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提高物理实验教学有效性的策略反思 作
者:
杨银海
作者简介:
杨银海,浙江省上虞市春晖中学(312353)。
原发信息:
《实验教学与仪器》(长沙)2014 年第 1 期 第 7-8 页
期刊名称:
《中学物理教与学》 复印期号:
2014 年 02 期
实验是物理教学的重要基础、内容和方法。教材中的实验包括教师演示实验、学生自主实验和课外设计实验。通过实验器械操作,把课本中的理论知识实验化,以真实面貌还原物理知识,客观反映某个过程或某种现象,能够使学生对于真实的过程和客观的现象感到震憾,调动学生学习的创造性思维,寻找解决问题的方法,提高学习的主动性和积极性。在新课程理念的指导下,教师应按“五化”模式设计器械实验,“有效”呈现物理知识,努力提高教学成效。
一、实验设计“生活”化,提升学生“学习”兴趣
物理来源于生活,但又高于生活。物理教学,必须立足于物理的生活化,结合学生的生活经验,通过物理实验生活化,激发学生的求知欲,通过自己的实践感知来体验物理客观世界。
在“圆周运动在生活中的应用”的教学中,教师可准备过山车模型,如图 1 所示,结合实际进行分析。把小球滚下来的起始高度逐渐提升,直
至能够顺利通过最高点,继续运动。过山车游戏,惊险又刺激,在求知过程中,学生始终充满了好奇心,看着,想着,明白了以前玩过的这个游戏,原来可以这样子来进行分析,因此,感到很开心。
再如,讲到日光灯工作原理时提到的镇流器,学生肯定很陌生,教师可以利用镇流器制作一个“千人震”,如图 2 所示,以安全为前提,在课堂上让学生感受线圈自感所产生的电压,留下深刻的印象,提高安全用电意识。
课后,为了进一步加强物理的生活化,教师可以布置课外生活小实验,让学生在课堂之外有一个属于自己的知识运用空间,而这种课本上没有的实验,恰恰是锻炼学生实验能力的最好途径。如收集几种小型电磁继电器,比较它们的结构,了解它们的使用场合,利用其中一种来设计实用的控制电路;或用电压(电流)互感器来设计漏电报警器材,或用启辉器来设计防火报警装置,让学生体验物理给人们生活带来的方便。
生活中处处充满着物理,学生可以从中感受到物理的美妙,大大增强求知欲,通过学习物理,了解生活,探索生活,懂得生活。
二、实验演示“常规”化,激发学生“探究”热情
在物理课堂教学过程中,不可轻视演示实验在教学中的作用,为了能明确说明一个问题,教师往往都会通过演示实验来达到教学目的。在新课
程理念下的教学,必须重视学生的参与意识和探索精神。教师是学生参与演示实验的指导者,学生是参与教师演示实验的主体。
例如,自由落体运动在没有空气阻力的情况下,轻重物体下落一样快,教师用牛顿管进行演示。学生对于羽毛和铁块下落一样快的现象感到很惊诧,跃跃欲试,想知道其内在的原因。此时教师可以发给学生大小一样的两张纸片和一张硬卡片,结合学生自有的器材,让学生自己摸索过河,判断总结自由落体运动的条件。学生亲自参与课堂演示实验的操作,从中加深印象,帮助理解,留下记忆,通过探究,巩固知识,其效果不言而喻。
再如,对于“探究电磁感应的产生条件”实验,笔者认为,在教师做好电路连接准备的前提下,如图 3 所示,最好让学生自己去试探性地操作导体棒或磁铁或线圈的运动,教师不参与运动方向的指导,让学生自己去归纳条件。
又如,在“楞次定律”实验中,如下页图 4 所示,让学生思考:什么情况下会引起穿过线圈的磁通量的变化?当操作磁铁时,流过电流表的电流方向如何?进行实践操作后,容易得到预期结果。虽然动作简单,但让学生参与试探性操作,不但实验的可信度提高了,而且学生的学习兴趣大大提升,更加有利于对现象的理解和知识的传授。
