周曲波
【摘 要】 觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ),從中重演知識(shí)的發(fā)生過(guò)程對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)形成來(lái)說(shuō)顯得尤其重要。本文試從高中新課程理念要求的方方面面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì),讓學(xué)生主動(dòng)參與,積極探究,取得了較明顯的效果。
【關(guān) 鍵 詞】 物理實(shí)驗(yàn);教學(xué)方式;實(shí)踐探索
物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。在物理學(xué)中,每個(gè)概念的建立,每個(gè)定律的發(fā)現(xiàn),都有其堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)的發(fā)展中有著巨大的意義和推動(dòng)作用,可以說(shuō),離開(kāi)了物理實(shí)驗(yàn),就沒(méi)有物理學(xué)的發(fā)展。
一、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與思考
(一)當(dāng)前高中物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題
1. 學(xué)生的主體作用被忽視。傳統(tǒng)的課堂實(shí)驗(yàn)是老師做、學(xué)生看。教師在此過(guò)程中扮演著“包辦”的角色,學(xué)生很少參與。課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往調(diào)動(dòng)不起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,發(fā)揮不了學(xué)生的主體作用,以致于他們的獨(dú)立操作能力及創(chuàng)造力難以得到充分培養(yǎng),使課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于一種尷尬的境地。
2. 教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)重視不夠。有的教師在片面追求高考升學(xué)率的思想影響下,重理論、輕實(shí)驗(yàn),把物理實(shí)驗(yàn)僅僅當(dāng)作理論教學(xué)服務(wù)的工具和手段,沒(méi)有認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)本身是充滿(mǎn)理論的認(rèn)識(shí)過(guò)程?!敖處熡谜Z(yǔ)言描述代替演示操作,不做或少做演示實(shí)驗(yàn)”的現(xiàn)象在中學(xué)物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還不同程度地存在著。這種教學(xué)誤區(qū)的出現(xiàn),使學(xué)生只是簡(jiǎn)單地背實(shí)驗(yàn)、背理論,脫離了實(shí)踐,嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)的態(tài)度。
3. 有些實(shí)驗(yàn)難以完成或效果不佳。物理學(xué)作為以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),在教學(xué)中需要用大量的演示實(shí)驗(yàn)來(lái)向?qū)W生傳遞知識(shí)。但由于時(shí)空、環(huán)境的限制,有許多演示實(shí)驗(yàn)難以完成或效果不佳。
(二)我國(guó)的基礎(chǔ)教育課程改革給物理課堂實(shí)驗(yàn)以新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》強(qiáng)調(diào)“教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)與學(xué)生積極互動(dòng)、共同發(fā)展,要處理好傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力的關(guān)系,注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性和自主性,引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究,在實(shí)踐中學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下主動(dòng)而富有個(gè)性地學(xué)習(xí)?!?/p>
新的課程理念對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求,除了突出強(qiáng)調(diào)教師在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的示范作用之外,還應(yīng)注重學(xué)生的主體參與,加強(qiáng)師生在課堂教學(xué)中的多邊互動(dòng)。新課標(biāo)要求在高中物理課程實(shí)施中,要注重自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化;強(qiáng)調(diào)教學(xué)中要大力加強(qiáng)物理課堂實(shí)驗(yàn),要求教師必須努力完成新課標(biāo)中規(guī)定的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)(含模型、掛圖、錄像),強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)因地制宜地設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn),并使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)和各種物理實(shí)驗(yàn),同時(shí)鼓勵(lì)教師將電子計(jì)算機(jī)等多媒體技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)中。
(三)對(duì)現(xiàn)狀的思考
導(dǎo)致課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題因素是多方面的,有高考指揮棒的問(wèn)題、教師教學(xué)觀(guān)念問(wèn)題、學(xué)生認(rèn)識(shí)問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式問(wèn)題等等,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中所反映出的問(wèn)題,一定程度上是由于教師在教學(xué)中忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的自主建構(gòu)過(guò)程,更多采用的是偏重記憶理解、接受式的教學(xué)方式,從而導(dǎo)致學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中有重結(jié)果、輕過(guò)程的傾向,輕視科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成。
傳統(tǒng)的物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式已不再適應(yīng)當(dāng)前高中新課程改革的需要,改革傳統(tǒng)的物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,使課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分發(fā)揮其在素質(zhì)教育中的特殊作用已成當(dāng)務(wù)之急。
二、在物理課堂教學(xué)中實(shí)施優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的具體措施
(一)教師邊教邊演示與學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊學(xué)相結(jié)合
教師可通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生起示范作用,并在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生積極參與,在親身觀(guān)察體驗(yàn)和操作中,加深理解物理現(xiàn)象和規(guī)律,并學(xué)習(xí)一些實(shí)驗(yàn)操作方法,為自己實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。如在幫助學(xué)生理解如何按照作用效果進(jìn)行力的分解時(shí),可以設(shè)計(jì)課堂小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生共同參與操作。要求同桌的兩名同學(xué)互相配合進(jìn)行:甲同學(xué)單手叉腰站立,乙同學(xué)用雙手對(duì)甲同學(xué)的肘部持續(xù)施加一個(gè)向下的壓力,然后交換角色。可以讓學(xué)生自己動(dòng)手在課堂上演示給全班看。學(xué)生參與課堂實(shí)驗(yàn)操作,加強(qiáng)了課堂上的師生交流互動(dòng),給學(xué)生提供更多的動(dòng)手機(jī)會(huì),學(xué)生不僅學(xué)到更為鮮活生動(dòng)的物理知識(shí),更鍛煉了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力,培養(yǎng)了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的意識(shí)。
