第一篇:淺談新課程理念下的物理實驗教學
淺談新課程理念下的物理實驗教學
在新課程理念下,我們要將實驗教學重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程的轉化,從而達到學生自主學習的目的,養成自主探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。因此改革傳統的物理實驗課教學模式,創建適應當今教育形勢需要的物理實驗課探究模式,已成當務之急。那么怎樣創建當今教育形式下的物理實驗課模式呢?我認為可以從下面幾個方面著手。首先,增強演示效果,激發學生自主學習物理興趣
我們知道,在物理教學中,演示實驗是使學生對教學內容獲得直觀感性認識的重要手段,是建立概念和規律,理解和掌握物理知識不可缺少的環節,一個成功的演示實驗,不僅有利于激發學生學習物理的興趣,也有利于加深對書本知識的理解。因此,演示實驗具有其它教學手段不能替代的作用,為增強演示效果,增大實驗的可見度,我在實際教學中進行了一些嘗試,且取得了較好的效果。例如檢驗大氣壓存在的實驗,每個學生自己都可以做這個實驗,實驗器材(一個輸液瓶,一根10至20cm的小玻璃管及帶色的水)來源也很簡單,如圖所示.實驗步驟是:在瓶里裝入適量的水,用膠塞封閉,將玻璃管從膠塞中間插入瓶中,再從玻璃管上方吹入少量氣,使瓶外的管中能產生一定高度的水柱,再觀察它在樓頂和樓底的水柱的高度變化情況,從而推斷出氣體壓強隨高度變化情況學生便一目了然。
用乒乓球做物體的浮沉實驗,用水和水杯做放大鏡實驗等等,總之,能夠讓學生做的,一定要讓他們做起來,協助他(她)們做成功,使他們獲得成功的喜悅,產生強烈的成就感。
其次是鼓勵學生自主探究,培養他們創新能力
教科書上的探究實驗是對一些重要定律和原理讓學生進行探究并得出結論。但在實際教學中,絕大部分老師都是替學生設計好實驗步驟甚至做成演示實驗,學生成了旁觀者,沒有直接參與,不利于其創新能力的培養,也就更不能說學生能夠很好的熟悉實驗器材。因此要鼓勵學生自己動腦、動手操作,在探究過程中充分發揮學生在探究過程中的主體和中心地位,讓學生親身經歷實驗過程,對未知結論的探索、激發學生的思維狀態,認識到這些物理實驗反映的物理本質,從而認識并形成正確的物理規律,培養學生的創新意識。例如,在探究“浮力的大小等于什么”的實驗中,我們首先應該讓學生思考:放入水中的乒乓球,從它剛露出水面到最后漂浮在水面上不動的過程中,它受到的重力怎樣變化?浮力怎樣變化?浸沒在水中的體積怎樣變化?從而讓學生對“浮力的大小與什么有關”根據現象作出猜想和假設,并進一步設計實驗進行探究、分析論證并嘗試改進實驗方案。在實驗探究活動中讓學生通過觀察、操作、體驗等方式,經歷科學探究過程,不僅得出了影響浮力大小的因素,更重要的是讓學生們逐步樹立科學方法的學習和科學世界觀。
第三,協助學生進行日常生活小實驗,及小制作教學手段
在日常教學實踐中,重視初中教材中小實驗的教學,既有利于鞏固知識,提高能力,更能引起學生的興趣,這對全面提高物理實驗操作能力具有重要的意義。通過小實驗和小制作的完成,可激發學生學習物理知識的興趣,調動他們學習的積極性。
物理學科的特點決定了學生學習物理的難度,導致一些學生對學習物理產生畏學、厭學情緒,若能在改進課堂教學的前提下,把握住對小實驗教學的機會,通過學習體會親自制作和實踐的樂趣,就可激發興趣,認識到物理知識在實踐中的應用,從而激起他們學好物理的信心。通過小實驗的教學,進一步培養和加強學生的實驗技能。根據學校的實際情況,我們組織學生利用課外活動時間開展小制作活動,如自制電動機、測力計、潛望鏡、簡易望遠鏡、三棱鏡、電鈴、樓道電燈開關電路等。既能鍛煉學生的動手制作能力,又能為學生將來工作后自制簡易用具打下良好的基礎。物理學是實驗科學,提倡學生自編實驗和自制實驗器材,可培養動腦思考的習慣和動手創新的能力,又如“紙盒燒開水”、“小風輪”等小實驗的實施和操作過程,就是對知識的再學習過程,并由此達到升華知識,提高能力的目的。通過對小實驗的教學,達到對物理知識的鞏固、復習和提高的作用。因此,小制作、小實驗的實施過程就是對知識的再學習過程,并由此達到升華知識,提高能力的目的。同時,通過對小實驗的教學還可教育學生樹立獻身科學的精神,實施理想教育和愛國主義教育。第四,拓展實驗教學的思路,擴大實驗探究的范圍
物理就是以實驗為基礎的學科,也就是物理的定義、定理、規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課本上的演示實驗、探究實驗及“想想做做”小實驗,而是將實驗探究貫穿于物理學習的全過程。我們的實驗教學可以在課上,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,甚至可以使用我們日常生活中的現有物品,經常用學生身邊的物品做實驗,如用鉛筆和小刀做壓強實驗,用可樂瓶做液體壓強與深度關系的實驗,用汽水瓶做大氣壓實驗用乒乓球做物體的浮沉實驗,用水和玻璃做光的色散實驗等,這些器材學生更熟悉,更有利于使學生明白物理就在身邊,物理與生活聯系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現的器材啟發學生的創新能力:大家一起來想一想,還可以用什么來說明我們要知道的物理知識。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。學生在實驗探究活動中,通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程,學習物理知識與技能,體驗科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神。
實驗是物理課程改革的重要環節,是落實物理課程目標,全面提高學生科學素養的重要途徑,也是物理課程改革的重要條件和重要課程資源。任何時候都應該十分重視實驗的創新。實踐證明,培養學生的創造性思維關鍵在于教師。要讓學生具有創造精神,教師首先要實施以創造性教育。依靠具有創新的教師通過創造性的教育一定能培養出創造性的學生,而教師對實驗創新又是落實這一目標的一個關鍵。
第二篇:基于新課程理念下的高中物理實驗教學
基于新課程理念下的高中物理實驗教學
物理學是以實驗為基礎的自然科學。物理實驗是培養學生能力的一個重要方面,能使學生在知識、智能、技能等方面的綜合素質得到很好的發展,尤其是在現在的新課程改革下,物理實驗對科學研究起著極其重要的作用。新課程實施中,教師應授以物理實驗的基本方法,更多地讓學生去思考:“我要做什么?我會怎么做?我為什么這么做?我還能怎么做?”。另外,從近年全國高考物理實驗題來看,試題注重考查能力和方法,體現新課標要求,試題源于教材又高于教材,具有基礎性、典型性、開放性、拓展性、探究性和設計性等特點。因此,在新課程理念下,教學中如何提高學生的科學素養,在素質教育考試中提高實驗的得分,成為我們所面臨的棘手問題。
