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維定勢這個思維障礙,不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成,不利于學(xué)生智能的發(fā)展。
以上是當(dāng)前職高物理實驗教學(xué)中存在的一些問題,如果不進(jìn)行改革,是很難培養(yǎng)出動手能力強,具有創(chuàng)新精神人才的,這是與時代的發(fā)展和當(dāng)前社會的要求不相適應(yīng)的。
二、改進(jìn)職高物理實驗教學(xué)的措施
1.轉(zhuǎn)變觀念,加大物理實驗室投入
物理是一門基礎(chǔ)學(xué)科,對于大部分職高學(xué)生來說,學(xué)好物理是學(xué)好其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)不能認(rèn)為職高學(xué)生就是學(xué)一門技能,只主抓專業(yè)實驗室、實習(xí)基地的建設(shè),而視基礎(chǔ)學(xué)科實驗室可有可無。而應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,注意到學(xué)好物理的重要性,加大物理實驗室建設(shè)經(jīng)費,從實驗室場地到實驗儀器的購買都有充足的資金保證,使職高開全所有教學(xué)大綱要求的實驗項目,在做實驗中調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
2.提高教師自身素質(zhì)
戰(zhàn)斗在教育第一線上的教師是實施教育的直接參與者,要真正運用好物理實驗,使之對提高教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮出獨特的作用,需要教師具備實驗教學(xué)的素質(zhì),既要有物理學(xué)理論和實驗知識,又要有教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)法的知識,還必須腳踏實地親手實踐。
科學(xué)在發(fā)展,教育也要發(fā)展,沒有一成不變的教學(xué)。作為一名物理教師要通過不斷的學(xué)習(xí)使自己的實驗教學(xué)能力和知識水平提高,使自身具備良好的實驗?zāi)芰蛯嶒灱寄埽灰秀@研和創(chuàng)新精神,例如對物理中的疑難實驗進(jìn)行專題學(xué)習(xí)和研究、改進(jìn)一些實驗等;也應(yīng)接受新的教育理論、新的教育思想,指導(dǎo)自己的教學(xué)實踐。
3.改革考試方法,加大實驗考核力度
以前我們在物理考試中,在檢查學(xué)生實驗部份的掌握情況時,基本上只局限于書面考試,關(guān)于實驗?zāi)芰Α⑻貏e是實驗操作技能的考試很少,導(dǎo)致出現(xiàn)學(xué)生背實驗、紙上談實驗的狀況,實驗考核極不全面。職高物理實驗考試總體要求是把考理論和考操作結(jié)合起來,全面反映學(xué)生實驗課的基本要求;不論哪類學(xué)生,考試的原則都是把考實驗和做實驗結(jié)合起來。考試成績由平時考核成績、理論考試成績、操作考試成績幾個部分組成。平時考核內(nèi)容包括上課到位率、認(rèn)真程度、實驗報告的書寫等三個方面;理論考試可全面考查學(xué)生掌握實驗基礎(chǔ)知識的廣度與深度;方法是在期中、期末考試卷中加大實驗理論題的比例。操作考試是根據(jù)教學(xué)大綱的要求把實驗操作能力要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)加以分解,并按實驗內(nèi)容難易程度將考試分解為考基礎(chǔ)實驗,一般以大綱中規(guī)定必做的實驗為主,時間一般安排在每學(xué)期期中、期末前兩個星期內(nèi)。
4.探索改革實驗教學(xué)模式,發(fā)揮主導(dǎo)、主體功能
大力探索,改革不適應(yīng)新時期形勢的職高物理實驗教學(xué)模式,建立起按科學(xué)設(shè)計實驗教學(xué)程序、優(yōu)化實驗教學(xué)過程、指導(dǎo)實驗方法、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的“引導(dǎo)—探索—實驗—掌握”教學(xué)模式。這種教學(xué)模式應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,突出學(xué)生的主體地位。教師充分相信學(xué)生,使學(xué)生主動參與實驗。課本讓學(xué)生看,實驗讓學(xué)生做,思路讓學(xué)生想,疑難讓學(xué)生議,錯誤讓學(xué)生析。讓學(xué)生獨立設(shè)計實驗,利用物理實驗,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動作用,最大限度地調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性。變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流,教師在課內(nèi)講重點、關(guān)鍵點和注意點,發(fā)揮好主導(dǎo)調(diào)控作用。
