時間:2023-03-25 10:43:51
導(dǎo)語:在物理實驗論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

實驗訓(xùn)練與教學(xué)訓(xùn)練孤立高師物理實驗教學(xué)法課程現(xiàn)行的教學(xué)模式要么只有單純的中學(xué)物理系列實驗,要么通常將實驗操作課和教學(xué)訓(xùn)練課并行操作,兩者間的融合較難實現(xiàn).如果不能將實驗和教學(xué)訓(xùn)練融合起來,充分利用實驗操作過程完善備課,師范生的備課質(zhì)量往往不高.如果師范生備課沒有自己的思考,沒有將參考資料進(jìn)行重新構(gòu)建,形成自己的教學(xué)思路,就沒有真正經(jīng)歷備課的過程,很難取得良好的教學(xué)效果.中學(xué)物理教學(xué)理念缺失基礎(chǔ)教育課程改革把培養(yǎng)學(xué)生的探究能力作為物理課程的核心目標(biāo),《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確要求:“通過經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時的相似過程,學(xué)習(xí)物理知識與技能,體驗科學(xué)探究的樂趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神”.[1]而現(xiàn)行的高師物理實驗教學(xué)法課程仍然是依照類似普通物理實驗的模式,按操作步驟完成實驗,得出實驗數(shù)據(jù)和結(jié)論,注重的是師范生實驗操作技能訓(xùn)練.這一方式不能使師范生形成探究實驗的習(xí)慣,不能使師范生熟悉主要教學(xué)策略,造成師范生往往不能從探究性教學(xué)的角度吃透教材,吃透學(xué)生,備課質(zhì)量不高.教學(xué)反思缺失師范生缺少實驗教學(xué)反思,對教學(xué)反思不重視.多數(shù)師范生對指導(dǎo)教師的點評聽過就算了,造成存在的問題反復(fù)出現(xiàn),降低了教學(xué)訓(xùn)練的效果.教學(xué)反思對師范生成長具有極重要的作用,能夠促使師范生在對實踐經(jīng)驗的科學(xué)反思和理性認(rèn)識分析的循環(huán)上升過程中不斷獲得堅實、全面的專業(yè)發(fā)展.[2]教學(xué)實踐的目的在于提高教學(xué)水平,如果不進(jìn)行教學(xué)反思,吸取經(jīng)驗和教訓(xùn),教學(xué)行為就很難得到改善,教學(xué)實踐的意義只會大打折扣.
2新型教學(xué)模式的內(nèi)容
2.1準(zhǔn)備階段指導(dǎo)教師講授
指導(dǎo)教師講授中學(xué)物理實驗教學(xué)概論,讓學(xué)生明確本課程的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù),了解實驗教學(xué)對中學(xué)教師的基本要求,強(qiáng)調(diào)實驗教學(xué)的基本教學(xué)方法(特別是探究式教學(xué)法的一般流程).這一階段是打基礎(chǔ)階段,一方面提高師范生的學(xué)習(xí)興趣,一方面為師范生備課提供基本的理論基礎(chǔ)保障.學(xué)生預(yù)習(xí)學(xué)生預(yù)習(xí)實驗訓(xùn)練內(nèi)容,初步設(shè)計實驗教學(xué)方案.預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作必須做充分,不僅要了解實驗本身的操作注意事項,更要思考實驗操作中可能出現(xiàn)的問題,了解該實驗在中學(xué)物理教材中所處的地位,初步制定實驗教學(xué)方案,找出有疑惑的地方,為后面的實驗操作和集體備課做好準(zhǔn)備.
2.2實驗訓(xùn)練與集體備課階段實驗訓(xùn)練
指導(dǎo)教師從職前教師的角度設(shè)置問題,以任務(wù)驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生自主探究.例如,中學(xué)生實驗時在哪些步驟中容易產(chǎn)生錯誤,怎樣使中學(xué)生避免這些錯誤,學(xué)生可能的提問以及你如何做答.通過設(shè)置類似問題,鼓勵學(xué)生在實驗探究過程中,不僅關(guān)注實驗操作和數(shù)據(jù)的測量,更關(guān)注實驗操作過程中出現(xiàn)的問題,思考中學(xué)生容易出現(xiàn)的錯誤和注意事項,同時加深學(xué)生對基本概念的理解.集體備課集體備課是指教師按照教學(xué)計劃有組織、有準(zhǔn)備、有目的地對某一實習(xí)內(nèi)容進(jìn)行討論、形成共識,并生成一個統(tǒng)一的集體教案的教學(xué)活動[3],本研究將其設(shè)定為高師物理實驗教學(xué)模式的一個環(huán)節(jié),指參加實驗的學(xué)生集體備課.學(xué)生進(jìn)行集體備課時,每個學(xué)生都帶著自己準(zhǔn)備好的教學(xué)設(shè)計和有疑惑的問題,以說課的形式介紹自己的教學(xué)設(shè)計方案———包括實驗教學(xué)目標(biāo)、重難點、教學(xué)方法以及具體的教學(xué)安排等———然后讓全體學(xué)生在教師的引導(dǎo)下對其教學(xué)設(shè)計方案進(jìn)行積極的討論,對教學(xué)設(shè)計思路提出問題和改進(jìn)的意見,最后由教師進(jìn)行總結(jié),歸納修改意見,達(dá)成共識.
2.3教學(xué)訓(xùn)練階段
教學(xué)訓(xùn)練階段在物理實驗室中進(jìn)行.師范生完成實驗操作和集體備課后,重新修正教學(xué)方案,在下一個課時進(jìn)行試講.學(xué)生可以充分利用實驗室的器材資源.鼓勵師范生扮演愛提問題的中學(xué)生,以考驗試講者的應(yīng)變能力.試講結(jié)束后進(jìn)行互評,指出學(xué)生在試講過程中出現(xiàn)的不足和改進(jìn)方法,最后,由教師對這些討論作出點評和總結(jié).
2.4教學(xué)反思階段
在完成教學(xué)訓(xùn)練之后,讓學(xué)生在課后對教學(xué)進(jìn)行反思,反思教學(xué)實踐的實施情況和教學(xué)方案的設(shè)計情況,最終形成教學(xué)反思報告.教學(xué)反思的內(nèi)容包括:實驗器材準(zhǔn)備階段是否順利,有什么經(jīng)驗總結(jié);是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)及程度;實驗操作與示范是否熟練,規(guī)范、正確;對學(xué)生實驗的組織與管理是否井然有序;學(xué)生的積極性和參與程度如何,如何改進(jìn);學(xué)生實驗成功率如何,如何提高;學(xué)生常見實驗故障和實驗失敗或誤差大的原因,如何解決;學(xué)生在實驗操作中存在什么樣的問題,等等.
3新型教學(xué)模式的特點
3.1將集體備課融入到教學(xué)中
將集體備課作為在職教師專業(yè)發(fā)展最有效的方法之一,引入學(xué)生培養(yǎng)中.集體備課通過學(xué)生和教師間相互交流,碰撞出智慧的火花,有利于完善教案,使教學(xué)設(shè)計更加符合實際需求.將集體備課放在實驗操作中,能夠及時將實驗操作中出現(xiàn)的問題拿出來集體探討,有助于將實驗操作與教學(xué)訓(xùn)練融合在一起,加深學(xué)生對實驗操作規(guī)范的理解,針對經(jīng)常出現(xiàn)的問題有直觀的認(rèn)識.
3.2以職前教師的角度看待學(xué)生
將學(xué)生當(dāng)成職前教師來對待而不是單純的學(xué)生.例如實驗訓(xùn)練時,探究的主題要與中學(xué)課程有所區(qū)別,將主題引向一位教師應(yīng)該研究的問題;集體備課讓學(xué)生扮演教師角色,充分尊重學(xué)生的新想法、新思路,鼓勵各抒已見.教學(xué)反思是體現(xiàn)學(xué)生主體意識的一種方式,讓學(xué)生為自己的表現(xiàn)負(fù)責(zé),保持自省的意識和作為未來教師的責(zé)任感和使命感.
