第一篇:淺談新課標下高中物理實驗探究教學
淺談新課標下高中物理實驗探究教學
——以《摩擦力》教學為例
肅南一中
陳
鵬
郵編734400 關鍵詞:新課標 高中物理實驗探究教學 教學設計 摩擦力
摘 要:“課程標準”指出,教材大部分的模塊可以以探究教科書中所涉及的科學規律為主,并強調,觀察實驗、抽象思維和數學方法相結合,是物理科學探究的基本方法。
正 文:
新課程改革以來,課堂教學中的科學探究一直是大家非常關注的問題。在教育部制訂的《普通高中物理課程標準》里,科學探究既是一種教學方式,也是內容標準的一個組成部分。在科學探究和物理實驗能力要求中,列出了“科學探究要素”和“對科學探究及物理實驗能力的基本要求”,突出了物理實驗的重要意義和作用。“課程標準”指出,教材大部分的模塊可以以探究教科書中所涉及的科學規律為主,并強調,觀察實驗、抽象思維和數學方法相結合,是物理科學探究的基本方法。
從教學實踐的角度來看,物理教師在課堂教學中實施“科學探究”教學有兩個關鍵性的問題值得注意:其一,是探究教學的教學設計問題;其二,是課堂教學中的具體操作和課堂控制問題。
要完成科學探究的教學設計,首先必須對“科學探究”有一個清楚的認識。
在普通高中物理課程標準中,沒有對“科學探究”的概念和含義作出明確的說明,只是列出了科學探究的要素、能力的基本要求和科學探究的基本方法。因此,我們看到了多種對“科學探究”不同的解讀,物理教師在實施科學探究的過程中也確實有一些困惑。
“科學課程”中,推行“依據證據的解釋”,在初中關于摩擦現象的學習就是這樣的。在高中物理課程中,科學解釋要求運用定律、定理、理論、模型等更多的科學知識、邏輯證據、深入的分析,并更加清楚的展示邏輯、證據及物理規律和理論知識之間的關系。例如:用摩擦定律解釋和計算有關問題,用摩擦機理解釋滑動摩擦的規律。這就是說,在物理課程中,對科學解釋提出了更高的要求,即物理現象及過程、定律的解釋和對物理規律的模型解釋。
因此,高中物理課程中的科學探究包含兩個不同的探究方向,一是指向事實,即由觀察和實驗所得到的事實,為解釋(或者規律)提供事實證據;另一個是指向理論或者概念框架體系。一方面,物理規律具有普遍性,他覆蓋了一些相關事實,并可以對這些事實作出解釋;另一方面,物理規律具有真理性,這些事實是對物理規律的證實或檢驗。進一步,物理規律是物理知識體系的一個組成部分,物理定理是由理論演繹推理的結果,需要由事實證據來檢驗,實驗定律來自事實的概括和歸納,它既要由事實來對其檢驗,也要由理論模型對其解釋,這樣物理規律就具有了必然性和真理性。只有這樣,物理科學探究才能展示邏輯、證據和知識之間的關系。
基于上述觀點,物理規律教學中的實驗探究并不能簡單的看做是“把驗證性實驗改變為探究性實驗”的問題,也不能以實驗結果作為探究的最后一步。而是應該把實驗結果和數據看做證據,并運用證據和邏輯進行分析、推理和交流,從而獲得物理規律,進而對問題進行解釋。
滑動摩擦力實驗探究具體應當怎么設計呢? 第一應該明確學習任務和實驗探究的目標。學生在初中已經學過滑動摩擦力并且也做過有關滑動摩擦力的探究實驗,通過實驗學生已經知道了摩擦力的大小與正壓力和接觸面的粗糙程度有關,高中教學實驗探究任務是找出它們之間的定量關系,同時學習動摩擦因數以及物理意義。1.明確學習任務和實驗探究的目標 滑動摩擦力實驗探究目標:
找到摩擦力與正壓力、接觸面之間的定量關系,學習動摩擦因數的物理意義。
第二,我們的學生具有一定的實驗技能,有能力完成用測力計測量滑動摩擦力的實驗,在固定測力計的情況下,用拉木板代替拉木塊,解決了實驗中只有勻速運動前提下才能用測出的拉力代替測量滑動摩擦力的問題。
一般課上實驗方案都是教師為學生的設計好的,如果有幾種不同方案的話可以給學生機會選擇。如果課上讓學生改進實驗儀器這基本上是不可行的,如果是在研究性學習活動中可以給學生動手改進的機會。
因此課前,老師要在了解學生實驗能力水平的前提下,設計完善的實驗方案。
2.教師要了解學生實驗技能水平并完善實驗方案
第三,在用實驗探究滑動摩擦力大小的規律之前,首先學生要明確一些問題,才能保證實驗順利進行,不能給學生一些實驗儀器和任務去探究吧,也不能說教師就不敢指導了,怕教師指導了學生,就不是學生探究了。實驗前要學生明確的問題又分成兩類,一類是實驗技能方面的,如:怎么測量這些物理量,測量時有哪些注意事項,怎樣操作才能保證實驗數據的準確性、設計表格等等。另一類應該是實驗探究思想方法類的問題,如:學生制定實驗方案、設計實驗步驟、實驗中怎樣控制變量的問題。
3.學生實驗之前需解決的問題分為兩類:
⑴.實驗技能方面的問題
怎么測量這些物理量,測量時有哪些注意事項,怎樣操作才能保證實驗數據的準確性、設計表格等等。
⑵.運用實驗探究實驗思想方法類問題
學生制定實驗方案、設計實驗步驟、實驗中怎樣控制變量。
另外,在收集實驗數據之后,怎樣分析實驗數據、在分析論證實驗結論前要根據實驗數據,分析數據之后,做出一定的猜想,在分析論證階段教師要教給學生的方法,最終怎樣得出實驗結果并描述和解釋實驗結論。
4.學生實驗之后需解決的問題
⑴.怎樣分析實驗數據
⑵.在分析論證實驗結論前要根據實驗數據作出一定的猜想 ⑶.在分析論證階段教師要教給學生的方法
⑷.最終怎樣得出實驗結果并描述和解釋實驗結論
經過新課程的教學實踐,老師們對規律教學中的實驗探究已經進行了一些嘗試和探索,在實踐中有了自己的體會,也有困惑。
我們在上課的過程中發現,滑動摩擦力實驗是學生初中做過的,就實驗技能方面的要求也不是太高,學生通過實驗測出數據不是很困難,困難的是在實驗前制定實驗探究方案、確定實驗步驟、取得證據以后如何分析并得出實驗結論的過程若沒有教師的指導,學生獨立完成還是存在著一定的盲目性。教師怎樣給予學生指導,又怎樣才能發揮學生的主觀能動性,這個尺度不知道該怎樣把握。這一部分處理不好,課上的確占用了不少的時間,學生實驗探究的結果也會打折扣。設計教學方案、確定實驗步驟、注意事項、分析數據得出結論這幾個環節教師都應該對學生做出一定的指導。但,應該采取不同的策略,可以通過導學案將實驗步驟、注意事項、記錄數據的表格發給學生,這樣做可以減少很多的贅述,集中時間把研究的重點放在探究方法的思考上。
這兩類問題的確是教師在教學實踐中比較難處理的地方,因為頭緒多,處理不好,主要內容不突出,或者學生實驗目的性不強,實驗探究部分不知道該怎么做。第二部分:摩擦力機理的探究及靜摩擦力教學情景的創設 上面通過實驗探究得到了關于滑動摩擦力的規律之后,我們是這樣設計下一個教學環節的:通過摩擦力產生的機理部分內容的學習,進一步理解摩擦力與正壓力、接觸面粗糙程度的關系。
這個環節這樣設計的理由有三個:一是學生在初中沒有學過靜摩擦力,而摩擦力產生的原因與滑動摩擦力基本上是一樣的。在學會滑動摩擦力產生機理以后,讓學生用剛學到的摩擦力的機理自己去分析物體沒有被拉動時產生靜摩擦力的問題,學生可以自己探究分析出靜摩擦產生的原因、方向及大小。這樣靜摩擦力的教學設計目的是培養學生的邏輯推理及分析能力。
另一個考慮是:學生在定量了解了滑動摩擦力與正壓力及接觸面的關系以后,再進一步探究靜摩擦力的定量關系時,就有了一定的基礎。
第三,靜摩擦力大小是通過二力平衡分析出來的,而且也沒有靜摩擦力的測量實驗。象這樣,學生在分組實驗探究滑動摩擦力并了解其機理的基礎上,再學習靜摩擦力,學生理解起來應該更容易些。
摩擦力機理是一個比較難的問題,高中學生不可能通過一節課理解他,只是初步探究,認可這個事實即可。讓學生介紹摩擦力機理的有關課外知識,老師點到為止,不占用過多的課堂時間,較好的把握重點和難點的關系。
靜摩擦力部分的教學設計有如下五部分。
靜摩擦力探究的教學設計
1.靜摩擦力的存在、大小、方向的理論分析 2.測靜摩擦力實驗方案的理論推導 3.拉力與靜摩擦力等大反向的實驗驗證 4.靜摩擦力的學生分組實驗探究 實驗中最大靜摩擦力問題情景的創設 靜摩擦力大小和方向探究過程的教學設計
靜摩擦力大小、方向探究過程的教學環節是怎樣設計的?