一、新課程理念下物理實驗的轉變
新課程方案將“態度與價值觀、過程能力與方法、知識與技能”三方面整合起來,作為各學科課程目標的共同框架,體現了新課程的價值追求,即由以知識為本位轉向以發展為本位。充分挖掘物理實驗的教育功能,研究制訂高中階段各個物理實驗具體的學習目標,使之成為實現知識、能力、態度有機整合的載體,并進一步形成高中物理實驗學習的總體目標,為物理實驗學習明確了方向。
1、“物理實驗”提法的轉變
高中物理新課程標準將“物理實驗”的提法變為“物理實驗與科學探究”,使物理實驗有了更廣泛的含義。它包含“提出問題,設計實驗,收集、處理、分析數據,形成實驗結論和進行表達交流等一系列過程。
2、物理實驗教學的轉變
物理實驗,既要發揮教師的主導作用,又要突出學生的主體地位,充分調動學生的積極性和主動性,使學生積極主動的參與實驗。課本讓學生看,實驗讓學生做,思路讓學生想,疑難讓學生議,錯誤讓學生析,并且多給學生提供獨立設計實驗的訓練機會,最大限度地發揮學生的探索潛能,培養學生的實踐能力和創造能力。在實驗教學中,授以學生實驗的基本方法,在學生已經掌握基本儀器的使用方法與物理規律、物理原理的基礎上讓學生自行設計實驗方案,自行完成實驗探究過程。
3、新課標所要求的實驗數目增多
以往的《教學大綱》所要求的實驗中,必做的有19個,選做的有3個,共22個?,F在《課程標準》所要求的必做實驗有39個,范例有33個,活動建議17個,必做和選做總共有89個,很明顯,新課標對實驗數目的要求比以前大綱的要求更多。在必做實驗的39項中,比較容易讓學生動手做的大約有21項,在選做實驗的50項中,比較容易讓學生動手做的大約有13項,再加上像游標卡尺、螺旋測微器、多用電表這樣常規測量儀器的使用等等,比較容易實現的學生分組實驗大約有40項。這充分說明了高中物理新課程比以往更加注重物理實驗的教學。
4、新課程對實驗要求的呈現方式不同
課程標準與教學大綱相比,對實驗要求的呈現方式上有所不同。對于必做、選做的演示和分組實驗,在《教學大綱》中有明確的規定,而《課程標準》則是以不同的行為動詞對實驗給出了明確的要求。比如:用“測量、測定、操作、會、能、制作、設計”等行為動詞表示對獨立操作的不同層次要求。用“觀察、實驗、探究”等行為動詞表示對實驗經歷的不同層次要求。
二、影響當前高中物理實驗教學的主要問題
1、過分迷戀現代技術
隨著科技的飛速發展,多媒體進入課堂,使得部分教師過分迷戀多媒體的模擬實驗,使一些原本可以給學生演示或讓學生動手做的實驗卻用多媒體來展示,讓學生看看了事,不重視學生的實際操作。
2、程式化實驗
學生根據教師講解或教材中的實驗目的、器材、步驟、注意事項,按照規定的步驟進行操作,進行簡單的機械操作去獲取所要求得到的實驗數據或實驗結果。
3、試題實驗
教師編制的大量實驗試題,讓學生用筆“做實驗”,大量的物理規律和公式代替了新奇有趣的物理實驗,挫傷了學生動手實踐的積極性,使實驗教學仍陷入“應試教育”的泥潭。
4、變學生實驗為演示實驗
高中階段的物理教學任務較重,部分教師為節約時間,不注重學生的主體性,把學生實驗由老師一人包辦,形成“教師演,學生看”的單一模式。
近年來,高考物理實驗發生了較大的改變,但仍然是白紙黑字的理論考,造成很多教師依然在有意無意地強化現成的規律與概念,強化解題技巧,甚至認為學生做不做實驗不要緊,只要會動筆考實驗就行。由此而引發了“做實驗不如講實驗”,“講實驗不如背實驗”的荒謬做法,實驗的作用并沒有在教學實踐中得到加強。
三、提高物理實驗教學的可行性措施
1、吃透教材,注重方法
1.1、緊抓教材的基本實驗,探索實驗原理
物理實驗的“靈魂”是實驗原理,要讓學生知道這個實驗為什么這樣做,它的理論根據是什么,不這樣做還能怎樣做,那一種做法更好,更可行。這是培養學生實驗設計能力的一個關鍵。1.2、認識基本實驗儀器的用途,正確選擇和使用實驗儀器
實驗儀器是實驗的工具,實驗儀器的使用是實驗的基礎。高中物理中常見的實驗儀器主要有以下十三種:刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點計時器、彈簧稱、溫度計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等。對這些常見實驗工具不僅要知道其用途,能正確熟練地使用,甚至要知道實驗儀器的原理。
1.3、注重實驗思想方法的滲透
在物理實驗中常用的物理思想方法有等效法、累積法、控制變量法、留跡法、圖像法等,在教學中應讓學生逐步掌握這些常用的實驗方法,這對學生準確把握和深刻領會實驗是很有好處的。比如:在探究“碰撞中的動量守恒實驗”中,現有條件是無法直接測量碰撞前、后兩小球的瞬時速度。但是,可以利用平拋運動的規律,把難以測量的瞬時速度轉換為容易測量的水平方向的位移。在驗證動量守恒定律的實驗中就用了等效法(用位移代替速度)、累積法(重復打了許多點)、留跡法(用復寫紙留下小球落地后的點)等物理思維方法。
在實驗中通過找各實驗中的思維方法,并使這些思維方法深入學生的腦海中,做到舉一反三,這樣做可以大大提高學生的實驗設計能力和和解決陌生物理實驗題的能力。
2、充分發揮教材實驗的作用
高考物理實驗,不是簡單的照抄教材上的實驗,它源于教材而又高于教材。這就要求我們不能生搬硬套課本,要在弄懂課本的基礎上大膽創新。
例如在人教版必修2《運動的合成》教學中,可把用來說明合運 動與分運動關系的教師演示實驗,改成探究型實驗,提出問題,讓學 生用此器材設計實驗探究結論,可深入挖掘它的功能。探究問題如下:
①、兩個勻速直線運動的合運動是什么運動?
(實驗:在紅蠟塊勻速上升的同時讓玻璃管水平勻速運動,用描點法判斷)
②、一個勻速直線運動與另一個勻加速直線運動的合運動是什么運動?
(實驗:在紅蠟塊勻速上升的同時讓玻璃管水平勻加速運動)③、同向或反向的兩個分運動是什么運動?
(實驗:在紅蠟塊勻速上升的同時讓玻璃管勻速向上或加速向上時,紅蠟塊一定直線運動)教師對學生的結論和實驗給予肯定之后,幫助學生規律整理結論。
3、演示實驗中增加學生的參與
演示實驗具有形象真實、生動有趣的特點,也是學生學習實驗操作的重要途徑。在課堂上為學生展現出豐富多采的物理現象和活生生的物理情景,能為學生形成物理概念、得出物理規律創造有利條件,利于學生接受。演示的形式不要僅僅是“教師演,學生看”,還應變為“教師導,學生演”,體現學生的學習主體性。比如,在進行《力的分解》的教學中,為了演示重力的兩個分力,可準備一把塑料長尺,將長尺成傾斜放置,再將黑板擦或粉筆盒放在尺子上面,物體沿尺子下滑的同時,物體壓緊斜面的力使的尺子彎曲,這樣演示的效果非常明顯。象這種比較簡單的實驗,可以讓學生利用身邊的物品來模擬物理過程,創設物理情景。
4、改“測量”、“驗證”實驗為設計型實驗
