第一篇:高中物理教學論文發表 強化物理實驗教學 培養學生創新能力
強化物理實驗教學 培養學生創新能力
甘肅省通渭縣第三中學茍賢
摘 要 實驗是物理概念,規律教學中必不可少的基礎,如何在實驗教學中發展學生主體性,激活學生的創造思維,培養他們的創造能力,這是物理教學中備受關注的問題。本文試從構建新的實驗教學模式,有效發揮學生主體性,激勵學生獨立、自主地學習和探索,培養學生的創新能力方面進行探討。
關鍵詞主體 物理實驗教學 創新能力
物理是一門以觀察和實驗為基礎的科學。實驗教學既是物理教學的基礎,也是物理課堂教學中實施素質教育的一種主要渠道和有效手段。中學物理教學必須以實驗為基礎,這是由實驗本身的特點及其在物理教學中的作用所決定的。離開了實驗的物理教學只能是“空中樓閣”,因此實驗是物理學中必不可少的重要手段。然而,實驗教學因長期未受到應有的重視而成為物理教學中的薄弱環節。采取“以講代做”的實驗教學方式大有人在。新課程強調的教學是教與學的交往、互動,師生雙方相互交流、相互溝通、相互啟發、相互補充。那么,如何在物理實驗教學中強化學生的主體地位,培養其創新能力呢?
一、改實驗“觀看”為實驗“觀察”
觀察是有目的、有計劃的一種思維知覺,是實驗研究的基礎,演示實驗教學是培養學生觀察能力的最重要途徑。學生對演示實驗現象的觀察往往帶有強烈的好奇心,但注意力不集中,目的不明確,主次分不清,常常忽略了本質現象,甚至出現把教師的演示實驗變成看熱鬧式的“觀看”。
在演示實驗教學中,教師除交代實驗儀器,裝置特點,實驗目的和原理之外,更應向學生提出觀察的重點和方法,應教給學生“看什么,怎么看”,并且對每一項演示實驗都應制定相應的觀察程序和內容,特別是依據學生的實驗水平、經驗和操作技能上的缺陷,精心策劃富有啟發性的引導措施,變簡單的“觀看”過程為實驗“觀察”過程,培養學生的觀察能力。例如,在做測定小燈炮額定功率的實驗中,教師可引導學生按如下實驗順序進行觀察,先讓學生觀察實驗電路圖的特點,并及時提出問題,如滑動變阻器有什么作用?實驗中電壓表與誰并聯?調節滑動變阻器后先看什么后看什么?當燈炮兩端電壓恰等與其額定電壓時它的亮度怎么樣?如果實際電壓不等于額定電壓,它的功率是大是小,燈的亮度相不相同?
在觀察的過程中,教師要善于抓住每一個關鍵時刻及時喚起學生的注意,只有邊實驗、邊觀察、邊思維才能促進知識向能力轉化。這樣就會把積極思維貫穿于觀察的全過程中,變“看熱鬧”為“看門道”,使學生養成良好的觀察習慣,掌握科學的觀察方法,提高觀察能力。
二、改演示實驗為分組實驗
不少演示實驗,由于受條件的限制,學生(特別是后面的學生)是很難看得清的,即使看得到,但由于缺少參與意識,往往調動不起學生的積極性,不能很好地發揮學生的主體作用,學生的獨立操作能力及創造能力也就難以得到充分的培養。
改演示實驗為隨堂分組實驗,就是在教師的啟發指導下,將演示實驗過程轉化為學生自己獨立地運用實驗去探求知識或獲取必要的感性認識,從而自己去總結得出結論的過程。這樣不僅可以在課堂上增加學生動手和
動腦的機會,而且有利于提高實驗觀察的效果,有利于學生觀察能力、思維能力的培養。同時,由于學生對實驗的全程參與,也增強其主體創造的意識,這種效果是單純的演示實驗所難以達到的。例如,在演示光的折射實驗時,學生很難觀察清楚光在水面發生折射的現象,如果把該實驗改為分組實驗,那么學生對實驗現象的觀察將會由“模模糊糊”轉變為“真真切切”。因此,對于那些操作簡單、耗時少、易成功、觀察能見度較差的演示實驗而言,很有必要將其改為分組實驗,通過教師——學生、學生——教師、學生——學生之間的多向交流,完成探索任務、增強了創造的體驗,其效果一定比只看教師的演示要好得多。
三、重視實驗操作,讓學生到實驗室去做一做
目前高考物理試題重視實驗考查,并且分值較高,命題者在實驗題命題時總希望把“做過實驗的考生”和“沒有做過實驗的考生”區分開來;另外課本中的實驗學生不親自做一做,他們也很難達到對實驗的真正理解;所以對高中階段要求的12種基本儀器要求學生會規范操作與讀數,對16個學生實驗(含5個選考模塊實驗)要求學生能親自動手獨立操作,只有能獨立完成所規定的實驗,才有可能達到《考試大綱》中“能運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題”這一要求。
四、重視實驗的歸納與總結
學生進入高中掌握的知識更豐富、思維能力更強;因此在高三備考復習時,應該站在更高的角度,對所學過的實驗要加以歸納、總結。例如“利用紙帶串聯力學實驗”,利用紙帶可以驗證機械能守恒定律、探究動能定理、測定動摩擦因數、測量重力加速度、測小車的功率、測電動機的轉速