有了摩擦力產生的機理,學生用推理及理論分析的方法,得出靜摩擦力的存在、大小及方向是很容易的。
第二個環節,靜摩擦力的實驗測量。一般課堂教學中理論分析二力平衡得出靜摩擦力的大小以后,一般沒有實驗測量。我們在這里設計了讓學生使用剛才用過的測力計和木塊動手測測試試,學生們在實驗中能夠發現并生成了一系列有關靜摩擦的探究問題,如:靜摩擦力是變化的、靜摩擦力存在著一個最大值、最大靜摩擦究竟與哪些因素有關等在靜摩擦力學習中需要解決的系列問題。然后教師要根據學生在實驗中產生的這些問題設計相應的教學環節,并解決這些問題。
在這里,我們介紹了一個用傳感器測量靜摩擦力的實驗,該實驗可以測出靜摩擦力,同時對比摩擦力的大小與拉力等大反向。這個演示實驗能起到試驗論證的作用,也使得有關靜摩擦力的探究教學更加完整。
通過演示實驗和分組實驗兩種方式探究靜摩擦力。演示實驗利用傳感器顯示水平拉力和水平切向力的大小,得到水平拉力和靜摩擦力的定量關系。再結合二力平衡,進一步得到靜摩擦力大小關系。在此基礎上進行的學生分組實驗的目的就是讓學生感受和體驗了。這是新課程改革極力倡導的教學方式。
上面靜摩擦力與滑動摩擦力兩部分內容是分別探究和學習的,當然我們生活中見到的實例多是由靜止到運動,或者由運動到靜止的,那么應該設計一個教學環節,把兩個摩擦放到一起,于是,就有了第四部分的教學設計內容。滑動摩擦力與靜摩擦力大小和方向全過程探究的教學設計
物體從靜止到運動全過程實時記錄摩擦力圖線意義的探究
這時用傳感器實驗得出來了一條由靜止到運動的摩擦力的圖線,讓學生分析并理解圖線的含義。
這是學生運用學過的知識分析測量結果、解釋現象的一個教學環節,在這個教學環節中,主要目的是為了給學生提供一個運用所學知識,解決實際問題的機會,同時這條圖線可以看出來最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小的關系,前面發現的最大靜摩擦力的大小問題也在這里得到了解決。
如果學生能夠分析清楚,由靜止到運動的摩擦力的圖線,那末她就掌握了滑動摩擦和靜摩擦的規律,這個教學環節檢查了學生對本節課的學習情況。
第五部分。用學到的規律解釋現象、鞏固理解
在這個教學環節里,我們設計了一個問題,要學生用實驗的方法,測量一個無法用測力計直接測重力小球的重量,目的是讓學生用學過的知識,解決具體的實際問題,這個實驗的設計正好用上了學生實驗中測出來的滑動摩擦系數,不過把已知量和待測的物理量換了一下。
課堂上發現,學生很快就能找到解決問題的思路。下面我們看一下這一段的教學錄像。在這個課的教學設計中既然前面已經安排了學生分組實驗也已經得出了結論,后面再做傳感器的精確實驗,這組傳感器的實驗是不是一定有這個必要?
本節課從探究滑動摩擦力分組實驗、靜摩擦力的分組實驗、靜摩擦力的傳感器精確實驗、又到最后物體由靜止到運動全過程中實時摩擦力曲線的實驗,還有學生測小球重量實驗,一節課能完成這么多的實驗嗎?
總結摩擦力各個階段實驗的作用
我們先來回顧一下,本節課我們設計的教學實驗有哪些?它們的作用是什么?
