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一
初中物理课程标准明确提出:“义务教育阶段的物理课程应以提高全体学生的科学素质为主要目标,满足每个学生发展的基本需求,改变学科本位的观念,全面提高公民的科学素质。”物理课程的教学应“改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。改革以书本为主、实验为辅的教学模式,提倡多样化的教学方式”。笔者认为,在物理实验中让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,应成为培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识,提高学生科学素养的首选方法。
1.加强物理实验教学符合学生的认知规律
心理学研究表明,人的思维活动是在感性材料的基础上产生的,感性材料是思维活动的源泉和依据。各种类型的物理实验,具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程,为学生的学习提供了丰富的感性材料。同时,物理实验强化了学生的感知,并纠正在感知中形成的错觉,从而达到丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。
2.加强物理实验教学可以降低学习新知的难度
学生在学习过程中经常会遇到一些疑难问题,如对某些物理概念似懂非懂,对某些物理规律将信将疑等。当一时想不通时,往往会产生畏难情绪,影响学习效果。通过指导学生做个小实验,问题可能就会迎刃而解。例如,小实验“筷子提米”,学生通过亲自动手实验,确信了摩擦力的存在,认识了摩擦力与压力的关系。小实验不仅帮助学生认识和理解物理知识,降低学习难度,同时,还会调动学生的学习积极性和主动性,教学效果会大幅度地提高。
3.物理实验过程是检验知识、提高能力的过程
例如,在学习导体和绝缘体时,学生用导线将电池(三节)、小灯泡和两个鳄鱼夹组成一个检验物体是否导电的实验组。当鳄鱼夹夹住铅笔芯部分时,小灯泡发光,说明电路连通,碳质导电是导体;当鳄鱼夹夹住铅笔木质部分时,小灯泡不发光,说明干木材不易导电是绝缘体;当用两手各握一个鳄鱼夹时,小灯泡亮了,说明人体导电是导体;当松开一只手时灯泡熄灭,这说明空气不易导电是绝缘体。学生通过设计、操作、观察、思考、表述、完善等一系列亲身体验的实验过程,不仅巩固了导体和绝缘体知识,而且其思维水平、动手能力和科学素养都得到了很大提高。
4.物理实验过程既可巩固知识,也可查缺补漏
在学习过程中,学生由于受到来自生活习惯的“前概念”的干扰,或受到前面所学知识中的“负积累”及知识综合难度和抽象思维能力等多种因素的影响,学习新知识时有时会出现思维障碍。如果借助物理实验,抓住问题的关键,及时矫正,就显得非常重要。如为了帮助学生区分“熔化”和“溶解”两个概念,教学中可让一个同学亲自动手做两个小实验,其他同学当参谋。实验一是把一勺白糖放入盛水的试管中,观察白糖有什么变化?思考试管里有几种物质组成?实验二是把一勺海波放入空试管中,用酒精灯均匀力口热,观察海波有什么变化?试管里有几种物质组成?然后引导学生比较两个实验有什么区别,再用熔化概念去对照分析哪种属于熔化现象,最后让学生讨论。物理实验形象、具体、直观地弥补了知识上的欠缺,辨析出思维的误区。
5.物理实验教学能帮助学生理论联系实际,突出物理学科的实践性特点
要培养学生的创造性和逻辑推理能力,突出物理学科的实践性特点,将所学知识延伸迁移,进而达到深化与升华,就需要借助于物理实验来开阔学生的思路。如巧找重心”实验,既复习了“重心”和“重力方向”的知识,又使学生学会了用吊挂法求不规则物体的重心的方法,从而搞清楚杂技演员“走钢丝”、“顶碗”、“蹬车”等的道理。小实验说明大道理,效果事半功倍。
二
那么,物理教师怎样做才能上好物理实验教学课呢?
