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如何指導高中物理學生實驗

發布時間:2022-03-05 11:55:04

⑴ 如何利用實驗手段提高高中物理教學質量

物理是一門以實驗為基礎的自然學科。而實驗教學是學生感知信息的重要途徑,沒有很好的感知,不可能有真正的認識,物理實驗教學,不僅能幫助學生理解和掌握物理概念和物理規律,更能培養學生動手操作能力、觀察能力、思維能力和創新能力。物理學家丁肇中說過:實驗可以推翻理論,而理論永遠無法推翻實驗。物理實驗在物理教學中具有舉足輕重的地位,那麼,如何做好高中物理實驗教學呢?
1.培養興趣,讓學生樹立掌握科學的方法和信心
學生對正在學習的東西感興趣並覺得富有挑戰性,能有效喚起學生的注意力,激發學生的求知慾、解疑心,而且能引發學生積極思考。對此。在物理課堂教學中我們要創設引發學生好奇的物理問題情境、時空情境等等。在引入新知識時,教師巧設懸念。在某一物理知識的教學結束時,提出一個或幾個以後學習的有關懸念,埋下伏筆,讓學生帶著如何解決這些問題的強烈願望結束對某一知識的學習,從而活躍學生的思維,激發他們進一步學習的興趣。在教師的啟發引導下,學生相對獨立解決問題,同樣能大大地激發學生學習的興趣和積極性。在實踐過程中。"問題"應小而具體。要緊密結合物理概念、規律、方法。要有代表性、啟發性,能擊中要害。引人入勝,激發興趣,調動學生開展積極的思維活動。高中物理課程中蘊含有豐富的科學方法內容,如觀察與實驗、比較與分類、歸納與演繹、抽象與概括、分析與綜合、模型與模擬、猜想與假說、靈感與直覺等等,它們組成一個大系統。物理學理論的建立遵循著這樣的途徑:觀察實驗一提出假設一設計實驗一驗證假設一理論總結一實踐驗證理論。如果要使學生體驗、認識和掌握科學的研究方法和科學的思維方法,逐步養成實事求是的科學態度,提高各種基礎能力,以科學的態度和時代的責任感積極主動地參與到課堂教學活動中來。在教學過程中,就應充分挖掘教材中科學方法因素,使同一科學方法多次出現、多次運用,做到自覺地、堅持不懈地讓學生進行科學方法的學習。教學中要分析每章每節的科學方法因素,在確定知識、能力教學目標的同時確定科學方法教學目標。促使學生形成科學的思維方法,感受不斷創新的科學精神。另外應創設諸如實驗、講座、交流、作業、競賽等活動。讓學生養成良好的學習品質。形成認真、嚴謹的科學態度。促進學生認知、情感、科學方法、態度與技能等方面的和諧發展。
2.充分調動學生的主動性和積極性
教學是教師與學生共同活動的過程,學生獲得知識離不開教師的正確引導,教師在學生的學習過程中起著主導性作用,但是學生才是學習的主體,沒有學生的積極主動參與,教學將是一句空話。學生主體的能動作用是取得學習成功的內部因素,起著決定性作用,所以教師在發揮主導作用的同時,應充分調動學生的主動性和積極性:
2.1 將演示實驗改為學生實驗,讓學生來唱主角。學生實驗給學生提供了親自動手的機會,既調動了獲得知識的積極性、主動性,又能讓學生在動手過程中,通過設計、操作、觀察、分析、歸納,自我解決頭腦中的"為什麼",總結出合乎事物發展的新規律,使每個學生獨特的個性和創新能力在動手尋找知識真諦的過程中得到發展。因此,在教學設備能夠滿足需要的情況下,或經過努力能夠創造條件的情況下,應盡可能地變演示實驗為學生實驗。例如:摩擦力的大小跟哪些因素有關,所需實驗儀器比較簡單,學生容易准備,讓學生自己動手完成,通過觀察、記錄數據,分析總結出一個物體在另一個物體表面上滑動時,決定摩擦力大小的因素。這樣既滿足了學生好奇的願望,激發了學生求知的興趣,又在實驗中學會了使物體做勻速直線運動的技巧,並掌握了判斷物體是否做勻速直線運動的方法(看彈簧秤的示數是否穩定)。 部分學生在實驗中還觀察到物體未滑動前彈簧秤已經具有示數,預示著靜摩擦力的存在,為進一步學習"靜摩擦力"埋下了伏筆。
2.2 讓學生上台做演示實驗或協助教師做實驗,為學生動手創造條件。對於一些實驗器材簡單,實驗效果明顯的演示實驗,盡可能讓學生上台做演示實驗或協助教師做實驗,為學生動手創造條件。如"彈力的產生"、可在教師的指導之下,由學生上台進行操作、演示。學生的許多學慣用品往往可以用來模擬物理過程,創設物理情景。書、文具盒等可用來模擬物體的運動,分析物體的受力,鉛筆、鋼筆等可用來模擬通電直導線;筆尖指向表示為電流方向,用於分析磁場及安培力。橡皮、鞋帶等可用來分析單擺,圓錐擺,及豎直平面內的圓周運動等等。
2.3 實驗教學過程中,教師要及時指導學生去觀察現象、分析現象、得出結論。用觀察促進思維活動的展開,又用思維指導觀察活動的進行,逐步掌握物理概念和規律。例如:將兩個鋁質易拉罐剪成的鋁圈分別用膠帶紙粘在吸管的兩端,並將其中一鋁圈剪斷,將吸管擱在一個廢燈泡上,用強磁鐵做楞次定律的演示實驗,引導學生觀察現象,發現規律。
3.為學生多創造去實驗室做實驗的機會
學生們會否動手設計實驗在很大程度上都關乎物理教學的成敗,個別學生由於不拘泥於課堂上所看到的或書本上所接觸到的實驗,往往會表現出強烈的好奇心與求知慾,總是希望能有個動手的窗口把個人的物理思想付諸於實踐,來探明是否可行。此外,還有部分學生因自身對物理公式或規律理解欠透徹,而表現出害怕做實驗或者只想著單純提高物理成績而不願意親自去實驗,擔心出錯會打擊個人學物理的自信力。基於此,教師就要因材施教,針對不同水平的學生,利用課余時間與實驗室工作人員協商好,完全開放實驗室,給不同物理層次的學生都營造出一個良性互動的實驗教學氛圍,讓學生們從實驗中不單單能學到物理知識,還可以培養嚴謹的、踏實的物理學習態度,為將來走向工作崗位夯實基礎。這也符合新課標改革的理念和初衷。
4.結束語
教師要高度注重實驗教學在整個物理教學的地位和作用,運用新穎、靈活的教學方式,不斷革除過去輕視實驗的錯誤教學觀念,激發大家實驗的興趣,全面提高物理教學水準。