1.滑動摩擦力學生分組實驗---------得出滑動摩擦力與正壓力與接觸面材料的關系。2.傳感器靜摩擦力大小的實驗測量------是靜摩擦力大小等于拉力的證據。3.靜摩擦力學生測量實驗-----收集證據,4.全過程實時記錄摩擦力圖線意義的實驗-----檢測學生學習成果,實驗得到最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小的關系
5.測量小球重力的學生實驗------學生應用學過的知識解決具體的實際問題
我們分析的課例,是試圖把摩擦力這節課的每一個知識點得出都設計了不同的實驗探究,并不是要求老師每一個實驗都必須做。老師們可以根據自己學生實驗水平和實驗器材的情況,設計出適合自己的探究實驗方案。
有的學校只能采用彈簧測力計等實驗儀器讓學生進行分組實驗探究,有的學校已經建立了數字化實驗室,有條件讓全體學生利用傳感器進行分組實驗探究,比如:這節課可以讓學生先把物體從靜止到運動的摩擦力的圖線先做出來,用探究的方式一段段的通過探究,也就是用問題驅動方式設計這節課,這時,教師演示實驗與學生分組實驗的關系、在做出圖線以后學生就生成了問題并提出了猜想、實驗測量的方法、靜摩擦和滑動摩擦兩部分的研究順序要按照時間發生的順序進行了,實驗探究的設計就全變了。
總之,儀器不同,精確度不同,但是用實驗探究的方法得到結論的思想是一致的。學生實驗能力不同、學校條件不同、采用的實驗設備不同,教學設計方案應該都是不同的,我們只是提出了一種教學設計方案。
其實,各種版本教材的安排順序是不一樣的,這兩部分內容先講哪一部分老師各有自己的理解,我們在備課的過程中也參考了各種版本的教材,安排順序變化了,實驗探究的教學設計也要相應的變化??傊?,我們提倡不是教教材,而是按照課程標準的要求用好教材。這節課設計的所有實驗不外乎有兩個目的:一是介紹每一個知識點的得出是怎樣通過實驗完成的,了解規律教學是怎樣通過實驗探究實現的。二是介紹不同精度的實驗在整個探究實驗教學設計中發揮著不同的作用。
物理實驗在科學探究中的作用概括為:1.創設情境
2.形成問題
3.提供證據
4.促進理解
參考文獻: 1. 《普通高中物理課程標準》(實驗稿)中華人民共和國教育部.[M].北京:人民教育出版 社,2003 2. 《全日制義務教育物理課程標準》(實驗稿)中華人民共和國教育部.[M].北京:北京師 范大學出版社,2001
]姓名:陳
鵬
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第二篇:新課程下高中物理教學探究
新課程下高中物理教學探究
會澤縣第二中學
董學江
[摘要]: 高中物理新教材繼承了我國物理教材優勢,以國際視野追求發展,新教材體現課程內容的基礎性和時代性;注重物理學的思想、方法和科學精神的教育;體現多樣化的教學方式,關注學生的興趣和體驗;體現科學、技術與社會的關系;體現課程及教學內容的多樣性和選擇性??傊?,新教材為實現學生在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三方面的全面發展創造了條件。
[關鍵詞]: 物理、新教材、教學探究
高中物理課堂教學是枯燥的,這也是許多高中物理教師感到頭痛的問題,究其原因:一是高中物理教學任務重,盡管新教材已將高中物理許多內容做了刪減和降低難度,但任何物理老師都不敢妄言輕松,為了完成教學任務,物理教師不得不將高中課堂當做自己獨唱的舞臺,學生只能被動的接受物理知識。二是高中物理對學生各方面能力要求提高,知識稍微復雜一點,大多數學生已經不能理解和接受,時間長了便對物理學科失去興趣,新課改的實施,對物理課堂教學提出了新的要求,如何在高中物理課堂教學中貫徹新課改理念,調動學生思維的積極性,引導他們積極參與教學,這是諸多物理教師都在思考的問題,此問題的解決對高中物理教學的提高意義重大,本人在現行高中物理教學中,一直不斷的控索,總結得出了一些具體的方法。
一、深刻理解新大綱、新教材,轉變教學思想觀念
從新舊大綱的對照中,我們可以發現:1.新大綱對教學目的作了調整,強調使學生了解物理學與其他學科以及物理學與技術進步、社會發展的關系,強調對科學方法的訓練以及科學態度、科學志趣的培養。2.課程安排有較大變化:分必修物理課(I類物理課)和必修加選修物理課(II類物理課)。前者是基本要求的物理課,是全體學生必須學習的;后者是較高要求的物理課,適合于基礎較好的學生學習。3.在“教學中應該注意的問題”里,談到加強能力的培養時,特別指出“要破除單純傳授知識的傳統教學觀念”;還要求落實課題研究,并著眼于能力與意識的培養。4.在教學內容和要求方面減少了說明,減少了限制,利于因材施教。
新教材更具有其新的特色:16開彩頁印刷,圖文并茂,強調了基礎知識,更注重能力的培養。教材中增設了不少新欄目,例如“為什么?”、“思考與討論”、“做一做”等等。演示實驗和學生分組實驗都有所加強。教材還十分注重聯系現實生活中的實際問題,更貼近了生活。由于高一年級兩類物理的內容和要求完全相同。因此高一年級新教材將教學內容分為必學和選學,這樣既能彌補知識面偏窄不足,又給程度較好的學生留有進一步鉆研的余地,而不會給大多數學生增加負擔。
這些變化都是從有利于學生掌握知識、發展能力的角度去考慮。因此教師教循教育要面向現代化、面向世界、面向未來的戰略思想,貫徹國家教育方針,改變以往只重傳授知識的做法,密切聯系實際,重視能力的培養,讓學生在學習物理基礎知識、實驗技能的同時,受到科學方法和科學思維的訓練,受到科學態度和科學作風的熏陶,提高他們的科學文化素質。
二、轉變教學方式,優化教學過程,實施新大綱
新教材、新大綱的實施要通過課堂教學來進行。為達到新教學目標,適應新教材的要求,我們改變傳統教學方法中偏重記憶、理解,學生被動接受知識的做法,以“活動化”的教學模式進行教學,通過學生的“動腦、動口、動手”活動,引導學生積極、主動地學習,體現“以教師為主導,以學生為主體,以培養能力為主線”的現代教學理念。我們從下面幾個方面開展了嘗試。
1.創設情景,激發興趣,培養能力
(1)創設一個和諧、民主、活躍的課堂氣氛,變一言堂為群言堂,改變教師講述為主的教學模式。教師變教材的重點、難點知識為問題,引導、組織學生對問題進行討論,讓學生在充足的課堂時間里自主學習、討論辯析。例如在學習“人造衛星、宇宙速度”這個內容時候,恰好是我國發射“神舟三號”衛星之際。抓住這個擴展知識面的大好機會,教師布置同學們收集報刊、雜志、網上的有關資料,結合所學知識,開設一節由同學主持、演講、討論,教師客串發言的活動課。這樣既活躍了課堂,調動了學生學習的主動性,還使他們學會收集信息、拓寬知識面,同時還使他們了解我國現代科學技術的成就,培養了愛國主義情操,增強學習科學的志趣。
(2)創設趣味性學習過程。新大綱在能力要求中包括培養學生運用數學處理問題的能力,其中要求理解圖象的物理意義,會用圖象表達和處理問題。這樣跨 2 學科、用圖象來反映物理規律學生歷來感到很困難、很乏味。為此教學中我們利用我國民間故事“龜兔賽跑”設置了趣味性學習過程。要求同學們把自己記憶中“龜兔賽跑”的故事反映到位移一時間圖象和速度-時間圖象中去,而且故事不限版本,只要求能根據自己所作的圖象敘述出故事。同學們一聽,情緒高漲,人人動手在圖象中描繪故事。我們還從中選擇六、七個不同的圖象到實物投影機上顯示,并由作者講述故事。這樣的動腦、動手、動口的趣味性學習活動,既聯系了實際,提高興趣,又化難為易。