總之,只要切實地針對當(dāng)前物理實驗教學(xué)中出現(xiàn)的問題,采取得當(dāng)有力的措施,通過廣大物理教師、教育研究工作者的共同努力,職業(yè)高中物理實驗教學(xué)改革的步伐將進(jìn)一步加快,實驗教學(xué)的效果肯定會有改進(jìn)。
參考文獻(xiàn):
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近幾年來,高考加強了對實驗的考查,實驗題已成為高考中非常重要的一項,實驗題占全卷分值的比例已略有增加(由前幾年的12%增至今年的17%),而且實驗題的要求也逐年升高,由單純考查實驗原理的理解、實驗知識的簡單運用(如讀數(shù)、實驗步驟的選擇等),逐漸轉(zhuǎn)向考核學(xué)生的實驗?zāi)芰Γㄌ貏e是實驗設(shè)計能力),縱觀最近兩三年高考物理卷中沒有完全與教材相同的實驗試題,而是都經(jīng)過了一定的改造,題意是新穎的。
從近幾年高考評卷分析反饋的信息來看,實驗試題失分相當(dāng)嚴(yán)重,如今年我省對實驗題作答成績抽樣顯示,平均得分7.03(滿分20分),得分率僅0.35,是整份考試卷中作答最差題目之一。因此,要求我們在教學(xué)中,不僅要對學(xué)生進(jìn)行思想教育,使他們明確物理實驗的重要性,更要對實驗進(jìn)行系統(tǒng)地復(fù)習(xí)。現(xiàn)就如何進(jìn)行考前實驗復(fù)習(xí)談?wù)勛约捍譁\的看法。
一、夯實基礎(chǔ),做好實驗基本儀器的復(fù)習(xí)
根據(jù)《考試說明》,高考所涉及的基本儀器包括刻度尺、游標(biāo)卡尺、打點計時器、天平等13種,歷年來高考將基本儀器的考查放在非常重要的地位。因此在復(fù)習(xí)期間,必須對《考試說明》所要求的13件基本儀器的構(gòu)造原理、使用方法、讀數(shù)規(guī)則、注意事項等逐件過“關(guān)”,逐項弄通弄懂,精心選編例題習(xí)題,精講精練,舉一反三,促進(jìn)遷移。在復(fù)習(xí)期間,可借且于多媒體,利用其容量大、交互性強、再現(xiàn)性和重復(fù)性的特點對常見的基本測量儀器的讀數(shù)、使用方法及實物連線進(jìn)行專題訓(xùn)練,使學(xué)生徹底掌握儀器的結(jié)構(gòu)、原理、用法和讀數(shù)。
二、課堂講解與課后動手相結(jié)合,做好演示實驗的復(fù)習(xí)
從93年起,全國高考物理試題出現(xiàn)了一個新特點,加強了中學(xué)物理教材中演示實驗的考查。連續(xù)幾年對教材中演示實驗的考查,絕不是偶然,這表明中學(xué)物理教學(xué)必須按綱扣本,以本為本,以強化素質(zhì)教育。但考綱上所規(guī)定的演示實驗多達(dá)100個左右,在復(fù)習(xí)期間對每一個實驗重做一遍是不可能的,也是不科學(xué)的。本人認(rèn)為,在復(fù)習(xí)期間可以從兩方面著手,一方面將演示實驗的復(fù)習(xí)安排在第一輪復(fù)習(xí)中,相應(yīng)的實驗穿插在每個單元知識中進(jìn)行;另一方面,可以安排在高考前夕,即5月下旬到6月初,向?qū)W生開放實驗室,給學(xué)生再次動手操作的機會,同時附上相應(yīng)的實驗習(xí)題,讓學(xué)生根據(jù)自己的掌握情況、熟練程度針對性動手操作。通過這樣的復(fù)習(xí),學(xué)生一來可以熟悉比較重要的演示實驗,二來能使實驗操作與學(xué)生的思維有機地結(jié)合起來,使得實驗得到活化和深化。
三、顧及全面,突出重點,做好分組實驗的復(fù)習(xí)。
分組實驗是實驗考查的重點,高考涉及的分組實驗共有17個,力學(xué)實驗8個,電學(xué)實驗5個,光學(xué)實驗3個,外加一個熱學(xué)實驗。歷年來,實驗得分率較低,說明學(xué)生對實驗并沒有真正理解,走馬觀花,不求甚解。主要原因在于教材給定了器材,規(guī)定了操作方法,確定了實驗步驟,實驗結(jié)果只能得到一些學(xué)過的結(jié)論,學(xué)生的思維被課本束縛住,思維不夠開闊。在復(fù)習(xí)期間,我們不僅要掌握課本上的要求,還要能運用學(xué)過的物理知識設(shè)計出既能解決問題又較合理的實驗方案來。在復(fù)習(xí)分組實驗時,應(yīng)注意:1、實驗原理的復(fù)習(xí)是關(guān)鍵;2、結(jié)合實驗原理,指導(dǎo)學(xué)生對實驗器材進(jìn)行正確選擇和運用;3、指導(dǎo)學(xué)生對實驗步驟的理解;4、指導(dǎo)學(xué)生掌握對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行正確處理方法。
下面再著重談?wù)勗诰唧w復(fù)習(xí)中如何改進(jìn)實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
一、以立足獨立操作滲透基本方法培養(yǎng)思維能力