⑵ 如何創新高中物理實驗教學

實驗教學是高中物理教學課程的組成部分,也是物理教學的重要工具與方法,是培養高中生全方位科學素養的重要手段。尤其是新課程改革的推進,對學生實際動手能力、應用能力的要求越來越高,只有不斷創新物理實驗教學,才能順應人才發展需求。
1.樹立創新的物理實驗教學觀念與目標
高中物理實驗教學是高中物理教學的重要組成部分,但由於受應試教育影響,以往高中老師只會分配有限的時間與資源進行實驗原理、過程、結果演示與講解,認為學生只要在考試時候會解相關題目就可以,所以我們看到的很多高中物理實驗教學大多以解題技巧為主,甚至很多學生不知道實驗過程以及涉及的器具,但對其中的關鍵考點卻了如指掌。
新課程改革要求教育應該將知識與技能,過程與方法以及情感態度與價值觀整合起來,以此來確定教學目標,針對高中物理實驗教學,首先學校應該制定物理教學總目標以及各階段實驗教學具體目標,明確高中物理實驗教學的方向,推動老師合理展開實驗教學工作。開放實驗室,完善實驗室器具與管理,給學生創造良好的實驗環境。
物理本身作為一門實驗科學,其很多理論知識都是來源於物理實驗的發現與總結,實驗教學可以讓學生有機會像物理學家一樣通過實驗去探索問題的解決方法,通過實驗過程,掌握問題的影響因素,最終通過分析、總結數據來找到問題的答案,每個物理實驗都可以幫助學生探索與學習物理知識與規律,讓學生經歷完整的科學探索發現過程,鞏固與強化知識,有助於理論與實際的融會貫通,有助於養成學生系統創新性的思維。老師應該摒棄傳統的應試教育理念,鼓勵學生走進實驗室,讓學生在實驗中實現物理知識的溫故知新,合理安排實驗課程,重視實驗過程教學。
2.運用多種創新性物理教學手段
2.1多媒體教學
多媒體教學現已經逐漸普及到各個學校,高中物理老師在安排實驗課程的時候,應該巧妙運用多媒體教學,提高物理實驗教學效果。多媒體教學可以呈現出圖像、聲音、視頻,因為很多物理知識比較抽象,物理實驗又很難在學校實驗室實現,運用多媒體教學可以讓抽象知識更直觀,並且通過實驗動畫的製作,讓無法完成的物理實驗呈現在實驗課堂上,比如說,原子物理中的α粒子散射實驗,通過多媒體視頻,可以將實驗中難以完成的α粒子散射過程,呈現在學生面前,從而有助於學生理解與記憶這個知識點,為後面的物理知識學習打下基礎。
2.2小組化教學
老師應該將學生進行合理分組,一方面因為實驗教學時間、某些器具有限,老師不可能對每個學生進行一對一教學,同時大班化實驗教學也無法讓老師掌握學生學習狀況;另一方面小組化教學,小組成員通過合作互助,共同完成實驗過程,有利於提高學生合作能力,拉近同學間的距離。
2.3趣味性教學
相較於其他學科,物理知識由於其抽象、枯燥等原因,往往導致很多學生對物理學習沒有積極性,物理老師在安排實驗課程的時候要精心研究知識,准備教學內容與實驗器具,在實驗設計時注重其趣味性,讓學生在實驗中學習物理知識的同時,還能夠提高物理學習興趣。比如說,運用可樂瓶製作「水火箭」,其物理原理是利用水和空氣的質量之比,水的密度要比空氣要大得多。當氣體進入密閉的火箭體內,使得容器里空氣的氣壓不斷增大。待到氣壓增強到一定程度後,「水火箭」中的「燃料」就會突破密瓶塞,高速噴射而出。這個實驗需要的器具很簡單,只用到身邊的可樂瓶、水即可,但效果卻很好,而且趣味性強,很受學生歡迎。這樣的物理實驗,讓學生更關注身邊事物,提高探索其中奧秘的慾望,從而讓學生愛上物理這門學科。
2.4鼓勵學生進行課後物理實驗、家庭實驗
物理實驗教學課程有限,老師可以鼓勵學生運用課後時間以及資源進行實驗,這里主要舉兩個方案。其一,學校設立物理實驗興趣班,開放實驗室,配備專業老師,可以實時指導學生進行物理實驗,組織物理實驗興趣濃厚的學生一起在課後完成物理實驗,讓學生在實驗興趣班可以一起學習、探索知識;其二,老師可以加強與家長的溝通,家庭作為學生生活最多的場所,而且有很多物品可以用來完成小實驗,讓家長與孩子一起完成實驗,有助於培養親子感情,同時也可以普及物理小知識到各個家庭。除此之外,還可以組織學生參觀科學館,組織學生參加發明競賽,讓學生可以充分學習與發揮自身特長,進而增強學生物理實驗學習信心與決心。
3.結束語
學校以及老師應該樹立正確的實驗教學觀念,注重培養學生的物理創新思維能力以及動手能力,重視實驗教學對於鞏固學生物理知識、提高學生物理學習積極性以及創新能力的作用,在教學過程中以學生為主體,培養學生自己獨立實驗能力以及探究性學習習慣,充分運用多媒體、小組教學、趣味性教學以及課後實驗等多種創新教學手段,來提高實驗教學的趣味性,培養學生的實驗動手積極性、創新能力,最終讓學生在新課程物理課程學習過程中,能夠養成良好的物理實驗學習、動手習慣,不斷提升學生科學素養與綜合素質

