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初中物理实验所用的方法范文1
关键词:高中物理;实验教学;效率;研究
一、高中物理实验教学中存在的问题
高中三年,师生们投人到物理实验教学的时间和精力很多,可到了临高考时,大多数学生最没把握的就是物理实验题。临高考阶段,学生和教师在解题方面差距最大的也是物理实验题。分析和研究其中的原因十分必要,比对教师和学生学习物理实验的过程,我们不难发现以下几方面的原因:
教学过程中,教师讲述和分析较多,学生思考和讨论较少"学生没有参与物理实验的设计,没有参与物理实验知识的产生过程,学生对物理实验的来龙去脉和内在实质一无所知,对物理实验的各方面知识采用死记硬背的办法。
学生对物理实验的感受和经验不够丰富。学生从初二开始学习物理,看的课件多,生活体验少;演示实验多,探究实验少。学生体验实验和设计实验的机会很少,就无法对实验进行深人的思考,对实验的认识必然是肤浅和片面的。
学生物理实验意识薄弱,把思考与实验割裂开来。学生在学习物理实验时比较关注实验步骤、注意事项和数据处理,容易忽视物理实验核心――实验原理;在学习物理知识过程中遇到难以理解的问题时,从来不会想到用实验来解决。学生对实验原理的理解不够深刻,讨论不够充分,缺少再实验和反思。就无法体会物理实验的物理思想和科学研究方法。
二、提高高中物理实验教学效率的策略
优化高中物理实验教学,其核心就是更新教育理念,将原来的“截流”式教学改为“源流”式教学;充分调动学生的积极因素,让学生充分体验、充分参与、充分思考物理实验的原理。相信学生,让学生思维活动成为物理实验教学的主旋律;在科学探究的过程中充分挖掘学生的潜能,让学生的思考和讨论伴随物理实验的全过程。在物理实验教学过程中,尽量做到“小立课程,大做功夫”。给学生足够的活动时间和空间,因为学生对物理实验的掌握必须通过学生的感悟和内化来完成。
2.1关注物理实验原理,加强科学方法教育
实验原理是物理实验的核心和灵魂。只有对实验原理深刻理解才能准确理解物理实验的其他方面,才能比较准确地体会物理实验的物理思想方法;只有挖掘物理实验内在的美和实验设计哲学思想,才能激发学生的学习兴趣和持久动力。加强学生科学研究方法的教育,体会实验设计中蕴含的物理思想方法。在高一开学阶段,让每个学生回顾初中物理实验所采用的一些方法,写在纸上,选一些进行投影,然后全班讨论和总结。如测电阻时用电阻箱代替被测电阻使电流表电流相同――等效替代法;测石头密度时,石头的体积用有放石头的水的体积减去没放石头时水的体积――差值法等。同时充分利用物理学史挖掘科学方法教育内容,让学生充分体验物理学研究的思想方法。如伽利略的理想实验――斜面实验――对自由落体运动的研究等。关注课本中的“方法点拨”,理解每个物理实验的科学方法。以后的每个实验采用什么科学研究方法,自己学习后请自己记录下来,体会物理实验设计的精妙之处,养成对每个实验追本溯源和深人思考的习惯。
2.2加强物理实验的体会和感受,提倡“做中学”和再实验
改变以往的“先学后做”为“做中学――再实验”。比如测电源的电动势和内阻的实验,第一节课到实验室给定任务――测量E和r,思考题要求,学生边做边思考自己做的原理,让学生先动手做,许多学生感到有困难,只好进行小组讨论和看书。学生也基本上能完成实验,教师通过实验过程的巡查了解学生对实验的掌握程度,并安排课后任务,除实验报告外,每个人都必须通过自学了解实验的原理和科学研究方法以及其他可能的实验方法(看书本或上网查)。第二节课先让同学们小组讨论5分钟,然后分别要求各小组上台阐述实验原理,实验所用的科学研究方法,实验的注意事项和误差分析。最后再展示和讨论其他的实验方法,确定要增加的物理器材,比较各种实验方法的优劣。要求学生对本实验进行全方位思考,对不理解的思考题要通过同学间交流和思辨。第三节课在实验器材中添加电阻箱,要求学生用几种方法对电源电动势和内阻进行测量,并对测量结果进行比较,反思前一节课的讨论,并写成一份全面的实验报告。这样虽然要多花一节课的时间,但这种趁热打铁,学生的的收获有天壤之别。
2.3培养学生物理实验意识,关注学生的思维和内化过程
