第一篇:分析新課程背景下高中物理實驗教學的幾點嘗試
分析新課程背景下高中物理實驗教學的幾點嘗試
【摘 要】:本文通過分析物理新課標的要求和當前高中物理實驗的教學現狀,提出了改革物理實驗教學的幾點嘗試,包括認識驗證型實驗、探索開放型實驗和鞏固應用型實驗三個方面,旨在改善當前教學情況,提高學生整體物理水平。
【論文關鍵詞】:新課程 高中 實驗教學
新課程標準提出要從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀這三個方面培養學生,關注學生的終身發展。中學物理作為一門以實驗為基礎的學科,以向學生傳授物理知識、培養學生應用物理的能力為目標。物理概念和規律大都與實驗有著緊密聯系,故實驗教學在培養學生物理素養方面起著全方位的作用,是判斷物理常識是否成立的標準。
當前高中物理教學存在著諸多問題。首先,在教學中,教師把實驗的結果作為目標,忽略科學探究的過程教學,無法發揮實驗教學的效果;其次,近年高考的實驗題趨向于“源于教材而不限于教材”的趨勢,針對性的實驗練習已經不能適應高考的要求;再次,實驗教學受時間、空間、實驗條件、實驗難度、學生的認知程度和動手能力等的影響。那么,在新課程背景下的教學中,可采取哪些應對措施?筆者做了以下幾方面的嘗試。
一、認識驗證型實驗
高中生雖然已有一定程度的物理基礎,但面對高中物理的復雜過程,學生的抽象思維能力和對過程的想象力有限,不進行直觀教學,很難使學生領會和掌握。在認識驗證型實驗教學嘗試中,我們以演示型為例來具體討論。
演示型實驗教學是以師生雙方為主,包含各種教學要素的一個互動過程,是學生獲得直觀認識的重要形式和手段。演示實驗有利于激發學生的學習興趣,對提高物理教學的有效性有著積極作用,是學生建立物理概念、理解和掌握物理規律的必備環節。演示實驗的方式主要指教師用儀器或實物進行演示,包括實物、模型、投影、幻燈片和多媒體輔教等,利用演示實驗創設教學情境,使學生的知識得到鞏固和應用。
二、探索開放型實驗。
探索開放型實驗是指以學生為中心,由學生獨立制作實驗方案:提出問題——假設猜想——確定目標——設計實驗——分析數據——得出結論。探索開放型實驗與傳統實驗最大的區別在于:它是由學生根據已有物理知識和背景,在實驗過程中充分發揮想象力和主觀能動性,自主選擇儀器和工具來搜集數據,獨立完成實驗項目。在這個過程中,實驗成為一種積極的探索行為,學生在這個過程中得到極大的滿足,提高了學習積極性。
人教版物理必修1教材《力的合成》教學中,教材改變了內容的引入方式,采用探究求合力的方法,即由實驗歸納得到平行四邊形法則,變“教學生做實驗”為“讓學生自主探究”。鑒于學生經驗不豐富,可參考的理論知識不多,實際操作比較困難,可在給學生必要的提示和的前提下,在實驗室采取小組合作的方式,開設“探究求合力的方法”的實驗。
在進行探索開放實驗時,教師要盡量為學生提供科學探究的機會,提供完備的實驗條件。學校應加強物理實驗室建設,為學生提供充分的物理實驗時間,盡量多學多練,在試驗中發現并創造性地解決問題。
三、鞏固應用型實驗。
物理實驗并不僅僅局限于實驗室和課堂,現實生活中的許多實際問題和現象都蘊含著物理概念和規律,而且我們學習物理知識的最終目的是將其運用到實際生活中。物理實驗與生活體驗的有效結合,可以極大地激發學生的學習興趣,奠定良好的物理基礎。
現實生活中有許多學生感興趣的問題,但由于認知有限,無法構造出具體的物理模型,這就要求教師以實際問題為載體,引導學生利用已掌握的知識技能應用于實際生活,發展學生的發掘能力和動手應用能力。可采取的形式有:設計趣味小實驗;鼓勵學生動手進行小制作。
課外活動和生活實踐實驗是我們物理課堂實驗教學的有力補充,學生通過動手操作,不但可以實踐物理常識,還可以提高生活技能。
四、結語
上述物理實驗教學方式在實踐中收到了良好的效果,學生的積極性增強了,自主學習的能力也得到了培養,物理實驗教學的狀況也得到了改善。但任何教學模式都有利有弊,我們要發揚其優秀的一面,同時也要改進其局限性。
新課程的實施,帶來新的理念和要求。物理實驗教學模式是一個開放的體系,在具體教學中要整合各種教學方法,做到揚長避短,體現新課程的基本理念。研究新課程理念下物理實驗教學,對優化高中物理整體教學水平,有著十分重要的意義。此文由才子城畢業論文網搜集
參考文獻:
[1]閻金鐸,郭玉英主編《.中學物理新課程教學概論》[M].北京師范大學出版社,2008年版.[2]王軍暉.高中生關于物理實驗教學需求的現狀與分析[J].物理教師,2007(4).