⑶ 怎麼學好高中物理實驗

要想學好實驗這方面,必須得多動手做實驗,要完全熟練,摸透其中的內容,VCM模擬實驗是一套能夠串起所有理化知識,專門為物理化學研發的提分工具。

⑷ 如何有效利用小實驗豐富高中物理課堂教學

高中物理課程較初中物理抽象,內容也多,用到的數學知識較多,物理題型解題方法多,需要較強的抽象思維能力和分析問題解決問題的能力,導致高初中物理產生較大的銜接,很多學生感到高中物理難學,產生畏懼情緒,課堂上能聽懂,但課下不會做題,如何解決這些難題是許多教師和學生急切盼望解決的問題。我覺得搞好課堂改革,提高課堂教學效率是目前我們有效地解決這一難題的重要途徑。本人結合有關現代教育教學理論和多年的物理教學實踐,淺談自己的體會和認識,以與各位同行共勉。
一、利用多種教學手段為學生創設情境,激發求知慾
教師在課堂上尤其剛上課時通過創設物理教學情境,可提高學生的興趣和聽課的注意力,讓學生盡快地進入學習狀態。教師創設問題情境的方式有:有啟發性和目的性的物理問題,學生熟悉的物理生活實例或物理故事,與本節教學內容相關的物理小實驗小製作,利用投影儀計算機等多媒體放映相關的物理動畫或視頻等。但這些問題情境的創設要求教師要結合教學內容,根據教學的具體情況,充分利用多媒體手段,選擇既貼近學生生活又具有時代氣息的事例,以圖文並茂,形象生動且有利於學生內心體驗的表現手法向學生展示具有設疑激趣特徵的問題情境。
例如,在「運動快慢的描述速度」一節的教學中,以雅典奧運會中劉翔110m欄奪冠過程為背景,創設情境,同時播放劉翔在雅典奧運會110m欄中的決賽錄像。在此基礎上提出問題,問題1:110m欄決賽中,裁判是根據什麼判斷劉翔得冠軍的?問題2:比賽現場的觀眾是如何知道劉翔獲得冠軍的?問題3:有位同學100m成績為12s,請你判斷他和劉翔誰跑的快?利用信息技術創設這樣的問題情境,就可以充分調動學生學習的積極性,激發他們研究的熱情。
二、充分發揮實驗在物理教學中的作用
1.做好演示實驗激發學生的積極性
教師通過精心設計的演示實驗,引導學生觀察,根據實驗現象,師生共同分析、歸納,總結出有關的物理規律。如:在講圓周運動的向心力時,可用一次性塑料杯做成「水流星」實驗,按照常規認識,當杯子運動到最高點時,水必往下灑,但從實驗結果看卻出乎意料之外,水並沒有下落。接著使轉速慢下來,學生們會發現慢到一定程度後水會下落,接著提出問題:要使水不落下來,必須滿足什麼條件?從而引入課題,使學生在好奇心理的驅使下進入聽課角色。
2.讓學生進行探索性試驗研究
例如:在牛頓第二定律的教學前,安排了實驗「探索加速度與力、質量的關系」。讓學生通過實驗探索加速度與力的關系以及加速度與質量的關系。使學生得出:在質量一定的條件下,加速度與外力成正比;在外力一定的條件下,加速度與質量成反比的結論。在此基礎上,教師指導學生總結加速度、外力和質量間的關系,得出牛頓第二定律。在學習勻變速直線運動的速度與時間的關系前,安排了學生探究性實驗「探究小車速度隨時間變化的規律」。
三、在教學中引導學生建立物理模型
物理學的探索過程是通過觀察和實驗積累經驗,在經驗事實的基礎上建立物理模型,提出簡潔的物理規律。物理模型就是把實際問題理想化,先略去一些次要因素,突出其主要因素。例如,我們在運動學中建立了「質點」模型,捨去物體的形狀、大小、轉動等性能,突出它所處的位置和質量的特性,用一有質量的點來描繪,這是對實際物體的簡化。以及電學中的「點電荷」模型、光學中的「點光源」模型等。
在教學過程中幫助學生物理過程模型化。如:力學中的落體模型、簡諧運動模型、彈性碰撞模型、類碰撞模型,物體在運動過程中動量、能量的變化;電學中的帶電質點在電場、磁場中運動模型;熱學中的分子間相互作用模型,分子間相互作用過程中分子間相互作用力及分子勢能的變化等等都是物理過程的模型化。教師在講解習題時要善於引導學生通過對物理過程的分析,進行抽象簡化為相應的物理過程模型,然後利用相關模型的物理規律和公式,以便於快速准確地找到解決問題的思路。
四、教師講究授課的語言藝術
語言是教師賴以完成教學任務的重要信息媒介,語言深入淺出、形象生動,能激發學生的求知慾,形象生動的語言可以激發學生的興趣,喚起學生的表象,促進學生的想像。直觀形象的教學語言最常用的是比喻法和模型化。如在講解質量和慣性的關系時,為了使學生加深對當要求物體的運動狀態不容易改變時,就要盡可能地增大它的質量,當要求物體的運動狀態容易改變時,就要盡可能地減小它的質量的理解,以結合體育運動現象充分說明,身材苗條模特不可能充當拳擊運動員;而略有臃腫的拳擊運動員不可能充當短跑運動員或體操運動員。如說到原子核和原子的大小,如果把原子比作直徑等於100m的大球,那麼原子核只相當於直徑為1cm的一個小球。通過生動形象的語言描述給學生留有充分思考、聯想的餘地,既降低了對物理知識的理解難度,又培養了學生的形象思維能力,增加了知識的趣味性,培養了學生的學習興趣。教學經驗表明,教師組織教學時注重語言的直觀形象性,能夠使抽象的概念具體化,深奧的道理形象化,枯燥的知識趣味化。可以活躍課堂氣氛,吸引學生的注意力,培養學生學習興趣,增強學生求知的快感和啟發學生的智力,增加對所學知識的理解力。
總之,提高課堂教學效率的途徑很多,但具體執行教學任務的是我們教師。所以,我們應努力提高自身素質,探索教學規律,改進教學方法,把教學當成一種創造性的藝術活動去精益求精,教學效率會更加提高。課堂教學是一門藝術,值得我們堅持不斷地去實踐、思考,去探索、嘗試,去開拓、創新。