如果学生在物理实验教学中只扮演听众的角色,教师一直讲,学生一直记,死记硬背只能是短时记忆,最终学生没有任何收获,我们教师中一直流传的一句话:“我都讲过多少遍了,你怎么还做错?”。学生没有思考,就没有将实验知识进行内化,单靠记忆是学不好物理的,因此在物理实验教学中我们要给足学生时间!空间及任务(上台讲或发言),逼迫学生去思考,逐步形成问题感。只有学生自己通过思考和实践得到时才会终身不忘。培养学生在实验时不断反思,勇于与他人交流的习惯,培养学生遇到问题时能够想到用实验方法去探究的习惯。坚持让学生自主学习物理实验,学生的实验意识就能不断提高,实验教学就能事半功倍。
2.4充分利用各种资源和信息技术,立体化学习物理实验
初中物理实验所用的方法范文2
如何通过实验教学的改革,使物理实验教学能真正以物明理,又能促进学生的探索创新能力的培养,是当今中学物理教学需探索的重要课题。本文就中学物理的学生实验和课堂演示实验的改革与设计进行探究。
一、常规物理实验教学现状的利与弊
进行物理实验,无论是演示,还是让学生做,教师一般总要详细地介绍和示范应该怎样正确使用仪器、如何按正确顺序规范操作,总要强调不允许怎么做,以求实验任务能按时顺利完成,以求实验结果理想。
常规物理实验教学现状其利是:教师与学生都严格按书下写的规定和说明去进行实验的操作,遵守操作规则,则能少走弯路,使实验能较快较好完成,减少仪器损坏。
常规物理实验教学现状却存在一些弊端:
(1)学生只允许按书上写的、教师讲的严格去做,自作主张试一试很少会被准许,这样就一定程度上压制了学生好奇好动的天性,因此,不能有效地培养学生的实践操作能力。
(2)学生有些几乎会背书上的实验,遇到有些实际问题就会显得无从着手。
如,某地曾出过这样一道中考题:“某学生在用伏安法测电阻的实验中,错把两电表位置对调了,如图所示(图略),则闭合开关,可能会发生的现象是( )
(A)两表都损坏
(B)安培表损坏,伏特表不损坏
(C)伏特表损坏,安培表不损坏
(D)两电表都不损坏”。中考阅卷发现此题多数考生选错,其原因或许就是学生亲自操作实验太少所致吧。
(3)实验册等对学生实验步骤设计得过具体,讲得过细,学生实验操作成了填空式实验,不利于学生创新能力的培养,养成了依赖性。
就目前物理实验教学的现状,学生还是被动参与为多,这无论从培养学生的实践能力,还是从提高分析与解决实际问题的能力方面来说,都没有起到较好的推动作用。
二、物理实验教学的改革与设计
21世纪,为了给学生一个全新的教育,从物理实验教学方面讲,应放开一点,给学生创造一个良好的学习实验环境,框框条条应少一点,约束应少一点,让学生动脑动手的机会应多一些。
1.让学生在边学边做中学会仪器操作
人教版九年义务制初中物理课本对各种仪器使用的给出说明书的方法,值得各种版本借鉴,使学生从中养成良好的习惯,这种方法与生活和生产实际紧密联系,值得推广。一些中学教学仪器,在不会损坏的前提之下,尽可能减少教师的重复介绍示范,应多留一些时间让学生边看边做边学,以确实学会使用。例如,变阻器是初中学生必须掌握仪器,可简单的仪器使用却成了学习的难点。教学实践表明,若让学生自己通过反复试用摸索总结出变阻器使用中接线柱的正确选择方法,从记忆还是实际操作效果讲,都比由教师反复讲解好,当然教师从中要给以适当指导和小结。
2.推行开放型实验室
有条件的学校应适当增加学生实验的数目,特别是增加一些设计性、研究性的实验课题让学生自己去探索,能使学生极大地提高做物理实验的兴趣,发挥学生做好实验的积极性和主动性;改变封闭型的实验室现状,课余时间应向学生实行开放,学生需要重做某一个实验,或想验证学习中遇到实验题等,可以凭自己开列的实验清单,向实验教师领取实验所需器材,自己安排做,不受时间限制,这样既能补充实验课上的不足,又能使有兴趣或学有余力的学生充分发挥动脑动手的能力。
为了使学生更好地把动手和动脑相结合,建议教研出版部门对现行实验册来一点改革,少一点约束,多一点开放,如实验所用仪器清单让学生自己按需来列,教师给以批复,具体步骤让学生自己按实验原理自己去思索去设计。
3.提倡运用实验研究有关物理学习中的问题
平时教学中,常会遇到可操作的物理难题,往往教师反复讲解,学生不易弄清,如果设计一个简易实验先来试验一下,有时问题就会显得直观明了,再适当进行分析,问题就可能容易解答。例如,水面浮冰熔化问题,忽略温度变化,判断水面升降。与此有关分析文章各种物理刊物上几乎都有论述,而让学生亲自做此实验,其效果会更好。如,照明电路中,电灯不亮。这种情况是实际照明电路中常会发生的现象。可让学生亲自用电笔测一测,找出其原因。这样会取得好的效果。
4.积极倡导第二课堂活动