3.3培養(yǎng)學(xué)生組織探究式教學(xué)的能力
探究式教學(xué)是中學(xué)物理新課程改革的基本教學(xué)策略,適用于實驗教學(xué),讓學(xué)生掌握這一教學(xué)方法更是高師物理實驗教學(xué)法課程的目標(biāo)之一.將實驗訓(xùn)練設(shè)計成探究性實驗,設(shè)置探究主題,以任務(wù)驅(qū)動的方式讓學(xué)生體驗探究性學(xué)習(xí)的過程,從而了解探究性學(xué)習(xí)的基本流程,不僅有益于培養(yǎng)學(xué)生的探究意識,加深其對物理基本概念的理解,更有益于學(xué)生對探究式教學(xué)有更加深刻的認(rèn)識,明白在教學(xué)中必須對探究什么、如何進(jìn)行探究等問題進(jìn)行交代.從而形成良好的探究式教學(xué)的組織能力和開放的教學(xué)理念.
3.4引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)反思
物理實驗是物理教學(xué)的重要部分,是基礎(chǔ)教學(xué)不可或缺的環(huán)節(jié),物理實驗既能幫學(xué)生認(rèn)知正確的物理概念,增強(qiáng)問題的分析能力,又能培養(yǎng)學(xué)生的驗證和探索能力。例如慣性實驗,將幾枚棋子整齊地疊放在水平桌面上,再用一把刻度尺迅速將最底端的棋子擊出,上面的棋子卻不會隨被擊出的棋子移動。實驗雖然簡單,演示卻很成功,吸引了學(xué)生,收到了很好的課堂效果,遠(yuǎn)比通過老師的講述,用語言形式來呈現(xiàn)收到更好的效果。再如,在講壓力和壓強(qiáng)時,可以設(shè)計這樣的實驗:在一個較為結(jié)實的無底無蓋的盒子上蒙一張紙(紙面要緊),將一塊磚輕輕地平放在白紙面上,觀察到紙面下凹了些,但紙未破,然后小心地將磚豎立放置,白紙破了,就會自然地引入壓強(qiáng)的概念壓強(qiáng)和受力面積成反比的關(guān)系理解更清楚。因此,看似容易理解,無需實驗的地方,恰恰是應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)實驗的地方。
2改進(jìn)演示實驗
演示實驗的目的在于使學(xué)生對物理現(xiàn)象有清晰的了解,啟發(fā)思維活動,以便更好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
2.1改進(jìn)演示實驗,提高演示實驗的可見度、收看率、成功率
只有清楚明顯,可見度高的物理現(xiàn)象,才容易觸動學(xué)生視覺,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)思維活動,同時加強(qiáng)演示前的精心準(zhǔn)備,使演示實驗既然做了就必須成功,這樣也有利于提高收視率,有利于提高課堂效果。磁現(xiàn)象演示實驗“同名磁極相排斥,異名磁極相吸引”,課本中實驗簡單但效果不明顯,學(xué)生也不易觀察,成功率不高。我們可以把它改為將兩磁鐵分別固定在兩小車上,小車置于光滑的水平面上靜止,且兩車保持一定的距離,撤去外力后,可以看到兩車的運(yùn)動方向,改變磁極重新演示。這樣顯然提高了實驗的可見度、收看率、成功率。
2.2將一些演示實驗改進(jìn)為學(xué)生分組實驗
這樣做能為學(xué)生創(chuàng)造多動手實驗的機(jī)會,還可以提高實驗的可見度,活躍課堂氣氛。例如在進(jìn)行“電流磁場”這一課題教學(xué)時,把教材中演示奧斯特實驗安排給學(xué)生分組做,實驗器材簡單:一節(jié)干電池,一根導(dǎo)線,一個小磁針,實驗時用導(dǎo)線將電池的正負(fù)極聯(lián)通(要立即斷路),而將小磁針置于導(dǎo)線某一段的附近,可看到小磁針偏轉(zhuǎn),在導(dǎo)線周圍的不同位置或改變電流方向時,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變,這個實驗現(xiàn)象明顯,學(xué)生易于接受。比起由教師演示效果要好的多,通過學(xué)生自己動手做實驗,對電流周圍存在著磁場以及磁場方向和電流方向有關(guān)的知識也確信無疑了。
3將驗證性實驗改為探索性實驗
探索性實驗有兩大特點:一是以探究物理規(guī)律并培養(yǎng)實驗?zāi)芰槟繕?biāo);二是可以充分體現(xiàn)課堂教學(xué)以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的原則。對好動腦的學(xué)生來說更能引起他們的求知欲,同時可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、探索、研究、獨立獲取知識的本領(lǐng)。例如在做決定導(dǎo)體電阻大小因素的實驗時,可以讓學(xué)生去探索導(dǎo)體的電阻在溫度不變或變化不大時,導(dǎo)體的電阻可能會和哪些因素(比如長度、橫截面積、材料等)有關(guān),有什么樣的關(guān)系呢?學(xué)生可以探索去保持其中兩個量而改變另外一個量,在探索中最后得出結(jié)論,同時也增加了他們的成就感。
4充實學(xué)生分組實驗內(nèi)容
1.探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。
實驗1:在廢棄的空飲料瓶側(cè)壁不同高度的地方用釘子鉆出上、中、下3個小孔,先用手指堵住小孔,往里面倒?jié)M水,然后松開手指,可以觀察到水從3個小孔中分別流了出來,其中最下面的小孔流出的水噴得最急、最遠(yuǎn),上面小孔流出的水噴得最慢、最近。實驗證明,液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。
2.探究液體壓強(qiáng)規(guī)律。
實驗2:把廢棄的空飲料瓶(較柔軟的)蓋子打開,正立著逐步伸入水中,觀察到空飲料瓶向內(nèi)凹陷,飲料瓶發(fā)生了形變,伸入水中越深,飲料瓶凹陷越大。實驗證明,液體內(nèi)部在各個方向上都有壓強(qiáng),壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。實驗3:把廢棄的空飲料瓶側(cè)壁同一深度不同的方向刺好幾個小孔,把空瓶插入水中,發(fā)現(xiàn)外面的水從各個不同方向的小孔向瓶入。實驗證明,液體內(nèi)部向各個方向都存在壓強(qiáng)。把廢棄的空飲料瓶側(cè)壁不同深度同一方向扎好幾個小孔,發(fā)現(xiàn)外面的水從各個小孔向瓶入,上孔射入又近又慢,下孔射入又遠(yuǎn)又急。實驗證明,液體內(nèi)部存在壓強(qiáng),液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。實驗4:在廢棄的空飲料瓶不同側(cè)壁上的同一高度扎好幾個小孔,先用手指堵住小孔,最后給瓶里充滿水,再松開手指,瓶中的水會向外噴向不同的方向,但噴射的距離是相同的。實驗證明,同種液體在液體內(nèi)部的同一深度處液體內(nèi)部向各個方向的壓強(qiáng)是相等的。實驗5:用橡皮泥將飲料瓶側(cè)壁扎有的幾個小孔堵住,將空飲料瓶裝滿紅色的濃鹽水(目的是使效果明顯),再把裝滿紅色濃鹽水的塑料瓶插入盛水的水槽中,使瓶內(nèi)外的液面相平,再把橡皮泥同時拔出。結(jié)果顯示,飲料瓶里紅色的濃鹽水從各個小孔向瓶外射向水槽中的水里。實驗證明,液體內(nèi)部的壓強(qiáng)和液體的密度有關(guān)系。
3.探究液體壓強(qiáng)特點。
實驗6:將一飲料瓶去底,在底部包上橡皮膜并用橡皮筋系緊,向內(nèi)部灌水,可以看到橡皮膜向外凸起,說明液體對容器底部有壓強(qiáng);不裝水,將橡皮膜的一端壓入水中,橡皮膜向內(nèi)凹陷,實驗證明,液體內(nèi)部存在壓強(qiáng),當(dāng)向飲料瓶內(nèi)加水到與外面水位等高時,橡皮膜又會變平,這說明液體內(nèi)部同一深度處的壓強(qiáng)相等。
4.演示帕斯卡定律。
實驗7:在廢棄的空飲料瓶側(cè)壁不同地方用釘子扎4個小孔,打開瓶蓋,用手按入水中使其充滿水,再擰緊瓶蓋,用手?jǐn)D壓飲料瓶,會觀察到從4個孔中射出來的水的射程是相等的。實驗證明,加在密閉液體上的壓強(qiáng)能夠按照原來的大小使液體向各個方向進(jìn)行傳遞。
二、設(shè)計與液體壓強(qiáng)有關(guān)的實驗,進(jìn)行小制作、小發(fā)明實驗