⑸ 高中物理實驗探究教學中有哪些有效的策略

如何在物理教學中有效運用實驗研究來加深學生對物理知識,的理解與認識,是許多物理教師共同想要探究的。如何將物理理論穿插在物理實驗中,如何將物理理論與實驗課聯合起來,本文通過對高中物理實驗課現狀的分析,研究了高中物理實驗課的有效教學策略,指出實驗課在物理教學中起到的現實性意義。
1 高中物理實驗課教學要注重培養科學精神
由科學性質決定且在整個科學活動之中貫穿的基本的思想狀態和思維方式就是我們平常所說的科學精神,他的具體表現形式為:探索創新精神、求實證明精神以及敢於懷疑的精神。在具體的高中物理實驗過程中,學生要注意對實驗數據的收集記錄,明白實驗數據對整個實驗教學的重要性。在對多次實驗數據的分析基礎上進行不斷的論證,不要把實驗結果帶到實驗過程中從而影響對數據的記錄描述等,這就需要探索創新精神。在進行了對數據的比較分析的基礎上得出實驗結論,進行推理證明,一旦沒有如實記錄實驗數據,也就得不到正確的實驗結論,因此,需要學生的求實證明精神。在實驗探究活動中一定要注意哪些存在而沒有解決的矛盾,從吸取經驗教訓,對物理探究方案進行改進。如果假設的物理實驗結果與實際實驗研究結果不相符,這就需要高中學生的分析精神以及懷疑精神,可以是對實驗教材的懷疑,也可以是對實驗方案的正確性的懷疑。因此,科學精神在高中物理學實驗課程中非常重要。高中新課標下的物理實驗課程要求學生進行探究性物理實驗,這與傳統實驗有本質的區別。這種實驗的實驗結果是未知的,這種實驗結果的未知性更能激發學生的興趣。需要教師引導學生從實驗原理到過程再到結果來進行實驗,整個實驗過程需要學生的主動性,實驗過程中能夠充分發揮學生的創造性以及創新精神。
2 高中物理實驗課教學要提倡學生的合作與交流
為什麼提到合作與交流?高中物理實驗不是學生獨自一人就可以完成的實驗,這個實驗需要很多同學的參與。大家必須齊心協力、分工做好自己應該做的事,共同觀察實驗過程中發生的現象;記錄並整理實驗數據,最後通過整個小組的分析討論來得出實驗結論。畢竟一個人的知識是有限的,且一個人的注意力也是有局限的,因此,交流就非常有必要。合作與交流在實驗過程中非常重要,很多世界聞名的大科學都是通過別人的實驗研究得到了啟發,從而在特定的領域做出了非常大的貢獻,比如法拉第通過奧斯特發現的磁效應用得到了啟發,開始對由磁產生電進行研究,從而發現了著名的電磁感應定律。通過交流合作不僅能幫助自己快速理解實驗結論還能彌補自己實驗研究中的不足,比如戴維遜曾將發現的電子被散射後出現的衍射干涉現象認為是鎳靶中出現了晶體的原因,但當他知道德布羅意的波理論後,才恍然大悟,明白這個可能與電子的波動性有關。因此,在高中學生的物理試驗中,合作和交流非常重要。畢竟每個學生由於其知識掌握程度的差異以及觀察問題的思維角度的不相同等,對同樣一件事物就會有不同的看法,這個時候,物理教師一定提倡他們將自己的不同看法表達出來,經過大家的討論,指出實驗中的錯誤或者邏輯上的錯誤,取長補短,達成一致結論。
3 高中物理實驗課教學要做到開放、靈活
要想讓學生更好的通過直觀形象的方式來理解物理學理論知識,最好的方式就是讓他們多動手做實驗,通過親自動手做實驗、記錄並且觀察得出結論以加深對知識的記憶力。那麼僅僅通過課上的物理實驗課程是遠遠不夠的,畢竟物理課堂時間有限,不能夠滿足每位學生對實驗的認識要求。因此,要開放實驗室,要學生在課後時間進行自主實驗研究,將實驗教材的作用發揮到最大化,鼓勵高中學生自主進行實驗研究,這樣做還有利於學生對實驗器材的接觸認識了解等。當然,筆者這里指的開放性不僅僅指的是實驗室的開放性,還指的是實驗研究內容的開放性。高中物理新課標對實驗的具體操作方法並沒有進行嚴格要求,甚至一些探究性活動的結論都不是唯一的。研究內容的開放性就使得高中學生對實驗的研究方法的靈活性選擇上得到了可能。教師可以在具體實驗過程中,引導學生進行實驗方案的設計,鼓勵學生提出更多可能合理的實驗方案,實驗過程中通過觀察分析,最後得出實驗結論,並對隱含在實驗中的原理進行深入理解。教師還可以鼓勵學生利用身邊的器材做實驗,可以是學習過的理論知識,也可以是未知的研究,這樣不僅能夠加深學生對物理知識的記憶還能引發學生的興趣,喜歡自己動手探索,動腦思考,從而愛上物理這門課程。
結語
物理實驗課程是對物理理論課程進行理解的基礎,在高中學生在進行物理實驗課程時,教師一定要注重有效引導學生,拓展學生的思維空間,提高學生的自主動手能力以及觀察、思考、總結能力,鼓勵學生在實驗中多進行有效合作與交流,培養學生敢於質疑、勇於創新的精神。教師要倡導學生對實驗結論提出不同的看法,為再次實驗研究做准備。在實驗中,教師要對實驗過程中可能出現的問題進行預測,及早備案,以便做好引導工作。