(3)針對學生對概念的糊涂認識有意設計概念的沖突情景。如學生學習牛頓第三定律后,常常把一對作用力和反作用力與一對平衡力混淆。為此設計了一些矛盾沖突若是馬拉車的力等于車拉馬的力,為什么是車被馬拉走,而不是馬被車拉走?把這些司空見慣問題上的似是而非之處,出其不意地在學生面前展開,激起驚奇感,促使學生主動思索、探究,2.增加探索性實驗,引導學生“重新發現”,在探索中體會學習的樂趣
一般課本上的知識通常是科學家早就發現的知識,由于長期受傳統教育的影響,學生往往習慣依賴教師、迷信課本,只照章記憶,忽視概念和規律的建立過程。教學中應增加探索性實驗,引導學生探索,使他們認清概念、規律所依據的物理事實,知道它們的來龍去脈,真正理解其中的道理,領會研究問題的方法。
例如在學習簡諧運動中的固有頻率與振幅關系這一問題時,我們不是直截了當給出書中結論,讓學生記憶,而是補充設置幾個探索性小實驗,一是測定彈簧振子在氣墊導軌上以不同的振幅振動的周期,由同學們用實驗秒表或者是自己的手表來記時測定周期大小。二是模仿伽利略號脈觀察教堂吊燈擺動,發現“擺的等時性”的過程。以活動調動全體學生參與,引導他們去發現問題。這樣學生不僅自己參與得出知識的結論,而且親身體驗了科學家發現問題的過程。發現者的自豪之感洋溢在他們的臉上,久久沒有消失,同時科學的種子也在他們心中萌芽了。
教學中我們還把一些驗證性的實驗改為探索性實驗,例如把學生分組實驗“驗證機械能守恒定律”引入新課,定量探索研究自由落體運動中的動能、勢能的關系,從而得出結論,還利用測量的數據討論了守恒條件。讓學生參與知識產生和發展的過程。
3.把科技制作引入課堂,提供“成功的機會”增強創新意識和學習自信心
對科技制作活動,我們以小組活動的形式在全年級開展。每個小組2—8人不等,學生自由組合。我們經歷了發動學生、自由編組、確定項目、設計、尋找材料、精心制作、展示作品等環節?;顒佣加筛餍〗M自行確定,所以制作的作品形式多樣,有水火箭、釘子椅、水棱鏡……等五十多樣。我們目的是發揮物理學科的實驗優勢,讓學生利用身邊的一些簡便材料,在理論和實際的結合中理解和運用知識;同時也培養了學生獨立思考、手腦并用,善于與別人合作的能力。
這次活動有所不同的是,把作品展示引進課堂:各小組把自己的作品在講臺上向全班同學展示,介紹作品名稱、原理、構造、材料、作用,還操作演示,回答同學們的提問。這不僅培養了學生的能力,更重要的是給所有的學生提供了展示才華的舞臺,使他們享受到成功的歡樂,提高學習的自信心。
我們把學生的作品陳列在??萍蓟顒邮遥蛉熒钩觯€推薦優秀作品到區、市參賽,有兩項作品《凹凸橋》、《離心運動》榮獲“廣州市第四屆青少年科技活動匯演”二等獎。在課堂教學中盡可能使用學生作品來做演示實驗,如雙線擺、反擊式水輪機、水火箭等等。這樣不僅是對學生學習成果的肯定,也使學生覺得科學就在自己身邊,引導他們把所學的物理知識應用到實際中去。
4.開展課題研究,培養學生的綜合能力
高中物理課程的重大改革是首次設立了“課題研究”項目。我們原來認為,自己都不懂,怎么教學生?通過學習,明白了在高中開展課題研究是全面培養學生綜合運用所學知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力、語言文字表達能力以及團結協作能力的重要環節。教師對學生的研究方向和研究方法給予指導,把學生蘊藏著的積極性和創造力開發出來,同時自己也從中汲取營養。
實踐中我們開展了“灶具的演變”和“拔河中的力學問題探討”等課題研究。研究中我們注意著眼于能力和意識的培養。以“拔河中的力學問題探討”為例談談我們的做法:學生由觀看教師拔河比賽后,提出了研究課題,深入探討,主要從力學角度研究了隊員的力量、繩子的質量、隊形、個人姿勢、啦啦隊、隊員體重、鞋子等與拔河的關系,測量了幾種常見鞋子與不同地面間的動摩擦因素,還把得出的初步結果用在班際拔河比賽中加以論證,最后得出結論并完成研究報告。
三、實施新大綱、新教材過程中的幾點存在問題
新大綱的目標符合社會發展需要,符合學生身心發展,新教材的編寫比較靈活,給教與學都留有發展的空間,是一本難得的好教材,如何更好地發揮它的作用,還需要我們思考:
1.新大綱、新教材的實施要有與之相適應的教學觀念、教學方法。教學中如何避免“穿新鞋,走老路”的狀況。
2.對學生能力培養怎樣避免低層次的重復訓練,如何有效地培養學生的創新精神和實踐能力。
3.由于教材中高一年級兩類物理課的內容完全相同,所以新教材第一冊的內容,對基礎較差的學生來說是較難的。如何使基礎較差的學生經過努力也可以達到要求,有待我們探索。
4.新教材的內容比原教材增加了,對能力的要求也增大,但新大綱安排的時減少了。實際教學中常常覺得時間比較緊張,教學中引導學生探索、研討沒有充足的時間。如何解決這個沖突,需要我們在實踐中摸索。
5.如何使學生的學習興趣穩定、持久,使學生經常享受到成功的歡樂,也是亟待解決的問題。
[參考文獻]:
[1]中華人民共和國教育部,《普通高中物理課程標準》,北師大出版社,2003.3
[2]高中物理課程標準研制組,《普通高中物理課程標準》解讀,人民教育出版社,2004.4 [3]廖伯琴主編,《普通高中課程標準實驗教科書-物理》,山東科技出版社,2004 [4]張大昌主編,《普通高中課程標準實驗教科書-物理》,人民教育出版社,2004
第三篇:新課標下高中物理教學體會
新課標下高中物理教學體會
高一物理教學組熊 亮
2010年湖北省高一年級開始進入新課程改革,作為參與本次課改的一名老師,在接受課改新理念,感受課改新思維,使用課改新教材的同時,試著用新的教學理念在自己所任教班級內實踐了半學期,現談談自己對在新課改下物理教學的一些感悟。
一、教學目標理念新
新課標明確指出:“普通高中教育是面向大眾的、與九年義務教育相銜接的基礎教育”?!案咧形锢硇抡n程旨在進一步提高學生的科學素養,從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面培養學生,為學生終身發展、應對現代社會和未來發展的挑戰奠定基礎?!崩缭凇白杂陕潴w運動” 中為了更好的體現三維目標,我從“重的物體下落的是否比輕的物體下落的更快?”這一問題引入,然后通過實驗及“落體運動”的研究中歷史上的幾個小故事展開,引導學生自行探究其運動規律讓學生在“探究”學習的過程中掌握知識,在認知的一般過程中培養學生學會學習,學會研究的方法,最主要的是教師有意識的對伽利略等偉人的介紹在情感和價值觀上注重對學生人格的培養。
二、教學內容重新合理安排