8:自動澆花。將盛滿水的飲料瓶連接一個打點滴的帶開關(guān)的細(xì)管,懸掛在花盆上面,通過開關(guān)控制滴水的大小,在重力及液體壓強(qiáng)的作用下,水滴長流,保證主人不在家的幾天里水能自動澆花。通過這個小實驗?zāi)芙鉀Q生活中的一些小問題,啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行小制作、小發(fā)明。實驗9:水簾實驗。在廢棄的空飲料瓶中裝滿水,并在側(cè)壁扎上幾個小洞,打開瓶蓋,可觀察到有水射出,這說明液體內(nèi)部在各個方向上都有壓強(qiáng)。當(dāng)飲料瓶盛滿水?dāng)Q緊瓶蓋后,在側(cè)壁不同的方向扎幾個小洞(直徑小于2mm),水并不流出來。當(dāng)用手?jǐn)Q松瓶蓋時,水就從所扎的小孔向外射出來,形成美麗的水簾。
三、結(jié)語
長春師范大學(xué)物理實驗教學(xué)中心成立于2002年,依托自身的優(yōu)勢,已經(jīng)開設(shè)了普通物理實驗、近代物理實驗、模擬電路實驗、數(shù)字電路實驗等實驗課程。這些實驗課程多以大綱內(nèi)要求的基礎(chǔ)驗證性實驗為主,對實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗步驟、儀器說明、誤差處理都做了詳細(xì)的規(guī)定,要求學(xué)生按照規(guī)定的步驟進(jìn)行實驗,束縛了學(xué)生的自主創(chuàng)新性。創(chuàng)新物理實驗體系作為原有傳統(tǒng)實驗的有益補(bǔ)充,在形式上靈活機(jī)動,在內(nèi)容上實用性強(qiáng),既對培養(yǎng)學(xué)生的個性、開發(fā)創(chuàng)造力有利,又為學(xué)生提供了思維的空間和實踐的天地,調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性。
2創(chuàng)新物理實驗體系的建設(shè)
為進(jìn)一步突出專業(yè)特色并結(jié)合就業(yè)市場,以提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識重新對原有實驗體系整合優(yōu)化,削減驗證性實驗,增加綜合設(shè)計性實驗,充分與教師的科研項目、研究方向緊密結(jié)合。第一類實驗是基礎(chǔ)驗證性實驗。這類實驗多屬于大綱要求范圍??己藘?nèi)容以某些原理定理的驗證和基本實驗技能或方法的練習(xí)為主。這類實驗要求學(xué)生能夠熟練掌握基本實驗技能,并規(guī)范儀器的使用。第二類實驗是應(yīng)用綜合性實驗。這類實驗涉及的知識不止局限于某一門課程,而是多個物理原理或概念的綜合。對學(xué)生所使用的實驗方法也沒有過多的限定,只要能夠達(dá)到實驗?zāi)康募纯?。第三類實驗是科學(xué)研究性實驗。這類實驗與科學(xué)前沿緊密結(jié)合。學(xué)生可以在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成大學(xué)生創(chuàng)新項目或直接參與教師的科研項目,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。
3創(chuàng)新物理實驗體系的實施
創(chuàng)新物理實驗體系的實施保障主要從政策制定、硬件改造、師資配備三方面開展。首先,在拔尖人才培養(yǎng)的總體目標(biāo)指導(dǎo)下,對物理專業(yè)的教學(xué)計劃和實驗大綱重新修訂,確定三類實驗的具體實驗內(nèi)容。在內(nèi)容選定上將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為目標(biāo),充分體現(xiàn)實驗教學(xué)和科學(xué)前沿的緊密結(jié)合。編寫與創(chuàng)新物理實驗體系相適應(yīng)的指導(dǎo)教材、制作實驗教學(xué)多媒體課件、購買或開發(fā)實驗選課系統(tǒng)以保障體系的順利實施。其次,充分利用吉林省高等教育專項資金對現(xiàn)有的實驗室及儀器進(jìn)行改造更新。一方面改造實驗室的實驗環(huán)境。針對某些實驗對避光、防塵、防潮、排風(fēng)有較高要求的,單獨實施改造。另一方面對實驗儀器進(jìn)行更新。特別是大型儀器如X射線衍射、激光拉曼光譜等的購買要謹(jǐn)慎對待,購買之前要對國內(nèi)外廠家的參數(shù)和價格進(jìn)行詳細(xì)對比調(diào)研,并進(jìn)行論證投標(biāo)。最后,在現(xiàn)有教師隊伍的基礎(chǔ)上,合理安排學(xué)時及課程安排,并對第三類實驗實施導(dǎo)師制。教師針對自己的科研項目選定適合的實驗題目為學(xué)生開設(shè),并將畢業(yè)論文設(shè)計、大學(xué)生創(chuàng)新項目與實驗緊密結(jié)合,達(dá)到科研與教學(xué)共同發(fā)展的良好局面。
4創(chuàng)新物理實驗體系的成果
“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)設(shè)計應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為中心,符合學(xué)生的學(xué)情,應(yīng)強(qiáng)調(diào)“授之以漁”而非簡單的“授之以魚”,應(yīng)盡可能為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)和主動探究的活動情境,培養(yǎng)他們主動思考和探究的能力.在“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)過程中,教師應(yīng)對課堂的互動交流有準(zhǔn)確的定位和理解,應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的課前知識掌握情況,提出有針對性的探究問題,與他們展開討論,以確保課堂互動交流的有效性.下面以教科版九年級上冊《測量電阻》一節(jié)的教學(xué)設(shè)計為例,對“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)在初中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行分析.
1.1課前自學(xué)視頻
1.1.1明確目標(biāo),準(zhǔn)備教學(xué)視頻
明確教學(xué)目標(biāo)是“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)設(shè)計的首要任務(wù).教師需要確定學(xué)生在不同階段所要達(dá)到的目標(biāo).課前自主學(xué)習(xí)階段的教學(xué)目標(biāo):知道“伏安法”測電阻的實驗原理、實驗方法,會畫實驗電路圖;通過教學(xué)視頻,了解伏安法測電阻的實驗步驟,以及對實驗數(shù)據(jù)的處理及分析.課上合作內(nèi)化階段的教學(xué)目標(biāo):通過伏安法測定值電阻的實驗操作,掌握實驗原理、實驗方法、實驗步驟,會用圖像法分析實驗數(shù)據(jù),了解滑動變阻器的作用,提高學(xué)生的實驗操作及分析能力;通過“伏安法”測量小燈泡電阻的實驗,再次熟悉整個實驗過程,用圖像法分析實驗數(shù)據(jù),并通過小組討論分析小燈泡的電阻的變化及原因,提高學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力及團(tuán)隊協(xié)作的能力;通過小組合作,探究測量電阻的特殊方法(例如,只有一只電壓表和一只定值電阻測未知電阻的阻值),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新思維.教學(xué)視頻由教師錄制或使用優(yōu)秀的課程資源.視頻內(nèi)容包括:(1)列出學(xué)習(xí)目標(biāo);(2)伏安法測定值電阻的實驗操作視頻(包含分析與講解);(3)布置有針對性的練習(xí).視頻應(yīng)從學(xué)生的具體學(xué)情入手,時間控制在10分鐘以內(nèi),做到主題突出,內(nèi)容精要.教師將已制作好的視頻傳到教學(xué)平臺上,學(xué)生可以在線觀看或下載觀看進(jìn)行學(xué)習(xí).