第二课堂活动作为课堂教学的继续,无论对促进学生的实践能力,还是对发展学生的身心健康,都起到重要作用。由于应试教育的影响,大家几乎仍围着课堂转,对教材中的小实验、小制作重视相对较少。笔者认为,课堂上匆匆而过的有些实验如果能安排在课外,让学生自己去讨论、去探索、去实验,效果会更好。例如,几乎成独立单元的初中直流电动机模型,我们可以从当地玩具厂采购一些经济的简单零件,让学生课外去安装、去调试,对促进该单元知识学习会更利,同时也可培养学生的动手能力和学习物理学科的乐趣与兴趣,教师再从中对学生的制作设计,进行评比与小结。
初中物理实验所用的方法范文3
关键词: 初中物理 自制教具 物理实验 作用
物理是一门非常重视实验教学的学科,对于每一位物理教师而言,在课堂上积极开展实验教学活动,用实验将理论知识展现在学生面前,是激发学生学习物理兴趣、培养学生运用物理思维进行科学探究的能力、实现高效物理课堂的重要途径。但是,我在物理教学实践过程中发现,许多老师因为害怕浪费课堂仅有的45分钟,就采用讲述实验的方法代替亲自做实验,导致学生对物理实验缺乏直观的体验和探究实践,物理教学评价中总是出现低分低能现象,学生创新思维、创新能力和实践能力得不到培养,从而难以提高。
开展物理实验教学不仅可以将物理理论知识清楚明了地传授给学生,增强物理教学实际效果,还可以提高学生进行物理实验的素质,有助于学生实践能力、创造性学习能力和创新性思维能力培养。因此,物理教学实践过程中应该加强实验教学,多进行试验操作。但是,当前物理教学过程中,有些传统实验教具已经不符合新教材教学的需要,已经过时了,这就需要学校、教师积极补充新的物理教学材料、教学仪器和实验设备,这不仅是教学改革发展的需要,更是新课标指导下的现代教育发展的需要。物理教学过程中,我们需要积极开展自制教具活动以弥补这一方面的空白。同时,自制教具在物理课堂教学中有着重要作用,对物理课堂教学、物理知识理解起到事半功倍的教学效果。下面笔者将就自制教具在物理课堂教学中的作用谈谈自己的深刻体会。
一、活跃课堂气氛,激发学生学习的兴趣
我国大教育家孔子曾经说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”由此可以看出兴趣是最好的老师。对八年级初学物理的学生来说,只有激发起他们对物理学习的兴趣,才会以满腔热情积极投身于物理学习之中,这样物理课堂的教学气氛才会变得开放、活跃,学生才会乐于提出问题,勇于回答问题,这样教学效果自然倍增。自制的物理实验教具对激发学生学习物理的热情和学习兴趣能起到举足轻重的作用。例如,学习光的折射这一课时,先让学生课前准备一个玻璃杯和一支铅笔。在课上指导学生将透明玻璃杯盛入一些水,把铅笔斜插入水中,以此引出本节知识点:从杯子侧面看上去会看见什么现象?(铅笔好像在水面处折断)。课堂上,教师引导学生分析引起这种变化的条件是什么?产生这种现象的原因可能是什么?进而在教师的指导下探究光的折射规律。这样的小实验取材方便,学生容易进行,而且通过实验和提问,学生会进行思考讨论,活跃课堂气氛,有助于激发他们进行科学探究的兴趣。
二、增强演示效果,引导学生进行思维
经典电动力学创始人詹姆斯・克拉克・麦克斯韦说过:“一项演示实验所用的材料越简单,学生越熟悉,越想透彻地获得验证的结果。”尽管国家对教育的投入不断增长,物理实验设备不断更新,但是适时使用自制教具对增强物理实验演示效果具有重要作用,对引导学生思维有积极作用。例如,课堂上,老师让学生将一块平面镜斜插到水里,在阳光下将白光分解为七色光,这里利用“平面镜分解太阳”可以解释清楚雨后天边出现彩虹的现象,也可以引入关于光的色散的探究。这样,不仅将虚无的光学知识清楚地呈现在了学生面前,还增强了学生物理思维能力。与此同时,自制的教具化繁为简,将实验过程所用时间大大缩短,使学生在实验过程中注意力高度集中,增强教学效果。
三、培养学生的想象力、创造力和动手能力
自制的物理教具一般取材经济、便利,制作过程简单、安全,很容易实现人人动手实验这一目标。师生自制教具常常选用吸管、玻璃、水杯、塑料片等,制作过程中要求学生在已有物理认知基础上,通过发挥自己的想象力和实践能力制作出比较实用的器材。同时,在教师科学指导下,通过对周围事物的观察与研究,充分发挥想象力和创造力,通过亲自动手积极进行实验器材制作,这样学生的想象力、创造力和动手能力就能得到最大程度提高,真正实现变废为宝,废物再利用,培养学生的环境保护意识。
教学实践证明,自制教具在物理实验教学过程中有着举足轻重的作用。实际教学过程中,师生动手进行教具设计、制作,不仅可以满足教学需要,增强物理教学效果,还可以培养学生学习物理的兴趣,让学生真正享受到学习物理的乐趣,从而不断提高学生的实验能力、思维能力和创造力。教学过程中,只要师生积极探索、勇于实践,自制教具一定会使物理课堂教学锦上添花。