高中物理難學,是我國高中學生的共同呼聲。而其中原因之一就在初中與高中內容銜接中出現的一個“臺階”上。對此問題,新課程在內容安排上更為合理。例如人教版新教材的《必修一》在緒論之后,是先安排運動的描述,接著是勻變速直線運動的研究,最后才是力與牛頓運動定律。而舊教材的第一冊是緒言,之后就直接進入到力的學習,然后學習直線運動,接著是牛頓運動定律,再接著是物體的平衡。在教學過程中我們可以明顯發現,力對于此時的學生過于困難抽象,而先安排運動的描述這一章,比較簡單且與學生過去的學習經驗相近,學生能比較好的掌握這一章的內容。在初中學習過程中,對物理的要求偏低,這就有可能導致學生一上高中就接觸較難的力學部分而使得學生覺得物理太難,失去了學習物理的信心和興趣。而新教材的安排,就避開了這個問題,它給我們的最大感覺就是循序漸進、環環相扣、步步登高。
眾所周知,物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理實驗在物理教學乃至整個科學教育中占有重要的地位,實驗是中學物理教學的重要內容。在新課標中沒有像以前對高中階段物理實驗的內容和數目作硬性的規定,只是強調通過實驗提高學生的實驗技能、創新能力、獨立思考能力、探索精神,在三維課程目標和實驗的技能技巧上要達到的要求,在教材中也沒有具體安排實驗板塊,而是將生活中常見的現象以實驗的形式穿插在平時的教學中,并用探究性的實驗代替代替以往的驗證性的實驗。這樣更符合學生的認知實際,在潛移默化中把實驗的重要性深入到學生的心目中。因此教師在物理實驗教學上有更大的自由空間,但也提高了對教師要求,比如在探究性實驗中學生的討論與交流很難控制,不但要控制討論題目的數量和難度,還要實時控制討論的深度和廣度,控制好討論的時間,更要把學生會提出來的問題考慮的更全面。一但控制不到位或疏于控制,教學內容將
難以完成,實驗目的也將難以達到
三、教學過程中加強老師與學生的對話
多年來我們一直在提倡“啟發式”、“以學生為主體”等多種理念,這些理念也早已深入人心,而新課程也正是繼承并加強了這些優秀的理念提出“探究性教學”的思路,以探究為平臺加強師生間的對話。教學只有建立在師生平等對話的過程中進行,才能充分發揮師生雙方在教學中的主導性和主體性。而創設和諧的對話氛圍,正是這種雙邊活動的有力體現,它能激發學生的好奇心、求知欲,它能充分發揮學生的主觀意識和創新精神,它能使學生置身于快樂之中。
所以我覺得在對話中教師要注意做到:要以一個參與者、研究者的身份出現在學生的探索、研究、討論之中。與學生一起發表自己的觀點,交換自己的看法。教師用商量的、研討的口吻與學生對話,鼓勵學生相互補充,展開討論。比如“我想這樣做,大家看行不行?”“這位同學是這么想的,你有什么不同的看法?”如果學生向教師提問題。教師要熱情對待,積極回答。在對話中,要有充分的時間和空間讓學生把話說完。
當然我們也不能忽略新課改在實施的過程中還存在著一些困難。
1、新的教科書對學校配件的要求較高,而我們在短期內無法實現。
學校本身器材不配套,有不少教材上要求的儀器裝置沒有辦法演示給學生看。例如瞬時速度的測量裝置—光電門,學校沒有這種器材。學生僅僅通過看書本上的圖片,基本上沒有辦法理解光電門測瞬時速度這個原理。
2、許多需要掌握的配套內容教科書上沒有。
如在講到“速度和加速度”時,僅僅介紹了平均速度,瞬時速度,卻沒有講到平均速率。而平均速率是很容易和平均速度弄混的,學生很會認為它是平均速度的大小。教材中可以明文給出。這內容在教材中不出現,而配套練習的題目中卻常??吹剑梢娖骄俾实恼莆找彩鞘种匾膬热荨?/p>
3、配套練習的錯誤率較高,難度偏大。
教材的變動較大,導致教輔資料跟不上,教材卻是更新了,教師的教學理念也在更新,但教輔材料中題型的老化,沒有看到新課改的理念,因為現在的學習仍處在并較長時間將處在應試教育階段,所以只從課本上學習新知識,沒有好的教輔資料練習學生還是很難適應這樣的學習,考試成績很容易打擊學生學習的積極性。新教材對實驗要求提高了但教輔資料沒有體現出來這一點,所以更需要配套的教輔資料來改變這一部分空缺。等等。
總而言之,我想我們此后會努力克服困難,以新課改理念為思想,對已經發生或正在發生的教學活動進行的自我調節性思考,使自己不斷成長,促進自身教學風格的形成。建立起以校為本的教學資源體系,努力在不斷的磨礪與創造中迎來新課改的成功。
第四篇:新課標下高中物理教學體會
新課標下高中物理教學體會
遼寧省東港市第一中學 鄧慶國
遼寧省普通高中的新課程改革已經實施一年多了,曾有過成功的喜悅,也曾有過無助的迷茫。下面我就結合自己的教學實踐,談談自己的粗淺體會,不當之處請各位領導、同仁批評指正。
一、新課改的作用
曾經有老師問我,她寫論文時,想用素質教育這個詞,這個詞是否已經過時了?我回答:素質教育不但沒有過時,而且幾個月前,《中國教育報》還專門對當前的素質教育進行系列討論。應該說:我們現在正處在應試教育向素質教育過渡期,提高全民素質是我們努力的方向。教育部長周濟曾經說:現在我們說應試教育的傾向還是比較嚴重的,中小學生的負擔確實比較重,這是事實,但不能說現在應試教育占主導地位。現在的教育確實存在很多需要改進的地方。但應該承認,我們國家基礎教育總的質量還是好的。
那么,新課改就是應試教育向素質教育過渡的推動力。為了更好地理解我們現在所處的位置,我設計了一個物理插圖來說明這個過程。圖中含義:
①圖的外觀含義:這是用物理圖來說明我個人認為的當前我們所處的位置,即:正處于過渡期(斜面上),而新課改正是促進過渡的推動力(牽引力)。
②過渡期太短,勢必傾角過大,則自身阻力就越大。
③新課改的推動力與內外阻力合力的大小關系,又決定著過渡的進程。④小車代表“教育”還是代表“教師”、“學生”,你感覺是什么就是什么。⑤還有其它什么還以,你可以自己繼續分析。
本次新課程改革是經歷了3年研制,征求了包括50多名院士在內的社會各界意見的改革,經過了從2001年9月份以來的實驗,所以有專家認為,其意義不亞于1977年恢復高考。所以,教育部馬司長說:“課程改革的浪潮滾滾而來,新世紀的中小學教師必須接受新一輪課改浪潮的洗禮。”
二、關于新課改的課堂教學
有些現象看似體現新課程、新理念,但表面的熱鬧精彩掩蓋不住教育背后的空虛乏力。尊重學生,教師就只能是對學生說好話嗎?挫折教育就不是素質教育了唄?自主學習就等于學生自己學習?合作學習豈止是幾個學生圍在一起這么簡單?難怪有教師抱怨采用這種新教法,教學效果反而不佳,原因就在于此。真正的課堂教學不僅要“形似”,更要“神似”。這就需要我們老師下大氣力,進行研究、設計。下面就課堂提問為例,介紹一下我的認識。
1、不當的課堂提問
就拿“互動”來說:師生交往和互動是學生通過自身原有的知識、經驗與教師進行交流、互動,引起原有知識結構的重新構建,從而獲得新的知識的過程通過信息交流實現師生互動,生生互動,相互溝通,相互影響,形成“學習共同體”。
課堂上師生互動,應該說是新課改所倡導的,但在聽有的老師互動課時發現,有的老師認為,課堂提問多了,就是師生交往和互動了。暫且不論是否片面,問題提出的恰到好處也行,可是很多提問都屬于無意義的提問:一問即答,一問齊答;什么都問,學生亂答;邊講邊問,自問自答;填空式提問,接話式回答;暗示性提問,順應性回答;指令性提問,判斷性回答。例如:“電荷的運動情況是什么呀——哎——向右的”,在這句話中,學生沒有任何人回答,老師只是“自作多情”;解這道題需要用萬有引力——定律;講解完選擇題,得出答案后問,這個題應選擇什么呀;對不對;會不會等。