1.1.2自主學(xué)習(xí)
通過觀看教學(xué)視頻,學(xué)生對《測量電阻》的實驗的原理、方法、步驟、數(shù)據(jù)分析、注意事項等有了初步的了解.在觀看教學(xué)視頻時,學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況,自行調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的進(jìn)度,可暫??苫胤牛㈦S時做好筆記完成課前練習(xí).通過觀看視頻的自主學(xué)習(xí)后,學(xué)生對《測量電阻》的伏安法測電阻有了初步的理解,通過完成相應(yīng)的練習(xí)檢測學(xué)習(xí)的有效性,練習(xí)包括:(1)默畫伏安法測電阻的實驗電路圖,由電路圖連接(或補(bǔ)全)實物圖;(2)補(bǔ)全實驗練習(xí)題中的實驗步驟,根據(jù)題中數(shù)據(jù)用圖像法進(jìn)行簡單的實驗分析.
1.1.3自學(xué)反饋
通過觀看視頻等資源,學(xué)生在自學(xué)中掌握基礎(chǔ)知識,并能夠及時發(fā)現(xiàn)自己的疑惑.在交流平臺上,學(xué)生能夠與同伴進(jìn)行交流學(xué)習(xí).同時,教師通過交流平臺及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,并根據(jù)自測題的反饋來調(diào)整課堂教學(xué)進(jìn)度、難度,及時制定合適的教學(xué)方案,整理出典型的問題,設(shè)計有探究意義的問題情境,供學(xué)生在課堂上探究學(xué)習(xí),以促進(jìn)學(xué)生知識的內(nèi)化.
1.2課中知識內(nèi)化
1.2.1復(fù)習(xí)鞏固
同桌學(xué)生以互問互答的方式回顧視頻講授的內(nèi)容,幫助學(xué)習(xí)者加深印象,并馬上進(jìn)行伏安法測定值電阻的實驗操作.
1.2.2合作探究
給學(xué)生適當(dāng)?shù)臅r間消化后,學(xué)生們動手用“伏安法”測量小燈泡的電阻,通過分析實驗數(shù)據(jù)針對小燈泡電阻的變化情況及原因展開小組探討,教師隨時巡視在學(xué)生之間,及時解決個別學(xué)生遇到的問題.“如果現(xiàn)在大家手里面只有電壓表和定值電阻,沒有電流表,能否測未知電阻的阻值呢?”教師在學(xué)生解決小燈泡的電阻問題后又拋出一個問題,小組再次展開討論.教師在學(xué)生間及時解決小組內(nèi)的困惑,引導(dǎo)出正確的思路.
1.2.3釋疑拓展
通過討論,大多數(shù)學(xué)生不能解決的學(xué)習(xí)問題,由教師在課堂上解決,并通過實驗驗證;根據(jù)本班學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況,教師對“一只電壓表、一只定值電阻測未知電阻阻值”進(jìn)行適度拓展和延伸.例如,如何用一只電流表、一只定值電阻測未知電阻阻值?.
1.2.4反饋評價
通過適當(dāng)?shù)恼n堂練習(xí),在教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間進(jìn)行互評中,學(xué)生鞏固所學(xué)知識.
1.2.5反思總結(jié)
對伏安法測電阻的實驗原理、方法、步驟、數(shù)據(jù)分析等進(jìn)行歸納和提升.
1.3課后鞏固提高
再次觀看課前的教學(xué)視頻,對本節(jié)內(nèi)容等進(jìn)行鞏固,同時通過練習(xí)等對本節(jié)課進(jìn)行強(qiáng)化提高.
2結(jié)語
1.1利用氣球進(jìn)行力學(xué)實驗
力學(xué)是物理教學(xué)中的重要組成部分,物體受力發(fā)生形變,說明物體受到了力的作用.在進(jìn)行相關(guān)的力學(xué)實驗的時候,就可以利用最簡單方便的氣球作為實驗材料.比如,將充氣的氣球放在桌子的表面上,然后用手掌壓氣球的表面,進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)氣球受到力的作用后發(fā)生了變形,形狀呈扁狀,然后輕輕地松開按壓的手掌,觀察氣球的狀態(tài),氣球的形態(tài)會恢復(fù)到原有的狀態(tài),這樣的一個實驗過程說明氣球剛剛發(fā)生了彈性形變.另外,還可以利用氣球進(jìn)行壓力實驗的演示,不同的受力面積,物體受到的壓力也是不同的,可以將氣球同樣放在桌面上,先用手掌來按壓氣球,發(fā)現(xiàn)氣球只是上部變扁,然后松開手,用一根手指來按壓氣球,觀察氣球會發(fā)現(xiàn)氣球表面會有明顯的凹陷,如果加大力氣的話,氣球出現(xiàn)的形變會更加明顯.如果為了加強(qiáng)實驗的效果,還可以讓氣球的受力面積變得更小,將氣球放在釘板上會發(fā)現(xiàn)在球沒有破之前,發(fā)生的形變會變得更大,這樣的實驗效果能夠說明壓力的大小是與受力面積的大小相關(guān)的.
1.2利用氣球進(jìn)行大氣壓強(qiáng)實驗的演示
在學(xué)氣壓強(qiáng)的時候,教師想要讓學(xué)生直觀感受到大氣壓強(qiáng)的存在,但是大氣壓強(qiáng)又是肉眼看不到的,所以就需要通過實驗的方式進(jìn)行演示.利用氣球可以驗證大氣壓強(qiáng)的作用,讓學(xué)生直觀地看到大氣壓強(qiáng)的存在.比如,準(zhǔn)備一個吹起來的氣球,一個塑料杯子,適量的開水,準(zhǔn)備進(jìn)行實驗,現(xiàn)將氣球表面均勻地沾滿水,然后在塑料杯子里面倒入一定量的開水,過一段時間之后再將開水倒掉,然后接著將塑料杯子倒扣在氣球上,等一段時間之后,待杯身已經(jīng)完全變涼之后,就可以將氣球翻轉(zhuǎn)過來,然后可以對實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察,可以看到氣球會吊在杯子上,不會掉下來.學(xué)生首先就會被這樣新奇的實驗現(xiàn)象所感染,急切地想要知道實驗的原理.教師接下來就可以借助這樣的實驗想象更加直觀形象地為學(xué)生進(jìn)行原理的解釋.這樣的實驗現(xiàn)象主要的原因就是塑料杯經(jīng)過開水燙之后,會使整個杯子內(nèi)壁上充滿熱的空氣.將氣球扣在塑料杯上,形成一個密閉的空間,等到杯子中的空氣冷卻之后,由于熱脹冷縮的原理就會使杯子內(nèi)部的壓強(qiáng)比外界的壓強(qiáng)小,受到大氣壓強(qiáng)的作用,氣球就會被牢牢地吸在杯子上,如果按壓氣球和杯壁緊貼的部分,讓外界的空氣進(jìn)入到杯子當(dāng)中,杯子內(nèi)外的大氣壓強(qiáng)差逐漸減小,杯子對氣球的吸引力也會逐漸減小,最后氣球就會脫離杯子.