参考文献:
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一、利用投影技术,增强演示实验效果
演示实验,就是教师利用实验器材、仪表向学生做表演示范实验,或创设必要条件将自然现象及其变化规律等再现出来。这是物理教学中将理论与实际相结合的重要方法,是提高学生学习兴趣、启发学生积极思维的重要手段,是认识事物规律的起点,也是物理实验教学中的一个重要组成部分。学生通过观察演示实验,思考总结,从而找出规律性的东西,得出正确结论。但是,有的演示实验观察目标不同,现象细微,且由于条件的限制,教师只能在讲桌上进行演示。后排学生看不清楚实验现象,这就增加了学生在理解过程中的难度,直接影响教学效果。利用投影器将演示现象放大,使其在银幕上清晰地显示出来。这样既有利于学生观察思考,又缩短了观察时间,从而增强了演示实验的效果。
二、利用实验录像,提高学生实验操作技能
大多数物理实验,对于初中学生来说,都是第一次接触该实验所用的仪器。学生在进入实验室之前,学生对仪器的使用和实验操作方法了解甚少。靠教师的演示讲解,许多学生很难一下子看得清楚,等到他们自己动手做实验的时候,仍有无从下手或不得要领的感觉。
因此学生在做实验之前,先观看一段所做实验的操作录像,在看实验操作录像的同时,教师利用慢放、暂停、回看等方法,向学生讲清楚实验需要注意的问题和实验成功的关键是什么。经过形象直观的开导,能够给学生做这个实验指出一条正确的操作方法。这样必然有效地激发学生的实验积极性,从而使学生在轻松愉快的教学环境中进行正确地操作、观察、思考和探索。例如,“用天平测物体的质量”这个实验,这是学生第一次实际操作天平。由于实验报告中所列的“注意事项”较多,调节天平的步骤较多,学生往往对天平无从下手或者干脆就不敢动它。面对以前出现的这种情况,现在上这节实验课,就首先放一遍《用天平测物体的质量》的录像,让学生仔细观看,同时适时提示注意事项和操作方法。在读数时,把标尺的特写镜头定格,让学生学会正确读数,教师提示每个格代表多少克,被测物体质量等于砝码总质量加标尺读数,做完实验之后如何收拾天平等问题。学生用几分钟时间看完录像之后再去动手操作,就感到做起来得心应手。学生在不太熟悉实验步骤的情况下,操作起来往往用的时间较长,实验误差较大,因此在做实验之前应先看一遍该实验的录像,熟悉实验步骤和各种仪器的使用注意事项。
三、利用实验录像,提高实验复习的效率
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关键词: 中美两国实验教学 初中物理教学模式 创造性思维
时代在发展进步,各国教育教学改革也风起云涌,学校教育的终极目标乃培养具有科学素养、能参与社会竞争、能动手解决问题的实干型的创新人才。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》明确表示,要“倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学,帮助学生学会学习。激发学生的好奇心,培养学生的兴趣爱好,营造独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境”[1]。初中物理实验教学是科学教育的重要途径之一,在培养和提高学生的科学素养,激发学生的学习兴趣,培养创新型人才方面显示出较强的生命力。因此研究实验教学,借鉴国外成果经验,既是物理教学自身发展的需要,更是时代和社会赋予的历史使命。
美国中学理科实验教学历史悠久,其积淀的实验教学经验对我国初中物理实验教学具有重要的参考价值[2]。基于此,本文从教学理念、实验内容、教学模式、评价标准等四个方面对中美初中物理实验教学进行对比分析,提出我国初中有效进行物理实验教学的建议。
1.中美教学理念差异
我国物理实验教学基本上都是验证性实验[3],初中也是这样,即实验原理、实验目的、实验器材和实验步骤等均由教材或教师提前设定,学生只是选用相应器材,采取相应方法,按照相应步骤,获得相应的结果。学生在实验中机械模仿的痕迹较重,比较被动,不利于主观能动性的发挥;教师一般就实验讲解实验,注重结果的正确与否,没有留出足够的思维发展空间,学生独立探索的训练欠缺。这样的实验教学理念难以真正调动学生学习的积极性,学生的实际动手能力、知识运用能力和创造性思维的培养也就无从谈起。