1.教师要精心准备
首先,要精心准备实验的各个环节,尤其是一些细节问题,要多假设一些实验时可能会出现的意外情况,考虑尽量周全,防患于未然。其次,教师还应该提前预做实验,取得第一手资料,掌握每一个实验的关键,提高实验成功率,避免由于实验的失败而伤害学生实验的积极性。
2.课前要求学生预习实验
提倡学生预习实验是一个很好的办法,但要有目的地预习,要布置预习提纲,且要采取多种方式检查预习情况,尽量做到不预习不准进实验室。这样做,既可以使学生提前熟悉实验的步骤方法,又可大体了解各种实验器材的规格性能及用途。实验时,既安全又节省时间。
3.引导学生学会观察物理现象
兴趣是最好的老师。那些新奇的、对生活有意义的知识和问题,能引起学生强烈的兴趣。如在观察“摩擦起电”规象时,要提示学生注意:①手帕摩擦过的塑料膜对碎纸屑有什么作用?②手帕摩擦过的两块塑料(下转第60页)(上接第40页)膜,在相互接近时,会发生什么现象?③把用手帕和毛皮分别摩擦过的两块塑料膜靠近些,它们之间会产生什么现象?通过对上述物理现象的观察,不仅成功地激发了学生的学习兴趣,满足了学生的求知欲望,而且有利于发展提高学生的观察能力,调动学生参与实验的积极性。
4.把握整体,追求细节
对于每一个具体的实验来说,实验的原理、目的、要求及实验的步骤和方法,在学生实验技巧不很熟练的情况下,为避免事故发生,基本上应作统一的要求,是很有必要的。但在实验的细节上,则要求学生必须认真细致。在要求学生实验操作一定要规范,符合要领的前提下,对实验中的数据和现象等记录一定要客观真实,实事求是,要有自己的成果,不能人云亦云。这样做,对于培养学生严谨的科学态度和较高的科学素养,树立科学的世界观,形成朴素的唯物主义思想,都具有积极的意义。
5.加强分析,强化实验功能
完成实验,对实验教学来说仅仅完成了第一步。更多的工作应侧重于实验后的分析。对于实验结果,很多同学可能会出现与教材结论或教师预定结论不同的现象。针对这种情况,教师应鼓励学生多做分析,多找原因,尤其注意对比查找各自的实验细节,如实验的步骤、所用时间的长短、所用器材的不同、读数的误差、实验次数的多少、实验环境的差异以及温度对实验的影响等。在查找对比中,逐步完善实验过程;在查找分析中,培养学生严谨的科学态度和科学素养。
6.实验归类,灵活运用
根据心理学的研究,人的思维敏捷性和知识迁移能力是以思维的条理性为前提的,只有系统性、条理性强的知识,才便于掌握和迁移。在教学中,尤其是在总复习时,可以打乱教材中原来各章节的顺序,重新归类为如下几部分:观察物理现象、基本仪器的使用、基本物理量的测量、验证物理规律等。实验分组归类,目的是避免学生在学习物理知识时套用单一的方法和方式,避免定势思维的负面影响,使学生更加灵活地运用各种仪器,采用更加多样的学习方法,从不同的角度解决实际问题,从而获得新知识、新技能。在归类分组实验中,还可以及时补充对比性或综合性强的实验,以提高学生的综合、分析能力。
综上所述,实验教学在物理学科的教学中所产生的重要作用已毋容置疑,它对于完成物理学科的教学目标,必将起到事半功倍的效果。但是,特别应该指出的是,目前仍有不少教师在主观上或客观上,并不十分重视物理实验的教学。这在大力实施素质教育的今天,不能不令人遗憾。因此,笔者认为,加强物理实验教学,对提高学生的科学素养,不失为一种便捷高效的教学策略。
初中物理课程标准明确提出:“义务教育阶段的物理课程应以提高全体学生的科学素质为主要目标,满足每个学生发展的基本需求,改变学科本位的观念,全面提高公民的科学素质。”物理课程的教学应“改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。改革以书本为主、实验为辅的教学模式,提倡多样化的教学方式”。笔者认为,在物理实验中让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,应成为培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识,提高学生科学素养的首选方法。
1.加强物理实验教学符合学生的认知规律
心理学研究表明,人的思维活动是在感性材料的基础上产生的,感性材料是思维活动的源泉和依据。各种类型的物理实验,具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程,为学生的学习提供了丰富的感性材料。同时,物理实验强化了学生的感知,并纠正在感知中形成的错觉,从而达到丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。
2.加强物理实验教学可以降低学习新知的难度
学生在学习过程中经常会遇到一些疑难问题,如对某些物理概念似懂非懂,对某些物理规律将信将疑等。当一时想不通时,往往会产生畏难情绪,影响学习效果。通过指导学生做个小实验,问题可能就会迎刃而解。例如,小实验“筷子提米”,学生通过亲自动手实验,确信了摩擦力的存在,认识了摩擦力与压力的关系。小实验不仅帮助学生认识和理解物理知识,降低学习难度,同时,还会调动学生的学习积极性和主动性,教学效果会大幅度地提高。
3.物理实验过程是检验知识、提高能力的过程
例如,在学习导体和绝缘体时,学生用导线将电池(三节)、小灯泡和两个鳄鱼夹组成一个检验物体是否导电的实验组。当鳄鱼夹夹住铅笔芯部分时,小灯泡发光,说明电路连通,碳质导电是导体;当鳄鱼夹夹住铅笔木质部分时,小灯泡不发光,说明干木材不易导电是绝缘体;当用两手各握一个鳄鱼夹时,小灯泡亮了,说明人体导电是导体;当松开一只手时灯泡熄灭,这说明空气不易导电是绝缘体。学生通过设计、操作、观察、思考、表述、完善等一系列亲身体验的实验过程,不仅巩固了导体和绝缘体知识,而且其思维水平、动手能力和科学素养都得到了很大提高。
4.物理实验过程既可巩固知识,也可查缺补漏
在学习过程中,学生由于受到来自生活习惯的“前概念”的干扰,或受到前面所学知识中的“负积累”及知识综合难度和抽象思维能力等多种因素的影响,学习新知识时有时会出现思维障碍。如果借助物理实验,抓住问题的关键,及时矫正,就显得非常重要。如为了帮助学生区分“熔化”和“溶解”两个概念,教学中可让一个同学亲自动手做两个小实验,其他同学当参谋。实验一是把一勺白糖放入盛水的试管中,观察白糖有什么变化?思考试管里有几种物质组成?实验二是把一勺海波放入空试管中,用酒精灯均匀力口热,观察海波有什么变化?试管里有几种物质组成?然后引导学生比较两个实验有什么区别,再用熔化概念去对照分析哪种属于熔化现象,最后让学生讨论。物理实验形象、具体、直观地弥补了知识上的欠缺,辨析出思维的误区。
5.物理实验教学能帮助学生理论联系实际,突出物理学科的实践性特点
要培养学生的创造性和逻辑推理能力,突出物理学科的实践性特点,将所学知识延伸迁移,进而达到深化与升华,就需要借助于物理实验来开阔学生的思路。如巧找重心”实验,既复习了“重心”和“重力方向”的知识,又使学生学会了用吊挂法求不规则物体的重心的方法,从而搞清楚杂技演员“走钢丝”、“顶碗”、“蹬车”等的道理。小实验说明大道理,效果事半功倍。
二
那么,物理教师怎样做才能上好物理实验教学课呢?