1.3利用氣球演示浮力產(chǎn)生的原因
物理教學(xué)中浮力方面的學(xué)習(xí)是教學(xué)的一個重點內(nèi)容,影響浮力的因素是需要學(xué)生進(jìn)行探究的,浮力影響因素的探究是物理教學(xué)中一個主要的探究話題.利用氣球同樣也能夠完成浮力影響因素的探究實驗,根據(jù)浮力的公式可以了解到,密度是影響浮力大小的因素之一,密度越大的物體受到的浮力也就會越大.利用氣球可以進(jìn)行這一實驗的驗證.例如,可以在一個充氣的氣球中放入清水,然后將這個氣球緩緩地放在水中,觀察氣球在水中的狀態(tài),然后接下來在氣球中放入相同質(zhì)量的酒精,再將氣球放入水中,觀察氣球在水中的狀態(tài),然后再將氣球中放入鹽水,同樣放入水中觀察狀態(tài),由于氣球中放入的液體的密度不同,所以氣球在水中呈現(xiàn)的狀態(tài)也是不同的,根據(jù)在水中下沉的情況來看,可以知道物體所受的浮力是和密度有密切的聯(lián)系.利用氣球不僅可以驗證水的浮力作用,還可以驗證空氣浮力,利用簡單的實驗器材,在天平的兩端放上籃球和待充氣的氣球,觀察在充氣的過程中天平的狀態(tài),當(dāng)氣球端天平上升,就能夠驗證空氣也對物體存在著一定的浮力作用.通過這樣的簡單氣球?qū)嶒灴梢粤私獾剿母×σ约翱諝獾母×Γ黠@的實驗現(xiàn)象能夠讓學(xué)生更好理解和學(xué)習(xí)物理知識.
2注射器在物理實驗中的作用
2.1利用注射器可以驗證大氣壓強(qiáng)的存在
用注射器同樣能夠進(jìn)行大氣壓強(qiáng)實驗的驗證.其實在生活中,學(xué)生接觸注射器的機(jī)會是比較多的,可能在不經(jīng)意間就已經(jīng)感受到了大氣壓強(qiáng)的存在,只是沒有意識到而已.現(xiàn)在教師可以組織學(xué)生利用注射器來進(jìn)行大氣壓強(qiáng)的驗證.比如,首先將注射器的針頭去掉,然后將注射器的活塞拉到末端,然后緩緩地推至底端,接下來用左手將注射器的管口堵住,然后拉動活塞,會明顯發(fā)現(xiàn)比之前拉動活塞要費力得多,這就是由于大氣壓強(qiáng)的存在作用造成的.將去掉針頭的注射器管口沒入水中,緩慢地拉動活塞,使水進(jìn)入針管內(nèi),當(dāng)水進(jìn)入到一定量的時候,取出針管,讓管口朝下放置,可以觀察到并沒有水從管口流出來,然后向上拉動活塞,直到將活塞全部拉出,這時候可以看到水會從管口處流出來,這也是大氣壓強(qiáng)存在的一個證實實驗.
2.2利用注射器,可以粗略地測量大氣壓強(qiáng)的數(shù)值
一直以來,學(xué)生做實驗的過程中都能夠感受到大氣壓強(qiáng)的存在,但是大氣壓強(qiáng)到底是一個多大的數(shù)值,在學(xué)生的心中始終沒有一個清晰的概念,在進(jìn)行計算的時候,也只是簡單的記住大氣壓強(qiáng)的固定數(shù)值,機(jī)械地進(jìn)行計算,很少由學(xué)生知道大氣壓強(qiáng)數(shù)值的測量方法.其實利用注射器就能夠粗略地測量大氣壓強(qiáng)的數(shù)值,一般醫(yī)用注射器上面都會標(biāo)注一定的刻度值,利用這上面的數(shù)值就能夠測量大氣壓強(qiáng),首先要做的就是將注射器中的空氣排出,將活塞壓至底端,然后將管口用東西堵住,將管內(nèi)的空氣排凈之后,用一根繩子固定住注射器的尾部,然后利用彈簧測力計與管口的掛鉤相連,在水平方向上拉動彈簧測力計,注射器的活塞會隨著彈簧測力計的拉動緩慢地移動,記錄下彈簧測力計的示數(shù),然后記錄當(dāng)時的活塞所處的位置的體積,根據(jù)體積和受力情況可以算出大氣壓強(qiáng),根據(jù)不同的刻度值可以進(jìn)行多次實驗,多次實驗?zāi)軌蜃寣嶒灲Y(jié)果更準(zhǔn)確,減小實驗的誤差.
2.3利用注射器演示液體氣化的方法
利用注射器進(jìn)行氣體液化的實驗方法也是比較簡單的,實驗現(xiàn)象相對來說比較明顯,選取一支比較大的注射器,利用注射器吸入一些乙醚,然后將管口用橡膠塞堵住,接下來向外拉動活塞,達(dá)到一定程度的時候就能夠觀察到管內(nèi)的乙醚消失不見了,此時的乙醚已經(jīng)全部轉(zhuǎn)變成了氣體,然后將活塞向里推進(jìn),當(dāng)達(dá)到一定程度之后就會觀察到乙醚液體又出現(xiàn)了,這一簡單的過程中發(fā)生了兩種物理變化,首先是液體氣化,接下來是氣體的液化,這樣的實驗現(xiàn)象能夠有力地證明大氣壓強(qiáng)的作用是能夠使液體發(fā)生液態(tài)和氣態(tài)的轉(zhuǎn)化的,只需保證管內(nèi)是密閉的,推拉活塞就能夠觀察到實驗現(xiàn)象,操作起來簡單方便.