美国中学理科实验教学更关注实验过程,更鼓励创新,在实验教学中不过分强调实验原理的严谨性和实验测量的精确性,重点是放在通过探究的过程,让学生不断地反思自己的理念和操作,在与经验世界的对话中建构自己的知识。教师主要是提出问题、启发思路和引导争论。物理实验教学中,物理实验的目的不仅仅是教学生使用各种仪器设备和学会一些实验的方法与手段,更是让学生在实验中既动手又动脑,让学生学会用实验方法去检验理论,通过物理实验懂得如何去研究物理问题,真正掌握物理规律的真谛,而不是只局限在知识的记忆和技能的训练范围内。这给了我们很大的启发,我们应该更加充分地认识到物理实验教学的作用和性质,在实验教学中树立新的更高的目标。
2.中美实验内容差异
选择美国物理教材《科学探索者·电与磁》[4]与我国人民教育出版社出版的实验教科书八年级(简称“我国教材”)电磁部分进行内容比较。《科学探索者》系列丛书在美国中学中普遍使用,被誉为美国最权威的研究性学习教材[5],《科学探索者.电与磁》(简称“美国教材”)是其中一册。两书具体内容比较如表1所示。
表1 中国物理实验内容比较
两本教材涉及的知识点基本相同,比如欧姆定律、电功率、磁体和磁场的基本性质、电流的磁效应、电磁感应等,但数量和质量上有较大的差别。
首先从数量上看,我国教材有21个演示实验、19个学生活动实验;而美国教材两类实验分别是16个、44个,总量远远超过我国教材。且从实验类型上看,更注重学生活动实验的开展,占总量的73.3%。其次从教材编写的内容来看,也有诸多不同。
第一,美国教材中实验种类更丰富。教材明确把实验分为学科内实验和跨学科实验,其中学科内实验有“探索”、“增进技能”、“试一试”、“技能实验室”、“生活实验室”、“探索活动”等版块。跨学科实验包括“科学与历史”、“科学与社会”、“与语言、社会、视觉等的‘链接’”、“身边的科学”等,这些既让学生的基础得到了锻炼,又为学有余力又感兴趣的学生提供了知识和技能的拓展空间。反观我们的教材,表面上看好像是有趣了、简单了,但实际上使用的难度却很大,内容并不吸引学生,还是以物理学知识为主要内容,强调的还是知识。第二,美国教材中内容更具趣味性和新颖性,比如设计了两台手摇发电机互联实验来比较发电机和电动机的异同点。第三,美国教材中实验内容更具多样性、连贯性,例如通过“让铁屑变得有磁性”、“自制指南针”、“辨别假硬币”、“测量磁偏角”等一系列实验来验证或强化磁体这一知识点,而我国教材仅设置“自制指南针”实验。第四,美国教材中实验内容涉及的知识面更广,例如测量磁偏角、电声信号转换、半导体性质等,这些内容我国教材都没有涉及。第五,美国教材更注重探究过程的完整性。我国教材常常把探究的七个要素分解,让学生完成其中一个或几个探究过程。而美国教材注重探究的完整性,对于学生能力达不到的,会搭梯子,给出很多提示,但要求学生经历完整的探究过程。第六,美国教材还在附录中用较系统地阐述了科学研究的方法、基本模式、分析解决问题的各种工具,以及实验安全等内容,这对学生的探究能力和科学素养的培养有很大帮助。
3.中美实验教学模式差异
我国初中物理实验教学的设计思路一般为:学习要点—实验器材—实验原理—实验步骤—实验指导—问题思考与讨论。教材对实验的安排思路集中体现的是学习观,例如探究导体电阻与什么因素有关,开门见山就是“学习要点”——学习控制变量法。显然,实验主要想让学生学习到什么,对知识的期待更加强烈,因此实验的设置相对比较封闭,学生难以发挥创造。
美国初中理科(物理)实验教学的设计思路一般为:问题—实验器材—实验步骤—分析并得出结论—应用。它强调教师应对学生的科学思维进行引导,强调观察和实验的重要性,而且观察通过实验专门训练。这种实验教学模式采用类似于科学研究方式让学生进行学习。其主要特征是不把现成科学结论直接告诉学生,而是要求他们自己亲历科学知识的获得过程,通过形成“问题—建立假设—制订研究方案—检验假设—做出结论”的完整过程来寻找问题的答案。这类实验具有明显的开放性,但又不完全开放。它为学生搭建了脚手架——告诉学生要做什么,具体怎么做则由学生自己决定。教材始终是个引导者——把策略告诉学生,具体行动则由学生自己决定。美国教材的学生实验所用器材非常生活化、便捷化、经济化、简单化,如硬币、普通直尺和纸张、地板砖、普通丝线、易拉罐等,把这些日常用具看做物理实验器材。而且美国中学物理教师习惯自制教具和实验器材,带领学生搞各种各样的课外实验活动。例如,有一所学校的老师领着一个学生实验小组利用仪器接收从人造卫星上发来的信号,并以此验证相对论的理论[6]。他们教育学生应该会运用科学推导和批判思维,把科学知识和科学过程结合、联系起来,从而发展对科学的理解的要求。