⑹ 如何提升學生物理實驗觀察能力,動手能力等方面的設想

觀察現象和學生實驗,能夠使學生對物理事實獲得更具體的,明確的認識,這是理解概念和規律必要的基礎.
1、觀察和實驗對培養學生的觀察和動手能力,培養實事求是的科學態度,引起學生的興趣,具有不可代替的作用.
2、在高中物理教學中,必須充分注意抓好。

⑺ 如何改進和加強高中物理實驗教學

【摘要】物理是一門實踐性和實驗性很強的自然學科,它是以實驗為基礎的科學,學生在學習和掌握這門知識的過程中必然服從人類認識的一般規律,由實踐……理論……實踐。因此在中學物理教學過程中物理實驗課有著舉足輕重的作用。它是學生在教師指導下獨立獲得物理知識與實驗技能的活動,是手和腦、知識和能力得到綜合訓練的重要環節,另外在培養學生觀察能力,激發學生學習興趣等方面,實驗教學也有著不可替代的作用。總之,從中學物理教學的目的與任務、物理學的特點和學生的年齡特徵等多方面綜合來看,實驗課確實是整個物理教學的堅實基礎。【關鍵詞】農村學校物理實驗教學實驗探究實驗儀器實驗課堂培養學生物理學是從初中八年級才開始的一門實驗探究學科,它的理論形成及論證的基礎大多源自於科學家們的智慧和實驗。隨著新課改進程的推進,加強中學物理實驗教學勢在必行。眾所周知,初次接觸物理課程的初中生的知識體系和知識結構不十分完善,物理實驗需要在教師的指導下進行。物理實驗的主要目的是讓學生動手操作,通過實驗學會觀察現象,使用儀器進行測量及處理數據,然後分析結果,形成實驗報告。這樣的實驗教學不僅能夠鍛煉學生的動手能力,培養學生學會獨立獲取知識,還能培養學生應用知識獨立解決問題的能力。可當前,農村學校物理實驗教學存在以下的問題:實驗儀器配備不全、設施陳舊、器材不配套、數量不足;實驗教師資質的匱乏;傳統的應試教育模式禁錮著實驗課的開設;學生基礎知識差,後進生多等現實問題。諸多的因素使農村學校物理教學實驗無法正常開展。而一些教師總是默默地耕耘,克服困難將物理實驗教學開展得有聲有色。下面我談幾點膚淺的認識和做法:一、注意收集可用實驗的物品,努力創造物理實驗教學條件在物理實驗教學過程中實驗儀器的損耗是非常大的,新教材中也出現的一些先進的儀器,因此,實驗室就必須不斷填補器材,而農村學校教育經費的嚴重不足,很大程度上也就制約了實驗課的正常開設。特別是我的學校,近幾年來又是拆又是搬遷,桌椅已搬得面目全非,而那少得可憐物理實驗儀器,如今是殘的殘銹的銹。面對少得可憐又殘缺的物理實驗儀器,作為一名物理教師的我,在小孩的玩具堆里、在不起眼廢墟堆中總能找到有價值的器材,把它們收集起來,用於課堂的小實驗,從而使我的物理教學課堂充滿活力。