新課改的課堂教學,千萬不能只追求表面,要防止盲目追隨一哄而上的不良現象。否則還是穿新鞋走老路,甚至新鞋穿不上,老路走不暢。
2、提問要有指向
興趣性提問:往往用在教學的開頭,或在教學關鍵環節。聯想式提問:教學過程中遇到理論、觀點方面的問題。類比式提問:用于學習新概念、新知識的推理過程中。懸念式提問:往往用在教學的結束,給學生留下懸念。
遷移性提問:教學過程中遇到難點或困惑,用知識遷移去解決。猜想式提問:往往用在引課或某種規律性問題。
發散式提問:是創新思維的前提,可用在引課或課的結束。反饋式提問:某一個教學段的完成或某一個教學環節的結束。挑戰性提問:教師見機行事,引導創新思維。
3、關于新教材教學中的提問
有時教材中也涉及了問,但我們如果真正提出問題,反而效果不好。如必修(1)第二章勻變速直線運動的研究第四節自由落體運動(P45)中的說一說:
學生都知道在空氣中下落有空氣阻力,如果這個問題老師問的膚淺,則沒有必要,也不能引起學生的興趣,如果老師問的太深,又沒有必要。所以正常授課時,我只是通過演示,來讓學生感受的。
而還有的,如果在增加一個或幾個問,效果會更好。如必修(2)第六章曲線運動第三節研究平拋運動的規律中的實驗:
這個實驗在做之前,先讓學生考慮(增加一個問):怎樣觀察兩球同時落地?可采取興趣性提問、猜想式提問、挑戰性提問都可以。在本節實際教學中,我采用讓學生進行討論的方法來進行的。
再如必修(1)第三章第2節彈力中演示:
還可以提問:用力壓桌面時,光點位置是向上還是向下變化?興趣性提問;懸念式提問;猜想式提問;反饋式提問都可以。學生回答的正確率不超過1/3。
課堂教學不應該是不變的方程式,更不能呈現僵化的程序,而應該是一個隨機應變的模型。只追求僵死不變的教學模式,永遠找不到課堂文化。
三、關于新課改的實驗教學
1、考綱上的不同之處
以往高考物理考試大綱中的實驗部分,在新課改的物理(或綜合)考試大綱中改為實驗與探究,具體要求也不同。
以往物理考綱實驗要求:能獨立完成“物理知識內容表”中所列的實驗,能明確實驗目的,能理解實驗原理和方法,能控制實驗條件,會使用儀器,會觀察、分析實驗現象,會記錄、處理實驗數據,并得出結論;能靈活地運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題。
新課改物理考綱實驗要求:能獨立完成“物理知識內容表”中所列的實驗,能明確實驗目的,能理解實驗原理和方法,能控制實驗條件,會使用儀器,會觀察、分析實驗現象,會記錄、處理實驗數據,并得出結論,對結論進行分析和評價;能在實驗過程中發現問題、提出問題,并制定解決方案;能靈活地運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題,包括簡單的設計性實驗。
劃線部分為不同之處,主要是強調了設計和探究。
2、重視實驗的設計和探究 必修教材中明確的探究課: 必修(1):第二章第1節:探究小車速度隨時間變化的規律
第四章第2節:探究加速度與物體質量、物體受力的關系。
必修(2):第五章第2節:探究彈性勢能表達式
第五章第3節:探究功與物體速度變化關系 第六章第3節:探究平拋運動規律
必修教材中有部分內容也可以設計為探究課,如:必修(1)第三章第4節力的合成中演示變探索等。
關于探究實驗,這是大家都非常熟悉的,也是輕車熟路的,這里不再多說。
3、重視實驗的實踐體驗
如:必修(2)第六章第1節曲線運動中的做一做:
有人說:“這么簡單的概念還需要體驗嗎?”體驗不只是為了理解知識。這一過程有利于增強學生理論聯系實際的意識,解決許多更復雜的問題往往需要有這種意識,意識是難以通過“講知識”來形成的。
類似內容還有:必修(1)第二章第4節自由落體運動中的做一做(測定反應時間);以及必修(2)第六章第7節做一做(向心力和半徑的關系)等。
4、創造條件做實驗
實踐證明,成功的演示勝過千言萬語。所以,我們要盡量用實驗說話,增加學生的感性認識,效果非常理想,特別是在高一階段,對于銜接初高中物理有很大的幫助。除了上面提到的一些實驗外,還有:
必修(2)第六章第2節運動的合成與分解中的演示:(用日光等管裝清水和蠟塊)
必修(1)第三章第2節彈力中演示:(用激光筆代替光束)5、2007年高考試題中的實驗題
今年理綜全國卷(1),也就是我們遼寧省理綜試卷的實驗題,第一題是示波器,很多學校沒有復習,致使學生本題得分較低,還是重視實驗好,特別是學生能親自動手做,那么就不會忘記,這就是剛才所說的重視實驗的實踐體驗。
關于示波器,“3+2”高考時曾經考過一次,最近一次出現在2003年江蘇高考物理題中,試題如下:
(6分)圖中為示波器面板,屏上顯示的是一亮度很低、線條較粗且模糊不清的波形。
⑴若要增大顯示波形的亮度,應調節_______旋鈕。⑵若要屏上波形線條變細且邊緣清晰,應調節______旋鈕。
⑶若要將波形曲線調至屏中央,應調節____與______旋鈕。
還有:今年理綜全國卷(1)第二題是借用驗證動量守恒定律實驗裝置驗證彈性碰撞的恢復系數,實際就是驗證動量守恒定律實驗的變化,這也告訴我們,新課改的實驗應該重視,特別是探索性實驗否則很難適應以后的高考,至少中等以下的學生(題略,以下同)。
北京綜合卷實驗第二題,網上評價很高:盡管是在用筆、用紙去考實驗,但還是把認真做實驗和敷衍做實驗區分開,要把做過實驗和沒做過實驗區分開來。實驗是關于“小車在斜面上運動”問題,實際上還是“探究小車速度隨時間變化的規律”和“驗證牛頓運動定律”的結合。
演示實驗也要上考卷,今年北京綜合卷實驗題第一題,就是一個關于陰極射線管的演示實驗。
新課改的教學演示實驗要盡可能地做,這樣可以少走彎路。當然本題還是比較簡單的。
江蘇兩個實驗題都具有探究性,沒有照搬課本上規定的學生實驗,但使用的儀器和方法又是學生學過的。綜合能力較強的學生應該能較好地應付。
四、關于新課改的重過程教學
新課程中實施教學思路的體會,首先就是重過程。也就是說:重視學生自主經歷某種有價值的學習活動(例如觀察、實驗、解釋、分析、概括、交流等)。通過該活動,在實現知識與技能目標的同時,讓學生獲得體驗,形成意識,掌握方法,提高能力。
1、為什么重過程
在具體過程中能理解知識、掌握相關的技能。
在具體過程中學生能獲得相關體驗,增強相關的意識。意識是很難通過灌輸來達到增強目的的。
方法,通常表現為解決問題的程序。理解某個方法不等于能掌握、運用這個方法。掌握和運用需要通過一定的過程來實現。
學生的能力是在相關行為中提高的,學生經歷某一過程的行為為培養和發展相應能力創造了條件。
2、怎樣重過程
下面就對新教材的兩個教學過程進行分析,看應該怎樣重知識。例1:關于曲線運動速度的方向 傳統的教學過程是:
①列舉旋轉砂輪上的火星、旋轉雨傘上的水滴沿圓周切線飛出的事例;②得出結論:做曲線運動的質點經過某位置的速度方向,在曲線過這點的切線方向上;③講解有關例題,布置有關習題。
新課改的教學過程:
①觀察砂輪上的火星、鏈球運動員投擲鏈球的照片。提出問題:怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向?