等。如“電源電動勢和內阻的測量”,可以利用電流表和電壓表測量、利用電流表和電阻箱測量、利用電壓表和定值電阻測量、利用電流表和定值電阻測量、利用兩只電壓表測量、利用兩只電流表測量等方法。又如“電阻的測量方法”,有伏安法、半偏法、等效法、直接用歐姆表測量法等方法。
五、開展實驗設計方案評比活動,讓學生施展創造才智
教材中有不少關于實驗問題的“討論”和實驗習題。教師可提出一些研究的方向,啟發學生自行設計實驗方案,并定期收集,認真審閱,對合理性好,可操作性強,實驗現象明顯,有一定水準的“作品”,教師應提供平臺讓學生實踐,充分展示主體創造的能力,激發學生的創新意識,并使其創造欲望得以持久的保持。
總之,在物理實驗教學中,只要有意識地改實驗“觀看”為實驗“觀察”, 改演示實驗為分組實驗, 重視實驗操作,注重實驗的歸納與總結,就能有針對性的培養學生的創新能力。優化了實驗教學,可以使實驗教學富有生命力,才能使學生生動活潑,積極主動地發展。
第二篇:強化實驗教學培養學生的創新能力論文
物理學是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學是物理教學實施創新教育的重要基礎和手段。實驗不僅能激發學生的學習興趣、提高學生的實踐能力,而且能培養學生的創新意識、創新思維、創新能力。在物理教學中充分利用實驗是培養學生創新能力的重要途徑,因而教師要對教學的內容進行挖掘,科學地設計實驗教學的方法和程序,力求使實驗教學為發展學生智力、培養學生的創新能力發揮重要作用。
一、改進演示實驗,培養學生的創新能力
演示實驗是物理教學的一個重要組成部分,是使教學直觀、形象化的重要手段,是啟發學生思維、建立物理概念的重要措施。課本上有些演示實驗因為自身設計或實際教學條件的局限,效果不夠理想。教學中成功地改進演示實驗,可以使學生獲得相關知識,激發學生的創新思維,培養學生的創新能力。
例如:在證明“大氣壓強存在”的大小試管實驗中,為便于觀察小試管的上升,可以在小試管里放彩紙、彩色粉筆等輕巧物體,并用一端封閉的長玻璃管代替大試管,這樣能使現象直觀明顯,便于觀察,使學生對大氣壓的存在有較深刻的印象。還可以進一步啟發學生思考:證明大氣壓存在的還有哪些實驗?在做利用激光穿過水演示光的直線傳播時,可在水中放入牛奶、墨水、粉筆末等攪勻后觀察,更清楚地顯示出光的傳播路徑。讓學生將改進后的實驗與教材中的實驗對比,分析實驗效果,可因勢利導,讓學生思考:是否還有其他改進方案?這樣可以開拓學生思維,激發學生求異創新,從而培養學生的創新能力。
二、變演示實驗為學生分組實驗,培養學生的創新能力
演示實驗一般情況下都是教師動手,學生觀察,由于教師具有較高的實驗技能,再加上課前的充分準備,實驗結果都很理想。雖然它有利于對物理概念、規律的理解,但無形中將教師的思維方法以強制的手段灌輸給了學生,從而阻礙了學生探索思維的發展。而將演示實驗改為學生自己設計實驗,就能使學生主動思維,積極尋求探索新知識的方法。
例如光的折射一節的教學,若是把課本的演示實驗變為學生設計實驗,效果會更為直觀、明了。比如,一個同學設計出“叉魚”的實驗,在注滿清水的透明水槽中放一塊泡沫板,上面畫一條“小金魚”,將泡沫板豎直放置在水中,取一根長鐵絲當“魚叉”。結果矛盾出現了,雖然看上去已瞄準了,卻總是偏上而不能叉到“魚”。從這個實驗自然引入光的折射教學,通過發揮學生的積極性,不僅使學生的智力得到了挖掘,使他們對物理產生了越來越濃厚的興趣,而且無形中培養了學生主動探索新知識的能力。
三、變驗證性實驗為自主探究性實驗,培養學生的創新能力
驗證性實驗是由老師或教科書劃出了從問題到結論的單一路徑而設計好的實驗,告知學生應該使用什么樣的實驗器材、什么樣的實驗方法,學生只需按照給定的實驗設計進行實驗。而探究性實驗是在不知曉實驗結果的前提下,學生根據問題研究的需要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。探究性實驗的目的在于讓學生通過觀察測量活動和歸納概括的思維方式來建立概念和規律,訓練一定的實驗技能,同時使學生獲得物理實驗研究科學方法的系統訓練,讓學生接觸探究、發明、發現的過程和方法,發展學生的創造力。
例如:初中物理教學中測小燈泡功率的實驗,既是一個測定性實驗,又是一個驗證性實驗,即在小燈泡兩端的電壓分別大于、等于、小于其額定電壓時觀察小燈泡的發光情況,驗證與上節所講授的結論是否相同。該實驗可讓學生通過調節滑動變阻器阻值的大小,測出通過小燈炮燈絲的電流及其兩端的電壓,并觀察其發光情況,然后通過對實驗現象和數據進行分析,加以比較,從而使學生自主發現規律,進而得出正確結論。這樣的探究性實驗有利于培養學生的創新能力。
四、引導學生自主設計科學實驗,培養學生的創新能力
