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对物理实验教学在新课程中作用的再认识  

2012-01-28 08:39:59|  分类: 物理实验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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对物理实验教学在新课程中作用的再认识




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对物理实验教学在新课程中作用的再认识


  作者:李桂福(北京师范大学)   

  全日制义务教育物理课程标准总目标提出:使学生保持对自然界的好奇,发展对科学的探索兴趣,在了解和认识自然的过程中有满足感及兴奋感;学习一定的物理基础知识,养成良好的思维习惯,在解决问题或做决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法,经历基本的科学探究过程,具有初步的科学探究能力,乐于参与和科学技术有关的社会活动,在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识;具有创新意识,能独立思考,勇于有根据地怀疑,养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神;关心科学发展前沿,具有可持续发展的意识,树立正确的科学观,有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。

  伟大的物理学家爱因斯坦有句名言:“兴趣,是最好的老师。”学生对学习有兴趣,是能否积极思维和具有求知欲望的重要前提。一般来说,初中学生在刚接触物理时,都有一种新奇感。这种好奇心如果得不到及时培养,对能很快就会消失。所以,应该通过各种有效途径,将学生的这种新奇感转化为持久的学习兴趣。充分发挥实验魅力成为激发学生学习兴趣的重要手段、利用新奇、有趣的实验,可以激发学生的新鲜感,培养学生初步的学习兴趣。例如,把一枚1角的硬币放在距课桌边缘2.3cm的地方,再给一只一次性水杯,你能在不用手的情况下,使硬币进入杯中吗?这一实验现象与飞机的飞行有什么关系?成功的创设演了实验,不但能激发学生的学习兴趣,而且有利于克服思维定势,开拓学生思维,激励学生放大标新立异,提出富有新意、与众不同的实验方案,以此激励学生的创新意识。

  要保持学生持久的学习兴趣,光靠几个演示实验是不够的,应充分发挥各类实验的作用。一些探究性的实验,学生对于观察到的现象,实验所揭示的物理事实感到惊奇,从而激发学生的好奇心与求知心理,激发学生兴趣,引发学生思维,引导学生发现问题,促使他们去寻求答案。新颖有趣的实验问题,特别是学生自己提出的耐人寻味的问题,又是学生参与探究活动的基础,即使对一些验证性实验,通过实验表达出来后,也更为生动形象,易于被学生所接受,从而收到事半功倍的效果。课堂学习活动,不论实验大小,都极利于学生主动动手动脑,有些小实验容易被教师忽视,其实做好小实验恰恰是培养学生持久的学习兴趣的一个途径。在发现和学到知识的同时,培养学生的思维能力、动脑动手的能力和习惯。而里学生不仅能意识到实验可以在课堂上做,课后也能利用简易材料自己做,并且还能从中发现不少问题,进一步调动学习的积极性,并把这种兴趣贯穿于学习过程的始终乃至终身。只要教师树立一种为学生的终身发展服务的思想,充分利用物理实验教学的特点,就能培养学生对自然、对科学的兴趣和终身学习意识,使其成为终身的学习者和科学探究者。

  实验是培养学生能力的一个重要方面,是培养学生能力的向导,通过实验可培养学生多方面的能力。

  一、观察能力

  问题是科学研究的出发点,是开启任何一门科学的钥匙。没有问题就不会有解释问题和解决问题的思想、方法和知识,所以说,问题是思想方法、知识积累和发展的逻辑力量,是生长新思想、新方法、新知识的种子。没有问题也就难以诱发和激起求知欲,没有问题,感觉不到问题的存在,学生也就不会去深入思考,那么学习也就只能是表层和形式。要培养学生发现问题的能力,就必须进行观察。例如:有些微型手电筒虽然很小,也没有反光罩,但它的光却很集中。这种电筒的小灯泡与普通的小灯泡有很大的区别、观察这样的小灯泡,指出它的结构的特点。用微型手电筒照亮一个目标,观察它的发光特点。

  每一物理实验都有其明确的实验目标,明确的实验目标要求实验者必须有明确的观察目标和观察重点。学生在开始实验时,往往只凭一般的兴趣和爱好,在观察时注意力不集中,观察目标不明确,分不清重点,带有很大的盲目性和片面性,有的以局部代替整体,有的放过一些稍纵即逝的重要现象,对多种并存的现象,不能抓住本质现象。因此,我们要教给学生科学的观察方法。

  实事求是是观察的基础,又是观察的重要品质和方法,也是未来科学工作者的基本态度。在物理实验教学中,要求学生坚持实事求是的科学态度,毫不含糊地尊重客观事实,如实地记录实验中观察到的各种现象,甚至一个数据,一个标点符号,做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生的科学素质,培养创造型人才的需要。