②實驗:通過鋼球在具有任意曲線形狀的導軌內的運動,說明曲線運動某點的速度方向跟曲線相切。
③簡單的理論分析:滲透極限的思想。由平均速度過渡到瞬時速度。
④得出結論:做曲線運動的質點經過某位置的速度方向,在曲線過這點的切線方向上。
⑤體驗:“做一做”——做一個顯示拋體運動速度方向的“飛鏢”。以上教學過程包括了:“提出問題——實驗——理論分析——得出結論——體驗”這樣一個完整的過程。
例2:關于向心加速度和向心力 傳統的教學過程是:
①分析做勻速圓周運動的物體受到向心力作用;②實驗得出:向心力的大小跟質量、半徑、角速度都有關系;③“可以證明”,向心力的大小等于F=mrw;④從力要產生加速度導出向心加速度意義和公式;⑤閱讀材料:向心加速度公式的推導;⑥做一做:感受向心力。
過程分析:以上過程中的實驗裝置比較復雜,難以作為學生實驗,而且力的大小的呈現比較間接,不易形成直觀認識;證明過程也只是四個字:“可以證明”,學生沒有經歷這個過程,雖然作為閱讀材料給出了公式的推導,但難以落實;只是在最后做一做中,起到一定的彌補作用。
新課改的教學過程:
①用一定的篇幅,設立小標題,進一步明確“速度變化量”的概念。
分析:向心加速度難點在于ΔV,正確認識圓周運動的ΔV作為以后過程的基礎,這里又作了進一步強化。
②通過五個步驟說明ΔV很小時勻速圓周運動的ΔV指向圓心,引入向心加速度。
分析:把對ΔV方向的分析分為五步驟,減小臺階,降低坡度。③給出向心加速度,在“做一做”中讓學生嘗試自己進行推導。
分析:ΔV問題解決了,推導只是數學問題,放在“做一做”中,兼顧學生的差異性。
④通過實例引入向心力概念,通過牛頓第二定律推導向心力公式。分析:至此,學生獲得的是完整的向心加速度概念。⑤用圓錐擺粗略驗證向心力公式。
分析:圓錐擺實驗裝置簡單,能夠當作學生實驗來做,也是一個應用知識的實例。
⑥做一做:體驗在線速度和角速度相同的情況下向心力與半徑的關系。分析:通過體驗來認識半徑和向心力的定量關系,強化實踐意識。以上只是從幾個側面,說明自己對新課改的粗淺認識,在以后的日常教學中,還要不斷地進行新的探索和研究,使我校的新課改工作能夠順利地向前發展。
(本文由丹東市教師掛牌培訓講話稿整理而成)
第五篇:新課程下的高中物理課堂教學演示實驗探究
新課程下的高中物理課堂教學演示實驗探究
吳康云
隨著《普通高中物理課程標準》的頒布,高中物理教學改革已全面展開。作為高中物理教師必須認真學習、研究《普通高中物理課程標準》,領會和貫徹新課改精神,及時進行教師角色和教學方式的轉變,才能適應時代發展和物理課程改革的要求,從容應對這場改革。而在《新課程標準》中,把物理實驗能力要求作為內容標準的一個獨立的主題,物理實驗在《新課程標準》中的地位是顯而易見的。物理實驗對于提高學生學習物理興趣,進而提高學生物理成績把學生培養成有較高科學素養的人,有著不可替代的作用,所以,科學高效地開展物理實驗教學就成為當務之急。如何開展物理實驗教學是一個涉及教師、學生、器材、制度等課程要素的復雜工程,本文主要就如何開展演示實驗教學進行探究。
一、教材中一些物理演示實驗教學的改進
為使演示實驗在課堂教學中發揮到最大的效果,教師除了應精心選擇有較強科學性和代表性的實驗進行演示外,有時為加強演示實驗的可觀性、便利性、趣味性等而需要采取一些改進措施。
1、改進物理演示實驗教學的意義
有利于提高課堂教與學的效率,這些改進后的有趣、明顯的實驗現象和精巧的設計等都會給學生留下深刻的印象,且大大的提高學生對概念、規律等知識的理解,從而提高課堂上教與學的效率。有利于提高學生對物理的學習興趣和學習能力,課堂演示實驗的改進有時能提供一些與學生原有的認知結論相違背的新奇現象,或者學生能親自參與設計操作實驗的環境,這將大大激起學生學習物理的興趣。有利于促進探究式教學和新課程教學改革的實施。新課程背景下,《物理課程標準》明確指出,高中學生應該在科學探究和物理實驗中達到提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作七個科學探究要素。物理改進課堂演示實驗能為探究性學習提供相應的學習環境。在和學生共同改進實驗的過程中,學生與學生的探究以及教師與學生之間的探究都可以很自然的融入其中,這樣整個活動都會充分體現“合作探究”教學模式,符合新的物理課程標準的要求,從而高效有序地進行新課程教學改革。2. 物理演示實驗教學改進應遵循的規律。
我們進行實驗改進的目的是增強實驗的趣味性、凸顯原有實驗的現象、突出實驗操作的主要程序,甚至修正原有實驗的缺陷,讓實驗盡可能的發揮它的作用,而這種改進要遵循一定的規律。
(1)應有利于加強演示實驗的便利性。實驗裝置應力求簡單,以便排除復雜的實驗裝置對觀察和思考主要問題的干擾即排除分散注意力的干擾,這是突出重點的需要。如:新課程人教版物理1中第58頁上微小形變的演示實驗(如圖1所示)中,兩次利用光的反射定律“放大”了光線的微小變動,這個方法滲透的很好,但調整裝置很費時。若將氦氖激光器放在桌面上,使它的光直接射向較遠的屏幕(或教室后面的墻壁)上,向桌面施加壓力時會觀察到光點移動。使得該演示實驗簡捷高效,現象直觀清晰,會很大程度地提高課堂效率。又如:新課程人教版物理1中第56頁上的演示實驗(如圖2所示),觀察最大靜摩擦力和滑動摩擦力的大小關系,當手拉彈簧稱,逐漸增大拉力,使得木塊從靜止開始移動后,很難控制木塊勻速運動,于是彈簧秤的讀數不斷變化,很難感性地形成正確的概念。若加以改進,將彈簧秤拉木塊整個裝置置于一個長薄板上,保持木塊靜止不動,逐漸加力反向拉動木塊下的薄板直至勻速拉動(如圖3所示),觀察彈簧秤的讀數變化,這樣更容易操作。
圖1
圖2 圖3
(2)應有利于提高演示實驗的可觀性。明顯的實驗現象和可觀性較強的實驗都有利于教學內容的傳授和學習??捎^性差、實驗現象不明顯的實驗容易引起學生對所講內容的不信任,不利于學生的知識掌握。如:新課程人教版物理選修3-1中第6頁的演示實驗“探究影響電荷間相互作用力的因素”(如圖4所示),一般靜電實驗很難演示成功,由于孤立物體和懸掛小球一般帶電量很少,若加上空氣潮濕的影響,放電較快,物體和小球之間的庫侖力很小,絲線的偏角很小,很難觀察到三個偏角的大小的不同,所以此演示實驗成功率很低。而若將實驗改進為(如圖5所示),O為帶絕緣柄的金屬球,絲線上的小球用聚苯乙烯發泡材料(或其他輕質材料)做小球p1. p2. p3,在小球外面涂上石墨導電層(或外面包上導電的鋁箔),利用感應起電機使A和三個小球同時帶上正(負)電,起電機的起電效果遠遠強于摩擦起電,因此鋁箔小球產生了明顯的偏離,很容易比較出它們之間的距離越大偏角越??;若加快起電機的搖動速度,O和三個小球的帶電量增加,絲線的偏角增大,說明它們之間的庫侖力變大了;減慢搖動速度,則帶電量減少,角度變小則庫侖力變小。由此得出結論:電量越多,庫侖力越大。這樣改進以后實驗現象明顯了,提高了可觀性,有利于學生對庫侖定律的感性的了解。