引導學生利用學到的物理知識自行設計實驗,這個要求比基本實驗高一層次,是一項綜合性較強的實驗,要求較高。為了培養學生的這種能力,平時在分組實驗教學中,不能直接給出實驗方法,要啟發誘導學生自己通過問題的提出,思考如何利用實驗研究問題,自己設計實驗解決問題,然后與書上的實驗步驟加以比較,看自己設計的實驗是否與書上的一樣、是否合理、是否科學,逐漸培養學生設計實驗的能力。這類實驗有的是實驗目的只有一個,而實驗器材自己選,實驗過程、實驗步驟自己設計;有的是限定實驗器材,讓學生設計不同的實驗來達到相同的實驗目的。通過這種活動,學生的主體地位得到了體現,同時在實驗活動中既體會到了創新的艱辛和愉悅,又培養了學生的創新能力。
例如,在用天平和量筒測量鹽水的密度時,讓學生根據實驗目的和原理自行設計實驗。在實驗步驟上,有些學生把倒入部分鹽水改為全部倒入;還有些學生先稱空燒杯的質量,再稱倒入鹽水后的總質量。這些做法在理論上是可行的,但在把杯中鹽水倒入量筒測體積時,由于杯底和杯壁上還沾有鹽水,所以測得的體積小于杯中原鹽水體積,造成較大誤差。通過分析極大地調動了學生探究的積極性,也使學生的創新能力在潛移默化中得到了培養。
所謂“百看不如一做”,只有真正地動手去實踐,才有可能促使學生為找到正確的解釋而積極投入到學習中去。綜上所述,作為基礎教育的物理教學,在培養學生創新能力時,應以學生發展為本,結合學生的年齡特點和物理學科的特點,遵循認知規律,盡力創設問題情境,激發創造性思維的火花,盡力為學生營造創新氛圍,讓學生在自主學習中學會創新。
第三篇:高中物理教學論文 實驗教學與學生能力的培養
物理實驗教學與學生能力的培養
“創新是一個民族的靈魂”,在知識經濟的社會中人的最重要的素質是創新能力。所以在物理教學中培養學生的創新能力是實施素質教育的重要內容。而物理學從本質上說是一門實驗科學,物理規律的發現和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎,并受到實驗的檢驗。因此在物理教學中,尤其是在實驗教學中,注意不斷激勵學生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等探索手段提出種種假設和猜想發展他們的創新意識就顯的尤為重要。
在中學物理實驗教學中應如何培養學生的創新能力呢?
一、變演示實驗為探索性實驗,培養學生的創新能力
在以前,課堂演示實驗一般以教師為主體,學生僅僅是旁觀者,沒有直接參與,不利于其創新能力的培養。將演示實驗改為探索性實驗,讓學生充分的動腦、動手、動口,發揮學生的主體作用,從而有利于學生創造性思維的激發。
二、采用多種實驗方法,活躍學生思維。
對于學生分組實驗,我們在幫助學生掌握實驗原理的基礎上,允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。在實驗中,學生需要在各種因素中進行取舍,對所得信息進行篩選。這就要求學生在即定目標的過程中,有全局觀點和善于妥協,在不同情況下善于應變,培養學生的應變能力,使學生分析抽象概括綜合表達能力都得到訓練和發展。
三、創設實驗問題,促進學生創新能力的發展
創新教學的構成要素是研究性、引導性、發現性、歸納性等有機的結合起來,這就要求教師在實驗中創造性的應用現代教學方法和教學手段,將多種教學方法進行優化組合,用“創造性的教”為學生“創造性的學”創造環境和條件。因此除了演示實驗和分組實驗之外,在學生的模型制作、游戲、調查小實驗活動中,也可以發展創造活動,鼓勵學生創造。
四、保持積極態度,主動探索研究
積極一點,你就領先一步,領先一步,你就領先了一個時代。學習不是一蹴而就的,需要堅強的毅力和積極的心態,否則,只能是半途而廢,無功而返。在物理實驗學習過程中必須注意以下幾點:
1、分析研究學生分組實驗中發生的異?,F象。
2、注意觀察老師的演示實驗。
3、做好課外小實驗。
4、留心分析日常生活中的物理現象。
用心 愛心 專心
通過物理實驗,不但要達到教材對每一個實驗提出的實驗目的,進行常規的驗證性的實驗教育;還要培養學生的科學實驗素養,理論聯系實際和實事求是的科學作風,嚴肅認真一絲不茍的科學態度;更重要的是通過對分組實驗、課堂演示實驗、課外小實驗以及日常生活中物理現象的嚴密觀察和勤于思考,培養學生主動研究的探索精神和創造性的發現、思考和解決新的實際問題的能力。
用心 愛心 專心 2
第四篇:初中物理教學論文 淺析物理實驗教學中學生創新能力的培養
淺析物理實驗教學中學生創新能力的培養
【摘要】
創新教育作為實施素質教育的核心已經成為當前教育教學改革的重要內容。實施創新教育必須落實到具體的課堂教學中,而物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,物理實驗教學中蘊含著極其豐富的創新教育內容,為實施素質教育、培養創造性人才提供了極好的載體。本文從營造寬松的學習環境,培養學生質疑意識;強化實驗創新設計;開展探究性實驗教學;積極參與課外科技活動等方面闡述了如何在物理實驗教學中培養學生的創新思維,發展學生的創新能力。