在近年的高考物理實驗中,設計型實驗占有很大的比例,突出考查學生的分析能力、設計能力、遷移應用能力。設計性實驗試題的背景多為新情景問題,其原理或方法源于教材。實驗設計的關鍵在于實驗原理的設計,它是進行實驗的依據和起點,它決定了應選用(或還需)哪些實驗器材,應測量哪些物理量,如何編排實驗步驟.而實驗原理的設計又往往依賴于所提供的實驗器材(條件)和實驗要求,它們相輔相成,互為條件。因此,在教學中,把“測量”“驗證”型的實驗變為設計型的實驗,對提高學生的設計能力大有幫助。比如可將“伏安法測電阻”實驗改為如下的設計性實驗:
下面是五種不同測量電阻實驗的分套器材,請根據各套器材設計不同的實驗,且比較哪種方法測得電阻值較準確,分析其原因。
共用器材:待測電阻R(10Ω0.5A),電源,電鍵,滑動變阻器,導線若干
(1)伏特表,安培表各一個,共用器材;
(2)伏特表兩個,電阻箱一個,共用器材;
(3)安培表兩個,電阻箱一個,共用器材;
(4)伏特表一個,電阻箱一個,共用器材;
(5)安培表一個,電阻箱一個,共用器材;
上述改進后的實驗也有利于培養學生創造性思維,并有效地鞏固和應用了測量定值電阻的方法(①伏安法;②歐姆表;③替代法;④串聯分壓、并聯分流法;⑤半偏法等)。
5、實驗工具取源于生活,實驗過程體現生活中的科學
物理實驗教學要符合學生的認知特點,貼近學生的生活。教師要根據教學內容,有意識地精選學生生活中的事物進行實驗教學。例如,在《長度的測量》的實驗中,給學生準備的實驗器材是筆筒,讓學生用游標卡尺來測量筆筒的內、外徑和深度,把學生的日常用具變成了實驗器材。這些實驗使學生感到物理學就在身邊,利用身邊的物理現象進行教學,可以活躍課堂氣氛,激發學生的學習興趣。課堂上要選取生活中常見的實例和器材,把物理教學與學生的生活體驗相聯系,把物理問題與生活情境相結合起來,將難以理解的物理現象以及概念原理結合日常的生活體驗進行講解,使他們充分認識到物理既來源于生活同時又是解決生活問題的基本工具,培養學生"見物思理"的學習意識。例如在進行“自由落體運動”的教學時,可從生活實例出發用實驗來探索“自由落體運動”的概念。
實驗1:讓粉筆頭和一張展開的紙從同一高度,同時下落。
(現象:粉筆頭先落地,得出“重物比輕物落得快”的結論。教師強調指出這個結論與某些生活經驗相符,進一步控制質量相等進行探究。)
實驗2:讓相同質量的展開的紙和紙團從同一高度同時下落。
(現象:紙團先落地。否定實驗1的結論,下落快慢與質量無關,張開的紙受到的阻力比紙團的大,下落快慢與阻力有關,繼續進行探究)
實驗3:讓質量不同的粉筆頭和小鋼球從同一高度同時下落。
(現象:幾乎同時落地??隙▽嶒?的結論)
實驗4:抽去“錢羽管”中的空氣,觀察無空氣阻力時物重不同的物體下落情況。
(現象:“錢幣”和“羽毛”同時下落。結論:物體下落的快慢不是由物重決定的。)這個實驗現象和生活經驗相違,此時學生的情緒反映強烈,思維活動被引到了高峰,教師引導學生對上述實驗進行分析、比較和抽象,從而得出自由落體運動的概念。
6、合理運用多媒體,優化演示實驗
教學中利用儀器、教具進行演示是一種最基本的手段,但宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程就很難做到或達不到效果。應用多媒體展示課堂實驗無法演示的微觀的、極快的、極慢的物理過程,可突破時間和空間的束縛,進行逼真的模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現于學生眼前,使學生認識加強,理解透徹。
7、注重實驗教學的啟發性和趣味性
實驗教學是以科學、簡潔、美妙的實驗為主要手段的教學,實驗有展示自然神奇色彩的魅力,這就為我們實驗教學趣味性提供可行性依據。啟發性與趣味性是緊密相連的,二者有機結合,就能吸引學生,這要求我們設計實驗要內容典型、立意明確、儀器簡便、操作簡單、現象鮮明。例如:在“機械能守恒定律”教學時,設計“鐵球碰鼻”的實驗,將大鐵球用繩子懸掛在教室天花板上,將鐵球拉離平衡位置,讓鐵球剛好碰到鼻子,然后釋放鐵球,鐵球擺過去,又擺回向學生“打”來時,會不會打到呢?結果是全班同學都虛驚一場,學生順利“脫險”。這一實驗把機械能守恒定律生動形象地展現在學生面前,使學生留下深刻的印象,同時也啟發著學生去思考和探索客觀世界。
8、實驗教學要注重學生的自主實踐
物理實驗教學過程中要給學生足夠的自主空間和時間,滿足他們的實踐需求。例如,在演示慣性現象的實驗中,讓學生演示從粉筆下抽出紙條,開始學生抽出紙條的速度比較慢,粉筆倒了。于是有的學生會提出拉紙條必須快速、水平的方案,于是實驗成功了。學生只有主動地親身參與實驗教學,才能真正掌握實驗技能和方法,才能學會主動交流與合作,才能激發他們的好奇心與求知欲。
第三篇:新課程理念下的初中生物實驗教學初探
新課程理念下的初中生物實驗教學初探
初中生物實驗一個顯著特點就是直觀性,它將學生不易理解的抽象知識形象化、具體化,使學生首先獲得感性認識進而獲得所學知識。目前,生物新課改大力倡導初中生物教師在課堂上實施探究教學。但是對于大多數初中生物教師來說,課堂上實施探究教學是新生事物,不知如何實施,所以研究初中生物實驗探究教學實施策略意義重大。
一、前言
縱觀當前初中實驗,往往缺乏對學生思考的激發和引導,演示過程也只是單純的教師活動。在生物演示實驗過程中,大多數學生往往只是觀看老師的操作,并不去關注實驗技巧;只注意現象,并不思考實驗現象所反映的問題。這很容易使學生陷入不分析不思考的消極學習狀態之中。這樣即使獲得了一定的知識,也不易將知識與學生的已有經驗融合在一起,更不能將學校學習所獲得的知識運用于日常生活中。而探究性教學正是針對傳統教學的弊病,要求教師創設一種民主、平等、和諧、自由的教學環境,最大限度的提高學生學習自由度,讓每個學生的創造性都得到充分得發展。例如,在講授如何驗證綠葉在光下制造淀粉的實驗時,讓學生進行如下操作:將生長旺盛的盆栽天竺葵放到黑暗處一晝夜;選取一片葉,用黑紙片把該葉片的一部分從上下兩面遮起來,然后移到光下照射。幾小時后,摘下該葉片,去掉遮光的黑紙片;將該葉片放入盛有酒精的小燒杯中,隔水加熱,使葉片含有的葉綠素溶解于酒精中,直到葉片變成黃白色;取出黃白色葉片并用清水漂洗,然后平鋪在培養皿里,滴加碘液;用清水沖洗掉碘液,觀察葉片顏色的變化。然后組織學生討論:脫去綠色的葉片遇碘后有什么變化,說明了什么問題;為什么要用黑紙片把葉片的一部分遮蓋起來;為什么要把天竺葵提前放到黑暗處一晝夜;為什么要脫去綠葉中的葉綠素??通過這樣的實驗探究活動,學生的參與性大大提高,創造性得到了充分發展。
二、探究新課程理念下的初中生物實驗教學探究
1.激發學生的興趣是探究教學的基礎