在物理教學(xué)中過程,要充分發(fā)揮教材中演示實驗和學(xué)生實驗的作用,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)的知識去明確實驗的目的、設(shè)計意圖、實驗原理,在明確的前提下積極鼓勵學(xué)生獨立操作實驗。讓學(xué)生在操作中學(xué)會正確使用儀器和掌握操作觀測、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)處理、歸納結(jié)論、寫出報告等實驗技能。同時啟發(fā)學(xué)生在獨立操作過程中理解、掌握、運用物理基本概念和規(guī)律,讓學(xué)生在實驗中培養(yǎng)思維能力。并通過實驗注重向?qū)W生滲透實驗設(shè)計思想和實驗基本方法,培養(yǎng)發(fā)展學(xué)生實驗思維能力。如通過游標(biāo)卡尺和布朗實驗等讓學(xué)生領(lǐng)會“放大法”(疊加法)思想;通過測定勻變直線運動的加速度、測定玻璃的折射率和云室等實驗讓學(xué)生領(lǐng)會“轉(zhuǎn)換法”(代替法、間接法)思想;通過牛頓第二定律和氣態(tài)定律的驗證讓學(xué)生領(lǐng)會“控制條件”法思想;通過自感現(xiàn)象、光譜分析等實驗讓學(xué)生領(lǐng)會“比較法”思想。通過實驗數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、有限數(shù)字的運算、誤差分析等讓學(xué)生領(lǐng)會掌握物理數(shù)據(jù)的處理基本方法,如列表法、解析法和作圖法等。
二、以同一實驗有限儀器多種方案培養(yǎng)思維的流暢性
在物理實驗教學(xué)過程中,除了指導(dǎo)學(xué)生明確實驗?zāi)康摹嶒炘怼⒐膭顚W(xué)生獨立操作領(lǐng)會實驗思想和方法外。還應(yīng)選用一些典型的實驗,在同一實驗和有限儀器的條件下,通過多種方案的設(shè)計、討論和辨析等思維活動,培養(yǎng)學(xué)生思維的流暢性。如在測金屬導(dǎo)線的電阻率實驗教學(xué)中,可設(shè)置測電阻值的設(shè)計型實驗讓學(xué)生設(shè)計多種實驗方案。如給學(xué)生3V的直流電源、電阻箱、安培表或伏特表、開關(guān)各一個和導(dǎo)線若干,讓學(xué)生設(shè)計方案粗略地測出金屬導(dǎo)線電阻值,要求畫出方案電路圖,并說明原理。學(xué)生通過設(shè)計、討論、辨析和篩選,可得設(shè)出與教材不同的幾種正確方案:
方案一:如圖一所示,電阻箱與待測電阻串聯(lián),從安培表讀出電路中的電流強度,從電阻箱中讀出分壓電阻值,由歐姆定律求出電阻箱兩端的電壓V=IR。因為題意要求粗略,可以認(rèn)為電源電壓保持3V。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配與電阻成比的關(guān)系可求出等測電阻值。改變電阻箱的阻值,可得到另幾組數(shù)據(jù),最后求出它們的平均值。
方案二:如圖二所示電路,用伏特表直接測出電阻箱的兩端電壓,以下步驟同方案一。
方案三:如圖三所示電路,通過測出總電流和電阻箱支路的電流,間接算出待測電阻中的電流,根據(jù)并聯(lián)電路各支路電流與各支電阻成反比的關(guān)系,即可求出待測電阻值。
三、以設(shè)置新情景實驗遷移實驗方法培養(yǎng)思維的變通性
在物理實驗教學(xué)過程中,應(yīng)設(shè)置新情景實驗材料,讓學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康囊蠛同F(xiàn)有提供的儀器設(shè)備,發(fā)揮思維遷移功能,將已學(xué)的物理知識和實驗方法遷移到新情景問題中去,引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋自行設(shè)計多種方案進(jìn)行實驗,培養(yǎng)思維的變通性。例如:在LC振蕩電路中,如已知電容C,并測得電路的固有周期T,即可求得L。為了提高測量度,需多次改變C值并測得相應(yīng)的T值。現(xiàn)將這六組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上,即圖中用“×”表示的點。⑴T、L、C的關(guān)系為____。⑵根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)作出T2與C的關(guān)系圖線。⑶求得的L值是__________。
一般情況下,實驗數(shù)據(jù)處理的方法有兩種,一種是計算法,多次測量求平均值,另一種是圖象法。用圖線來表示物理規(guī)律或用圖線來研究物理規(guī)律是物理學(xué)中常用方法之一。考試說明書中明確地指出:“必要時能運用幾何圖形、函數(shù)圖象進(jìn)行表達(dá)分析”。歷年的高考試題常考查這方面的能力,因此考前要對學(xué)生進(jìn)行圖象專題訓(xùn)練,以培養(yǎng)這方面的能力。培養(yǎng)了這方面的能力,既使出現(xiàn)了一些新的物理情景,學(xué)生也會把學(xué)過的知識、方法遷移過來,順利完成任務(wù)。
四、以同一實驗自選儀器多種設(shè)計培養(yǎng)思維的獨特性