第二篇:新課程背景下高中物理探究性實驗教學的研究
新課程背景下高中物理探究性實驗教學的研究
嘉善中學
邱麗瓊
一、研究背景和意義
目前在應試教育的影響下,物理實驗教學難以發揮它應有的作用。許多教師認為“做實驗不如看實驗(錄像),看實驗(錄像)不如講實驗”,很少做實驗,不愿花時間從事實驗教學,實驗只被作為收集數據,驗證理論,應付考試的工具。學生實驗形成了教師講,學生做,教師示范,學生模仿的教學,學生成為被動的接受者,以至于學生很少提出問題。大多數學生重結果而輕過程,為了得到期望的結果,甚至修改實驗數據。沒有養成實事求是的科學態度,沒有學會解決問題的科學方法,學生的主體地位遠沒有得到重視,學生缺乏主動探究的欲望和熱情,忽視了實驗對學生科學思維方法和創新能力的培養。
新課程指出高中物理課程應促進學生自主學習,讓學生積極參與,樂于探究,勇于實驗,勤于思考。通過多樣的教學方式,幫助學生學習物理知識和技能,培養其科學探究能力,使其逐步形成科學態度和科學精神,因此,高中物理實驗教學迫切需要改革。
探究性實驗是在假設的指引下獲取支持或推翻假設的科學實證,是以實驗為載體探究科學結論形成和發展的過程,是在教師的指導下,學生運用已學過的知識、技能,把自己當做新知識的探索者和發現者,通過實驗親自發現問題.探究性實驗由于其重視過程和方法,有利于提高學生發現問題、解決問題的能力,培養與他人合作的精神,養成實事求是的科學態度,有利于學生創新能力的提高和主體性的發揮。強調通過實驗探究提高學生的科學素養,已成為當前實驗教學改革的主要方向。
因此,我國新頒布的《基礎教育課程改革綱要(試行)》和《普通高中物理課程標準》,減少了一些驗證性實驗,增加了較多探究性實驗,提倡將演示實驗盡量轉化為學生的隨堂實驗,同時提倡學生在教師的指導下進行探索性實驗,強調要突出培養學生的創新精神和實驗能力,提倡“引導學生質疑、調查、探究、在實踐中學習”..以此為契機,我們師徒小組在物理實驗教學改革中,對傳統實驗教學進行了新一輪的的反思,擬在新課程背景下開展高中物理探究性實驗教學的研究.二、課題研究的理論依據
1.中學生的心理特點
高中生心理發展正處于從幼稚向成熟的過渡階段,其心理特點表現為:精力充沛、熱情高漲;想象力較豐富,開始有獨立思考能力;求知欲強,具有質疑思想;抽象邏輯思維開始發展,有一定的發散思維,迫切希望能有證明自己價值的途徑;自我意識覺醒,主動性、自尊心增強,渴望與人交往;有積極向上進取的精神。由于高中生身體正開始走向成熟,而心智發展明顯滯后,所以容易表現出消極的一面:如濫用精力與蠻干,急于求成、缺乏耐心,過分憑借想象力或憑空想象,不善于將精力集中,容易氣餒。
2.中學物理的特點
物理學是整個自然科學的基礎,除了具有豐富的物理知識外,還包含豐富的社會科學知識和科研方法,它是一門以實驗為基礎的嚴密的理論科學和定量的精密科學。中學物理又有以下幾個特征:
基礎性:中學物理不但是其他自然科學的理論基礎,而且是一切技術科學的理論基礎,所采用的科學研究方法也是其他自然科學進行科學研究普遍使用的方法。
實踐性:中學物理特別重視與實踐相聯系,重視用實驗去驗證相關理論,重視與生活實際相結合。
前沿性:新版中學物理現在也要求扣緊物理前沿知識,如激光、超導、電磁流、反物質等。
探索性:探索的目的是使學生靈活有機主動地學習物理知識,使學生初步掌握主動獲取知識的能力,更重要的是培養學生運用物理知識解決問題的能力。
3.探究性物理實驗與傳統物理實驗不同