興趣是學生學習的動力和源泉,如果學生對所學的知識感興趣,他就會樂于觀察、探索和思考,而這正是開展探究性教學的前提,也可以說是起點。作為初中生物教師要把激發學生的探究興趣作為實驗教師的首要任務來抓。例如在“探究鼠婦的生活環境”實驗時,針對學生對鼠婦一無所知,更不知道從何處探究起。有的教師首先自己先捕捉一些鼠婦提前向學生展示,簡單介紹它的食性及它對人沒有傷害、是從哪兒抓來的等。學生對它產生了極大的好奇心,激發了學生捕捉鼠婦及完成后面的探究活動的興趣。這種方法也叫情境激趣法。其次是矛盾、懸念激趣法。如在做“植物光合作用的產物是淀粉”的實驗前,教師設置懸念:“同學們都知道用膠卷拍照,那你們知不知道綠葉也能拍照?”教師在教學中故意制造矛盾現象、設置懸念,利用學生急于知道結局、尋找答案的心理來激發學生探究的興趣。再次是生活激趣法。如果學的知識密切聯系學生的生活實際、對學生的生活有現實的指導作用,學生對它的探索和學習的積極性也會大大地提高。
2.教師指導是探究性教學的橋梁
探究性實驗教學并不是教師放手不管,任由學生自行實驗、自行討論、自己完成探究活動。教師在任務在于點撥和指導,特別是對于初一剛剛接觸生物課的學生,在學習方式上的轉變更是需要逐步完成、需要引導的。在探究性活動的初期,作為教師要給學生示范基本程序。學生通過模仿教師給出的樣式來熟悉探究活動的一般程序。例如還是上述的“探究鼠婦的生活環境”實驗,教師先給出科學家對“腐肉生蛆”現象的探究過程,學生可以模仿其探究步驟設計“探究鼠婦的生活環境”的探究活動。緊接著針對學生缺乏探究活動所需要的必要的背景知識,教師提供背景資料。例如,探究“蚯蚓的剛毛在運動中的作用”實驗,由于學生沒有學習動物學,對蚯蚓的剛毛幾乎不了解,這給學生提出探究的問題、設計探究性實驗造成了很大的困難.教師應適時地給學生一個跳板:介紹蚯蚓的形態特點如體表濕潤,體壁上生有剛毛,尤其要指出的是剛毛主要生長在蚯蚓身體的腹面,為什么呢?有的學生馬上就會想到可能與蚯蚓的運動有關。那么它在蚯蚓的運動中會有什么作用呢?學生會很自然地圍繞這個問題展開討論并設計實驗驗證自己的假設。最后,是指導科學方法,重要在于如何引導學生在探究活動掌握科學方法、形成科學態度。如何分析解讀實驗現象和實驗數據、如何根據自己的實驗現象和數據得出合理的結論都是難點,這同樣也需要教師搭橋鋪路,即方法的指導,3.小組合作學習是探究性教學的最好形式
初中生物探究性實驗實驗內容多、實驗器材、材料多、過程復雜,個別學生獨立完成活動任務重、難度大。這時如果采用小組合作的形式不僅可以大大節約時間,而且可以提高活動效率。教師在具體操作過程中應注意幾個問題:首先,初中班級人數較多,小組成員以4人為宜。因為探究活動中小組成員要分工協作,超過4人會造成有的學生任務太少,有的甚至無所事事,養成學習的惰性,無法實現探究性教學的價值。其次,組內合理分工。每個同學都在活動中承擔一定任務,如在探究“影響鼠婦分布的環境因素”的活動中,有的大膽的學生負責攜帶、有的負責制作實驗裝置、有的記錄、有的清洗器材,做到學生之間的資源共享,提高了學習效率。例如,在進行“植物細胞吸水、失水實驗”探究時,教師安排學生在實驗室利用課余的簡短時間完成分組實驗,并提出以下的要求:各小組所用容器的大小、水量的多少、蘿卜的大小要統一;對其所用鹽的分量則有不同的規定。建議并鼓勵學生同時做5個(包括不放鹽的清水條件下的實驗),以便形成對照;測量和觀察液位的變化與蘿卜的變化。然后,在課堂上要求各小組將實驗結果呈現出來做比較。他們不難發現——第1小組容器中原有的水溶液變少了,蘿卜變硬了;第2~4小組容器中原有的水溶液變多了,蘿卜變軟縮了。通過觀察和交流,還發現,當鹽量增加到一定量之后,隨著鹽量的增加而蘿卜軟縮現象逐漸變得明顯。而鹽量較少時則蘿卜反而類似在清水中的變化,變得硬挺。對不同組實驗出現的差異,學生感到十分驚喜和迷惑,這就大大激發了他們的探究欲望。
三、結語
總之,我們所實施的初中生物實驗探究教學,是始終貫穿著素質教育基本要求的實踐活動,是通過實驗探究教學之途徑,以激發學生的創造欲望,開發創造潛能,發展思維、提高素質、培養創造力等諸方面的綜合性發展為目標的探究過程;是符合現代教育思想的實驗教學模式。試驗證明,在初中生物實驗進行探究教學,有利于提高學生的創造力。
第四篇:淺談新課程理念下的高中化學實驗教學
淺談新課程理念下的高中化學實驗教學
實驗對全面提高學生的科學素養有著極為重要的作用?;瘜W實驗是學生獲取知識、進行知識創新的重要手段,是培養學生學習化學的興趣和科學態度、訓練學生的科學方法、啟迪學生的科學思維的重要途徑。實驗是新課程的中心,新課程的實施是圍繞著實驗來進行的。在新課程理念下,化學實驗教學也發生著相應的變化。
一.由教師的演示向引導學生動手實驗的探究式教學轉變
過去演示實驗教學的模式通常為:教師按著教材向學生傳授有關新知識——演示實驗——學生觀察實驗——用實驗結果驗證新知識——師生作概括總結。這種教學模式過于重視知識的傳授,忽視對學生能力的培養;在教與學的關系上,過分強調教師的主導地位,而忽視學生學習的主體性。新課程實驗教學要求激勵學生自己動手實驗,老師的任務是引導、協助和點撥。要鼓勵同學之間、同學老師之間的實驗協作。因此教師要從根本上轉變觀念,在實驗教學中盡量發揮實驗的探究本性,增加學生動手機會,盡可能地將知識點設計成學生動手的探究性實驗,引導學生做好每一個探究實驗。教材中的許多地方都可以如此處理。如教材中過氧化鈉與水的反應可設計成探究性實驗步驟如下:(1)在試管中加入少量過氧化鈉,向試管中滴入水,并立即將帶火星的木條伸入試管中,觀察現象并分析結論;(2)用膠頭滴管吸取少量上述反應生成的溶液,滴入裝有4 毫升水和兩滴酚酞試液的試管中,觀察現象并分析結論。又如,教材中苯酚與溴水的反應,乙醛的銀鏡反應,乙醛與新制氫氧化銅的反應等許多實驗均可設計成探究式實驗進行教學。這樣,在實驗結束后,學生就觀察到的現象、分析的思路以及得到的結論進行相互交流、展開討論,對出現錯誤和偏差的實驗要進行分析總結找出失敗的原因,從而培養了學生嚴肅認真的科學態度,實事求是的科學精神,同時提高了學生分析問題、解決問題和表達交際的能力。讓學生體驗、理解科學探究的方法和過程,豐富學生探究活動的親身經歷,提高學生的科學素養。
二.教師應細致地鉆研新課程標準和教材,合理改進實驗和補充實驗