在物理實驗教學(xué)過程中,應(yīng)有計劃地組織學(xué)生進(jìn)行與眾不同的系列實驗設(shè)計,激發(fā)學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康倪\用已學(xué)理論和實驗方法確定原理、設(shè)計獨特的實驗方案、自選儀器按方案步驟進(jìn)行實驗,培養(yǎng)學(xué)生思維的獨特性和創(chuàng)新性。如重力加速度的測量方法,在指導(dǎo)學(xué)生獨立完成教材用單擺測定實驗后,應(yīng)恰時誘發(fā)學(xué)生獨立思考,想出其它與眾不同的測定重力加速度的實驗方案。因為在做本實驗前學(xué)生已做過“測定勻變速直線運動的加速度”和利用重物自由下落“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置和方法。于此,啟發(fā)學(xué)生設(shè)計利用重物自由下落過程中打出的紙帶上的點,用“逐差法”算得重力加速度的實驗方案,并根據(jù)設(shè)計方案確定步驟自選儀器進(jìn)行實驗。也可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)自由落移公式h=gt2/2設(shè)計實驗方法。將一個低偏金屬盤放在地板上,再將一條酸式滴定管安裝好,使得從閥門流出的水滴從1cm以上的高度處落到盤中,發(fā)出清晰的滴水聲響。細(xì)心地調(diào)整閥門,使得一個水滴碰到盤子的瞬間,下一個水滴正好從閥門處開始下滴,用秒表記錄水滴下落時間(計下半分鐘內(nèi)落下水滴數(shù)取平均值t),用米尺量出管口距盤子的距離h,代入公式h=gt2/2。即可求得g。還可設(shè)計其它獨特的實驗方案,在此不最一一舉例。
五、以實驗設(shè)計的全面細(xì)致思考培養(yǎng)思維的精致性
新時期的初中物理實驗教學(xué)中開發(fā)學(xué)生的聯(lián)想能力很有必要,這既能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生對于知識學(xué)習(xí)的融會貫通,也是對于學(xué)生思維能力的一種很好的培養(yǎng),對于推進(jìn)初中物理實驗課程的教學(xué)效率無疑可以發(fā)揮很好的作用。教師在平時的知識教學(xué)時要讓學(xué)生們意識到知識點間的相互關(guān)聯(lián),意識到在具體問題的解答時綜合的應(yīng)用學(xué)過的知識可以發(fā)揮的良好功效。同時,在進(jìn)行實驗教學(xué)時也要讓大家意識到合理的發(fā)揮自己的聯(lián)想與想象能力往往能夠拓寬自己的思路,能夠感受到從不同的角度與層面來理解與思考問題可以帶來的收獲。這些都是新時期的物理實驗教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生們具備的能力,這對于學(xué)生綜合初中物理素養(yǎng)的提升將會是很好的輔助。如講《阿基米德原理》一節(jié)時,在講到浮力的大小與哪些因素有關(guān),可先讓學(xué)生猜想:可能與深度有關(guān),也可能與物體的密度有關(guān),還可能與物體的形狀有關(guān)等……讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的思維進(jìn)行假設(shè),之后再通過實驗進(jìn)行對比、驗證,這樣的教學(xué)模式能夠更好的激發(fā)學(xué)生的實踐熱情,培養(yǎng)他們的直覺思維能力,提升實驗教學(xué)的效率。在進(jìn)行實驗教學(xué)時教師要鼓勵學(xué)生們大膽的發(fā)揮自己的聯(lián)想與想象,要勇于做出各種假設(shè),并且要引導(dǎo)大家對于自己的各種假設(shè)進(jìn)行有效驗證。這樣的教學(xué)過程能夠充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性,有了這種有效的獨立探究后學(xué)生們對于知識的理解與體會也會更加深刻。
二、鼓勵學(xué)生的自主探究
鼓勵學(xué)生在實驗教學(xué)中展開自主探究同樣是新時期的初中物理實驗教學(xué)中很值得采用的一種模式。教師可以引導(dǎo)大家針對相關(guān)的實驗主題自己進(jìn)行實驗過程的驗證,可以讓學(xué)生在小組合作中來共同完成特定的學(xué)習(xí)任務(wù)。這個過程給學(xué)生的獨立思考與自主探究提供了很大的空間,學(xué)生能夠非常積極的參與到自主實驗中來,能夠和其他同學(xué)展開很多有意思的探討與對話。教師還可以創(chuàng)設(shè)一些實驗競賽來引發(fā)學(xué)生的參與,讓學(xué)生們在自主實驗中來不斷加強自己的實驗探究能力。這些都是很好的實驗教學(xué)方式,對于學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)與深化很有幫助。如講《蒸發(fā)》一節(jié)研究影響蒸發(fā)快慢的因素時,教師就可以讓學(xué)生進(jìn)行自主探究實驗設(shè)計,有的學(xué)生就利用控制變量的方法設(shè)計三個小實驗:
(1)在手背上滴兩滴相等的水滴,把一滴涂開,看哪個干得快?
(2)在桌子上和手背上涂上大小面積相同的水漬,看哪個干得快?