【關鍵詞】實驗設計 探究性教學 創新能力
【正文】
面向21世紀的素質教育是以創新精神為核心,培養創新人才的教育。當今社會科學技術迅猛發展,知識更新日新月異,國際競爭日益激烈,培養創造性人才已經成為世界教育發展的一大趨勢,創新學習將成為未來人才參與社會競爭的重要條件。物理學是一門以實驗為基礎的科學,學科最大的特點就是學生動手機會多,如能充分發揮學生主體性則很容易調動其學習物理的積極性,讓他們積極主動地參與到各類實驗活動中去,從而極大地激發學生的創新意識,提高學生的創新能力。
一、營造寬松學習氛圍,創設問題情境,培養創新意識
長期以來受傳統教育的影響,教師的主導作用過強,不能充分發揮學生主動學習的積極性。不少實驗題目由教材而定,結論是已知的,方案制定則是固定套路,實驗課成了學生機械地按照老師的步驟、要求進行模仿的過程。實驗準備得非常仔細,考慮到了每一個細節和具體問題,從實驗目的、原理、方法到過程設計等都做到步驟詳實,面面俱到,深怕學生“越雷池半步”。如此實驗課學生輕松,教師也不必被學生提問而左右,大家落得清閑,表面上課堂紀律較好,學生實驗成功率高,但結果卻制約了學生的動手、動腦能力,長期以往更不利于學生創新能力的發展。鑒于此教師應積極主動地創設寬松的學習氛圍,鼓勵學生開動腦筋,大膽想象,積極提問,勇敢質疑。教師應因勢利導通過新奇有趣的實驗激發學生的求知欲望,多提幾個為什么。如馬德堡半球實驗中兩只小小的半球,為什么幾個同學都拉不開?而打開閥門通氣后,一個人就可以輕易將其拉開,從而導出大氣壓的存在;燒瓶中的水已燒開,但瓶底的小金魚為何卻安然無恙?通過講述曹沖稱象、“死海不死”的故事引導學生思考并引入浮力概念等;又如在水的沸騰實驗中,為了縮短實驗時間可采取哪些措施,教師可讓學生自己猜想并進行實驗。一些同學生活經驗豐富,給小燒杯加了一個密封蓋,結果水沸騰時溫度明顯超出100℃,這時可適時讓學生展開自由討論,整個課堂也會如實驗一樣一下子沸騰起來,大家各抒己見,課堂紀律看似“亂糟糟”,但每個學生的思維均被調動起來,他們圍繞一個共同的話題在研究,最后教師可進行適當點撥從而得出正確結論:加蓋后杯內氣壓增大,水的沸點升高。
“學起于思,思源于疑”。“疑”能誘發學生的探索精神,通過探索去發現真理,獲得知識。質疑是思維的開端,是培養學生創新思維能力的動力源泉。因此,教師在教學中要鼓勵學生積極討論、爭辯、各抒己見,敢于對書本知識提出疑問。而對于學生提出的問題,無論質量如何,教師都應及時表揚他們的創新意識。同時教師還要為學生創設民主寬松的環境,生動活潑的學習氣氛可讓學生愉快思考,大膽設想,從而最大限度地激發他們的創新思維火花,發展創新思維能力。
二、強化實驗創新設計,培養學生創造性思維
初中物理實驗方法簡單,實驗器材不多,操作限制因素多,加之大部分學生過分依賴教材中說明的材料用具、方法步驟等原因,在一定程度上影響了學生創造性思維的發揮,因此 1
在教學過程中要注意實驗的創新設計,鼓勵他們善于發現問題,并敢于提出問題對現有實驗進行大膽創新,筆者在教學過程中作了一些嘗試。我們可在原有實驗的基礎上,適當改變實驗目的、要求,提出新的實驗課題,從而改進原有的實驗,進行新的實驗。如在凸透鏡成像實驗中我要求學生將蠟燭換成手電筒,在不拆開手電筒的情況下測出小燈泡到燈罩玻璃的距離,器材未變但實驗目的、要求完全不同,讓學生自己重新設計實驗計劃、步驟等。我們也可以通過改變原有實驗器材,提出在新情況下測量原有物理量的方法。如在測定滑輪組機械效率實驗中,提出如果測量工具中只有彈簧測力計沒有刻度尺能否正確測出機械效率,如何進行實驗設計或計算;又如在伏安法測電阻實驗中,如果只提供一只電流表而無電壓表怎樣測出未知電阻的阻值等。另外還可以進行開放性實驗設計,如電學部分可以提供電源、電阻、電流表、電壓表等儀器要求學生設計出多個實驗。不僅在實驗過程中可以進行創新設計,在實驗結論或數據處理時也可以進行創新設計,如完成冰的熔化實驗及測定密度的實驗中,我們可以要求學生多測量幾組數據然后用描點畫圖的方法來進行數據處理,這樣既能鍛煉學生的畫圖能力又能從圖像直接看出實驗結論。
實踐表明,指導學生進行設計性實驗是調動學生動手、動腦的有效措施,實驗設計要注重聯系教學實際,從學生及實驗具體情況出發,注意控制實驗難度,逐步提高設計水平,使學生在體驗中感受到成功的喜悅,培養實驗精神,進而達到提高創新能力的目標。
三、積極開展探究性實驗教學,發展學生的創新能力