教師在平時備課的過程中要努力挖掘蘊含于教材中的可供探究的素材,在教學過程中不拘泥于教材中已有實驗,對現象不明顯、效果不好的實驗進行必要的改進,這需要教師在課余時間多進行實驗研究,反復實驗,尋求現象最明顯的實驗途徑。教師還可以將教材中可供探究的知識點設計成探究性問題通過實驗進行教學,使實驗貫穿于教學的各個環節。如新課的引入,重點、難點的突破,知識的深入,復習、習題、課外活動等等。如在氮氣一節氮的氧化物的性質教學中,二氧化氮與水的反應教材只給出了反應方程式,沒有進行實驗探究,此處教師可增加探究性實驗操作如下:(1)展示收集滿二氧化氮的試管;(2)把盛有二氧化氮的試管倒立于水中,打開膠塞;(3)待液面不在上升時,用拇指堵住試管口取出試管,試管口向上,移開拇指;(4)向試管內的溶液中滴加紫色石蕊試液。觀察現象并回答以下問題:①水面為什么會上升,顏色消失說明了什么?②松開手指后,氣體由無色又恢復紅棕色說明了什么?③紫色石蕊試液變紅說明了什么? 通過挖掘蘊含于教材中的可供探究的素材,將本部分內容設計成探究性實驗,既加強了學生的感性認識,又培養了學生嚴肅認真科學態度,實事求是的科學精神,同時提高了學生分析問題、解決問題和表達交際的能力。教材中很多地方可作類似的處理。在教學過程中不僅可以根據需要增設實驗還可將教材中已有實驗進行合理改進,如人教版教材第一冊[實驗2-2]可作如下改進:將一小塊切去氧化膜的鈉放入一段從破試管上截取的5 厘米左右的玻璃管內,用鑷子夾住玻璃管一端在酒精燈上加熱,等鈉開始燃燒時撤開酒精燈,來回晃動玻璃管,使鈉能與足量空氣接觸,等玻璃管冷卻后觀察燃燒產物的顏色。通過這種改動,得到的過氧化鈉顏色純正,避免了鈉在石棉網上燃燒產生大量黑色物質對實驗現象的干擾。在對教材中內容進行實驗探究時,設計探究問題的難度要恰當,要符合學生的思維能力,要幫好學生打好進行科學探究必備的知識基礎。通過實驗,增加學生對知識的感性認識。
三.在實驗教學中要注意聯系生產、生活實際,拓寬學生的視野
高中學生會接觸到許多與化學有關的生活問題,教師在實驗教學中要注意聯系生活實際,幫助學生拓寬視野,開闊思路,綜合運用化學及其他學科的知識分析解決有關問題。家庭小實驗就是加強化學教學與日常生活、生產聯系的一種手段。實驗中要不拘泥于器材、場所的束縛。勤儉節約,開動腦筋,利用身邊的壇壇罐罐進行實驗。例如,采取何種方法可除去飲用水中的沉淀物;發酵粉加水或加熱產生二氧化碳的驗證;用方便材料制作分子模型;測定雨水的PH;用食醋和純堿稀溶液改變花的顏色;制作橘子電池;用熟蘋果催熟青香蕉、綠橘子;區分毛織物和化纖織物;用草酸洗墨漬;用小蘇打或面堿清洗鍋碗瓢盆上的污漬;用鐵刷子將鋁鍋擦亮后很快鋁鍋表面又變暗;用雞蛋清做蛋白質的鹽析與變性實驗等等。課余家庭小實驗的完成,不僅能驗證理論知識,通過學生親自動手實驗加強化學與日常生活、生產的聯系,而且在培養學生的觀察能力、分析能力、創新能力、動手操作能力等多方面都有十分重要的作用。為學生提供了大量動手的機會,彌補了課堂教學的不足。充分調動學生的求知欲和好奇心,激發了學生對化學的學習興趣,培養了學生嚴肅認真的科學態度。帶領學生走出學校,走向社會,親身感受化學知識的作用。另外,還可以如帶領學生到玻璃廠、燃氣公司、自來水廠、環保局等單位參觀學習。使學生感受到化學知識廣泛深刻地滲透進個人和社會生活的各個方面。利用與學生實際生活相聯系,或者與學生在生活中遇到的實際問題和現象,作為情景素材創設學習情景,能夠很好地激發學生主動學習和探究的興趣,使他們積極主動地參與探究活動,體驗科學探究的艱辛和喜悅,感受化學世界的奇妙與和諧。
四.追求綠色化學實驗,培養學生的環境保護意識和社會責任感
所謂綠色化學實驗是指設計對環境沒有或者只有很小的負面作用的實驗。綠色化學實驗是社會對化學科學發展的新要求。它對于保護人類賴以生存的環境,實現人類社會的可持續發展具有重要的意義。在化學實驗教學中,應重視環保教育,意在培養學生保護環境“從我做起”以促使學生知、情、意、行統一協調發展?;瘜W實驗,特別是像制備硫化氫、二氧化硫、氯氣等有毒氣體,做銅與硝酸、濃硫酸的反應實驗等,往往毒化教室、實驗室的空氣,直接影響師生健康。實驗時將有害氣體盡可能作化學處理,以消除或減少有害氣體的排放。同時我們可向學生提出一些問題讓他們思考,例如,在生產和實驗過程中產生的硫化氫、二氧化硫、二氧化氮等廢氣,為了使它們不擴散到大氣中去,你用什么方法將它們除去?在組織學生討論的基礎上最后歸納為:對于酸性物質,一般可用堿液吸收。同理堿性物質就用酸液來吸收。某些有毒物質可使它轉化為沉淀或可溶物(如硫化氫可通入硫酸銅溶液中,轉化為硫化銅沉淀)等等。這樣使學生掌握消除或減輕環境污染的簡單原理。在實際操作中我們則可將制備過程中多余的氣體或反應過程中產生的有毒氣體,通過導管(有些如氯化氫、氨氣再經一倒掛漏斗)進入相應的吸收液。在進行化學實驗時,不斷改進化學實驗(如用實驗方法鑒別濃硝酸和稀硝酸時,銅片改用銅絲,不需反應時,只要抽出銅絲,反應即停止),盡可能采用微型化學實驗(如在進行氯離子檢驗,碘升華實驗時),這樣不僅節約了藥品,同時減少廢液、廢渣和有害氣體的產生;實驗后的廢液,廢渣盡可能回收利用(如銀鏡反應的廢液的回收利用);若不能回收利用的,則應倒在規定的地方,以便清理。在設計實驗方案時,要盡量避免使用和生成毒性較大容易形成污染的物質,盡量選擇污染少的實驗方案和實驗裝置;在無法避免使用或者產生有害物質污染的情況下,實驗方案必須包括有效的保護和消害處理措施。在實驗過程中,注重環保問題,不僅可以大大減少污染,而且能使學生經常地受到直觀的環境保護教育。寓環境保護教育于化學教學之中是每一位化學教師義不容辭的責任。
五.發揮現代信息技術在實驗教學中的作用,分解實驗過程,放大實驗效果
現代信息技術在化學實驗教學中的應用只能作為化學實驗教學的輔助手段,決不能替代化學實驗。但是課堂實驗教學也存在著許多的問題,如部分實驗的現象不明顯,效果不顯著,還有一些實驗的可重復性差、耗時長,課堂上難以作到隨時調用;另外還有一些實驗的污染大,無法在教室中完成等。實驗課件的廣泛應用則可以有效地幫助教師克服教學中的諸多問題,提高實驗的效率。例如在“壓強對化學平衡的影響”的教學中,鑒于該內容的理解難度大,可增設“改變壓強對二氧化氮與四氧化二氮之間轉化的影響”實驗課件,運用制作的模擬動畫課件,有意識地突出氣體顏色的變化,增強實驗中現象層次差別,同時在課件中壓強對濃度、氣體分子數影響的兩個動畫的使用,加深了學生對壓強變化過程中氣體顏色變化與組分濃度變化的認識,從而為平衡移動原理的認識奠定了基礎?,F代信息技術使化學實驗教學過程和學生的學習過程具有更強的靈活性和直觀性,吸引學生的注意力,激發學生的學習興趣,學生得到了全方位的刺激和啟發,輕松、愉快地獲取知識,提高能力,起到傳統教學所不能達到的教學效果。利用多媒體技術可以做到高密度的知識傳授,大信息量的優化處理,大大提高課堂效率。
總之,在新的課程理念下化學實驗教學增強演示實驗的探索性,增設邊講邊做實驗,多采用探究法教學;積極開展研究性學習,培養學生的科學方法和實驗設計、評價能力;增強實驗的趣味性和實用性,努力激發學生的學習興趣和探究熱情,督促學生完成家庭實驗。學生由被動、機械的操作變為主動、探究的實驗,活躍了學生思維,開發了學生潛能,使學生成為了實驗教學的主體,鞏固實驗教學效果。
(淺談新課程理念下的高中化學實驗教學由查字典化學網整理提供)
第五篇:新課程背景下初中物理實驗教學探討
新課程背景下初中物理實驗教學探討
摘要:本文圍繞新課程的基本理念,闡述了中學物理實驗教學存在的問題,探究新課程背景下探究實驗教學改革中應該改進和完善的問題,并提出培養學生對物理實驗的自主性,積極性和創造性的觀點,以及輔助實驗教學手段的應用和課外實驗的開發等。
關鍵詞:新課程 實驗教學 實驗手段 課外實驗