3結(jié)語
(一)學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)
發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心部分,解決問題的過程是發(fā)散——集合——發(fā)散的循環(huán)過程。大學(xué)物理實驗教學(xué)是一種基于創(chuàng)新思維框架下的由發(fā)散到集合,再由集合到發(fā)散的循環(huán)過程,通過培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。例如:學(xué)生在進(jìn)行固體密度的測量實驗時,就要考慮到該固體是否規(guī)則,在液體中的懸浮狀況,是否溶于液體等,因此,在多種可能的情況下,學(xué)生就要探索不同的實驗方法,調(diào)動發(fā)散思維,從而實現(xiàn)掌握知識,提升自身的創(chuàng)新思維能力。
(二)實驗過程是學(xué)生發(fā)散思維的訓(xùn)練過程
物理實驗是圍繞一個既定的問題開展的,學(xué)生需要調(diào)動自身的多種思維能力,運(yùn)用各種思維方法,例如:綜合、分析等,只有這樣,才能真正的實現(xiàn)實驗?zāi)康?。在這個過程中,學(xué)生的邏輯思維得到了訓(xùn)練。例如:在進(jìn)行“偏振現(xiàn)象”研究實驗時,要求學(xué)生設(shè)計出各種光路,使之產(chǎn)生不同的偏振光,進(jìn)而觀察不同條件下的實驗現(xiàn)象,并進(jìn)行相互對比。實驗前,學(xué)生要根據(jù)自身掌握的知識,進(jìn)行科學(xué)的假設(shè),做好實驗設(shè)計;實驗過程中,一步步進(jìn)行驗證。類似的實驗探究活動能夠幫助學(xué)生有效的將邏輯思維融入其中,并提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維能力。
(三)學(xué)生在物理實驗中提出質(zhì)疑,進(jìn)而提升批判思維能力
傳統(tǒng)的“一言堂”很大程度上抹殺了學(xué)生的批判思維能力,新課改中明確提出,要積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,而批判思維的形成,恰恰是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,教師在實驗教學(xué)過程中,理應(yīng)鼓勵學(xué)生提出質(zhì)疑,并帶著質(zhì)疑在實驗中加以批判、驗證。例如在進(jìn)行鈉光燈波長測量時,有些學(xué)生發(fā)現(xiàn)測量值與理論值不相符,在深入研究后,發(fā)現(xiàn)鈉光是由雙黃線構(gòu)成的,即兩種波長的混合值,并受到實驗環(huán)境的影響。學(xué)生在物理實驗中提出質(zhì)疑,進(jìn)而提升了批判思維能力。
(四)學(xué)生在物理現(xiàn)象分析過程中形成直覺思維能力
很多物理實驗現(xiàn)象需要認(rèn)真觀察才能捕捉到,因此物理實驗不僅要求學(xué)生掌握好時間,具備邏輯推理能力,還要具備一定的分析預(yù)見能力。例如伽利略首先直覺地判斷“重物先落地”是錯誤的,然后通過一次次的實驗,得出物體的落地速度不因重量而改變的結(jié)論,了亞里士多德“重物先落地”的說法。
二、大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的主要問題
(一)教學(xué)設(shè)備單一,實驗儀器高度集成,學(xué)生的動手能力受到制約
物理實驗儀器的技術(shù)含量越來越高,實驗儀器高度集成,很多實驗步驟都無需學(xué)生動手,這樣會使學(xué)生的動手機(jī)會越來越少,動手能力提升緩慢。機(jī)械的實驗操作,也很難讓學(xué)生對各種實驗原理和設(shè)計方法有所了解,更別說創(chuàng)新了。
(二)教學(xué)內(nèi)容陳舊,內(nèi)容較多
目前物理實驗教學(xué)內(nèi)容多是以驗證性實驗為主,而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的綜合性、設(shè)計性實驗相對較少,并且在實驗教材中,對實驗的原理、方法甚至實驗數(shù)據(jù)的處理方案都一一列出,學(xué)生做實驗的任務(wù)就是機(jī)械操作,并得出已經(jīng)知道的實驗結(jié)果。這樣的實驗,對于學(xué)生鞏固所學(xué)知識有很大幫助,但對分析能力、設(shè)計能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)卻是意義不大,甚至?xí)箤W(xué)生養(yǎng)成懶惰、不善于動腦的習(xí)慣。
(三)教學(xué)模式落后
一直以來,物理實驗的教學(xué)模式多是沿襲傳統(tǒng)教學(xué)模式。學(xué)生被動接受教師“無微不至”的講解,然后按部就班地順利完成實驗??此埔黄?ldquo;和諧景象”,但是真正的教學(xué)目的卻沒有達(dá)到。隨著教學(xué)改革的不斷推進(jìn),這種教學(xué)模式已經(jīng)顯得落后。
(四)實驗教學(xué)過程限制頗多
由于實驗教科書的指導(dǎo)相當(dāng)詳細(xì),教師只要監(jiān)督學(xué)生一步步完成實驗即可,因此在實驗教學(xué)過程中,教師僅起到了“監(jiān)工”的作用,而教師的引導(dǎo)作用卻無從體現(xiàn),學(xué)生也無法發(fā)揮創(chuàng)新能力,甚至還受到教師的諸多束縛,例如:當(dāng)提出異議時,教師會認(rèn)為學(xué)生不聽話(書中已經(jīng)寫得清清楚楚,偏要提出不同意見),并認(rèn)為是故意找茬。另外,由于實驗課時較少,教師力爭在有限的時間內(nèi)完成大量的實驗教學(xué)工作,也有意壓縮學(xué)生探究、驗證質(zhì)疑的時間,從而導(dǎo)致學(xué)生的實驗效果看似顯著,實則問題頗多。
(五)實驗室缺乏創(chuàng)新環(huán)境
高校的實驗室往往定時開放,并且很多實驗內(nèi)容也未能面向全體學(xué)生(主要指本科生)。學(xué)生的很多創(chuàng)新思想不是因缺少實驗儀器,就是因儀器使用受限而被扼殺在搖籃里。另外,實驗室在師資力量上,也存在嚴(yán)重不足,很多教師多年都未獲得過繼續(xù)深造的機(jī)會,自身的專業(yè)知識和教學(xué)理念仍停留在多年前。這樣培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力便很難達(dá)到良好的效果。
三、大學(xué)物理實驗教學(xué)改革
(一)改革實驗課程體系,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力
根據(jù)物理實驗自身的研究方法和規(guī)律,建立從易到難、由單一到綜合,循序漸進(jìn)、逐步提高的大學(xué)物理實驗課程教學(xué)體系。在大學(xué)物理實驗課程教學(xué)體系中,重視實驗選修課的設(shè)置,滿足人才培養(yǎng)的需要,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新活動的空間。增加設(shè)計性、綜合性實驗的比例。鼓勵學(xué)生靈活運(yùn)用分析、歸納、判斷等思維方法,在頭腦中形成直覺和想象,構(gòu)思實驗方案,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。
(二)開放物理教學(xué)實驗室,提高實驗經(jīng)費投入
實驗室要面向全體學(xué)生開放,時間也不局限于上課期間。從設(shè)備的安全及使用效率考慮,可指定專門教師指導(dǎo)和管理,但不能扼殺學(xué)生實驗的積極性。學(xué)生如需動用貴重儀器,可征得管理教師同意后進(jìn)行。隨著物理實驗要求的提高,高校應(yīng)加大物理實驗經(jīng)費的投入,并做到??顚S?,同時還要預(yù)留出更新設(shè)備的資金。另外,高校還應(yīng)該注意儀器設(shè)備的科學(xué)使用,提高設(shè)備的使用效率,尤其是一些大型儀器設(shè)備。
(三)更新理念,增強(qiáng)創(chuàng)新意識
創(chuàng)新不是一時的憑空捏造,而是要具備創(chuàng)新意識和相關(guān)的知識儲備。由于教師在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識方面起著引領(lǐng)作用,因此作為教師,首先應(yīng)具備創(chuàng)新教育的理念,并應(yīng)用到教學(xué)中去,才能正確引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí);其次應(yīng)加強(qiáng)創(chuàng)新知識的學(xué)習(xí),具備精深的專業(yè)知識和寬泛的綜合知識,掌握社會文化、科技發(fā)展的新動向,注重對新理論、新技術(shù)和新信息的了解,并將這些知識融入到大學(xué)物理實驗教學(xué)中去,才能引導(dǎo)學(xué)生把知識學(xué)活,有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(四)注重培養(yǎng)學(xué)生實驗方法,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮
要將科學(xué)發(fā)展史貫穿于大學(xué)物理實驗教學(xué)中,注重科學(xué)思想發(fā)展史的教育。例如:在電磁感應(yīng)實驗中,介紹法拉第在仔細(xì)分析電流的磁效應(yīng)基礎(chǔ)上,認(rèn)為電流既然能產(chǎn)生磁場,反過來磁場也應(yīng)該能產(chǎn)生電流,因此提出了磁能生電的假說。盡管在實驗中經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗,但他信念堅定,最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,讓學(xué)生感受科學(xué)探索的艱辛歷程,把學(xué)生融入到科學(xué)家的思維情境和發(fā)明創(chuàng)造的氛圍中,促使學(xué)生將自身的學(xué)習(xí)和人類社會的發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來,更加積極主動地吸收人類社會的先進(jìn)思想。同時科學(xué)家的創(chuàng)新思維方法又可以從方法論上指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí),使學(xué)生主動地從不同視角創(chuàng)造性地思考問題,從而有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(五)利用信息技術(shù),開拓創(chuàng)新思維空間
(一)加強(qiáng)物理實驗的直觀化
在初中物理學(xué)科中,很多的物理現(xiàn)象都是無法用肉眼觀察到的,像是電流、磁場等,而教師在進(jìn)行實驗演示的時候,這些看不見摸不著的實驗現(xiàn)象也僅僅通過學(xué)生的想象來實現(xiàn),這對于抽象思維能力尚不成熟的初中生來說是一個很大的困難。如果教師在做這些實驗的時候適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合多媒體工具,這樣就能以模擬動畫的形式把一些無形的物理現(xiàn)象變得有形,在直觀的視覺刺激下,更容易促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知。例如,在學(xué)習(xí)電學(xué)知識的時候,教師利用電源、開關(guān)、燈泡組成一個簡單的電路,學(xué)生通過觀察燈泡是否發(fā)光來想象電路中的電流流動,然而,具體電流如何流動,學(xué)生還是無法親眼看到。倘若教師能夠利用動畫來演示電流在開關(guān)閉合以后像流水一樣流向燈泡,使得燈泡發(fā)光的過程,這樣一個過程顯然更具有直觀的視覺刺激,對于加深學(xué)生理解,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,尤其是最初接觸電學(xué)知識的學(xué)生來說尤其重要。
(二)提高實驗現(xiàn)象的可觀性
對實驗現(xiàn)象和過程進(jìn)行觀察是物理實驗教學(xué)活動的核心環(huán)節(jié),因此,很多教師在開展物理實驗的時候,都會把實驗的可觀性作為考慮的重點。然而,在課堂環(huán)境下所采用的實驗方式很多時候都難以滿足理想的可觀性的要求。例如,在做“海波熔化”的實驗時,即使教師找來最大號的實驗器材,很多坐在后排的學(xué)生依然看不清海波的狀態(tài)的變化以及溫度計的示數(shù)的變化。不僅如此,由于實驗用的海波純度的影響,固體的海波往往在溫度還沒有達(dá)到48℃的情況下就已經(jīng)開始熔化了,這樣就使得實驗觀察效果大打了折扣。怎樣來解決這個問題呢?這個時候,教師就可以借助于多媒體工具,將海波熔化的實驗過程制作成課件,然后通過投影儀清楚地給學(xué)生播放理想狀態(tài)下海波的熔化過程。經(jīng)過對實驗現(xiàn)象和過程清楚的觀察,學(xué)生就可以較為輕松地理解“晶體熔化時溫度保持不變”的問題。除此以外,還有很多物理現(xiàn)象本身就很微觀,或者時間太短,依靠傳統(tǒng)的實驗方式,學(xué)生很難觀察到想要觀察的現(xiàn)象。例如,在演示“動能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化”的實驗時,最常見的方式就是利用木球來撞擊彈簧片,然后觀察彈簧片由發(fā)生形變到恢復(fù)形變的過程。然而,這個實驗不僅在實驗現(xiàn)象上十分微觀,整個實驗過程發(fā)生的時間也非常短暫,如果僅僅依靠肉眼很難看得清楚,這樣自然會影響實驗的可觀性。倘若教師能夠在實驗中引入多媒體工具,以課件的形式向?qū)W生展示實驗演示過程,把細(xì)微的形變過程進(jìn)行放大,并采用慢放的方式把整個實驗過程慢慢的展現(xiàn)給學(xué)生。在此過程中,教師還可以根據(jù)具體的講解進(jìn)度對實驗畫面進(jìn)行暫?;蛘呋胤?,使得實驗現(xiàn)象能夠與教師的講解完美的配合起來,這樣自然會大大提升實驗教學(xué)的效果。
(三)彌補(bǔ)傳統(tǒng)實驗條件的不足
在初中物理實驗中,有相當(dāng)一部分的實驗是無法在課堂環(huán)境下完成的,像是一些科學(xué)家在特殊條件下完成的實驗,包括“原子彈的爆炸”、“宇宙飛船的飛升”等,在以往,教師只能借助于一些語言描述、簡單的圖片展示來彌補(bǔ)實驗條件的不足。但如果教師能夠引入多媒體工具,把這些實驗以視頻的方式呈現(xiàn)給學(xué)生,學(xué)生就會身臨其境一般地對整個實驗過程進(jìn)行觀察。除了不具備實驗條件的實驗,在課堂上還有一些雖然具備實驗條件,但成功率和實驗效果很不好的實驗,對于這類實驗,教師也可以利用多媒體工具來完成。例如,“一氧化碳還原氧化銅”的實驗,這個實驗如果利用傳統(tǒng)的實驗方式,一方面成功率很低,另一方面,即使實驗成功了,所出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象也十分不明顯。在這種情況下,最好的方式就是放棄傳統(tǒng)手段,利用多媒體工具進(jìn)行模擬實驗,這樣既能夠達(dá)到逼真的實驗效果,又能夠保證實驗的成功率和效果,提高實驗課堂教學(xué)的效率。
二、多媒體工具在實驗教學(xué)中的弊端體現(xiàn)
(一)不利于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)
實驗?zāi)芰κ且粋€綜合性的能力,其中就包括實踐動手能力,而這種能力的培養(yǎng)需要在真實的實驗中,在親自動手進(jìn)行實驗操作的情況下才能形成。倘若一味地依賴這種虛擬的實驗,會不利于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。
(二)不利于學(xué)生探究能力的培養(yǎng)
在真實的實驗中,由于實驗操作中各種不確定的因素,經(jīng)常會出現(xiàn)一些意料之外的狀況,甚至是一些實驗的失敗的現(xiàn)象。然而很多時候,恰恰是這些意外和失敗反而可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。然而,在多媒體實驗中,各種不確定性和失敗的可能性都被排除了,這樣反而不利于學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。
三、結(jié)語
論文關(guān)鍵詞:物理實驗,學(xué)生,創(chuàng)新能力
物理學(xué)從本質(zhì)上說是一門實驗科學(xué),物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴(yán)格的物理實驗為基礎(chǔ),并受到實驗的檢驗。因此,物理實驗教學(xué)在中學(xué)物理中就顯的尤為重要。
然而,在過去的物理教學(xué)中,往往只是重視理論教學(xué),卻忽視了實驗教學(xué)的作用。即使進(jìn)行實驗教學(xué),也只是側(cè)重于應(yīng)試,忽視了對學(xué)生能力的培養(yǎng),致使實驗教學(xué)僅僅是課本的翻版,毫無新意,又令學(xué)生束手束腳,無法達(dá)到實驗本身的目的。
因此,在物理實驗教學(xué)中,應(yīng)該注意不斷激勵學(xué)生通過觀察、思考等一系列活動,來發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識初中物理論文初中物理論文,從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
那么,在中學(xué)物理實驗教學(xué)中如何來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢?筆者認(rèn)為可以從以下幾個方面入手:
一、變驗證式實驗為探究式實驗
以前,課堂演示實驗大多數(shù)是驗證性實驗。教材已給出結(jié)論,只需用實驗去驗證即可。這種做法,導(dǎo)致學(xué)生僅是一名旁觀者,而不是參與者。若變演示實驗為探究實驗,就可以把學(xué)生完全調(diào)動起來,在學(xué)生動口、動手、動腦的過程中,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
例如,在《電阻定律 電阻率》中,原課本的做法是先給出“導(dǎo)體的電阻與材料、長度、橫截面積有關(guān)”這一結(jié)論,然后再定量實驗,這就是一種驗證式實驗。在實驗中,學(xué)生往往會產(chǎn)生“為什么只研究這幾個物理量”的疑問。若將其改為探究式實驗,學(xué)生就容易掌握的多。其具體做法為,在實驗前,先讓學(xué)生們?nèi)ゲ孪腚娮杩赡芘c那些因素有關(guān),然后由學(xué)生設(shè)計實驗自行排除無關(guān)因素,最后才把決定因素控制在“材料、長度、橫截面積”這幾個物理量上。在進(jìn)一步實驗之前,還應(yīng)先指導(dǎo)學(xué)生用理論推導(dǎo)具體的關(guān)系,再依據(jù)學(xué)生的設(shè)計來完成實驗論文開題報告論文下載。