探究性實驗是相對于驗證性實驗的一種新的學習方式,它是由學生自己運用實驗手段在獲得現象和數據的基礎上得出實驗結論。探究性實驗突出了學生的主體地位,要求其自主地獲取知識,主要程序包括提出問題、猜想假設、設計實驗、實驗驗證、分析評估、交流合作等。在具體操作中可包括上述程序的全部內容也可只涉及其中一部分內容。如在學習大氣壓時學生提出“大氣壓是由于大氣受到重力而形成的,那么各地空氣密度不一定相同,大氣壓相同嗎?”這是一個很好且帶有一定難度的問題,教者得加以鼓勵并進一步積極引導,可以讓學生自己利用針筒進行實驗,把針筒的針頭拔下用手堵住并向下推活塞,分析筒內空氣密度及氣壓的情況,最后得出正確結論,然后引導他們進行分析、延伸:高山上氣壓怎樣變化,如要煮飯應用什么鍋等等。通過自主實驗一步步得出科學規律,學生既感興趣,又激發思維。又如學習機械效率后,教師提問斜面的機械效率大小和斜面粗糙程度有關嗎?要求學生自行完成實驗并得出結論。(1)學生分組討論、猜想后提出:可能跟粗糙程度有關,因為斜面越粗糙所做的額外功越多,機械效率必定受到影響;(2)進行實驗設計。a.選擇器材:案板(2只,粗糙程度不同)、彈簧測力計、木塊、鐵塊、刻度尺等;b.設計方案用木塊和案板制成簡易斜面,采用控制變量法保證斜面傾角不變,將同一鐵塊分別從斜面底端勻速拉到頂端,讀出拉力F并測出斜面長L,利用W總=F·L求總功,同時測出物重G和斜面高度h,利用W有用=G·h求出有用功,最后求出機械效率進行比較;(3)得出結論:當斜面傾角不變時,斜面越粗糙,機械效率越低;(4)進行分析、交流、討論看看還有沒有其他實驗方法進行論證,哪種方法更好等等。
探究性實驗教學是一種依賴于物理實驗解決問題、獲取知識規律的教學模式,具有很大的開放性和靈活性。學生通過探究性實驗活動以能動的方式在教學過程中掌握科學知識和科學方法并養成良好的科學態度,對激發學生思維、培養學生創新能力具有極其重要的意義。
四、積極參與課外活動,培養學生的創新思維能力
物理課外科技活動是課堂教學的延續和必要補充,是培養學生創新思維的重要陣地。適時引導學生走出課堂進行課外小實驗可以進一步引導學生關注社會,關注生活,利用物理知識解釋、解決實際問題,從而更好地拓寬實驗功能,培養實驗興趣,提高養創新能力。如學習光學知識時可讓學生磨制冰透鏡,自制針孔照相機、潛望鏡等,利用光學知識測定校園內旗桿高度,測定凸透鏡焦距等;學習力學知識時可讓學生制作刻度尺、橡皮筋測力計、潛水 2
艇模型、密度計、小天平、桿秤等并運用這些工具進行一些簡單測量,如測定一根頭發最大承受的拉力,測定一些學習用品的質量等;學習電學知識時可以引導學生制作指南針、小電鈴、電動機模型等等。新教材在“生活·物理·社會“,”WWW”等欄目設計了較多學生易學易做又有趣的課外探究性實驗,我們要充分利用好這些資源,認真組織,使每一位學生都能積極參與到這些課外活動中。學生主動參與課外活動既可以鞏固所學的知識,又能提高他們的動手能力、思維創新能力,還能豐富他們的課余生活,拓展他們的知識領域。學生的獨立思考、創造精神和良好的學習方法,將使他們終生收益。
五、幾點反思
新課程理念下的實驗教學對培養創造性人才,提高學生的創新能力具有極其重要和深遠的意義,同時對教師也提出了更高的要求。作為教師應進一步加強對實驗教學的認識,積極提高自身業務素質,搞好實驗教學研究。正確處理好實驗教學中教師講解與學生動手的關系,盡量給學生留有足夠的獨立操作的時間和動手機會,有發揮個人創造力的空間,而不是被動按照老師要求機械地完成實驗。其次教師要不斷解放思想,更新教學理念,改進教學方法,樹立正確的人才觀和創新教育觀,讓學生成為學習的主角,確保學生在實驗教學中的主體地位,促進每一位學生進行有效學習,同時教師之間要相互交流、切磋,通過聽課、評課,開展教學研究等使自己進一步掌握新課程理念下實驗教學的技巧和策略,真正讓物理實驗教學成為培養學生創造能力的主渠道和有效載體。
21世紀需要的是具有強烈創新意識和高度創造力的人才。公民是否具有創造性素質和創造能力,不僅關系到一個國家的生存與持續發展,而且對其在國際上的地位起著決定作用。江澤民同志指出:“創新是一個民族的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力?!笨梢娕囵B創造性人才已上升到推動科技進步,增強國際競爭力的高度。作為物理教師應從國家、民族根本利益出發,不斷更新觀念,創新實踐,努力培養出更多的能夠適應新世紀全面發展的高素質人才。
第五篇:高中物理實驗教學與學生實驗能力培養
高中物理實驗教學與學生實驗能力培養