新課程改革從實驗到推廣已經走過了七年多的歷程?;厥走@七年的新課改,無論是教學思想和教學方法都有了翻天覆地的變化,讓人耳目一新,給人以生機勃勃的感覺。培養出的學生思維敏捷,創新能力強,突出了學生的個性,這說明新課程改革初見成效。作為課改實驗區老師的我也伴隨新課改一起成長,這里我談談自己在新課程改革中針對物理實驗教學的一些認識和體會。
為了培養學生的創新精神和實踐能力,新課程標準要求:必須將學習重心從過分強調知識的傳授和積累向知識的探究轉化,將學習過程從知識的被動接受向知識的主動獲取轉化。這就要求物理教師開展好實驗探究教學。
一、初中物理實驗探究教學的現狀
作為課改實驗區的老師我訪問過很多的學校,有城鎮中學,也有農村中學,也和參加課改的老師們接觸和傾談的比較多。就目前而言,城鎮中學的實驗課開展的比較好,而農村的實驗教學相對要差一些。
對于城鎮中學來說,功能室齊備,實驗設備、器材齊全,實驗課開展較好。但是,個別老師為了趕教學進度,一味地上新課,占用學生實驗的時間,學生實驗開展得不盡人意。他們忽略了實驗在教學中的地位和作用,“聽一聽,不在心;看一看,懂一半;練一練,心智能力都發展”。只有當學生自己動手做、動手練,對知識和技能掌握才牢固。
而部分農村學校的實驗課就變了樣。個別學校沒有規范的實驗室,有的學校實驗器材不齊備,有的學校有實驗器材卻放在倉庫里無人問津。實驗課就憑老師一張嘴,學生實驗變成了演示實驗,演示實驗變成了老師講實驗,實驗教學就這樣一而再,再而三地打了折扣。不過有的老師做得很好,在實驗器材不足的情況下,千方百計想辦法,從生活中找器材、找設備,自制了不少經典的實驗器具。
記得我到一個偏遠的農村學校去聽課時,有個老師正在講液體內部壓強,在沒有規范的實驗器材有情況下要讓學生理解液體內部壓強這樣抽象的知識的確難度很大。這個老師制作了個簡單的器材,通過簡單的實驗讓學生理解了“液體內部壓強隨深度增加而增大”。他的方法是:(如圖)用一個小一點的薄壁塑料藥瓶,在瓶蓋上開個小孔插一根細玻璃管,用膠水把瓶蓋和玻璃管間的縫隙密封,在玻璃管滴一滴紅墨水柱。將這個薄壁塑料藥瓶放入液體中,放到深度較大的位置時紅墨水柱就升高,放到深度較小處時紅墨水柱就降低。這就讓學生非常容易歸納出“液體內部壓強隨深度增加而增大”的結論。
朱正元教授曾說過“壇壇罐罐當儀器,拼拼湊湊做實驗”,的確,就地取材,隨時實驗,可以使學生感到物理學就在自己身邊,研究物理學并不神秘,從而調動學生學習的積極性、主動性,養成實驗習慣,提高實驗技能,培養創造能力。
這說明實驗課的開展,并不全是受條件限制和制約的,只要我們態度端正、觀念明確,是可以較好地開展好物理實驗教學的。
二、新課改下的初中物理探究實驗改革
實驗教學是研究科技、發展科技的前提,實驗教學的改革將大大加強它應有的和重要的素質教育功能。目前我國正面對走向世界的重大挑戰,對人才的培養也有了新的要求,我們必須對一向被人們忽視的實驗教學進行改革,把它從薄弱的環節提高到重要的地位上來。
(一)新課程中實驗教學必須轉變實驗觀念
據我了解,一般的老師在物理實驗教學中,更多的是把物理實驗作為物理學科理論教學的輔助手段,物理實驗的教育功能也僅停留在培養學生智力、操作技能、提高學習興趣、調節課程氣氛上,而忽視了實驗教學對學生的非智力因素和其它素質的全面發展的重要作用。我們教育者必須努力轉變實驗觀,要對實驗教學有一個全面的和科學的認識,真正意識到實驗教學本身獨特而重要的素質教育功能。實驗觀念的轉變是新課程改革中實驗改革的前提和保障,思想是行為的指南,只有我們教育者的思想轉變了,才會引起我們實驗教學實踐的轉變和改革。
(二)新課程初中物理實驗教學
1.定制實驗探究目標
實驗探究目標是整個實驗教學活動的出發點和最終歸宿,它對實驗教學起著導向作用,它也制約著實驗教學設計的方向,也決定著實驗教學過程的實施和實驗教學評價的開展。在初中物理課堂教學實踐中,必須有合理的、明確的、細致的、可以量化的實驗探究目標。說簡單一些,就是要讓教師自己明確這個探究實驗或這節實驗探究課要達到什么目的,要讓學生通過實驗探究掌握什么技能,歸納出什么結論。實驗探究目標不宜定制過多,但要定制確切,從而發揮其在整個實驗教學中的功能。
例如:有的老師只要是用到電流表的探究實驗就提出“練習電流表的使用方法”的目標,用到溫度計的實驗就提出“練習溫度計的使用”的目標等等。這樣提實驗探究目標那可以說就是敷衍和應付。如果在“探究串、并聯電路電流的規律”中提出“練習電流表的使用方法”的目標就比較恰當,學生才學習了電流表的使用規則,理當練習;若在“測量小燈泡的電功率”的實驗中提出這樣的實驗目標就不妥當了,因為在做這個實驗之前,電流表學生已經使用很多次了,已經很熟習使用方法了,再提這個實驗探究目標就沒有必要了。
在初中物理新課程標準中提到,實驗探究目標是讓學生經歷基本的科學探究過程,具有初步的科學探究能力,樂于參與和科學技術有關的社會活動,在實踐中有依靠自己的科學素養提高工作效率的意識。讓學生具有創新意識,能獨立思考,勇于有根據地懷疑,養成尊重事實、大膽想象的科學態度和科學精神;關心科學發展前沿,具有可持續發展的意識,樹立正確的科學觀,有振興中華、將科學服務于人類的使命感與責任感。
2.探究實驗教學因素的優化
實驗教學因素包括實驗教師、學生、實驗教學內容以及實驗教學環境等,共同構建了實驗教學系統。在實驗教學的實施過程中,實驗教師的作用至關重要。實驗教師要根據具體的教學內容,靈活地選用教學方法,合理地使用教學媒體,創設適宜輕松的教學環境,充分調動學生的主動性、積極性和自主性。協調好各要素之間的關系,實現教學過程的最優化,最大地發揮實驗教學的教育教學功能,從而促進學生主體的全面發展。
一般來說,實驗探究課學生的興趣是很濃厚的,學生的探究積極性是很高的,只要我們充分抓住學生的探究欲望和興趣,合理地組織實驗探究,學生的探究實驗就會取得意想不到的效果。在物理實驗教學中,盡可能讓學生動手做實驗,就應該創造條件讓學生動手做,讓學生在動手中觀察思考、討論分析、推理、判斷,自己去發現問題、解決問題和得出結論,使實驗探究的過程成為學生再發現的創新過程。例如:在學習“液化現象”時,課本上有壓縮體積液化的演示實驗,而沒有降溫液化的實驗,我們可以把化學中制取蒸餾水的實驗搬過來演示。而這部分教學內容剛好在初冬季節,氣溫較低,也可以讓學生對著鐵皮文具盒或玻璃窗的玻璃呵氣,不一會鐵皮文具盒或玻璃窗上就會出現很多小水珠,讓學生體會、研究實驗現象,得出結論。由于學生的個體差異,在實驗分組中要注意學生的搭配,操作能力強的和操作能力差的搭配、基礎知識過硬的和基礎知識差的搭配。否則有的小組實驗探究開展的有聲有色,而有的小組卻冷冷清清,一塌糊涂。
在分組實驗的時候,教師不但要注意各實驗小組的活動,如:各小組器材是否有問題,各小組是否動手,各小組的實驗進度,各小組的實驗數據等,還要對有困難的小組要及時幫助指導,還要注意到組內每個人的活動,基礎好、操作能力強、性格外向的學生次次做,而其他同學坐著看,沒有達到人人操作、人人動手。針對上述情況,實驗教師在分組實驗時可以這樣安排:每次實驗時,由實驗小組組長任命一人為主,其他為輔,輪流做主,使全體學生的動手能力都能提高。