對比兩種方式,探究式實驗?zāi)芨玫陌l(fā)揮學(xué)生的主體作用,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。盡管學(xué)生的探究,談不上科研成果之說,但這種方式注重的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力與創(chuàng)新意識。在學(xué)生積極參與研究的過程中,學(xué)生不但掌握了基本的實驗方法、基本技能,還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
二、采用多方法實驗,鼓勵學(xué)生改進(jìn)實驗
在學(xué)生分組實驗中,教師應(yīng)在幫助學(xué)生掌握實驗原理的基礎(chǔ)上,鼓勵學(xué)生用不同的器材、不同的方法來進(jìn)行實驗。在實驗中,學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍,對所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在實驗的過程中初中物理論文初中物理論文,有全局的觀點,在不同情況下善于應(yīng)變。這樣,就可以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力,提高學(xué)生的分析、抽象、概括、能力,活躍學(xué)生的思維。
例如,在《動量守恒的驗證》中,該實驗要求大量的空間來操作,且在實驗過程中,時間及數(shù)據(jù)處理又顯得太過麻煩。筆者在學(xué)生進(jìn)行該實驗后,布置了一道課外思考題,讓學(xué)生發(fā)揮想象改進(jìn)實驗。一位學(xué)生參照家中的工藝品,設(shè)計了如下方案:將兩枚鋼球用細(xì)線懸起,且中心共線,緊密接觸,在鋼球后方置一木板,并在豎直方向上標(biāo)出刻度,以做標(biāo)志。將其中一小球從某一高處釋放,并記下讀數(shù),觀察碰撞后升起的高度,再次記下讀數(shù),也可得出動量守恒定律。經(jīng)過該同學(xué)的設(shè)計,將一種簡單而又有新意的實驗展現(xiàn)給我們,充分調(diào)動了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。
同樣的例子還有很多,在進(jìn)行《研究平拋物體的運(yùn)動》時,演示儀器的擋板在停球過程中,總是留下一個“V”型的痕跡。為了使實驗減小誤差,學(xué)生們略加改動,在擋板上塞了些棉花,就使數(shù)據(jù)變的十分準(zhǔn)確。
由上可見,在物理實驗中,為了使實驗更鮮明生動,更有效的反映問題初中物理論文初中物理論文,通過多方法實驗,改進(jìn)原有的實驗,能夠充分的調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
三、創(chuàng)設(shè)實驗問題,提倡學(xué)生質(zhì)疑
沒有問題就沒有進(jìn)步,沒有問題就沒有突破。常言道“小疑則小進(jìn),大疑則大進(jìn)”??鬃釉诠膭顚W(xué)生時常道“每事問”。大科學(xué)家愛因斯坦在回答他為什么可以做出科學(xué)創(chuàng)造時說:“我沒有什么特別的才能,不過喜歡尋根刨底的追究問題罷了。”可見,發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、敢于質(zhì)疑是創(chuàng)新能力的一個重要方面,而要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,就需要提倡學(xué)生敢于質(zhì)疑。
例如,在觀察《光的色散》實驗中,同學(xué)們用三棱鏡去觀察七色光帶。一位學(xué)生提出了這樣一個問題,“為什么白光通過三棱鏡投在屏上時,彩色光帶為上紅下紫,而透過棱鏡直接觀察時,彩色光帶卻是上紫下紅?”這個問題提的好,說明他是真的動腦,真的思考了。筆者立即鼓勵了他,并借此機(jī)會提倡全班學(xué)生養(yǎng)成多提問、多質(zhì)疑的好習(xí)慣。從此以后,同學(xué)們在實驗中都踴躍思考,敢于質(zhì)疑,極大的調(diào)動了學(xué)生的創(chuàng)新意識。
在物理實驗中,教師應(yīng)該多培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力,提倡學(xué)生多思考、多提問,敢于挑戰(zhàn)權(quán)威,勇于探求真理。只有這樣才能全面調(diào)動學(xué)生的主動性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
四、開設(shè)課外實驗,激發(fā)學(xué)生思維
創(chuàng)新教學(xué)的構(gòu)成要素是研究性、引導(dǎo)性、發(fā)現(xiàn)性、歸納性等有機(jī)的結(jié)合起來,這就要求教師在實驗中創(chuàng)造性的應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段,將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合,用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。因此除了演示實驗和分組實驗之外初中物理論文初中物理論文,也可以在學(xué)生的模型制作、游戲、調(diào)查小實驗活動中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
例如,在一次布置課外實驗時,筆者給每位學(xué)生發(fā)一枚雞蛋,讓學(xué)生們展開想象的的翅膀,利用雞蛋來驗證一種物理規(guī)律或物理現(xiàn)象論文開題報告論文下載。學(xué)生的想法真是五花八門:有的把雞蛋煮熟后,浸入涼水之中,發(fā)現(xiàn)比平常的熱雞蛋好剝的多,從而驗證了熱脹冷縮現(xiàn)象;有的把含酒精的棉花置入開口瓶中,并把雞蛋置于瓶口,燃燒后,雞蛋被吞入瓶中,從而驗證了大氣壓的存在;也有的將雞蛋從高處釋放,落到海綿上時不易碎,進(jìn)而驗證了動量定理;還有的將雞蛋放于硬紙片上,下方置一杯水,迅速彈出硬紙片,雞蛋落入杯中,進(jìn)而驗證了慣性定律。
像這樣與實際相聯(lián)系的課外小實驗,不僅激發(fā)了學(xué)生們對實驗教學(xué)的興趣,還能提高學(xué)生的發(fā)散思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
五、開放實驗室,探索開放式實驗教學(xué)法
開放式實驗教學(xué)并不是簡單地打開實驗室門就可實現(xiàn)的,那只是“實驗室的開放”,而非真正的開放式實驗教學(xué)。要搞好開放式實驗教學(xué)需要有一整套相應(yīng)的措施。
北京某校以俞慶森老師為首的前輩們打破了實驗課附屬于理論課、以驗證性實驗為主的教學(xué)模式。多年來他們一直在探索實驗教學(xué)的新模式,以適應(yīng)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要。經(jīng)過近年來不斷地探索,他們提出了基礎(chǔ)實驗教學(xué)開放式管理的新模式:教師根據(jù)最新科技發(fā)展的情況,擬就若干個實驗題目,由學(xué)生選取后自行查閱資料、自行擬就實驗方案、自行備齊所需簡易用具、按需要預(yù)先約定使用實驗室及所需儀器的時間,最后獨立或分小組完成實驗。教師的作用僅是提供必要的理論引導(dǎo)和“維護(hù)型”的實驗室指導(dǎo)。
這種實驗的開放管理意味著進(jìn)入實驗室的時間完全由學(xué)生自由選擇。為保證實驗的正常開展并獲得良好的教學(xué)效果,在采用預(yù)約實驗時間這一常規(guī)方法的同時,也尊重了學(xué)生意見,同時充分發(fā)揮學(xué)生的能動性、積極性和創(chuàng)造性。在每一個具體的實驗過程中并沒有結(jié)束時間的規(guī)定初中物理論文初中物理論文,允許學(xué)生在實驗失敗后重做,直至成功為止。指導(dǎo)教師也一改以往輔導(dǎo)過細(xì),偏重結(jié)果的做法,讓學(xué)生充分展開想象、創(chuàng)造的翅膀,自由發(fā)揮。
上述方案,成功地調(diào)動了學(xué)生主動探索的積極性,毫無疑問,進(jìn)行開放式實驗教學(xué),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方法。雖然在實驗過程中需要教師付出了更多的時間、精力和耐心,但對學(xué)生整體能力的提高大有裨益。
創(chuàng)新是一個民族的靈魂,在知識經(jīng)濟(jì)的社會中,人類最重要的素質(zhì)就是創(chuàng)新能力。因此,在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是我們實施素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。為了使中華民族在新世紀(jì)能夠屹立于世界先進(jìn)民族之列,新時代的物理教師更應(yīng)該全力以赴,做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn),用盡自己的每一份光和熱,來為祖國培養(yǎng)全方位的創(chuàng)新人才!