演示实验,重在学生参与,让学生融进实验过程中,强调学生的参与、探索和理解,体验实验的过程和方法,在师生相互配合的过程中,使学生充分感受到演示实验的真实性和趣味性,有助于提升课堂互动性,提高教学效率。
三、实验操作“自主”化,培养学生“理性”思考
实验册中对学生实验的目的原理介绍、方法步骤说明、数据分析和处理有充分详细的讲解。实验教师在实验前摆放好仪器,教师在学生动手操作前详细讲述实验步骤,操作注意事项。对实验中出现的问题,学生第一时间想到的是举手请教师解疑。整个学生实验课都以教师为中心,虽然学生自己操作,但以机械化记忆为主,进行有效的模仿,根据教师讲解设定的一个框架,被动地进行实验操作,而不是主动地思考如何解决操作实验所面临的一系列问题,学生实验的教学思考性目的大打折扣。这种教学模式,助长了学生的依赖性,无法单独面对设计和创新实验。
在新课程下教师是学生实验的组织者,学生是学生实验的主体。例如,“研究平抛运动”实验,学生可以通过已有的平抛运动知识预习实验,读懂实验原理,明确实验目的,正确地使用实验器械装置,合理安排实验步骤,探索并规范实验操作,记录测量数据后进行处理,最终得出实验结论。
学生实验,要求学生具有扎实的基础知识,通过自己艰辛的努力获得的知识才是最有效的。自主实验,旨在培养学生动手、思考、总结等严密
的物理实验思维能力,让学生在合作交流中获得知识,促进理解,使知识系统化,提高知识的内在转化。
四、实验创设“情境”化,转换学生“抽象”思维
物理难学,难在透过现象看本质,从中理解物理内涵。学生思考问题,总是以模糊的情境去展现物理过程,加上一些生活中的思维定势,往往使问题得不到很好的解决。此时迫切需要教师帮助学生建立清晰完整的物理情境,最好的方法就是创设一个实验,在实验中设计问题,让学生置身其中,去认识,去感受,去理解,逐步寻找和获取信息,最终发现规律。从物理现象的观察和物理实验的分析中得到结论,是培养学生变抽象思维为形象思维的有效途径。
例如,波的衍射实验,学生对于声波和水波的衍射,凭借生活经验容易理解,但对于光的衍射,光能绕过障碍物,学生很难理解,难以置信。这时教师最好设计一系列的小实验让学生去感知,如用两支不透明的笔靠在一起,从狭缝中观察日光灯,发现日光灯变粗了;又如用激光笔照射小圆孔或小圆盘,发现在阴影部分有亮条纹的存在,如图 5 所示。在实验造就的物理背景中,让学生充分感受物理现象所带来的抽象美。
五、实验教学“STS”化,体现新课程“三维”目标
“从生活走向物理,从物理走向社会”,是新课程的基本理念,将“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三方面有效整合起来,体现了新课程对可持续发展的追求,体现了由知识本位转向人文本位,充
分挖掘物理实验的教育功能。在物理实验教学过程中,渗透“科学、技术、社会”(STS)的教育,让学生关心生活、关心社会,着眼于培养学生实事求是,为社会服务的科学态度。
在安全前提下,可以让学生拆卸一些家用电器,从中分析如何有效利用资源、环境保护和促进社会发展。在这个过程中,学生考虑到能源的大量浪费和极度紧张,设计如何利用清洁无污染的太阳能;如何用光敏二极管制作“光控”路灯:光暗灯亮,光明灯灭,实现自动化;如何用微型话筒制作“声控”楼道灯:人来灯亮,人去灯灭,节约用电。
在物理教育教学中,实验教学是培养学生综合能力的主要途径。通过学习物理,学生感受生活、探索自然,感悟物理的奥妙,提高对科学的关注和兴趣,培养创造性思维和创新性能力,真正实现新课程理念的“三维”教育目标。