目前多數(shù)學(xué)校的實驗教學(xué)仍是傳統(tǒng)的教學(xué)模式,實驗教學(xué)只是教師傳授理論知識的“附屬品”,只側(cè)重于教師的實驗演示。對學(xué)生的要求只限于了解實驗?zāi)康模瑫脤嶒瀮x器,記住實驗數(shù)據(jù)。學(xué)生思維只能在教師畫好的圈子里轉(zhuǎn),學(xué)生只能觀察到沿著教師設(shè)計好的實驗思路去完成的實驗現(xiàn)象。做實驗變成了講實驗,學(xué)生對實驗認(rèn)識只停留在表面上。長此以往,學(xué)生實驗學(xué)習(xí)的積極性必然會受到壓抑,實驗教學(xué)也將流于形式。因此,在物理教學(xué)過程中,更新實驗教學(xué)觀念,轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)模式是必然的選擇。新的教學(xué)模式應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,突出學(xué)生的主體地位。讓學(xué)生成為實驗教學(xué)的主體,自己設(shè)計,自己組織,自己操作,最終由學(xué)生得出實驗的結(jié)果,讓學(xué)生真正成為實驗的“操作者”和“設(shè)計者”。由學(xué)生自主地去觀察、發(fā)現(xiàn)、搜集信息,并用已有知識對所獲信息進(jìn)行歸整,可以給學(xué)生提供更多創(chuàng)造性思維的學(xué)習(xí)機會。設(shè)法讓學(xué)生多動手做實驗,讓學(xué)生在實驗過程中體驗成功的喜悅和從失敗中發(fā)現(xiàn)問題,獲得新知識,從而在親身體驗中感受學(xué)習(xí)物理的興趣。這樣也很好地調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
二、新課程理念下,體現(xiàn)物理實驗教學(xué)回歸現(xiàn)實生活
在實驗室和課堂上有目的地安排物理實驗,對中學(xué)生來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。實驗室和課堂上的物理實驗不可以替代學(xué)生在自然界和生活環(huán)境中進(jìn)行的實驗。要把他們的物理學(xué)習(xí)和他們身邊的自然環(huán)境、社會環(huán)境及個人的日常生活結(jié)合在一起,從其中學(xué),在其中用,使學(xué)校規(guī)定的物理實驗教學(xué)變成令學(xué)生感興趣的活的物理學(xué)習(xí),才能更有效地使學(xué)生學(xué)到物理學(xué)的方法,領(lǐng)悟到物理學(xué)與人類社會的相互關(guān)系。例如,在農(nóng)村很多家庭都在自家院子外安裝一個門燈,但是門燈的開關(guān)卻是問題,晚上經(jīng)常要摸黑開燈,很不方便。在電學(xué)部分通過對“樓道燈”原理的學(xué)習(xí),學(xué)生了解到這種電路的原理,對于院子的門燈同樣適用。因此,教師可以鼓勵學(xué)生在家長的幫助下對于家庭的門燈進(jìn)行改裝。對從出生就與自己相伴的自然界,學(xué)生已積累了相當(dāng)多的體驗、了解和認(rèn)識。這對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)方法和具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容都可以產(chǎn)生較大影響。諸如,看見閃電的同時是否能聽見了雷聲,空氣的流動與風(fēng)的形成,穿不同的鞋或滑板在土地、沙灘上行走的不同感覺。讓學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行類似幾乎不用什么工具就可在生活中完成的實驗,可對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生很好的輔助作用。但是,學(xué)生的生活經(jīng)驗有時可能讓學(xué)生形成一些錯誤的認(rèn)識。如自行車不蹬不動,門不推不開,會使學(xué)生誤以為力是物體運動的原因;拋出的石子總比紙片落下得快,讓學(xué)生誤以為重物就是比輕物下落快;燈一開就亮,讓學(xué)生誤以為導(dǎo)線中的電流也是以光速運動的。教師需要正確分析這些體驗和經(jīng)驗,讓學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的真面目。鼓勵學(xué)生從對自然界、社會環(huán)境的了解中,從自己親身體驗或經(jīng)驗中,提出需要研究的問題,最大限度地拓展物理實驗教學(xué)的時間和空間。
三、新課程理念下,物理實驗教學(xué)中教師角色的轉(zhuǎn)換