傳統的物理實驗大多是驗證性的,學生很少積極主動思考,而教師也很少留給學生獨立思考的余地,試驗操作也是學生按照課本事先寫好的實驗器材,實驗步驟直接操作,學生的情緒調動不充分,沒有新意,沒有懸念,學生很難成為知識的創新者.探究性物理實驗作為學生的一種積極主動的認識建構手段,作為物理實驗的一種形式,它既有別于測定性實驗,又有別于一般的驗證實驗。探索性實驗的目的在于使學生獲得物理實驗研究方法的訓練,讓學生接觸探索、發明、發現的過程和方法。在探索發現的過程中,發展學生理性的、批判的思想方法,體驗學者研究的苦衷和愉悅,培養他們的發現、探究能力。要達到這種目的,就要使學生在進行探究性實驗時發生認知沖突,這要求探究性實驗設計首先要足夠“新穎”。正是這種“新穎”的刺激,才會激發學生對探索的興趣,才能引起學生探索的欲望,才使得它與主體原有的“定勢”相矛盾、相對立,才能產生認識上的不協調和沖突。比如,我們設計的“測定沒有系統誤差存在時干電池的電動勢和內電阻”實驗,要求學生自己設計電路、得出數據,并求出沒有系統誤差存在時電池的電動勢與內電阻,這體現高中新課程探究性實驗的“新穎”。
三、課題研究的預期目標
1、使學生體驗富于樂趣的挑戰:探究性物理實驗因為學生必須親自去做,才能夠體會到該“如何做”。自己走進實驗室核實一下,并用自己的眼睛看一看,用自己的手做一做,這要比在牛頓的著作中或在一本教科書中搜尋答案死記硬背更有意義。正如學習游泳,看再多的書,記再多的要領,都無濟于事,必須親自下水,在學的過程中感悟、總結,才能掌握游泳技術。如同在游泳池中學游泳一樣,探究性物理實驗就是給學生一個自主探究、親身實踐的機會。通過這種實驗,學生將得到“如何去獲得知識”的體驗,學生的各項技能和能力將得到最大程度的發展。
2、培養學生發現問題和解決問題的能力:探究性物理實驗通常圍繞一個需要解決的實際問題展開。在實驗的過程中,通過引導和鼓勵學生自主地發現和提出問題,設計解決問題的方案,收集和分析資料.調查研究,得出結論并進行成果交流活動,引導學生應用已有的知識與經驗,學習和掌握一些科學的研究方法,以培養發現問題和解決問題的能力。
3、培養學生收集、分析和利用信息的能力:通過探究性物理實驗,能幫助學生學會利用多種有效手段、通過多種途徑獲取信息,學會整理與歸納信息,并恰當地利用信息,以培養收集、分析和利用信息的能力。
4、學生學會分享與合作:合作的意識和能力,是現代人所應具備的基本素質。探究性物理實驗一般以小組合作實驗為主開展實驗,學生將努力創設有利于人際溝通與合作的教育環境。使學生學會交流和分析研究的信息、創意及成果,發展樂于合作的團隊精神。
5、培養學生科學態度和科學道德:在探究性物理實驗的過程中,學生要認真、踏實地探究,實事求是地獲得結論,尊重他人想法和成果,養成嚴謹、求實的科學態度和不斷追求的進取精神,磨煉不怕吃苦、勇于克服困難的意志品質。
6、培養學生對社會的責任心和使命感:在探究性物理實驗的過程中,通過社會實踐和調查研究,學生要深入了解科學對于自然、社會與人類的意義與價值,形成積極的人生態度。
7、激發教師繼續學習的熱情:探究性物理實驗教學使教師失去了決定學生學習內容的權威性和壟斷性,學生研究的很多問題超出了課堂教學、學科教材、教學參考資料的范圍,超出了教師的專業范圍;學生吸納知識的途徑由單一轉向多元,教師不再是學生唯一的知識來源,教師指導學生時,心中可能沒底,有一種緊張感。教師如果自身知識結構失衡,如知識結構單
一、知識面窄、漠視學科知識與生活實際的聯系、科研能力缺乏等,就難以勝任。為了能指導學生,教師就必須利用業余時間繼續學習。
四、課題研究的范圍和對象: 課題研究的范圍:嘉善中學
嘉善高級中學 嘉善綜合高級中學
課題研究的對象:課題組成員任教班級學生