【內容摘要】物理實驗在物理教學中占有重要的位置,他能訓練學生的動手動腦能力,加深對物理概念、規律的理解和掌握。能培養學生的科學態度、科學研究方法,培養學生的創新意識和創新能力。物理分組實驗的目的在于通過學生的親身參與使某一現象發生或重現,促進學生在感官認知上對物理概念和規律的認識,提高學生學習物理的積極性。懂得“實踐是檢驗真理的唯一標準”的含義。物理教師應具備良好的實驗素質,不僅要系統掌握實驗的基本理論,實驗技能和技巧,還要通過實驗能啟發、指導學生進行探索,發現物理結論和規律的能力。本文以作者多年的實驗教學實踐為基礎,提出了在實驗教學中成功地培養學生能力的幾條有效途徑。
【關鍵詞】學生物理分組實驗
實驗原理和實驗設計
提高學生處理實際問題的能力
培養學生探究實驗的精神
【正文】實驗是物理學的基礎,物理學就是從實驗中產生的。中學物理教學必須以實驗為基礎,在課堂教學中要多做演示實驗,多安排學生實驗,教師要給學生創設良好的實驗環境,讓學生有目的地進行觀察、測量,獲取知識,發展能力,養成善于觀察、勤于動手的好習慣。實驗是最活躍最具生命力的部分,它包括教師演示實驗和學生實驗。演示實驗是指為配合教學內容由教師操作表演示范的實驗,是深受學生歡迎的實驗形式,是教師施展教學藝術的獨特方法。它能化抽象為具體,化枯燥為生動,把要研究的物理現象清楚地展示在學生面前。能引導學生觀察,并進行思考,配合講授使學生認識物理概念和規律,達到事半功倍的效果。學生實驗是教師在教學過程中要求學生必須掌握的實驗,它要求學生在掌握實驗的各種知識的同時自己動手操作,這也是深受學生歡迎的形式。它在很大的程度上能夠調動學生學習的積極性,讓學生動手參與,這樣既讓學生對已有的知識進行了一次很好的鞏固和加強,又培養學生喜好動手的習慣和嚴謹的科學實驗態度。我們教師在物理教育教學過程中一定要重視物理實驗的重要性。
當前,傳統教學中落后的教育觀念和方法仍妨礙著學生創新能力的培養。反映在物理教學中,是應該做并且有條件做的許多重要實驗被人為取消,或者只在“黑板上做實驗”,造成學生“聽實驗、背實驗”;這樣做的嚴重后果是,學生能力結構不完整,缺乏創造性和開拓精神。知識是能力的載體,而創新是能力的靈魂,素質教育的核心就是培養學生的創新精神和創新能力。因此在物理教學中,尤其在實驗教學中,必須改革實驗教學,充分發揮學生思維的主體性,促進學生創造性思維的培養,提高學生的創新能力。
物理分組實驗是物理教學的重要組成部分,是在教師指導下,主要由學生探究完成的實驗活動。這項教學的作用要起到提高學生動腦設計動手實踐的能力,加深理解理論知識的作用。實驗教學中教師的指導要恰當合適,要敢于放手讓學生自己去設計,老師千萬不能將實驗步驟一、二、三、四地列出后指導一步學生做一步。在多年的教學中我體會到,物理分組實驗是培養學生實踐能力和分析問題、解決問題能力的最好形式,實驗的目的不能只會解相應物理實驗題,要重視獲取知識的過程,達到弄懂實驗目的、獨立完成實驗操作,達到能獨立設計實驗,糾正實驗中存在偏差的能力。
1.分組實驗教師要善于引導,放手讓學生大膽操作,不能動手包辦處理實驗中存在的問題 物理分組實驗注重獲取知識的過程,是學生通過思維、動手,對有關物理概念、定律進行檢驗,從而進行理論思考的升華的動態過程。學生必須明確實驗目的,激發其觀察實驗、思考問題的積極性,使學生自己知道要干什么、為什么要這么干,達到抓住實驗的主要現象和本質的目的。實驗時教師要善于引導,讓學生積極動腦思考,大膽動手實踐。從了解實驗原理,準備實驗器材,進行實驗操作,到測出實驗數據,得出實驗結果全過程都應充分體現學生在實踐中的主體作用。實驗過程中學生經常會出現裝配錯實驗儀器或裝配不上實驗儀器的現象,或面對實驗儀器無從下手,或數據測量不準,或不會排除實驗中的故障等問題。分組實驗時碰到此類情況有些學生就會舉手將問題推給老師,此時教師決不能動手排除實驗的故障包辦處理一切。這樣表面上看似乎問題很快得到了解決,但卻扼殺了學生探究中尋找科學規律的正確方法,扼殺了他們成功后激發的積極性,扼殺了他們動腦動手釋放學習潛能的機會,很不利于提高學生處理實際問題的能力。正確的做法應該是引導學生按照實驗的程序要求,認真分析問題出現的原因,由學生自己動手排除故障解決存在的問題。例如,在用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規律的實驗中。因實際測量總會有誤差,所繪的V—t圖線總不會精確到使測算出的各個點都落在一條直線上。實驗中有一小組測出的點以毫米為單位分毫不差地落在一條圖線上,顯然這是學生為了“湊數據”弄虛作假改動了原始的數據得出的結果。發現問題后,我首先對學生力求完美的出發點給以理解。但向學生們指出,雖然實驗設計正確,實驗操作認真,但任何測量的精度都是有限的,在現有實驗儀器條件下,測出的各個點雖沒有完全落在一條直線上,在偏差并不大時,一樣可得出“在沒有任何誤差的情況下V—t圖象中各個點應完全落在一條斜線上”的結論。又如,在做“測小燈泡伏安特性曲線”的實驗時,有一組學生將線路接通后反復檢查小燈泡就是不亮,急得他們直叫,快下課了實驗數據一個還沒測量。此時我沒有幫助檢查排除線路故障,而是將“多用表”遞到他們面前啟發他們逐段檢查導線和各個儀器,終于查出是其中一段導線出了問題,換上一段新導線后線路馬上通了。