新課程提倡的是要讓學(xué)生主動參與、發(fā)現(xiàn)、探究知識,在探究中掌握知識,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。在新課程理念下,要求教師的角色不再只是知識的傳授者,而是學(xué)生發(fā)展的組織者、引導(dǎo)者和參與者;強調(diào)教師“教”的本質(zhì)是在于幫助和引導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”,引導(dǎo)學(xué)生主動參與物理實驗教學(xué),促進(jìn)學(xué)生主動富有個性的學(xué)習(xí);倡導(dǎo)在實驗教學(xué)過程中形成一個師生互動交流的學(xué)習(xí)過程,教師要把握好實驗教學(xué)理念和放的力度,在學(xué)生自主體驗的同時,加強引導(dǎo)隨時發(fā)現(xiàn)問題并給予指導(dǎo),使學(xué)生成為實驗的主人。進(jìn)行實驗的教學(xué)過程中,教師是學(xué)生的引路人,適當(dāng)提一些引導(dǎo)性問題,會起到有益的作用。如在用漏斗拾起乒乓球的實驗中(流體壓強實驗),抓住學(xué)生因出乎意料而“目瞪口呆”的時機,提出一個引導(dǎo)思路的問題,就更為需要,這樣可以促使學(xué)生的思維走到正確的方向并向縱深發(fā)展。讓學(xué)生自己在實驗中發(fā)現(xiàn)問題,產(chǎn)生質(zhì)疑甚至爭論,讓學(xué)生自己感受從問題的提出到解決的整個過程,就充分突出了學(xué)生在實驗活動中的主體地位,也體現(xiàn)了教師對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行必要的指導(dǎo)和點撥的作用。
四、新課程理念下,組織多種形式的實驗教學(xué)
物理實驗教學(xué)的組織形式是多樣的。要建立開放的實驗室,充分開發(fā)和利用實驗室的豐富課程資源,盡快改變實驗室的封閉式管理狀態(tài);要發(fā)揮教材中小實驗的作用。課本中“紙盒燒開水”“小風(fēng)輪”“電鈴”“樓梯開關(guān)”等小實驗、小制作,有很強的趣味性和知識性,要很好地利用;要有效利用多媒體,通過多媒體向?qū)W生展示多種多樣的新技術(shù),使學(xué)生對于這些新技術(shù)有所認(rèn)識和了解;要多開展科技創(chuàng)新、小發(fā)明、小制作等物理競賽和興趣小組活動。如小火箭、簡單計時器、兩用卷尺、自制潛望鏡、密度計等制作活動的開展,使學(xué)生置身于科學(xué)的海洋和有趣的物理情境中,擴大學(xué)生的知識面,提高學(xué)生的動手能力。
五、結(jié)語
創(chuàng)新是事物發(fā)展過程中量的積累,是量變過程。同時創(chuàng)新又是創(chuàng)造,是事物的突變,是一個全新事物和方法,是事物發(fā)展過程中的質(zhì)變。物理的實驗教學(xué)能夠很好的體現(xiàn)這一質(zhì)變過程。我們下面就在初中物理實驗教學(xué)中來探索創(chuàng)新教育的具體實施。
一、更新實驗教學(xué)的思路
創(chuàng)新不是憑空的胡編亂造,而是通過對客觀事物的觀察、分析、總結(jié),在客觀事實的基礎(chǔ)上來得到前人沒有得到的結(jié)果結(jié)論,或者是用前人的正確結(jié)論創(chuàng)建新的領(lǐng)域。如果把創(chuàng)新等同于建造空中樓閣,那是對創(chuàng)新的一個歪曲,是非常容易誤入唯心主義的泥潭的。
物理就是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,也就是物理的定義、定理、規(guī)律、定律都建立在大量的實驗和實踐活動中,那么我們所說的實驗也就不僅僅局限于現(xiàn)行初中物理教科書中所安排的十九個學(xué)生分組實驗,兩百一十一個演示實驗和若干課外小實驗。我們的實驗教學(xué)可以在課上,也可以在課下;可以使用實驗室所配備的器材,也可以自備自制教具,甚至可以使用我們?nèi)粘I钪械默F(xiàn)有物品,經(jīng)常用學(xué)生身邊的物品做實驗,如用鉛筆和小刀做壓強實驗,用雪碧瓶做液體壓強與深度關(guān)系的實驗,用汽水瓶做大氣壓實驗用眼藥瓶做物體的浮沉實驗,用水和玻璃做光的色散實驗等,這些器材學(xué)生更熟悉,更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊,物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力:大家一起來想一想,還可以用什么來說明我們要知道的內(nèi)容。或者,這種類似的方法我們可以用來解決其他什么問題,等等。調(diào)動學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新的意識和創(chuàng)新的精神。
總之,我們不是為做實驗而做實驗,我們做實驗是學(xué)習(xí)這種研究事物內(nèi)在聯(lián)系,研究問題的方法。
二、實驗教學(xué)方法的改革
1、觀察是創(chuàng)新的前提
觀察是實驗的第一步,也是創(chuàng)新的前提。沒有對客觀事物的認(rèn)識是談不到創(chuàng)新的。我們在實驗教學(xué)中首先應(yīng)該使學(xué)生知道:所謂觀察就是要有目的地辨明觀察對象的主要特征,注意發(fā)現(xiàn)引起變化的條件和原因,其次,要使學(xué)生了解觀察是要經(jīng)過一定的努力,克服一定的困難,才能發(fā)現(xiàn)問題,才能得到對事物的正確認(rèn)識和正確的結(jié)論。
需要指出的是:在教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生知道,觀察事物是科學(xué)方法中提取大量事實的第一步,也是我們要進(jìn)行任何創(chuàng)造和超越的第一步,我們所需要的不僅僅是大家觀察到的結(jié)果,更重要的是觀察這個活動的本身,觀察在生活中無處不在。比如觀察水的沸騰實驗中要求學(xué)生注意觀察在給水加熱的過程中,能看到什么?在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)同學(xué)討論觀察的方法和應(yīng)注意的問題。可以提示看到的不同的現(xiàn)象是由不同的原因引起的,但是具體到是哪些原因,應(yīng)該由學(xué)生通過多次的實驗得出一定的結(jié)論,而不是老師在黑板上把各種條件羅列出,再提供給學(xué)生實驗。那樣做實際限制了學(xué)生的思維,是不利于學(xué)生形成創(chuàng)新思維的。