  例如:观察水沸腾的实验现象时,就明确提出以下观察目标:水开始加热杯底和杯壁上出现许多小气泡,这些小气泡将发生怎样的变化?加热的过程中,水的温度将怎样变化?随着温度升高,气泡将怎样变化?水沸腾时温度将怎样变化?将沸腾的水停止加热,水是否沸腾?引导学生明确观察目标,有目的、有秩序的进行观察,避免观察时手忙脚乱。由于温度计本身制造和环境气压的关系,水的实际沸点不一定是100℃,这时,教师应要求学生实事求是地记录数据,并分析、评估实验数据。

  认真、细致、深入是观察能力的重要品质之一,也是科学工作者的基本素养和要求。许多自然现象和实验中的物理现象,有时是稍纵即逝。只有认真、仔细地观察,才能捕捉到所要观察的现象;只有深入地观察,才能发现细微的变化和隐蔽的特征;物理实验的观察来不得半点马虎。

  在实验观察中,要提倡眼脑并用,即把观察和思维紧密结合起来。观察是一种理性知识参与下的知觉,只有结合思维才能把握实验现象中的本质特征和必然联系,而且能根据观察到的现象发现新的问题,促进进一步的观察和对观察材料的思维加工,辨别本质现象和非本质现象,去伪存真,得出正确的观察结果。

  二、实验操作能力

  实验是一个手脑并用的过程,学生要经历操作实验仪器、观察实验现象、处理实验结果等一系列过程。为进行正确的思维活动,学生必须掌握基本的实验技巧,进行认真细致的观察,长期坚持,会使学生的观察能力、实验操作能力得到初步的锻炼。学生的实验操作能力的高低对他们今后的工作和学习有着重要的影响。生活中小到照明电路的安装,各种物体质量的测量,大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力。物理实验本身就是一个操作过程。

  例如:在《探究熔化与凝固的条件》时,要求学生设计实验记录表格,将测温时间和测得的温度记录在表格中,按实验数据在坐标格中位置做出温度随时间变化的图像。根据实验数据和熔化与凝固图像,分析归纳该物质在熔化与凝固过程中的特点。

  这个探究过程能有效地锻炼学生实验操作能力及数据处理的能力。

  学生分组实验,每个人都有操作机会。因此要创造条件,将演示实验改为学生实验。课外小实验更是学生操作的天地,如在学习量筒、弹簧测力计、天平等知识后,可让学生开展小实验自制天平、量筒、橡皮测力计等,学生会有很高的积极性,效果也会很明显。尽量多给学生亲自动手动脑的机会,这对提高学生的操作能力是很有帮助的。

  三、创造性思维能力和实践能力

  在实验过程中,特别对一些探索性的实验而言,学生的大脑处于一种兴奋的状态,就能从观察到的许多物理现象中,产生一个个问号,从而使学生的思维处于一种悬而未决但又必须解决的求知状态。问题会激发学生强烈的学习愿望,从而注意力高度集中,积极主动地投入学习,促使他们找到理想解释;问题还可以激发学生勇于探索、创造和追求真理的科学精神。没有强烈的问题意识,就不可能激发学生认识的冲动性和思维的活跃性,更不可能激发学生的求异思维和创新思维。长此以往,学生就可寻找到一套适合自己的思维方法。设计探索性实验,培养学生探索知识、发现问题的能力。

  在做“用天平和量简测液体的密度”实验时,充分把握学生设计实验环节和选择实验仪器的过程,是培养学生思维能力的好时机。有些学生把课本上的玻璃杯换成了口杯,在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生在步骤上先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量……,对学生肯动脑筋应给予表扬。在步骤上,肯定学生将盐水全部倒入的合理性,并让学生充分讨论先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法是否可取,学生通过分析后得出这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,由于杯底和杯壁还粘有盐水,使测得的体积小于杯中原盐水的体积,会造成较大误差。学生最终会找到减小误差的好办法。这个分析的过程,会占用一定的时间,但是,学生在这个思考、分析、设计、否定、再思考、再设计、再评估的过程中,增强了减少误差的意识,变思维的单向性为多向性,培养了学生的创造性和发散性思维能力。

  学生通过做“测定小灯泡功率”实验后,可布置:只有电压表,无电流表,其他仪器自选,测定标有3.8V的小灯泡的额定功率。这个实验的目的是,在给定条件下,让学生自己设计实验方案、完成实验操作,这极有利于培养学生的创造性操作能力。

  学生对自然界的事物怀有好奇心,对还不懂的现象总喜欢问几个为什么。教师应该爱护学生的这种积极性,可以和学生一起设计实验,组织他们观察现象,引导他们积极思考。让学生自己动手实验,观察实验现象,并做好记录。引导学生边观察,边思考、边发现问题、边解决问题,并根据实验记录加以分析、归纳和总结,帮助学生从中得出结论。学生的课外实验(包括小制作),主要是以扩展知识面、发展创造力为主要目的。学生在课外实验中,不可能一帆风顺。教师要适当引导,不使他们过多地碰壁。但是,教师也不可包办代替,要让学生经受挫折,从中总结经验教训,不断改进实验,发挥学生的创造性,从而获得成功,这样将会增加学生学习的乐趣,并得到更多锻炼。