4.中美实验教学评价标准差异
中华人民共和国教育部颁布的《全日制义务教育·物理课程标准(实验稿)》强调学习评价内容的设置与课程目标一致,评价内容包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面。评价方法有:作业评价、测验、成长记录、作品评价,注意形成性评价与终结性评价的结合。在科学探究中具体地说评价学生能否全面、细致地观察物理现象;能否有针对性地提出问题;能否拟订简单的研究方案并进行实验;能否利用不同渠道收集信息,有初步信息搜集能力;能否尝试从不同的角度去独立思考问题,并找到解决问题的有效方法,有初步的分析、概括、解决问题的能力;能否准确地用书面或口头语言表达自己的观点;是否具有自我反思和听取他人意见的意识,并做出自己的判断,有初步交流信息的能力,等等[7]。
《美国国家科学教育标准》通过实验过程中的行为表现来评价学生对物理内容的理解和是否具备各种探究的技能,是美国实验教学评价的重要特点。评价学生的物理学习分为四个方面:档案袋评价、知识评价、行为评价和技能评价。其中实验教学的比重最大,分别为实验室活动和实验记录、实验报告占40%;知识评价30%;研究性学习成果的展示20%;参加班级活动10%。教师指导用书还指出学生在实验活动中对图表、实验步骤、实验内容等的语言描述往往比实验结果更重要。其中的行为评价主要针对学生在“设计物理实验”和“小实验”中的表现。行为评价主要包含以下内容:(1)是否遵守安全规则:严格遵守实验操作过程中的一系列安全规章制度。(2)对实验技能的掌握:观察、交流、预测、测量、解释数据、使用数据、制作图表、控制变量、归纳、推理、推导公式、构建模型、操作性定义等。(3)对概念和定律的理解:通过实验现象和实验过程使学生明确概念、定律建立的依据,掌握其建立的方法,理解概念、定律的内涵。了解和理解相关概念之间的联系和区别。(4)分析和总结:在遵循证据法则和运用科学知识的基础上,分析、解释和总结必须具有逻辑上的内在一致性,通过批判性思考,合理地接受他人的质疑并进行可能的修改。(5)情景的应用:思考、讨论与现实生活密切联系的问题并发表观点,评价学生运用科学进行个人事物的决策和形成对社会问题的看法的能力[8]。
从以上几点可看出我国和美国一样对初中物理实验教学有明确详细的实验标准,但实际上并没有很好地落实执行,现在真正实施的其实是“以考代评”制度,对初中物理实验教学的评价主要体现在考试上,一是中考试卷中的物理实验题,二是初中毕业生实验操作考试。中考试卷中的物理实验题主要的是实验原理、基本技能和实验数据计算,而初中毕业生实验操作考试每年考核内容基本都是固定不变的。因而很多教师平时基本不给学生做实验,到考试范围和实验操作评分标准出来了,临考前再带学生突击一下,也能在考核中取得很好的成绩,还省时省力。原来试卷上的仪器怎样连线,教师在黑板上就怎样连线;试卷上怎样看刻度,教师在黑板上就怎样看刻度,结果学生照样能应付中考,这就是所谓的“应试教育”。实验教学比起直接讲述来,确实要花费更多的时间和精力,而且在得到结论方面常常反不如直接讲述来得简洁而明确。但物理科学是一门实验科学,学生从物理实验中所获得的感性认识、探索能力和动手技巧等,不是直接讲述所能给予的;而且物理实验在增加物理教学的趣味性方面,它也有不可替代的作用。
5.启示与建议
通过两国初中物理实验教学的比较,美国的物理实验教学给我们的启示有以下几点。
5.1突出学生主体地位,强化教师的主导作用。
学生是学习的主体,要真正体现“以生为本”的教学思想,既要突出学生的主体地位,又要强化教师的主导作用。教师需要以发展学生的智能,培养良好的科学素养为出发点,通过创设情境,提出问题,一步步引导学生大胆设想,小心求证,在实践中掌握科学探究的方法、领会科学探究的实质。
5.2拓展实验内容和类型,彰显趣味性和生活性。
实验内容是教学的主要载体,是师生互动、生生互动的基本依据。有必要以学生为中心,努力激发学生的学习兴趣,使其乐于实践,主动思考。同时实验内容能够强调知识的应用元素,在具体应用中体现知识的转化与迁移,体现知识创新设计的思路,以便给学生以创新思维上的启发;体现与生产、生活实际的紧密联系,让学生感觉到生活中物理无处不在,学习物理知识很有用,从而激发他们学习物理的动力。