2、實驗,在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新。
人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認(rèn)真地加以思索和總結(jié)得到的。如對于彩虹,自然界在特定雨天后才能看到,平時看不到。在序言中教學(xué)中用三棱鏡做光的色散實驗讓彩虹出現(xiàn)在教室里,使學(xué)生感到新奇,通過這段教學(xué)師生共同討論,形成共識,知道什么是實驗。實驗就是在人工控制條件下使物理現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)供人們觀察的工作。通過實驗,能夠?qū)ξ锢硎聦崼@得具體的明確的認(rèn)識,有助于理解物理概念和規(guī)律。那么在這里學(xué)習(xí)的就不是色散的知識,更重要的學(xué)習(xí)了這種探索事實根本的方法——實驗。
實驗中要有實事求是的科學(xué)態(tài)度。教育學(xué)生每做一個實驗應(yīng)該:了解實驗?zāi)康模_使用儀器,作必要的記錄,得出相應(yīng)的結(jié)論整理好實驗器材。根據(jù)實驗觀察到的現(xiàn)象和結(jié)果得出結(jié)論,做出正確的實驗報告。向?qū)W生適當(dāng)介紹一些物理學(xué)大師所做的物理實驗以及所取得的成績,而在以后的學(xué)習(xí)中能夠運用這些方法來探索知識。
3、重視方法的總結(jié),動手動腦
科學(xué)方法提出這樣幾個步驟:收集大量資料,證據(jù);總結(jié)分析;得出結(jié)論;提出意見和建議。實驗做完了,結(jié)果出來了,我們的實驗是不是就結(jié)束了?沒有。應(yīng)用才是我們的最終目的,這也完全符合唯物主義方法論中關(guān)于從實踐到理論再由理論到實踐的辨證原則。
當(dāng)學(xué)生做了基本實驗后,教師應(yīng)當(dāng)對學(xué)生實驗提出較高層次的要求--做驗證性的和設(shè)計性的實驗。比如在做完測平均速度的實驗后應(yīng)該總結(jié)實驗時所采用的物理方法:控制變量的方法,這種方法在物理的實驗中是最常用的,是應(yīng)該掌握的。這樣在學(xué)完密度知識后根據(jù)實驗室所能提供的器材可以要求學(xué)生解決如何測金屬塊的密度問題,學(xué)生可以根據(jù)控制變量的方法提出設(shè)計方案,也可以提出一些具體問題,自己設(shè)計實驗方法進(jìn)行實驗。這不僅對前面知識的應(yīng)用,也是一種對物理方法的使用。
運用現(xiàn)有的知識內(nèi)容推論后面的學(xué)習(xí)內(nèi)容是一種物理研究的思路,更是學(xué)生應(yīng)該掌握的物理方法之一。在這個研究的過程中也更容易有新的突破。在做固體融化的實驗過程中(直接加熱),開始的實驗結(jié)論和課本上總是不一致,學(xué)生甚至考慮了課本的大膽想法。在引導(dǎo)學(xué)生考慮小學(xué)學(xué)習(xí)的熱平衡的知識后,就有學(xué)生考慮是不是加熱不均勻的問題,通過討論,最終使用了水浴的方法來解決了問題,結(jié)論與課本基本一致。這就是運用來探討新知識新方法,在探討中學(xué)生也品嘗到了成功的喜悅。
三、實驗教學(xué)評價中的新意識
教師對教學(xué)目標(biāo)的完成情況進(jìn)行評估,為制訂下一個目標(biāo)做準(zhǔn)備,這是一個學(xué)科目標(biāo)的結(jié)束。如果說學(xué)生已經(jīng)掌握了知識的重點、難點,形成了相應(yīng)的技能技巧,那么教師應(yīng)該對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行總結(jié),學(xué)生掌握了什么,超越了什么?誰做得最好,由教師和學(xué)生總結(jié)這個的經(jīng)驗,從而形成再創(chuàng)新能力,這個環(huán)節(jié)是必不可少的。
筆者之一曾在美國考察訪問過八所中學(xué),給筆者留下深刻印象的是:美國中學(xué)物理教師普遍很重視實驗。他們一般都有自己的專用教室,各班學(xué)生輪流來上課。教室里四周靠墻的桌子上,常常擺了一圈演示實驗儀器。教室旁邊還有一間準(zhǔn)備室,準(zhǔn)備室里也放滿了教師的各種教具與實驗器材。這些演示教具和實驗器材大多是教師自己設(shè)計制作的。許多自制的實驗器材構(gòu)思巧妙,結(jié)構(gòu)簡單,效果良好。例如,ROYAL中學(xué)的貝克爾先生設(shè)計的將沉重的長方木從中點水平支起來,用塑料的高爾夫桿套經(jīng)毛皮摩擦后吸引長方木一端使之水平旋轉(zhuǎn)的靜電實驗;磁鐵在豎直的銅管中緩緩下落的渦流阻尼實驗,塑料瓶中裝有界限明顯的兩色液體的模仿龍卷風(fēng)的實驗;數(shù)字顯示不同物體的溫度的實驗等;VANNUYS中學(xué)的羅伯特先生用蘋果和南瓜在教學(xué)樓頂上做的自由落體實驗;自制木頭飛機在鐵絲上滑行投彈的平拋實驗及“射擊猴子”實驗;SANFERNANDO中學(xué)的克朗代爾博士的水流反沖實驗,用玩具槍在不同角度做的斜拋運動實驗等。這些實驗器材大部分是他們自己掏腰包購買材料,不惜時間精力制作起來的,表現(xiàn)了美國中學(xué)物理教師對實驗的重視和敬業(yè)精神。他們通常一天5節(jié)課,另一節(jié)用于備課和批改作業(yè)等,天天如此,還有的周課時達(dá)到30多節(jié)的。即便如此,他們也是想方設(shè)法設(shè)計各種教具及實驗器材以改進(jìn)教學(xué)。