多媒體的出現使教學領域產生巨大進步,但物理教學中實驗和演示的作用多媒體課件是無法替代的。實驗和演示能養成學生對物理是一門實驗科學的認識,能增強學生的動手能力。教學中堅持對實驗和演示操作的持之以恒一定會對學生科學思維的習慣和研究方法產生影響。
2.實驗的目的是要學生經歷科學過程、體會科學方法、樹立科學價值觀。是要學生加深對物理規律和概念的理解。
中學物理的實驗基本為探究性和驗證性實驗,不像大學物理那樣存在許多科研的可研性,但仍然體現出物理學是一門以實驗為基礎的科學特點。從物理學的發展史來看,沒有實驗就沒有物理學的今天。實驗的過程是科學探究的過程。
揭示物理現象的物理概念、反映物理過程的物理規律,是構成物理大廈的基石,只有正確掌握物理概念,才能深刻理解物理規律;反過來,也只有深刻理解物理規律,才能真正掌握相關物理概念。如把物理概念比作網上的結點,那么物理規律相當于結點間的連線。物理教師必須重視物理實驗的教學和演示,通過實驗發現、驗證并總結出“事物”存在的規律,進而以物理規律為中心,更加深刻、完整地掌握物理概念,在應用中鞏固物理規律,達到以概念為基礎,以規律為中心的整個知識體系。在問題的探究解決中促使知識的完善促進人的能力的提高。物理定律的建立是在實踐中創立的,實驗是物理學首要的檢驗手段。物理分組實驗教學的意義使學生懂得物理科學的內涵,區別物理與數學的不同,知道數學是在物理和其他自然科學基礎上的“抽象”。物理分組實驗教學的目的在于使學生認識、學習和研究事物的有效方法,促進學生感官上對物理概念和規律的認識,促使學生以正確方法對待物理的學習。真正懂得“實踐是檢驗真理的唯一標準”的含義。因此,進行物理分組實驗教學時,教師不僅要教學生會做實驗,更要“教給學生一雙沒有束縛的自由的手”。要使實驗真正成為探究、提高物理教學的重要途徑,教師在指導學生分組實驗時,根據實驗目的,精心設計各類實驗問題,達到引導學生有的放矢地邊實驗、邊思考、邊分析,讓學生在觀察、思考中提高實驗技能,在動手思維中發展自身的形象思維和抽象思維,在主動學習中充分體會到實驗的內涵。如在進行學生分組實驗“研究勻變速直線運動”時,學生比較容易導出做勻變速直線運動的物體應滿足△S=aT的規律。但在具體數據處理時為減小長度測量帶來的誤差卻不用S2-S1、S3-S2、S4-S3表示相鄰相等時間內位移差△S,而用S4-S1、S5-S2、S6-S3間隔兩個相等時間內的位移差表示。等號右邊22也不用aT,卻用3aT表示。對這一變化,我問學生這是為什么?學生們各抒己見。很多學生列出了a1=(S4-S1)/3T2、a2=(S5-S2)/ 3T2、a3=(S6-S3)/3T2式,但將a1、a2、a3三式列出綜合求和式子的學生卻沒有,我適當給以點撥有個學生很快寫出了a =(a1+a2+a3)/3 = [(S6+ S5+ S4)-(S3+ S2+ S1)] /3T
2的式子并從中悟出這種求法可減小紙帶測量產生的偶然誤差。當該生將其“發現”向同學們說明時靈感使其悟到所設問題△S還可分別延伸至等于S5-S1、S6-S2、S7-S3、S8-S4的情景,此時等號右邊應為4aT2的形式。
3.嚴謹求實實驗作風的培養能提升學生做人的品質、能培養學生探究實驗的精神
上分組實驗課,開始操作和獲取數據大部分學生都很認真,待到將實驗由動手轉為動腦、由操作轉為數據分析處理時心情急噪,認為實驗一定服從已知的物理規律,采取數據有目的向已有的物理規律傾斜,使實驗結論很粗糙。個別學生在虛榮心驅使下私改實驗數據,來迎合科學理論的“正確”。教師在第一次分組實驗課教學前應估計到這種由應試教育產生的對實驗教學的負面影響。在探究、驗證實驗時既要使學生認識到實驗的各個環節在整個實驗中所起的作用,又要就實驗原理的理解程度,實踐操作的熟練程度,數據分析的準確程度,及實驗報告要尊重原始數據的誠實態度等各方面對學生提出嚴格要求,指導學生認真探究、驗證,將實驗中發現的問題及時反饋給學生,糾正學生實驗中存在的問題。