圖4
圖5(3)應有利于增加演示實驗的趣味性。在學習過程中,學生對所學知識感興趣是極為重要的,興趣是學習的直接動力,物理實驗的現象和結果往往能激發學生的興趣,使學習處于一種積極主動的狀態中,所以應適時設置有趣的演示實驗以達到激趣的目的。如:學習重心的概念時,可以增加這樣一個小的演示實驗:用橡皮筋將兩支鉛筆的一端扎緊,另一端拉開適當的距離后擱在第三支鉛筆上,構成一個木支架,寬端略高于窄端(如圖6所示)。將小球放在木支架的窄端,可見小球朝高端滾去。這個實驗很有趣,看似小球自動上坡,實質上是小球重心下降,一部分重力勢能轉變成了動能。但也應注意避免出現為增加趣味性而忽視了安全性,如有的老師在學習“機械能守恒”一節時,進行“鉛球碰鼻”實驗(如圖7所示),3公斤重的鉛球自某學生鼻尖無初速度釋放再擺回,看學生怕不怕鐵球碰傷鼻子,驚險刺激,但應防止被試驗的同學站立時會出現輕微晃動而造成傷害。
圖6 圖7
(4)應有利于提高演示實驗的環保性。在課堂演示實驗中還應注意安全環保等問題,如:在舊人教版物理第二冊(必修加選修)的P4演示雞蛋從一米多高的地方落到一塊泡沫塑料墊上,觀察雞蛋會不會被打破(如圖8所示)。這個實驗的演示結果往往會使雞蛋在泡沫墊上彈跳幾次后滾落在地板上破碎,既不美觀也不環保。若在透明的大大的玻璃器皿內的底部鋪一層厚厚的細沙,再將雞蛋從一米多高處下落(如圖9所示),雞蛋會穩穩停落在鋪有沙子的器皿中,既不會再次彈跳又完好無損,大大增強了實驗的直觀性及環保性。
圖8 圖 9
二、發揮演示實驗在物理課堂教學中的重要作用
物理課堂演示實驗具有形象、有趣的特點,能為學生在形成物理概念、得出物理規律前營造出真實生動的物理情境,容易被學生接受。
1、演示實驗可以幫助學生直觀、形象地觀察物理現象及其變化規律,形成物理概念。作為物理教師要盡一切可能,在課堂上為學生展現出真實豐富的物理現象和生動有趣的物理情景。
2、演示實驗可以激發學生的學習興趣,培養學生的觀察能力,引導學生積極進行思維活動。興趣是一種內驅力,它能刺激學生為追求探索未知事物而獲得相應的學習動機,而課堂上的演示實驗往往能起到這樣的效果。教師在演示實驗中還要注意培養學生觀察力,讓學生善于觀察出事物和現象中重要的屬性和特性。
3、演示實驗是學生學習實驗操作的重要途徑。教師演示實驗的態度和效果,對學生的科學觀有著至關重要的影響。教師必須認真做好示范操作,每一個環節都應合理規范。這樣,教師嫻熟的操作技能、嚴謹的科學態度和顯著的實驗效果能幫助學生培養其嚴謹的科學態度和規范的操作步驟。
三、演示實驗的教學方式
演示實驗的授課形式不應僅僅是單一的“老師演,學生看”,還可以是“教師導,學生演”,即學生積極參與演示實驗。通過趣味新奇的物理實驗演示,自己切身的參與,激發學生的好奇心理,從而激發他們思索的欲望。
1.“樣板式”演示實驗教學。演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示,在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式。在這種常規的演示實驗教學中,應注意積極引導學生思考、猜想、觀察、分析、論證、評估,讓學生充分了解實驗的內容,多次重復,加深印象,鞏固記憶。引導學生從課堂演示實驗現象的觀察和實驗的研究分析中歸納出結論,是培養高中學生學習科學歸納思維方法的有效途徑。
2.“參與式”演示實驗教學。在演示實驗的操作中,要關注學生的參與、體驗和理解。教師只是創設情景,做一些簡明、嫻熟的示范點撥。引導學生在對物理概念的形成階段,像科學家那樣地思維,主動思索實驗方案,控制實驗條件,排除干擾因素,在實驗中測量數據,獲取信息,交流信息,處理信息,在信息中尋找和發現規律。若教師能為學生提供參與某些科學探究過程的機會,讓學生根據已有的背景知識和可靠的物理事實,通過推理和想象來提出問題,并形成猜測,然后提出實驗方案,并進一步通過分析數據來反饋假設,最后形成正確的實驗探究結果,這將會幫助學生形成較高的科學素養。讓學生在教師指導下參與演示實驗,不僅能提高學生實驗技能,又能加深他們對物理概念和規律理解和掌握,同時也能加強對學生科學方法的訓練及能力的培養。
3.“合作式”演示實驗教學。有選擇地改變一些物理演示實驗的常規程序,以探究小組豐富物理實驗的組織形式。比如為培養學生主動探索物理規律的能力,在教學中可把一些驗證性的實驗變為探索性的實驗,以加強對學生思維能力、創造能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的能力的培養效果。這些演示實驗可以根據教材的特點和學生實際情況,實行分組實驗,在學生已有知識和初步具有實驗技能的條件下,在教師指導下,讓學生自己動手、動腦,在實驗中觀察現象,主動探索,然后得出物理規律。在課堂組織形式上將物理課堂演示實驗與學生的分組實驗有機地結合起來,同時加強學生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力的訓練,多角度、全方面地讓中學物理實驗教學提高到一個新的水平。
綜上所述,按照科學的方法實施、改進高中物理教學中的演示實驗教學的作用是多方面的,因此在中學物理教學中,我們必須把物理演示實驗的操作、改進、設計列為實驗教學中的一個重要內容,具體落實到教學措施和各個環節中,對于響應新課程標準,提高學生綜合素質,培養人才,提高全民族的思想道德水平和科學文化水平都具有重大的意義。另外,中學生的實驗能力與理論水平相比差距很大。實驗能力水平較低,主要體現在學生的動手能力水平較低。所以在開展研究性學習提高學生的實驗思維能力和設計實驗能力的同時,應加強培養學生的動手能力。通過開放實驗室、精選課外實驗盡量創造更多的條件,給學生更多的時間和空間來動手做實驗,是提高學生物理實驗能力的關鍵??傊?,在新課程標準背景下,我們要真正重視實驗教學,真正落實學生的主體地位,構建開放的實驗課程資源,努力促進學生物理實驗和科學探究能力的提高,使學生在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面都有應有的提高。