值得一提的是“射擊猴子”問題,這在中國的中學(xué)物理課本上也有:樹上吊著一只猴子,有一管獵槍的槍口直接對準(zhǔn)猴子,獵槍開火的一瞬間,猴子從樹上掉下,問槍彈能否擊中猴子。我國的有關(guān)報刊曾專門對此問題進(jìn)行過討論,稿件幾乎全是從理論和計算方面來證明或是討論的。而在美國,筆者先后四次看到不同的美國教師用實驗回答這個問題。最精密的實驗是加州洛杉磯大學(xué)(UCLA)的霍夫曼博士設(shè)計的用激光瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)距離射擊,在猴子快要落地時命中的演示實驗。最簡單的實驗是上面提到的羅伯特先生設(shè)計的實驗:他用一根3米長的塑料管做為獵槍,用木頭削制子彈,猴子用電磁鐵吊在空中,電磁鐵開關(guān)用一導(dǎo)線連至塑料管口。他從管子另一頭瞄準(zhǔn)猴子,用嘴使勁一吹,子彈飛出管口,斷開電源,猴子落下,飛出的子彈恰好擊中下落的猴子。如此簡單的實驗,就能得到良好效果。這一“射猴”例子生動地說明了美國中學(xué)物理教師對實驗的重視程度。
美國教師認(rèn)識到,實驗教學(xué)比起直接講述來,確實要花費更多的時間和精力,而且在得到結(jié)論方面常常反不如直接講述來的簡潔而明確。但物理科學(xué)是一門實驗科學(xué),學(xué)生從物理實驗中所獲得的感性認(rèn)識,探索能力和動手技巧等,不是直接講述所能給予的,而且物理實驗在增加物理教學(xué)的趣味性方面,也有它不可替代的作用。所以,雖然在美國中學(xué)物理教材中一般并沒有列舉需要作什么樣的物理實驗,教學(xué)大綱上也沒有規(guī)定這部分內(nèi)容[1],但美國中學(xué)物理教師普遍很重視實驗,這已成為一種風(fēng)氣和共識。
二、關(guān)于物理實驗的規(guī)范性及多樣性
在我國比較正規(guī)的中學(xué)中,學(xué)生分組實驗的規(guī)范性及實驗條件的優(yōu)越,顯然是大部分美國中學(xué)所不及的。筆者曾看過他們的一份實驗講義,上面列舉了七,八個實驗,內(nèi)容涉及力學(xué),電磁學(xué),聲學(xué),熱學(xué)等多項內(nèi)容,在實驗的規(guī)范性及與教學(xué)內(nèi)容的緊密配合方面,顯然不如我們的學(xué)生分組實驗。曾到中國中學(xué)訪問過的美國教師對中國中學(xué)中實驗設(shè)備的齊全、實驗經(jīng)費的充足感到十分羨慕。他們說:“中國的中學(xué)是很富裕的。”所以美國學(xué)生動手做實驗的條件反而不及我國學(xué)生優(yōu)越。我們應(yīng)該重視我們在這一方面的長處,加強管理,提高儀器設(shè)備的利用率,充分挖掘?qū)嶒瀮x器在培養(yǎng)學(xué)生能力方面的潛力。
但從另一方面說,儀器的缺乏也激發(fā)了美國中學(xué)師生在實驗方面的創(chuàng)造性。如上所述,美國中學(xué)物理教師自制了大批的教具和實驗器材,此外他們還領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生搞各種各樣的課外實驗活動。例如,有一所學(xué)校的老師領(lǐng)著一個學(xué)生實驗小組利用儀器接收從人造衛(wèi)星上發(fā)來的信號,并以此驗證相對論的理論。筆者曾參加洛杉磯1992年中學(xué)生發(fā)明競賽的評判工作。他們中學(xué)生制作的各種各樣的參賽展品擺滿了一個體育館的偌大一周圈門廊,充分顯示了他們中學(xué)生課外實驗活動的豐富多彩。筆者在美國參加過多次學(xué)術(shù)會議,其中教師以及學(xué)生演示他們設(shè)計制作的各種實驗常常是會議的一項重要內(nèi)容。
前兩年,計算機在美國中學(xué)物理實驗教學(xué)中已開始使用,但還不是那么普遍。在筆者訪問過的八所美國中學(xué)中,有一所中學(xué)的物理教室中擺滿了一周遭黑白屏幕的計算機,學(xué)生們正在上有關(guān)的課程。他們的課本就叫做“計算機模擬物理實驗”[2],目錄如下:
實驗一統(tǒng)計規(guī)律
1.隨機事件的分布2.分布的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差
實驗二拋體運動
1.平拋2.斜拋3.獵人和猴子。
實驗三非勻加速運動
1.空氣阻尼2.諧振動3.非諧振動
實驗四行星運動
1.環(huán)繞一個恒星運動2.環(huán)繞兩個恒星運動
實驗五波動
1.正弦波2.波的迭加3.駐波。
實驗六電場
1.兩個點電荷2.三個點電荷3.未知電荷。
與教材相適應(yīng)有配套的軟盤。學(xué)生當(dāng)時正在津津有味地做著“獵人射擊猴子”的模擬實驗。由目錄可知,這一教材是綜合性的,并不直接配合某一部分物理教學(xué)內(nèi)容,但部分彌補了他們學(xué)生分組實驗內(nèi)容的不足,同時也能使學(xué)生獲得操作計算機的基本技能。此外,有些計算機模擬的物理實驗也是用實物實驗很難實現(xiàn)的,例如“行星運動”。所以,預(yù)計計算機模擬物理實驗以后會有大的發(fā)展。
三、對我國中學(xué)物理實驗教學(xué)中某些問題的反思