五、課題研究的內容:
1、理論研究方面:
大量查閱文獻資料,組織學習有關教育理論、心理學理論和教育科研方法;對課題組成員進行培訓。同時通過教學中的實踐與探索對課題研究特點,規律和存在的問題做進一步研究。
2、實踐研究方面:以三校課題組成員任教班級學生為研究對象,立足教材,高中物理的教學內容為出發點。將演示驗證性實驗提升為學生探究科學的實驗,將學生驗證性實驗轉化為探究性實驗,將教材中出現的實驗問題設計為探究性實驗,將教材中的“閱讀材料”、“思考討論”、“做一做”、“小實驗”等設計為探究性實驗.對探究性實驗進行初步探索,旨在激發學生學習化學的興趣,使學生了解科學探究的基本過程、方法與藝術,拓展學生的想象力、知識視野、創新思維能力,增強科學協作精神和學術研討氣氛,有效培養學生的科學素養。(1)將演示實驗轉化為探究性問題或實驗
在演示實驗中,利用新的教學理念、“演示實驗”的教育功能,創造性地使用教材:對于必須由教師親自做的演示實驗,使用探究法的敘述代替結論性的解釋;運用科學家的思維方式分析和處理資料;將易操作、易成功,沒有破壞性和危害性的實驗改為學生的探究實驗。(2)將學生驗證性實驗轉化為探究性實驗
建構主義理論認為,學習不是教師向學生傳遞知識信息、學生被動吸收的過程,而是學習者主動建構知識意義的過程,這一過程是不能由他人所代替的。原教材基于安全、規范等因素考慮,所安排的“學生實驗”大多數是根據課本設計好的方案,由教師提供實驗方案與儀器,再讓學生動手操作,最后填寫“實驗報告”。這種程序限制了學生的創新思維與分析、解決問題能力的建構。為此,根據客觀條件和學生認知結構的特點,有選擇地將一部分驗證性的學生實驗改為探究性實驗。
(3)將教材中出現的實驗問題設計為探究性實驗
針對教材中出現的實驗問題,不是直接告知學生問題在何處,而是引導學生思考討論可能造成實驗失敗的原因并自行設計實驗方案和學術討論加以解決。(4)將教材中的“閱讀材料”、“思考討論”、“做一做”、“小實驗”等設計為探究性實驗 六、課題研究的方法:有文獻研究法、調查法、比較研究法、統計分析法、個案研究法、模擬研究法以及行動研究法等。
七、課題研究的步驟 課題研究時間為二年。
第一階段(準備階段):2007年5月一2007年9月 ,成立課題組,收集理論資料,組織課題組成員學習相關的材料,調查學生實驗操作具體情況并建立檔案以備以后對比分析
第二階段(研究實施階段):2007年10月一2009年6月.1、根據實施計劃提出問題和任務,分期舉辦實驗探究研討活動,廣泛交流,收集第一手資料,并進行整理分析,撰寫階段性研究報告等
2、通過觀察、調查、分析,進行初步論證,發現不足之處,提出解釋,改進觀點
3、修正、改進,具體操作,再實驗、再驗證。通過反復論證,反復操作、改進,循環往復,螺旋上升
第三階段(總結成果,課題結題,成果推廣):2009年7月一2009年8月 總結探究性實驗的設計思想,構建探究性實驗教學模式,形成探究性實驗教學理論系統。
八、課題組成員分工:
邱麗瓊:全面負責課題研究的各項工作,包括課題立項報告和結題報告的撰寫、理論研究、教學實踐和電腦操作等工作。
張凡、吳通盛、李林芳、陳栩、范子文:負責課題的實踐與研究,同時進行相關信息收集、負責問卷調查設計和調查資料統計工作,同時進行網絡收集、資料統計、課件制作和電腦操作工作。
葉春:主要負責課題的器材準備和方法指導。
九、預期成果:書面報告和光盤
十、研究經費:實報實銷 理論指導:嘉善縣教育局教科室 課題實施:師徒課題組 課題立項報告執筆人:邱麗瓊
標簽:開題報告
第三篇:新課程背景下初中化學實驗教學