1.教师要精心准备
首先,要精心准备实验的各个环节,尤其是一些细节问题,要多假设一些实验时可能会出现的意外情况,考虑尽量周全,防患于未然。其次,教师还应该提前预做实验,取得第一手资料,掌握每一个实验的关键,提高实验成功率,避免由于实验的失败而伤害学生实验的积极性。
2.课前要求学生预习实验
提倡学生预习实验是一个很好的办法,但要有目的地预习,要布置预习提纲,且要采取多种方式检查预习情况,尽量做到不预习不准进实验室。这样做,既可以使学生提前熟悉实验的步骤方法,又可大体了解各种实验器材的规格性能及用途。实验时,既安全又节省时间。
3.引导学生学会观察物理现象
兴趣是最好的老师。那些新奇的、对生活有意义的知识和问题,能引起学生强烈的兴趣。如在观察“摩擦起电”规象时,要提示学生注意:①手帕摩擦过的塑料膜对碎纸屑有什么作用?②手帕摩擦过的两块塑料(下转第60页)(上接第40页)膜,在相互接近时,会发生什么现象?③把用手帕和毛皮分别摩擦过的两块塑料膜靠近些,它们之间会产生什么现象?通过对上述物理现象的观察,不仅成功地激发了学生的学习兴趣,满足了学生的求知欲望,而且有利于发展提高学生的观察能力,调动学生参与实验的积极性。
4.把握整体,追求细节
对于每一个具体的实验来说,实验的原理、目的、要求及实验的步骤和方法,在学生实验技巧不很熟练的情况下,为避免事故发生,基本上应作统一的要求,是很有必要的。但在实验的细节上,则要求学生必须认真细致。在要求学生实验操作一定要规范,符合要领的前提下,对实验中的数据和现象等记录一定要客观真实,实事求是,要有自己的成果,不能人云亦云。这样做,对于培养学生严谨的科学态度和较高的科学素养,树立科学的世界观,形成朴素的唯物主义思想,都具有积极的意义。
5.加强分析,强化实验功能
完成实验,对实验教学来说仅仅完成了第一步。更多的工作应侧重于实验后的分析。对于实验结果,很多同学可能会出现与教材结论或教师预定结论不同的现象。针对这种情况,教师应鼓励学生多做分析,多找原因,尤其注意对比查找各自的实验细节,如实验的步骤、所用时间的长短、所用器材的不同、读数的误差、实验次数的多少、实验环境的差异以及温度对实验的影响等。在查找对比中,逐步完善实验过程;在查找分析中,培养学生严谨的科学态度和科学素养。
6.实验归类,灵活运用
根据心理学的研究,人的思维敏捷性和知识迁移能力是以思维的条理性为前提的,只有系统性、条理性强的知识,才便于掌握和迁移。在教学中,尤其是在总复习时,可以打乱教材中原来各章节的顺序,重新归类为如下几部分:观察物理现象、基本仪器的使用、基本物理量的测量、验证物理规律等。实验分组归类,目的是避免学生在学习物理知识时套用单一的方法和方式,避免定势思维的负面影响,使学生更加灵活地运用各种仪器,采用更加多样的学习方法,从不同的角度解决实际问题,从而获得新知识、新技能。在归类分组实验中,还可以及时补充对比性或综合性强的实验,以提高学生的综合、分析能力。
综上所述,实验教学在物理学科的教学中所产生的重要作用已毋容置疑,它对于完成物理学科的教学目标,必将起到事半功倍的效果。但是,特别应该指出的是,目前仍有不少教师在主观上或客观上,并不十分重视物理实验的教学。这在大力实施素质教育的今天,不能不令人遗憾。因此,笔者认为,加强物理实验教学,对提高学生的科学素养,不失为一种便捷高效的教学策略。