实验类型可为多种形式的学习活动,如定性观察、定量的测量和数据的整理、实验或小制作、讨论、角色扮演、游戏和探究性学习等,让学生在活动中建构意义,获取知识,发展探究能力,形成乐于发现、善于思考、勇于创新的科学态度和价值观。
5.3注重知识的连续性,保持探究过程的完整性。
美国教材给学生创造了一个开放的学习空间,将实验探究、实验内容与学生的生活世界结合,让学生对自然、社会、科技、文化引起足够的关注,并在这个过程当中形成积极的人生态度。我国由于课时、课程标准或教学设备等限制,很多学生感兴趣的知识在一般的课堂教学中无法得到满足。因此要调整实验内容,根据实验的内容设置两课时或多课时,或者把实验探究延伸到课外,以实现知识的连续性和探究过程的完整性。
5.4加强自我学习,提高教师科学素养。
在实验教学中,教师主导作用的发挥在很大程度上取决于教师个人科学素养。因此教师有必要加强自我学习,科学思考,通过开展科技活动和自制实验器材,不断拓宽思路。教学内容能不拘泥于学科中心的内容框架,能从学生认知发展规律出发组织和引导实验活动。内容和形式上要能体现出教师的科学探究能力。
5.5遵循评价标准,重视过程性评价。
根据前文比较,无论是我国义务教育物理课程评价标准,还是美国的科学教育标准,都十分重视学生实验的过程性评价。但我国实际操作往往强调实验步骤的正确与否、实验结果的正确与否,而对学生在实验过程中表现出来的情感、态度、价值观有所忽视。我国虽然也在开始尝试用成长记录或学习档案作为评价工具,但实施的力度和范围还很小。此外在试题设计上,试卷的内容还是以考查知识点为主,忽视对过程与方法、情感态度与价值观的考查,这些现状都有待改变。
参考文献:
[1]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[DB/OL].省略/.
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[4][美]帕迪利亚主编.王耀村,应必锋译.科学探索者·电与磁[M].杭州:浙江教育出版社,2003.2.
[5]邓英付.美国教材《科学探索者》的特点及对我们的启示[J].物理教学,2011,(1).
[6]牟其善.中美中学物理实验教学比较[J].山东教育科研,1997,(1).
[7]中华人民共和国教育部.全日制义务·教育物理我国课程标准(实验稿).北京:北京师范大学出版社,2007.
初中物理实验所用的方法范文6
关键词:物理;小实验;意义
新课程提倡学生开展各种形式的自主探究学习,让学生经常进行实验探究,有助于培养其学习兴趣,调动他们积极参与教学的热情。随着科技的发展,很多精密的现代化仪器走进了学校,这些仪器虽然精密,但学生使用它们进行简单的科学探究并不方便,相反,学生利用简易的器材、自制的一些仪器来进行科学探究,反而能使他们学到更多的东西,因此,不少老师关注着小实验在物理新课程教学中的应用,期待着相互的交流。笔者在此谈谈自己在教学中的体会。
一、小实验的特点
物理实验可以分为老师的演示实验、学生实验以及小实验,所谓“小实验”就是指穿插在教材里或者习题里的实验,这些实验所用的器材比较简单,但趣味性比较强,深受学生的喜欢。
其一,它与教学内容联系紧密,十分贴近学生的生活。大多数物理小实验都是伴随着教学的进程,与教学内容联系得十分紧密。因为小实验多数是穿插在课后的习题中,毫无疑问与教学内容有着密切的联系。比如,在“学习液体压强与流速关系的”时候,就有一个硬币跳出来的小实验。其二,进行小实验的器材比较容易得到。因为小实验多数与学生的生活很贴近,所用的器材常常是生活日用品。比如,用筷子提米的小实验,所用的器材是筷子、米、小纸杯。事实上,很多小实验所用的器材都是很简易的,无非就是鸡蛋、木棒、饮料瓶、易拉罐等,这也保证了学生能有条件做各种小实验。其三,小实验便于操作,形式灵活。从现有的教材看,学生做的小实验主要有三种:自主自制类的,比如,学习了光学知识后,可以自制一架望远镜或者潜望镜等;测量方面的类型,比如,自制一个土电话,自制一个测量步行速度的仪器等;还有一种是锻炼思维能力的类型,比如,如何连接开关,使上楼梯时开,到了楼上又能关呢?这些小实验能有效地培养学生的思维能力,为创新思维能力的培养打下坚实的基础。
二、小实验教学的意义