新課程背景下初中化學實驗教學
一直以來,初中化學都沒有擺脫“紙上談兵”,學生動手操作實驗的次數少之又少。化學實驗可以拉近學生與現實之間的距離,從實驗方法、實驗現象深刻理解物質的化學性質和應用原理。初中化學教材中的實驗高達90個,難度和可操作性存在著很大區別。因此,如何高效完成實驗,將實驗教學的價值擴展到最大化,成為本次研究的重點。
一、規避實驗風險,增加實驗機會
化學實驗的改革需要從觀念入手,反之則勞心勞神,抓不住重點內容。雖然部分化學實驗具有一定危險,化學藥品有毒、有腐蝕性,但并不能因為有危險、有困難,而放棄學生做實驗的機會。規避實驗風險,將意外事故出現的概率降到最低,這才是正確的化學實驗教學觀念。在此基礎上,給學生安排更多的實驗機會,讓學生走出課本內容,投入到具體化學材料的認知中。例如,在“燃燒需要條件”的探究性實驗中,難免出現火苗。針對“火苗”這一帶有危險性的因素,教師可從燃燒材料、燃燒環境、個人防護等方面對學生進行保護。首先,實驗環境不能完全封閉,必須要保持空氣流通;其次,減少每次實驗燃燒材料的數量,對火苗的最大程度進行限制;最后,制定詳細地操作流程,加強對學生的保護,確保火苗產生的煙氣不會對學生的眼睛造成損傷。在做好一系列安全教育和準備工作后,鼓勵學生開展實驗活動,從實驗中得到教材里的結論。
二、做好預實驗,優化實驗教學方案
教材中化學實驗的個數和類型較多,如果實驗教學方案設計和執行不合理,就會降低實驗效果,產生負面影響。根據筆者的教學習慣,實驗之前需要開展預實驗工作,包括理論指導、教師演示、注意事項三大方面。教師演示是其中的關鍵環節,可以幫助學生直觀地體會實驗的操作過程,在頭腦中形成更加形象的實驗流程。例如,在“二氧化碳通入石灰水變渾濁”實驗中,二氧化碳的制取和收集、實驗設備的密封性、除水干燥、設備順序等內容的操作問題都會影響到實驗的最終結論。為了讓學生在實驗課堂上得到正確結論,教師需要開展預實驗準備工作。首先,根據二氧化碳的性質,講解簡易制取二氧化碳的方法、通入石灰水溶液的流程以及實驗設備,從而使學生搞清楚實驗原理和步驟;然后,教師在課堂上進行實驗演示,以真實的試管、燒杯、石灰水溶液、酒精燈等實驗儀器進行操作,讓學生觀察整個實驗的具體操作,并思考實驗方法的改進之處;最后,進入實驗課堂,根據個人心得體會,以小組為單位開展實驗,得出實驗結論。如果實驗結論與預期結論一致則證明實驗正確,反之則同學之間進行交流,思考其中的原因。
三、借助多媒體技術,豐富實驗內容
多媒體技術的出現給化學實驗教學增添了新的思路和方法。網絡平臺和共享資源的新方式展現了更多實驗和實驗細節,這有助于學生的理解和深入思考。例如,在初中化學教材中涉及到室外觀察酸雨,分析酸雨成因和危害的野外實驗。一般來講,初中學生無法接觸到酸雨產生危害的地區,更無法體會它的破壞性。面對這樣的實驗,教師可以通過互聯網和多媒體進行解決。在網絡中進行搜索便可以得到與酸雨相關的海量資料,拿出其中20到30份進行對比分析,便可以得到較為正確、全面的結論。
四、以實驗為基礎,做好理論與實際生活的銜接
化學實驗是從教材到現實的過渡,是連接理論與現實生產的重要橋梁。在開展化學實驗教學的同時,還需要將化學知識與實際生活、生產結合起來,形成理論、研究、應用三者的內在統一。例如,在“二氧化碳制取”的試驗中,學生是否會想到飲料瓶中的氣體便是二氧化碳,在實驗中是否可以利用雪碧、可樂一類的碳酸飲料得到二氧化碳氣體;廚房中的食鹽是否可以制成代替氯化鈉,配制氯化鈉溶液;鐵絲、廢棄的輸液瓶、筷子等是否可以替代實驗室的實驗儀器。將實驗與現實生活結合在一起,不僅可以拉近學生與化學實驗的距離,還可以激發學生探究的興趣,找到適合自己的學習方法。
