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浅谈中学物理实验教育功能的探究   

2012-02-03 09:46:00|  分类: 物理实验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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浅谈中学物理实验教育功能的探究 



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浅谈中学物理实验教育功能的探究 




[摘要]本文从物理的本质,培养学生的思维能力等五个方面对物理实验的教育功能进行了简单的探究,希望能够以此加强大家对中学物理实验的重视。  

[关键词]物理实验,教育功能,科学探究

序 言  随着教学改革的深化,物理实验在中学物理教学中的作用和地位显得越来越突出。然而要真正运用好物理实验、使学生真正达到实验的目的,却不是一个简单的问题。长期以来,中学各学科的教学考核只考书面知识,不考学生实验操作。因此,有些物理教师特别是一些农村中学物理教师就把主要精力集中在“画实验”、“讲实验”以及知识的讲解上。为应付考试而讲实验,只盲目地要求学生熟记、背诵实验目的、仪器、步骤、方法及现象和结果,忽视了实验操作对学生动手、动脑和探究能力的培养作用。老师的这种行为是与实施素质教育相违背的,学生远未能达到物理实验本身的教育目的。出现这种现象,究其原因,是物理教师对实验在中学物理教学中的重要性认识不够深刻。因而要改变这种现象,我们对物理实验的教育功能进行研究和探讨就显得十分有必要了   1、从物理的本质看,物理实验是教学内容的一部分

  新课程标准明确指出:“物理学由实验和理论两部分组成。物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础。”该标准要求学生以实验室的活动为手段,通过探究,自己去设计实验,选择仪器,收集实验数据,归纳并总结规律。该标准还明确指出:“学校和教师应该根据要求安排足够的学生实验和演示实验。应该充分利用实验室现有的器材,尤其应该利用多年闲置的器材开发新的实验。”过去的物理实验只限于教科书规定的几个有限的实验,新课程标准则要求根据探究活动的需要,让学生尽可能多地进行实验活动,而不是局限于教科书上的几个实验。由此可见,实验在中学物理教学中具有重要的地位。

  不同的实验在教学中具有不完全相同的作用。归纳起来,物理实验在中学物理教学中的作用是:

  (1)丰富感性认识,提高学习兴趣。

  (2)突破重点难点,理解概念规律。

  (3)形成物理图象,认识物理过程。

  (4)启发学生思维,培养探究能力。

  (5)培养观察能力,掌握实验技能。

  (6)养成良好习惯,学会科学方法。

  每个实验的各方面作用当然不是孤立无关的,而是相互联系的。只不过某些实验在某个作用方面更为明显一些。从整体上说,实验有上述的所有作用。因此,物理教学离不开物理实验,没有物理实验就等于没有物理教学。

  2、物理实验有助于培养学生的思维能力

  中学物理实验的实验方法是多种多样的。以演示实验为例,不同的演示实验,有不同的演示方法。种种不同的演示方法可以形成学生思考问题时的不同思维方式,有助于培养学生的思维能力。

  2.1归纳

  物理学中的许多规律,都是在大量实验的基础上归纳得到的。我们在通过演示实验得出物理规律时,应当自觉地应用归纳的方法。例如,在演示阿基米德定律时,首先是把圆柱体浸入水中1/3,其次,把圆柱体浸入水中1/2,再次,把圆柱体全部浸入水中。得出浮力大小与排开水的重力的关系。再把水换为其它液体(如酒精或煤油),再次演示实验。在此基础上归纳得出阿基米德定律。

  2.2对比

  为了让学生从已知的知识出发,理解所学知识以加深印象,一些实验需要作对比。例如,演示滑轮和轮轴时,要与杠杆进行对比。有的实验必须通过对比,才能使实验结果明显。例如,不同物质的比热不同的实验,就必须在相同质量,相同加热条件下进行对比实验。有的实验通过对比,有利于突出区别和联系,突出相同与不同的地方。例如,超重与失重、弹性碰撞与非弹性碰撞、电阻(或电容)的串联和并联等。对比是演示的一种好方法。

  另外,还有分步、剖析、模拟、放大等演示方法。多种多样的演示方法,有助于培养学生的思维能力。

  3、物理实验能有效促进学生认知的发展

  物理世界是丰富多彩的,中学物理实验(包括教材中设置的众多“小实验”和“做一做”等)大大地促进了学生的认知发展。具体表现在以下几方面:

  3.1加强学生对知识的理解和巩固

  学生通过物理实验,可以大大丰富感性认识,深化与活化已掌握的物理知识。实验与其它物理内容的密切联系,可以使课堂教学得到不断的延伸。

  3.2通过实验活动培养学生观察、动手、动脑的能力

  学生学习物理感到困难,其重要原因之一,就是不会把所学的知识用来研究具体物理问题。通过实验,可以使学生养成善于分析、善于总结的良好的习惯,使学生感到物理知识亲切,能解决生活中的具体问题。

  3.3提高学生学习物理的兴趣,发展学生的个性

  物理实验以灵活、生动、多样、有趣等特点,激发学生学习物理的强烈兴趣,有利于因材施教,发展学生个性,开发学生智力。

  3.4培养学生的劳动观点和组织管理、经营管理的能力

  通过实验活动,不断培养学生热爱劳动,把知识传授与思想教育有机结合起来了。如果是课外实验,则既经济又科学,变废物为器材,可以培养学生勤俭节约的优良品质。

  3.5形成学生从生活走向物理,从物理走向社会的不断深化的思维过程

  中学物理实验是贴近学生生活的。通过实验,学生会从身边熟悉的生活现象中去探究并认识物理规律,同时教师加以启发,他们能将认识到的物理知识及科学研究方法应用于生产生活实际中,解释和探索社会上更为复杂的物理现象。