物理小实验的内容与教学内容联系紧密,同时也很贴近学生的生活,在取材上也是生活中的日用品,大多数家庭里都能找到,无需去买。但小实验的教学效果却是十分明显的。因为小实验操作简单,使用灵活,初中学生又比较好动,做这些难度不大的小实验的成功率也很高,深受学生的喜爱,有效地调动了学习物理的积极性。
小实验在巩固所学知识方面也发挥着巨大的作用。因为小实验与教材联系密切,通常有是穿插在习题里,所用的实验原理多数为刚学过的物理知识,能起到很好地巩固知识的作用。比如,模拟直流电动机转动的小实验,为了使线圈能连续转动下去,就必须用小刀将轴两端的漆包线各刮掉一部分,否则,线圈最终在平衡位置就停止了,这里就用了换向器的知识,这个实验无疑巩固了新学的知识,加深了对换向器知识、结构的理解,而且是用动手实验的形式巩固的,不是像传统的应试教学那样,采用题海战术来巩固知识的。
此外,小实验与学生的生活有着密切的联系,促使学生更好地留意生活,并利用物理知识解释生活中的现象,加强了物理与生活的联系。
三、物理小实验探究教学的开展
小实验的“小”,是针对现代化精密仪器而言的,同时也包括了操作简单的意思。一般说来,小实验指用简单的器材,做一些不复杂的实验。它既能作为老师演示实验的补充,又能作为学生课后简单的科学探究使用;既有对现有实验器材的改进,又有师生自制的教具。因此,在开展小实验教学时,需要注意一些问题:
(1)师生合作自制器材。随着科技的发展,越来越精密的仪器走进了课堂,但对于培养初中学生探究能力方面,小实验所起的作用并不小,一些自制的器材发挥着巨大的作用,因此,在具体的教学中,老师要带领学生自制一些简单的器材,比如,利用饮料瓶自制成容器,橡皮筋制成弹簧秤等。事实上,学生亲自动手制作简易器材的过程,就是很好的实践过程,而且,他们对使用自己做的器材进行实验,特别感兴趣,能投入很高的热情。需要注意的是,在自制器材的时候,也要善于创新,在进行演示实验改进方面,既要注意创新,又要注意趣味性,增加效果,更大程度地调动学生的学习积极性。
布置学生自制实验器材的时候,应尽量使他们利用生活中的物品,最好就地取材。假如经常需要到商店里买实验器材,无疑会增加学生的家庭的负担,而且会花费很多的时间与精力,甚至会受到家长的反对,如果我们的教学得不到家长的支持,那肯定是失败的教学。
(2)补充一些启发性、趣味性的实验。初中学生有很强的好奇心,不少学生常常由兴趣来决定学习,因此,增加一些带有启发性的趣味性小实验,有助于激发学生的学习兴趣,强化他们的创新意识。利用小实验可以创设教学的情境,如在声音教学的时候,先用简单的瓷碗,演奏一段小曲;在惯性知识学习时,演示一个敲击玻璃片,使鸡蛋落水杯的实验。这些小实验,能有效启迪学生的思维,增加他们对物理的学习兴趣,激发他们探知的热情。
四、利用小实验设计科学探究实验
在传统的教学中,老师更关注学生学到了多少知识,能不能在各类考试中胜出,从而完成升学指标。而新课程教学更多是注重学习的过程,培养学生的能力与科学素养。在物理教学中进行小实验,是新课程教学的一个热点问题,因为在传统的教学中,很多教材上的实验都被省略,改为老师在黑板上讲实验。新课程教学之所以关注小实验的作用,主要是因为新课改重视学生的全面发展,因此,在利用小实验进行科学探究教学的时候,要根据学生的实际情况来进行,制定解决问题的方法,使物理小实验既符合知识掌握的规律,又符合发生能力发展的规律,努力使小实验在教学中发挥最大的作用。因此,在进行小实验设计探究教学的时候,应该注意以下几点:
(1)明确教学的目标。新课改强调“三位一体”的教学目标,其根本宗旨是为了学生的发展,在利用小实验进行科学探究的时候,它的整个教学模式与其他科学探究是一样的,都要经历问题提出—假设猜想—实验探索—分析结论这四个阶段,但它的区别在于“小”字上,即器材简单、研究问题单一、用时较少等。
(2)实施过程。在利用小实验进行科学探究的时候,同样要根据任务特点进行小组分工,老师要发挥指导作用。由于器材多数是自制的,因此,在学生探究前,老师应该做必要的检查,看看器材是否齐全,是否能用,鼓励学生发挥一个器材的多种用途。比如,用饮料瓶自制成量杯,同时也可以用作盛水的容器。
(3)及时地进行教学评价。学生利用小实验进行科学探究后,老师要及时地组织学生进行学习评价。评价可以从三方面进行,学生自评、学生互评以及老师的点评,老师要关注学生的发展,尽量用鼓励性的语言,不能伤害学生的自尊心。在评价内容上,除了评价学习态度,探索结果是否符合科学外,还应该对他们自制的器材品质做一些评价,进而促进他们更加努力地自制各种需要的器材,投入到科学探究活动中去,提高器材的使用效率。