五、結語
初中化學是學生接觸化學學科的起步階段,化學實驗是教學活動中不可缺少的重要組成部分。從化學實驗教學層面看,教師需要更新教學思路,給學生接觸化學實驗的機會,鼓勵學生動手學化學;從具體實驗安排看,多媒體可以起到極大的輔助作用;從具體的實驗教學設計看,教師需要做好教學設計,從實驗本身擴展到生活、生產中,讓學生對化學知識形成立體性認知。
第四篇:高中物理新課程下的實驗教學反思
高中物理新課程下的實驗教學反思
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,物理實驗的教學對學生形成物理概念,建立物理定律,培養觀察能力、動手能力和提高科學素養都有著重要的、不可替代的作用。新課程的實施,為我們帶來了新的理念、新的要求,實驗教學的相關內容也發生了較大的變化。按照新課程性質的要求,通過實驗教學,應使學生掌握基本的實驗知識和技能,體驗科學探究的過程,了解科學研究的方法,增強創新的意識和實踐能力。為達此目的,教師必需在實驗教學過程中注重學生的親身體驗和情感意志的培養,最終使學生養成不畏挫折、樂于探究、善于分析的科學態度和良好習慣。下面我就高中新課程施幾年來的實驗教學體會談幾點粗淺的看法。
一、明確《課程標準》對實驗教學的要求
普通高中《物理課程標準》(以下簡稱課程標準)對實驗的要求與原《物理教學大綱》有所不同,原大綱中對學生分組實驗、演示實驗都有明確的要求,教師可以按照要求組織教學,同時各分組實驗都有明確的實驗目的、實驗原理、實驗器材及器材及使用說明、實驗步驟等,但現課程標準中則沒有,甚至對哪些為分組實驗、哪些為演示實驗都沒有明確的說明,只是內容標準中以“通過實驗認識”、“經歷某某實驗的研究過程”、“通過實驗探究”、“通過實驗認識”等的語言對可進行實驗的地方進行說明,至于是做分組還是演示都由教師根據實際情況確定,至于實驗器材、原理的確定也由教師和學生共同確定,這是新課程標準與原大綱的最大區別,給了教師更大的決策空間,同時也給教師提出了更高的要求,這恰體現了新課程標準的時代性、選擇性。同時在每一模塊的活動建議中,提出了讓學生參與、體驗實驗活動的具體要求,其中包括學生利用所學的知識探究、制作、體驗、定性研究相關的內容,這為學生的動手動腦、應用所學的知識、教師與學生的交流提供了參與的平臺。
為了強化實驗教學,課程標準在附錄1設置了物理實驗專題,對實驗要求作了詳細的說明,要求從經歷實驗探究的過程、實驗方案的自我設計、實驗誤差分析研究、方案與結果的評估交流等方面培養學生的能力。專題列出了可供選擇的14個實驗示例,學校和教師可自行開發實驗項目,但必須從中至少完成8個。對于實驗能力的要求,課程標準中提出了6點要求:一是通過典型實例,認識實驗在物理學發展中的重要地位和作用。了解可重復性和控制性是物理實驗的基本要求。二是通過實驗認識測量的意義;理解系統誤差與偶然誤差、絕對誤差與相對誤差,以及有效數字的概念;會用有效數字表達測量結果;知道精度和準確度的區別;能對實驗誤差進行分析。三是初步具有發現問題、提出實驗研究課題的能力;能根據實驗目的,設計并討論實驗方案,確定科學、合理的實驗步驟。四是能根據實驗要求合理選擇并安裝實驗器材,正確進行實驗操作。對較復雜或沒有使用過的儀器,能讀懂儀器說明書,并按照說明書正確使用該儀器。具備用已有的知識和設備熟練完成實驗能力。能排除實驗中出現的一般故障。五是能正確觀察和如實記錄實驗現象和數據,養成實事求是的科學精神。會用正確的方法處理實驗數據,得出實驗結論。