嚴謹的實驗態度能養成學生誠實的科學態度和良好的實驗習慣,提高實驗教學的質量,提高學生探索2求知的欲望。如在摩擦力的學習中學生們對摩擦力總是阻礙物體間的相對運動理解不好,受力分析時經常出錯。一個學生在買了個汽車模型,仔細琢磨老師講的汽車主動輪受摩擦力向前,從動輪受摩擦力向后的道理,用了許多辦法反復實驗,主動輪和從動輪受摩擦力方向效果都不明顯。后來他發現把汽車模型放在床上當用手轉動后輪時受力效果非常明顯。后將模型帶到學校在鋪上桌布的桌面上進行演示,當用手轉動后輪,即把后輪作為主動輪,四個輪子之間的桌布被輪子向外拉緊。他分析這個現象的原因是:汽車在前進時,后輪作為主動輪,受地面(桌布)的摩擦力向前,則后輪對地面(桌布)的摩擦力向后;而作為從動輪的前輪受摩擦力向后,前輪對地面(桌布)的摩擦力向前,所以桌布被前后輪的摩擦力繃緊了。反過來前輪作為主動輪,則可清楚看到桌布上由于四個輪子給的摩擦力方向改變了,因而桌布處于收縮狀態。有趣的實驗調動了大家學習的情趣,人人都來轉一轉汽車輪子。知識的探求是無止境的,在學生們基本搞清汽車輪前后驅動問題后我又提出一個新問題讓學生討論。為什么大型汽車是后輪驅動,而家庭經濟型小轎車是前輪驅動。新問題又讓學生活躍起來。有的學生說前輪驅動相當于向前拉汽車,后輪驅動相當于向前推汽車,推汽車獲得的向前作用比拉汽車大;有的學生立即反駁說那小汽車也應后輪驅動?。此時我啟發學生從大小汽車質量分布使重心偏前或偏后不同來考慮。當學生完全沉浸在問題中時,其他人稍給以啟示問題馬上迎刃而解。如果教師只滿足于實驗課上按步驟指導學生操作,是不會得到如此效果的。
4.實驗方法多樣化,活化創新思維?,F在中學課本中設計性的物理實驗太少,應當讓學生多做一些設計性的物理實驗。設計性的物理實驗突破了傳統靜態的封閉式教學模式,使實驗課程本身的特點更加突出。設計性的實驗拓深了實驗課的功能,它更適合當代學生的強烈參與意識,可進一步調動學生積極思維,誘導學生主動探索的愿望,有利于學生的創造性思維能力的培養。具體實驗過程可以分為三個階段:第一個階段是布置題目,讓學生設計實驗方案(包括實驗方法、原理、儀器選擇、實驗步驟、誤差來源);第二個階段是教師審閱方案,提出修改建議;第三個階段是進行實驗,撰寫實驗報告。目前學生的分組實驗,普遍存在只重視簡單的操作練習。從器材、方法到表格設計都是按照規定好的步驟和方法進行實驗,教師很少去引導學生思考和探索,有些學生只是依葫蘆畫瓢,根本不能領會實驗的原理和思想方法。因此,必須改革實驗教學的方法。例如,驗證機械能守恒的分組實驗,就可以轉化為探索性實驗,可以啟發學生思考,你能否利用現有裝置測定當地的重力加速度?你還能設計幾種測定當地重力加速度的方法?在學生分組實驗中,在掌握實驗原理、方法的基礎上,可以允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行操作實驗,發展學生的個性,活躍學生的思維。實驗教學較課堂教學有更廣闊的活動空間和思維空間,可以激發和滿足不同層次學生的探索與創新欲望,使之達到不同層次創新能力培養的目標。學生在自己“探索”物理規律的實驗過程中可以把動手和動腦結合起來,并在實驗過程中對所得的信息進行仔細篩選,不僅培養了學生的應變能力,還使學生的分析、抽象、綜合、表達的能力都得到訓練和發揮。
5.利用物理實驗史教育,培養創新意識。
物理實驗還應包括物理實驗史教育、課外小實驗、學生小儀器制作等。據筆者不完全統計,人教版新編教材高中《物理》1至3冊中,對物理學史上著名實驗介紹達20多處。例如:牛頓第一定律的教學,課本一開始就以"歷史的回顧"方式介紹了伽利略的理想實驗,這種將有限的實驗事實外推到無限,經過抽象思維得出結論的方法,是對傳統實驗方法的創新;湯姆生利用實驗準確地測出了電子的荷質比并發現了電子,他的實驗設計是何等的巧妙,設計思想與器材組合都是創新精神的體現??這些實驗介紹,不僅向學生展示了科學發現、技術發明的過程,而且展示了科學家的創造思維和創新精神。要發揮物理學實驗史的創造教育功能,我們在教學中就要重視實驗史的教育,可以啟發學生通過閱讀體會實驗思想與設計的精彩之處并提出問題;有條件也可采用演示實驗,引發學生的好奇心;還可讓學生自己動手,組織與設計實驗,來“表演”某些著名實驗??傊?,通過物理實驗史的學習,對學生進行德育的滲透以及科學精神和創新意識的培養,有很好的作用。
物理學是一門實驗科學,物理實驗在物理學中占有非常重要的地位,在中學物理教學過程中,不論是演示實驗、分組實驗,還是課后的小實驗。不論是設計性實驗、驗證性實驗、探究性實驗,還是研究性試驗、都是獲取物理材料的重要渠道。從物理學的發展來說,沒有實驗就沒有物理學的今天。物理實驗能訓練學生的動手動腦能力,加深對物理概念、規律的理解和掌握。能培養學生的科學態度、科學研究方法,培養學生的創新意識和創新能力。因此,物理教師應具備良好的實驗素質,不僅要系統掌握實驗的基本理論,實驗技能和方法,還要通過實驗啟發、指導學生進行探索,探究物理結論和規律,充分利用實驗調動學生學習物理的積極性、主動性,提高學生的學習興趣,體現學生的主體性。這也是新課程標準的目的。
【參考文獻】:
1.張大昌
物理教材介紹 人民教育出版社 試教通訊物理專輯 2006/5 2.物理課程標準研制組
普通高中物理課程標準(實驗)解讀
湖北教育出版社