  4、物理实验是培养学生科学探究能力的有效手段

  科学探究是学生积极主动地获取物理知识、认识和解决物理问题的重要实践活动,也是学生从问题或任务出发,积极主动地通过形式多样的探究活动,以获取知识和技能,发展、培养情感体验,发展创造性思维能力的一种学习方式。在新课程标准中,科学探究既是物理课程的目标,又是物理课程的重要内容。该标准要求实验教学不仅是学生要完成实验,更重要的是根据教学任务、目的,培养科学探究的意识,增强科学探究能力。因此,物理实验是培养学生科学探究能力的一种手段。

  许多学生都渴望自己将来能成为一名科学家,但对科学家如何进行科学探究却了解甚少,针对这一现象,教师可以将部分验证性的演示实验改为探索性的学生分组实验,尽可能地创造条件让学生参与科学探究实验,进行模拟科学理论发现经过的实验活动,这对培养学生的探究能力十分有益。如在学生理解了电压的作用和电阻的概念后,提出供学生探究的问题:电流与电压、电阻有何关系?学生们根据已有的背景知识提出了合理的猜想假设,然后围绕猜想假设充分地讨论,设计实验步骤,进行实验探究,得出结论。另外还可以引导学生改进实验方案和方法,使学生的科学探究能力得到发展。如:在“伏安法测电阻”实验后,提出:如果实验中只允许一种电压表(或电流表)和一个已知的电阻(它的电阻或最大阻值已知的滑动变阻器)。能否测出未知电阻?让学生根据串、并联电路的特点设计电路并进行实验探索。

  事实证明,学生在物理实验探究活动中不仅能产生浓厚的兴趣,而且还感受到了自己的失败和错误,通过纠正错误,逐步走向正确,真正体会到成功的喜悦,对激发学生终身的探索兴趣起着积极作用,有效地促进了学生科学探究能力的发展。

  5、物理实验具有非语言的传播功能

  5.1无声地传递着一种科学思想

  透过演示实验,学生可以看到科学进化的实验背景、仪器设备背景,寻觅到人类与自然作斗争的历史足迹;体察出实验设计者独具匠心的巧妙方法、用心良苦的教学思想。例如,各种各样减少摩擦的方法,就反映出人类在与摩擦作斗争过程中智力和手段的进化。坛坛罐罐当仪器、拼拼凑凑做实验不单单是解决一个实验设备的问题,而是一种重要的教学思想。在教师的手中完成了一个又一个有趣实验的那些日常生活中随处可见的物品,无声地在告诉学生,物理学就在你身边,物理实验来源于生活,并不神秘,他们可以用身边的许多东西自己动手去做,亲自体验其中的乐趣。

  5.2教师亲自演示的感染力量

  教师全神贯注地操作实验,被实验现象所吸引,特别是为实验的成功、挫折而惊喜、担忧,这种无意识的感情流露,无不强烈地向学生传达着一个信息,实验的确是科学不可缺少的部分,它值得我们花时间和精力。这样的效果比教师说实验、要求学生如何如何重视要好得多。试想,如果教师总是不亲自操作演示实验,而是由专门的实验人员或多煤体代行其事,自己只在一旁指挥和评论。这不但会使教学失去理论与实验、现象与公式、言语与非言语之间水乳交融、恰到好处地配合的可能,而且无声地告诉学生:亲手实践并不是必要的,指挥家、评论家更尊贵。教师亲自操作演示实验,这对学生以后自己完成分组实验在方法和技能上是一种必要的示范,更重要的是这样教师是在用自己的行动无声地告诉学生实验的重要性,以自己在实验中的情感体验无意识地感染学生。         5.3改善课堂结构和师生关系

  演示实验的进入改变了课堂的空间结构,这无声的语言可以活跃课堂气氛。接近师生间心灵的距离,融洽师生关系,从而促进教与学的过程。

  随着演示实验的引入,一方面实验现象本身可以吸引学生,接近他们的心灵与教师和教学内容的距离;另一方面许多演示实验也常常需要学生配合,有些甚至一部分内容要由学生完成。这样就使课堂变得比较活跃,师生之间的交流更易进行。在这样的情境中,班级中平时学习成绩并不好但活泼好动的学生往往成为了活跃分子。这一方面给了他们施展才能的机会,另一方面也往往使教师偶而触动,改变对这些学生可能存在的成见。同时也更利于发现学生在学习上的困难。这样就更有可能客观公正地评价对待学生,而这些无形的因素对学生学习的影响有时往往是出人意料的。总之,在融洽的师生关系中,在活跃的学习环境中学习科学知识,教与学的双方都能得到更快的提高。

  结论

  综上所述,物理实验是中学物理教学中的一个重要内容,并且具有培养学生思维能力、促进学生认知发展、培养学生科学探究能力和非语言传播等功能。所以,物理实验在中学物理教学中具有十分重要的地位,教师在教学中切切实实地做好每一个物理实验是十分有必要的。

参考文献:

[1]国家教育部.《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》.北京师范大学出版社.2001年7月 

[2]罗星凯、赵凯华.《中学物理疑难实验专题研究》.广西师范大学出版社.1998年6月  

[3]罗星凯.《低成本、高智慧的物理实验欣赏》.物理教学探讨[J].2000年第9期  

[4]教学仪器与实验[J].2004年第2期



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