六是在實驗過程中能與他人合作交流。能對實驗方案和實驗結果進行評估和反思,具有對結果進行質疑、改進實驗方案的意識。能夠用科學語言,正確的寫出實驗報告。由此可見,新課程標準對實驗的要求要比原大綱的要求更高,也更有利于培養學生的探究精神和創新能力。針對課程標準對實驗教學的要求,建議學校要在現有課時的基礎上,將實驗示例中的至少8個實驗安排到科學探究、社會實踐活動、研究性學習等課中完成,在每模塊教學中再進一步增加演示實驗、分組實驗,分組實驗至少要完成考試大綱中必須考查的相關實驗。
二、認識實驗教學內容的教育功能,強化學生實驗探究能力的培養
所謂物理實驗,就是根據確立的實驗課題及猜想(實驗的目的),運用一定的儀器、設備,創造或控制特定的條件,確定實驗的原理,設計實驗的方案,排除偶然、次要的因素的干擾,使某一主要的物理現象發生或重演,獲得科學事實,從而進一步檢驗、發展物理理論。其對學生學習掌握探究自然規律、研究自然科學的方法,形成科學求實的態度,提高科學的素養是很好的教育平臺,但不同的實驗內容對學生能力的培養有著不相同的功能,如高中物理實驗的中的技能訓練型實驗、測定性實驗、驗證性實驗、探究性實驗等,在教學中的要求和功能則不同,教學中應從實驗的內在價值出發,有所側重的培養學生六種能力(課程標準實驗專題的能力要求),為此,在實驗教學中要走出每一個實驗都必須按照科學探究的七過程進行的誤區,科學有效的確定實驗教學的目標。
技能訓練型實驗主要是訓練學生掌握基本物理儀器調整、使用方法及其注意的事項,主要突出使用儀器的規范化訓練,使學生正確的應用儀器進行測量、觀察和讀數。培養學生學會看儀器說明書并學會使用儀器的能力。
測定性實驗主要用來測量某些物理量或物理常數。測定性物理實驗總是根據一定的物理原理進行測量,因此,組織該類物理實驗,關鍵的問題是使學生明確實驗所依據的原理或基本公式,確定待測量和相關量之間的關系,以及如何進行測量。
驗證性實驗是在學習物理規律之后進行的,其目的是通過實驗驗證物理規律的正確性,加深對物理知識的理解和訓練實驗技能。它要求學生必須正確的理解所驗證的物理規律的內容和使用條件、明確實驗的目的和方法。由于實驗中不可避免的會出現誤差,因此,必須向學生說明誤差的允許范圍,在誤差的范圍之內,實驗的結果就可以認為與物理規律相符合,不能要求實驗的結果和理論結果完全一致。
探究性實驗是在學習物理規律之前進行的,也可以稱為探索性實驗,其目的是讓學生通過對實驗現象的觀察,分析、歸納、總結出物理規律,或按照提出問題、猜想假設、設計實驗方案、進行實驗與收集證據、分析論證、評估、交流與合作的步驟探究物理規律,使學生體驗科學探究的過程,感悟物理規律的形成過程,掌握探究自然規律的思想方法。
制作和裝配性實驗是為了鞏固和應用所學的知識,提高理論聯系實際的能力,訓練學生的實際操作技能、技巧。
建議教學過程中盡量根據環境條件對實驗設計進行再創造,為學生盡量多的創設實驗設計方案,讓學生在實驗的過程中提高能力、學習知識,要避免“重知識、輕方法;重講授、輕活動;重結論、輕過程;重機械訓練、輕實質體驗”的“媒體實驗”、“程式化實驗”“試題實驗”的現象的發生。演示實驗,也要盡量讓學生參與,由學生自己完成實驗、觀察實驗,歸納總結,感悟體驗過程、理解獲取知識、鍛煉提升能力(教學中教師指導學生讓學生自主完成)。
三、調整物理實驗教學的學習方式,適應課程改革的新要求
物理實驗教學中,學習方式應該多樣化。單
一、被動的實驗會使學生感到枯燥、乏味,必須增強實驗的趣味性、問題性、探索性和應用性。要讓學生成為實驗學習的主人,教師成為學生實驗的組織者和合作者,而不是權威的講授者和單一示范者,要關注學生親身的感悟與體驗。各種學習形式舉例如下:
自主活動式:通過學生自覺地參與實驗活動,確定實驗目標,制定實驗方案,選擇實驗方法,監控實驗過程,評價實驗結果,從而完成實驗任務。如“落體運動加速度的研究”實驗,學生可二人一組,運用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學生必須完成的任務:方案設計;裝置調試;標尺制作;實地拍攝;照片分析;實驗報告。教師提供的幫助:方案設計提示;頻閃技術指導;參與討論,提供器材,進行質疑,點撥思維。
實驗設計式:實驗設計是高中物理實驗學習能力的較高要求,是對學生操作技能和思維品質的綜合檢測,是有效的實驗學習方式之一。其特點是情景新、方法活,具有開放性,要求學生對實驗的原理有透徹的理解,對實驗器材有所取舍和組合,能根據設計的要求和條件,進行分析和判斷,制定實驗的方案,通過實驗全過程和具體步驟的實施,得出有關的結論并做出必要的說明。如研究單擺及其規律之后,提出如何測重力加速度的課題,要求學生自行設計測定重力加速度的方案。學生可根據學過的物理場景,如運動學中的自由落體、豎直上拋,動力學中的超重、失重現象,斜面上的勻變速運動等確立實驗方案,并走進實驗室,通過實驗活動去體驗真實,檢驗設計方案的合理性,分析測量結果的可靠性,而不是僅僅停留在理論的假設上。
課題作業式:適當布置類似于課題研究的“課題作業”,讓學生經歷一個收集信息、處理信息和得出結論的過程,在過程中學習一些探索的方法,對改善學生學習方式具有重要作用。如選用傳感器制作控制電路;用變阻器設計幾種不同的控制電路,并說明其原理及特點等。
建議教師在教學過程中創設不同的學習環境,留有充足的時間,讓學生主動設計實驗方案,獨立完成實驗,通過體驗和感悟,掌握方法,提升能力,提高素養。
四、物理實驗教學要聯系學生的生活
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實物和事例進行實驗教學。例如,在《測電源電動勢和內阻》的實驗中,我給學生準備的實驗器材是水果電池,而后讓學生用所學過的理論知識來設計實驗方案,這種取材于生活的做法既消除了學生對電池的神秘感,又激發了學生對實驗探究的興趣.再如,演示反沖運動的現象時,播放動畫片《貓和老鼠》中,貓被反沖到空中的視頻片段。然后引導學生分析貓被反沖到空中的原因:貓、水管和水構成一個整體,當水向下高速噴出時,在內力的作用下,貓、水管要向反方向運動,貓被反沖到了空中。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,不但可以活躍課堂氣氛,而且還可以引導學生關注身邊的事物和與物理學相關的領域,促使學生積極地參與和體驗,這有利于提高學生理論聯系實際的能力。
新課程標準突出了學生的主體地位、注重了學生的情感、態度與價值觀的培養。廣大物理教師作為新課程實驗教學理念的執行者,應通過多種途徑培養學生的創新意識、創新精神、創新思維和動手操作能力,盡力創設問題情景,引發學生的學習動機,激發學生創造性思維的火花,使廣大學生真正成為新課程標準的擁護者和受益者。
第五篇: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。現在《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。肯定實驗2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。