新课改下中学物理实验教学简论
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作者: 王远川
物理是一门实验科学,是物理实验、物理思维和数学演绎三者的巧妙结合。新课改下物理教师必须加强实验教学,以此培养学生的动手能力、分析能力、探究能力及发现问题的能力,融探究性学习于其中。如何在有限的时间内把物理实验教好,使学生明了,我认为教师需要采用下面的几种方法。
一、改变中学物理实验教学策略
1.课前预习置疑。
在上实验课前教师应要求学生对实验目的、原理、器材、步骤与数据处理进行预习和思考,以布置预习题的形式引导学生设计好实验方案,但不宜简单提出“实验目的是什么?”“实验原理是什么?”“实验器材是什么?”“实验步骤是什么?”等问题。比如:在《测定金属的电阻率》的实验中,教师课前根据该实验目的、原理、器材预先布置给学生以下思考题:“该实验测定电阻率的最终表达式是什么?”“实验需测定哪些物理量,各物理量应选用什么器材测定?”“该实验滑动变阻器的作用是什么?”“用什么方法消除偶然误差?”“该实验为什么采用限流电路?”
教师在预备实验仪器时可有意将部分仪器调到非正常工作状态,进行实验时提醒学生使用测量仪器测量前应先检查什么,让学生通过观察、思考得出首先需要调零。又比如电学实验中电表量程的选择对实验安全与精确度起着重要的作用,为了培养学生估算量程的能力,教师不可在实验时将需要的量程预先告诉学生。
2.开放实验室,让学生有更多自主地选择做实验时间、地点和做什么实验,有充足的时间获得更多体会,从而调动学生做实验的积极性。
对于开放学生实验我曾作过一些尝试:(1)学生提前一周交实验申请,要包含实验所需的器材、实验原理的分析、实验操作过程中的误差分析;(2)教师审查申请时只提出建议和安全使用仪器方面的问题;(3)列出实验室中实验器材清单、部分器材的用途和注意事项,分发给学生;(4)教师在进行理论教学的同时提出一些相应的实验要求和做法,并鼓励学生做好做实验的一些准备工作;(5)教师只提供相关的实验目的,不限制实验的方法;(6)教师监督学生进行实验操作并作必要的指导;(7)教师对学生的实验报告进行评价,引导学生对不同的实验方案进行比较,找出最优方案。通过一段时间的尝试,学生做实验的热情大大提高,尤其是学生通过实验对物理知识的理解更准确,掌握也更牢固,提高了实验能力。
二、物理小实验及课外实验在教学中的作用
物理是以实验为基础的学科。新的物理教科书都安排有小实验及课外实验。发挥小实验及课外实验在物理教学中的作用,符合以教师为主导、学生为主体、思维为核心、训练为主线、能力为目标的原则,能有效地提高物理教学质量。
1.充分发挥小实验及课外实验的作用,降低自学环节中学生遇到的问题的难度。
学生在预习和自学过程中常对某些新的物理概念、物理规律似懂非懂,常常对学习物理产生畏难情绪,影响自学效果。怎样帮助学生克服困难呢?指导学生做小实验或课外实验就是好办法。例如小实验“波的演示”,学生通过亲自动手实验,可确信质点的运动方向与波的传播方向的关系。利用小实验引导、解惑的推动作用,教学效果会大幅度的提高。
2.充分发挥小实验及课外实验的作用,体现学生在训练操作中的主体作用。
训练操作目的是让学生把学到的知识转化为能力。小实验及课外实验从开始设计到制作,从演示实验到观察现象,从总结规律到运用理论解决实际问题,都是学生亲身实践,通过耳听、眼观、脑想、语言表述和动手操作练习来完成的。例如小实验“巧找重心”,首先复习“重心”和“重力方向”等概念,再让学生用悬挂法求不规则物体的重心,搞清楚杂技演员“走钢丝”、“顶碗”等技巧的原理。这样用小实验说明大道理,可收到事半功倍的作用。
总之,充分发挥小实验及课外实验在物理教学中的作用,能使教学更加生动具体、变化多样、内容丰富充实,使学生学习知识更灵活主动,从而更好地发挥教师为主导、学生为主体的作用。
三、加强新课改下物理实验设计能力的培养
设计性实验是近年高考实验试题的热点,实验设计题是对考生实验知识和实验能力的综合考查。如何培养考生的实验设计能力?我认为,学生首先要深刻理解、掌握课本上列出的基本实验,只有对基本实验的原理、实验目的、实验器材的选择、安装、实验操作、步骤、实验数据的记录、处理、实验误差的分析和得出实验结论等诸方面都掌握得较好,才能顺利完成实验设计题。其次要重视用已学过和掌握的实验模型、方法来类比分析并设计实验。如设计测量电压表的内阻的实验,题目中没有设置电流表,这样的实验如何设计?学生联想到教材中有“半偏法”测电流表内阻的实验模型,就可以根据这个实验的原理和方法,类比分析用“半偏法”测量电压表的内阻,这两个实验虽然都是用同一方法,但实验原理和实验电路完全不同,减少实验误差的原理也不同,这就要求学生有自己的思想和解决问题的办法。
四、兴趣是物理实验教学的最好老师
在新课改下教师要充分利用实验探究,使学生亲身经历实验探究的过程,亲身体验实验探究给他们带来的乐趣,用实验来激发和引导学生的学习兴趣,让学生在交流评估中体验成功的乐趣。教师对学生探究活动中迸发的闪光点、创新意识要给予充分肯定和鼓励,抓住学生的兴奋点,保护好学生的学习热情,把学生的学习兴趣充分调动起来。
总之,在新课程体系中,中学物理实验教学的重要地位将越来越突出,只有我们不断探索,不断学习,处处以学生学习能力的提高为最高目标,才可能将学生培养成社会所需要的有用人才。
参考文献:
[1]王欣.物理学方法论.西安:陕西人民教育出版社,1992.
[2]陶丹.科学物理方法.武汉:湖北教育出版社,1993.
[3]王盛业.新高考.南京:江苏教育出版社,2006.
[4]梁旭.物理实验操作能力的落实.物理教育网.
[5]朱宏雄.物理教育展望.上海:华东师范大学出版社,2002.
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