3.學生自主實驗探究能力的培養
在物理實驗中,我們可以激勵學生不限于課本中的器材,將器材開放,讓學生根據實驗的目的和原理去設計實驗,鼓勵學生寫出有獨立見解的實驗報告,然后根據不同的實驗類型,在課堂上進行交流,分析得出合理的器材與步驟,這樣就把以往學生抄實驗報告改變為發散思維的過程,如在講到用天平和量筒測量液體密度時,有些學生把課本中的玻璃杯換成了口杯等,在步驟上,有些學生把倒入部分鹽水改為全部倒入,還有些學生在步驟上先稱空杯的質量,再稱倒入鹽水后的總質量??等等。對于器材的選擇,我們要表揚了學生肯動腦筋;在步驟上出要肯定了將鹽水全部倒入的合理性,并對先稱空杯后再倒入鹽水稱總質量的做法進行了討論,分析這種方法在理論上是可以的,但在將杯中的鹽水倒入量筒測體積時,由于杯底和杯壁還粘有鹽水,使測得的體積小于杯中原有鹽水的體積,會造成較大的誤差。這樣使學生感到有一種成就的喜悅,師生探究的快樂,極大調動了學生學習物理的興趣,也使學生的創新能力在實驗探究中潛移默化地得到培養。
4.新課程中物理實驗教學應注意的幾個問題
(1)選用適當的方法設計實驗
設計實驗的方法有很多種,合理地設計實驗,是探究實驗的前提。實驗老師選擇一定的設計實驗方法,做到心中有數,不搞盲目實驗教學。
實驗探究設計的基本方法可歸納為下面幾種:
①平衡法:用于設計測量儀器。用已知量去檢測另一些物理量,例如:使用天平、彈簧秤、溫度計、比重計等測量工具進行測量實驗。
②轉換法:借助于力、熱、光、電現象的相互轉換實行間接測量,例如:使用電子溫度計進行測量溫度;使用頻閃攝影探究物體的運動;研究堅硬物體的形變[用一個厚玻璃瓶,在瓶蓋上開個小孔插一根細玻璃管,用膠水把瓶蓋和玻璃管間的縫隙密封,在玻璃瓶中裝滿水并上升到玻璃管中一段,當用力壓玻璃瓶外壁時,玻璃管中的水柱就會上升。(如圖)]等等。
③放大法:利用迭加、反射等原理將微小量放大為可測量,例如:螺旋測微器的使用、測細銅絲直徑、測一張薄紙的厚度等。
(2)新課程中物理實驗要注重培養操作能力
操作能力主要是對基本儀器的使用和數據讀出能力,儀器、設備的組裝或連接能力,故障的排除能力等三方面的培養。
①基本儀器及規范使用。
初中物理學生實驗涉及的基本儀器主要有:米尺、天平、停表、彈簧測力計、溫度計、電流表、電壓表、變阻器等。
其使用的規范要求:a.了解儀器的使用方法,明確測量范圍(量程)和精密程度(分度值);b.對某些儀器使用前的調零或記下零點誤差;c.牢記使用規則和操作程序;d.正確讀取數據。
②儀器、設備的組裝或連接。
要進行一個物理實驗總是需要先把各個儀器、部件、設備組裝起來,并要求裝配和連接必須正確無誤,具體要求是,布局要合理,要便于觀察和操作;連接要正確、簡單;實驗前要檢查,必要時進行預備性調節。例如:對于一個電路的連接,我們一般是讓學生按照電路圖從電源正極出發沿電流方向進行連接,亦可從電源負極出發逆著電流方向進行連接,連接完成后要認真檢查連接的正確性,甚至進行試觸,以檢查連接的正確性。但是如果有的學生,抽象思維敏捷,他不從電源開始連接,也不順著電流方向或逆著電流方向連接,只要他連接正確,我們也不要批評他,反而要給予肯定。
③探究實驗故障的排除。
實驗中的故障排除,不但是一種操作能力。它涉及對實驗原理的掌握程度,分析處理問題的方法,對各部件工作情況的了解等,是一種綜合運用能力。例如:
如圖所示是小王同學連接的實驗電路,當開關閉合時,兩個小燈泡都不亮,小王用一段導線來檢查該電路的故障。用電壓表并聯到L1兩端,電壓表無示數;用電壓表并聯到L2兩端,電壓表仍無示數。則電路的故障可能是什么?這是一個綜合性強的問題,要涉及到很多知識。比如:串聯電路的電壓特點;電壓表的操作規則等等。
(3)新課程中物理實驗要注重培養觀察能力
中學物理實驗中的觀察是一種有目的、有計劃而且比較持久的思維知覺。一般需要重點觀察實驗的基本儀器、實驗的設備和裝置,實驗中的各種物理現象和數據、圖像、圖表,以及教師的規范化操作等。
物理實驗觀察,通常采用的方法有:比較觀察法和歸納觀察法。
①比較觀察法:人們認識事物、現象,往往是通過對兩個事物、現象的對比,或把某一現象發生變化的前、后情況進行比較來實現的。
例如:在學習沸騰現象時,可以觀察液體沸騰前和沸騰時的情況進行比較,細致、敏捷、全面、準確地得到沸騰含義;我們還可以人為地控制條件,使液體分別在常壓、加壓、減壓的比較下沸騰,總結同一種液體,沸點隨外界氣壓變化而改變。
②歸納觀察法:總結一些現象的一般規律,反映現象的實質時,或研究一些涉及變化因素較多的問題時,通常采用歸納觀察法。即,通過對個別現象分別進行觀察,得到一些個別的結論,再分析、歸納,從而得出一般規律。例如:我們做滾擺實驗時,通過觀察滾擺在上升和下降時速度的變化來分析它動能和勢能的轉化。
三、輔助實驗手段的應用
(一)多媒體輔助實驗教學
多媒體輔助實驗教學是采用直觀方法展示事物的本質和內在聯系,它具有聲像并茂,形象鮮艷,再現迅速,感染力強,能突破時空限制等特點,并適合青少年的年齡特征,極大地提高了學生的學習興趣。它的運用彌補了傳統實驗教學的局限性,能充分地把教師、學生與實驗融為一體,增加了演示實驗的可見度和清晰度,提高了學生的多種感官效能,降低了學生的感覺閾限,讓多媒體輔助教學與實驗演示產生珠聯璧合的最佳效應,是其它方法難以做到的。
1.多媒體輔助實驗教學提高實驗的可見度和清晰度。
對實驗過程和現象的觀察是物理實驗教學的重要環節。借助多媒體輔助實驗教學為學生創設觀察的通道,將實驗現象投影放大,能增加可見度,縮短觀察時間,提高實驗效果。
例如在做“海波的熔化”的演示實驗時,我們會遇到幾個問題。
一、遠處的學生看不清海波狀態的變化和溫度計示數的變化;
二、由于海波純度的影響,固體海波在溫度未達到48℃時就開始熔化了。把海波熔化的實驗做成CAI課件,就可以讓所有的學生看到在理想狀態下的海波熔化現象了,這對學生理解晶體熔化時溫度保持不變有很大的幫助。
當我們向學生展示一些較小或復雜的實驗器材時,常常會擔心學生看不清楚而不能認識各部分的名稱。例如:我們在教學認識內燃機結構時,即使我們用內燃機模型給學生講解,但可見度仍會讓部分學生分不清各部分的名稱。我們借助CAI課件和Flash動畫來講解內燃機的結構就容易的多了。老師講得輕松,學生理解也快,這就大大地降低了實驗的難度。
我們在演示動能和彈性勢能相互轉化的實驗時,會遇到這樣的問題,由于木球撞擊彈簧片、彈簧片彎曲形變、彈簧片恢復形變反推木球的過程發生時間太短,學生根本就看不到實驗現象。通過CAI課件,可以把實驗的過程放慢,讓學生看到木球慢慢地撞擊彈簧片,彈簧片慢慢變彎曲發生形變,老師再暫停動畫講解:此過程中木球的動能轉化為彈簧片的彈性勢能;老師再接著放動畫,彈簧片恢復形變,將木球反彈回去,此過程中彈簧片的彈性勢能又轉化為木球的動能。這樣通過CAI課件的慢放,學生也就詳細地看到了整個實驗的過程,較容易理解其中的能量轉化。