  课外实验题材广泛,材料极其丰富,是一种激发学生学习兴趣,发挥学生创造能力的有益活动,课外实验不仅能巩固和深化课内知识,而且有利于培养学生的实验技能,增强学生思维的独创性。我们开放实验室,进行物理小制作比赛,使学生尝试到动手动脑的乐趣;指导学生进行小发明创造,撰写科技小论文,培养学生的科幻意识和创新精神,通过这些活动培养了学生收集信息、处理信息的能力;发展兴趣特长,提高学生的想象力,让学生对同一问题,善于全方位、广角度、多途径地去分析思考,从而发展了学生的求异思维和创新能力,撞击学生的创造灵感,促进创新意识的形成和创新能力的培养。

  物理实践活动要充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位。应充分相信学生,使学生主动参与,让学生独立设计实验,利用物理实验,发挥学生的主观能动作用,最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流,科学探究的形式有课堂内的探究性活动和课堂外的家庭实验、社会调查及其他学习活动。

  新课程要求超越学科本位的理念,以全面提高公民的科学素养为目标,着眼于学生的发展,使学生获得终身学习兴趣、习惯及一定的学习能力。教师要相信所有学生经过努力都能达到课程标准所规定的应该达到的要求,用终身教育的理念和可持续性发展的意识去理解物理实验在新课程教学中的功能与作用,将有助于学生学习能力的发展和实践活动的开展,以促进全体学生全面发展和全体学生素质的整体提高。



也谈物理实验教学


  作者:张弘(天水市桥南联中)     来源:甘肃日报 

    物理是一门以观察和实验为基础的科学,它的研究方法一般是在观察和实验的基础上对物理现象进行分析、综合、概括,从而建立物理概念和规律。实验有助于学生加深对基础知识的理解,对培养学生能力、提高学生素质具有十分重要的意义。对此,笔者谈一些实践及体会。

    首先,用实验拉近学生和物理的关系。许多演示实验很精彩,学生很感兴趣,但仅仅观看又觉得很不满足。教师如果总是用正规教具进行演示,在学生的内心中难免会产生物理学与我的距离有点远的情绪,这对学习很不利。因此,教师有必要经常演示一些简易实验,使学生看时感兴趣,课后能仿做。比如,在做利用内能来做功的实验时,不用实验室的教具,而是用蜡烛代替酒精灯,用耐热玻璃代替试管,用泡沫塑料塞住瓶口,用两片木片夹住瓶颈,便很好地完成实验,并鼓励学生回家如法炮制,也过过实验瘾。像这样学生能够仿做的实验,就能拉近物理学与学生的距离,增加学生动手做实验的机会。

    其次,利用物理小实验增进家庭乐趣。目前,学生的课业负担普遍较重,不利于他们的身心发展。针对这种现象,教师可演示一些趣味实验,并鼓励学生在茶余饭后表演给家长看,也可以表演给邻居或小朋友看,这样学生就从物理实验的观众升格为物理实验的表演者了。这种集知识性、娱乐性为一体的尝试,家长通常是欢迎的。趣味实验在调节家庭气氛的同时,也使物理教学走出课堂,进入家庭。例如,用粗细相近的两个试管做的说明大气压存在的实验,教师在课堂上演示时,可不用试管做,内管可用一个易拉罐代替,外管则取一个口径稍大的玻璃罐头瓶充当,用玻璃瓶做外管的用意是学生可以观察到内管的上升情况。本实验可用两个规格不同,但口颈相近的易拉罐,也能成功。这个实验由学生回家演示时,不少家长未必明白两罐倒置后,水往下流,内管却往上窜的奥秘。当家长带几分兴趣向孩子问为什么时,小家伙会得意地做家长的老师,喜谈其中的道理。当类似的实验玩上几次之后,学生的兴趣无疑会大增,他们已不满足于用现成的东西做实验了。这时教师就要引导他们动手制作,并从简单制作发展到较复杂的制作。

    再次,物理小实验解决家庭问题。引导学生将物理学应用于生活实践,而将物理学服务于家庭是个很好的突破口。例如讲到熔化与凝固的应用时,我们可以给学生传授一个应用实例,当出现停电现象时,家里的冰箱变成了热箱,导致食物变质。为解决这一难题,我们平时可以在冰箱的冷冻室中放一大碗水,使之结冰,遇上停电,将这碗冰放入装有食物的冷贮室中,由于冰熔化要吸热,因而冷贮室中温度不会明显升高,一两天内其中的食物不会变质。这一点子许多学生回家用了,受到了家长的好评,他们由此感受到物理学所带来的快乐。这方面的引导,有益于培养学生爱劳动、做家务的行为习惯,树立劳动光荣的观念,对于现在的学生是很有益处的。

    总之,这样的一些实验虽然看似简易、信手拈来,但却能给物理教学注入生机和活力。如果教师把握得当、善于摸索,就一定可以对有效提高教学质量和提高学生全面发展起到积极的作用。



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