(二)變部分教師驗(yàn)證性演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是指對(duì)研究對(duì)象有了一定了解,并形成了一定認(rèn)識(shí)或提出了某種假說(shuō),為驗(yàn)證這種認(rèn)識(shí)或假說(shuō)是否正確而進(jìn)行的一種實(shí)驗(yàn)。它以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、驗(yàn)證基本理論原理為主要目標(biāo),注重培養(yǎng)學(xué)生的使用和裝配儀器、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算等技能,強(qiáng)調(diào)操作技能的程序化和規(guī)范化。
探究性實(shí)驗(yàn)是指在未知結(jié)果的情境下,在教師的引導(dǎo)和配合下,學(xué)生圍繞某個(gè)問(wèn)題通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、分析綜合,得出結(jié)論并對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流的一種實(shí)驗(yàn)形式。它以學(xué)生獲取知識(shí)和技能、發(fā)展科學(xué)探究能力、培養(yǎng)情感體驗(yàn)為教學(xué)目標(biāo),它不僅關(guān)注“正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果”,更重要的是使學(xué)生經(jīng)歷獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探究過(guò)程,并在這樣的過(guò)程中受到科學(xué)方法的訓(xùn)練,形成科學(xué)的態(tài)度、情感和價(jià)值觀(guān)。
從上述可知,兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)各有特點(diǎn),在教學(xué)中有著各自不可替代的作用。所以在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,變部分教師驗(yàn)證性演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)是非常有必要的。如把影響金屬導(dǎo)體電阻的因素設(shè)計(jì)成探究型實(shí)驗(yàn),先用類(lèi)比、遷移的方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想,你通過(guò)一條道路時(shí)受到的阻礙與什么有關(guān)呢?由此可見(jiàn),電流通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)受到的阻礙與哪些因素有關(guān)呢?明確好探究方向后,把學(xué)生分成四人一組,通過(guò)討論得出實(shí)驗(yàn)方案、步驟,設(shè)計(jì)好表格。學(xué)生自己組裝好實(shí)驗(yàn)器材,按設(shè)計(jì)好的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)完后,把得到的數(shù)據(jù)填入表格。學(xué)生完全能在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的反復(fù)比較分析中找到金屬導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度、橫截面積、材料的關(guān)系。這樣變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理以及相?yīng)的思維方法和步驟;學(xué)會(huì)如何控制物理?xiàng)l件,使其能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)所需的物理現(xiàn)象;學(xué)會(huì)在什么條件下測(cè)量哪些物理量;選擇怎樣的測(cè)量手段,數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)計(jì)等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師指導(dǎo)學(xué)生利用相應(yīng)的感官獲得感性的認(rèn)識(shí),在實(shí)驗(yàn)后教師啟發(fā)學(xué)生思考,引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論、進(jìn)行誤差及其原因分析等。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程師生共同積極參與,教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體地位得到了充分的體現(xiàn),學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面得到了鍛煉,對(duì)所學(xué)的知識(shí)掌握得更扎實(shí)牢固。
變部分教師驗(yàn)證性演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn),給學(xué)生更多的自主機(jī)會(huì)和鍛煉機(jī)會(huì),使學(xué)生由以往被動(dòng)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)變?yōu)橹鲃?dòng)地做實(shí)驗(yàn),最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性,使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理有較高層次的理解,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约胺治龊徒鉀Q實(shí)際問(wèn)題的能力。
(三)多媒體技術(shù)與演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
在進(jìn)行物理演示實(shí)驗(yàn)時(shí)力求真實(shí)、直觀(guān)形象,這是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)最具魅力、不可替代的優(yōu)點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,多媒體演示形態(tài)正在日益成為物理演示實(shí)驗(yàn)的一種重要呈現(xiàn)手段。它具有聲像并茂、感染力強(qiáng)、再現(xiàn)迅速、重復(fù)性好、快速處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、能突破時(shí)空限制的特點(diǎn),可以把各種物理現(xiàn)象直觀(guān)、形象地展示,在創(chuàng)設(shè)課堂情境中顯示出極大的優(yōu)越性。在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師如果能充分、恰當(dāng)?shù)丶右岳枚嗝襟w技術(shù),就能引發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生產(chǎn)生愿意學(xué)習(xí)的心態(tài)和獲得成功的需要,真正有效激發(fā)和維持長(zhǎng)久的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī);學(xué)生處于主動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài),就能自覺(jué)能動(dòng)地學(xué)習(xí),積極開(kāi)展創(chuàng)造思維活動(dòng),起到充分發(fā)揮認(rèn)知主體的作用。
在高中物理教學(xué)中實(shí)施優(yōu)化的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,加強(qiáng)了師生在課堂上的交流互動(dòng),給學(xué)生提供了更多參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的機(jī)會(huì),充分發(fā)揮了學(xué)生的主體地位,真正促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)、探索知識(shí),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力,培養(yǎng)了學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。優(yōu)化的物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式對(duì)促進(jìn)中學(xué)物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)、發(fā)展將有著深遠(yuǎn)的意義。
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