2.多媒體輔助實驗教學增強演示實驗的效果。
部分物理演示實驗可見度小,演示效果不佳,很難突破教學難點和重點。尤其是后排的學生很難看清實驗操作的方法和發生的現象,影響學生情緒,也影響了實驗教學的效果。借助多媒體輔助實驗教學使學生容易理解和接受。
例如:學習“牛頓第一定律”中的演示實驗,演示在三種情況下(平面上鋪毛巾、白布、木板),同一輛小車保持從同一高度由靜止開始下滑,觀察小車在三種不同物體表面上的運動情況。實驗演示效果并不理想,只是從生活經驗中得到結論。把它制成CAI課件,學生非常直觀地看到了平面越光滑,小車在水平面上滑行得越遠。在此基礎上,學生很容易理解牛頓第一定律所說的“一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態”。
3.多媒體輔助實驗教學可優化實驗操作步驟的講解。
將實驗指導,規范的操作方法制成CAI課件,這樣就把實驗過程清楚地顯示出來,優化了實驗操作步驟的講解,使學生對操作步驟和方法以及操作要領獲得深刻印象,在操作的同時,對照投影內容及時調查,較好地解決了用大量時間去講解實驗步驟的問題。使學生有充足的時間動手操作,同時教師也有時間深入到學生中去指導,提高實驗的成功率。
例如:用伏安法測電阻的實驗中,要分別觀察電流表、電壓表,調零電流表、電壓表,移動滑動變阻器等等,中間實驗小步驟多,難度較大,把它制成CAI課件在屏幕上顯示并結合講解,使學生較好地、較快地掌握實驗步驟和方法,這樣學生的操作速度加快,錯誤減少,大大節約了時間,成功率明顯提高,多數同學獲得較為滿意的效果。再如:用電流表測電流實驗時,對電流表的使用初學者經常出錯,通過CAI課件顯示出電流從正極流入,負極流出,電流表串接,根據量程正確讀數,如果并接或反接易燒毀,用其它顏色強調量程,這樣比較形象、直觀,使學生留下深刻的印象。
(二)數碼展示臺輔助實驗教學
多媒體輔助實驗教學形象、直觀、可見度大。但有它的缺點,那就是容易讓學生產生不真實的想法,很大程度上降低實驗的真實性,所以多媒體輔助實驗手段不能代替演示實驗。
我們在演示一些微觀的、不易觀察的實驗現象,為了讓學生能夠更清晰、更直觀地觀察實驗器材和實驗現象,我們對所演示的實驗進行數碼投影不防是個好辦法。它可以把實驗器材放大,形象在展示在屏幕上,還能把實驗過程、實驗現象實況展示在學生面前。
例如:使用螺旋測微器來測量,教師拿著螺旋測微器講其組成、結構和工作原理以及使用方法,由于可見度小,收效甚微,而把螺旋測微器放到數碼展示臺上投影到屏幕上給學生講解其結構和工作原理,學生就容易接受多了。在使用時,旋動旋轉旋鈕和微調旋鈕,測微螺桿向右移動的距離就是所測長度,這個距離的整數部分由固定刻度上讀出,小數部分由可動刻度上讀出,用一根鋼針指著進行讀數,使學生觀察得清清楚楚,很快掌握其使用方法。
再如:磁場的演示實驗。過去我們的做法是,先把六個小磁針放在講桌上圍成一個圓圈狀,中間放一個條形磁鐵,觀察小磁針南、北極的方向變化。但是,由于講桌較高不利于學生觀察,前排學生能看得見一些,后排的學生就一點也看不到了。為了解決這一問題,我把這個實驗放在數碼展示臺上做。具體做法是,在展示臺上鋪一張紙(避免實驗器具劃傷展示臺),將六個小磁針放到展示臺上圍成一個圈,介紹完實驗原理及小磁針南北極后,把條形磁鐵放在小磁針圍成的圓圈中間,這樣實驗現象即可通過展示臺投影到屏幕上,實時、準確地呈現出實驗現象,全體學生都可以清晰及時地觀察,而且還有助于激發學生的觀察興趣,集中學生的注意力。
將電教媒體科學地運用于中學物理實驗教學,與實驗教學相互交融,有機結合,將彌補實驗操作中由于器材、環境等原因造成的不足,是提高中學物理實驗教學質量的有效途徑。
四、課外實驗的開發
新課標提出這樣的理念:從生活走向物理,從物理走向社會。物理課程應貼近學生生活,符合學生認知特點,激發并保持學生的學習興趣,通過探索物理現象,揭示隱藏其中的物理規律,并將其應用于生產生活實際,培養學生終身的探索樂趣、良好的思維習慣和初步的科學實踐能力。通過從自然、生活到物理的認識過程,激發學生的求知欲,讓學生領略自然現象中的美妙與和諧,培養學生終身的探索興趣。
物理課由于實驗多,往往是學生最愛上的課,注意力最集中的課。但是長時間的一成不變,學生的興趣也會大打折扣。多開展課外實驗,是課堂實驗的有效補充,也讓物理學更貼近生活,讓學生感到物理就是身邊、科學就在身邊。我常常在備課時就設計了一些簡單課外實驗,讓學生下課后、回家后去做。不但可以鞏固基礎知識、培養學生的能力、激發學生的興趣,最大的好處是讓大多數學生有成就感,其效果勝過做幾道書面題。
在學習了光的色散后,我發現很多學生很快就忘記了白光由七種色光組成的。于是我就利用活動課的時間帶著學生做了一次人造彩虹。烈日下,我端著一碗水和學生來到操場中間,學生們用各種眼神望著我,懷疑的、驚奇的、欽佩的。我用力喝了一口水,使勁噴出去,陽光下,一道小小的彩虹瞬間出現在我噴出的水霧中。學生那個興奮勁足??!一陣狂呼,校長還以為出了什么事。之后,學生各自端一碗水都來研究這人造彩虹,居然還有學生總結出要背對陽光才能看見彩虹的結論。從此,在學生的心中彩虹再也不是科幻中描述的那么神奇了。
在學習了物體的浮沉條件后,我安排學生回家用鹽水和雞蛋繼續做實驗。第二天,有個學生拿著一個雞蛋來找我,說:“老師,為什么我家的雞蛋不沉于水?不是說雞蛋的密度大于清水的密度嗎?”這可為難我了,望著這奇怪的雞蛋,還真不好給學生解釋。突然我想起小時候幫父母收稻谷時水田中那一個個漂浮的臭鴨蛋,終于有了答案:“你家的雞蛋變質了,臭了?!睂W生小心的敲破蛋殼,一股臭味噴了出來,我們都笑了。
課外小實驗及小制作是課內演示實驗、學生實驗的有效補充,是以學生獨立為主的實踐活動。在選題、取材、時間、空間上都比課堂教學有更大的靈活性,可以在相當大的程度上讓學生獨立操作、獨立思考和獨立解決問題,因此有利于學生施展聰明才智,培養能力,發揮創造力。學生從獨立實踐中,能夠不斷獲得正反兩方面的經驗和教訓,這是教學手段所無法傳遞的教育信息。
實驗探究能力很大程度上影響了學生將來的發展方向,世界上許多發達國家重視實驗教學的經驗值得我們借鑒。德國物理教育界流傳著這樣一種說法:“沒有實驗的課,不算是一堂成功的課”。德國的物理教師除了極少數純理論課沒有實驗外,一般每堂課要做2-3個實驗。美國物理教師更重視實驗探究,在他們上的每一節課中至少要做一個實驗。有的是課本上要求的實驗,有的是他們自己設計的實驗,學生課堂上動手活動量較大,有半數以上的課是在實驗室渡過的??上攵?,實驗探究教學在中學物理教學中的重要地位。大量的信息資料顯示:沒有一定數量、質量演示實驗的物理課是不成功的課;學生實驗開展得不好的物理教學不能稱其為合格的教學。
參考文獻:
[1]馬世紅.設計性研究性物理實驗的實踐情況[J].物理實驗,2004.11