例如小玩具溜溜球用來演示慣性現象或動能與重力勢能的相互轉化;針灸的小銀針(細而長),在演示電磁鐵強弱中,效果更明顯等等。漸漸的學生也學我把身邊小玩具、物品帶到課堂共享實驗帶給我們的喜悅。體現新課改的理念「從生活到物理,從物理到社會」。至於課本中的分組探究實驗,在我校的實驗室無法進行的,我就向教學條件好的縣中或思源實驗學校借用實驗儀器,盡量讓學生自己動手進行實驗。使物理課堂充滿魅力,帶給學生以激情和美的享受,從而激起他們高漲的學習情緒。二、適當地使用多媒體輔助教學,優化物理實驗教學農村學校沒有配備實驗教師,實驗器材得不到完善保管,以及實驗教師和授課教師的不分,使本來就十分繁重的教學任務讓授課教師們無暇顧及實驗課。實驗自然就被置於一個從屬的、次要的地位,從而得不到應有的重視。多媒體教學技術的出現,使得豐富多彩的世界,都可以模擬模擬。把多媒體技術引入教學,是學校電化教學的一大革命,它可以根據學科特點、不同的內容、充分利用聲、畫、視頻等多媒體手段創設情境、化不見為可見,化靜為動、化抽象為形象,最大限度地調動學生積極性,激發學生學習興趣。充分表現教學內容、突出重點、突破難點,引導學生主動探索、主動發現、主動學習。例如托里拆利的演示實驗,水銀昂貴且有毒,我校的實驗室不配備,此實驗無法操作,而我藉助多媒體可以更加自然、逼真地展示實驗教學過程及結果。從而克服了學校實驗儀器的缺陷,改善了教學媒體的表現力和交互性、促進了課堂教學內容、教學過程的全面優化,提高了教學效果。但多媒體教學並不是提高教學效果的靈丹妙葯,不要一味地過多追求和利用多媒體教學,要適可而止,否則會出現負面效應。三、重視物理實驗教學的探究過程,改變傳統考核形式長期以來,社會和家長甚至上級主管部門評價學校的標准往往是一個升學率,評價學生就是看分數,很自然地大家仍以應試、升學為軸心來安排教學內容,對於實驗內容的教學,也只注重書面知識的傳授,結論的得出,讓學生記實驗現象和實驗結論,而過程怎樣並不注重。而這與現行的《課標》背道而馳,培養不了學生的動手操作、分析、歸納能力。物理教學是以實驗為基礎的,對學生實施考核勢在必行,應摒棄傳統的紙筆型(書面)考核的單一形式,而用書面與實際操作相結合的方式,真實地衡量出學生的實際能力。不過在操作考核中應以「易行」、「可靠」為原則,操作考核的內容要覆蓋所有的考核內容,既不能容易到「伸手可得」,也不能難到「跳一下也摘不到果子」的程度,要適中,評分要憑學生的操作動作,操作結果論英雄。近幾年來我省在物理、化學的考試中,實施了實驗操作的考核,促進了教師對實驗教學重視。四、激發學生學習物理的興趣,養成良好的實驗習慣本地區農村家庭教育幾乎是空白的,學生小學的知識基礎差,進入中學後課程增多、難度增大,學生的厭學、逃學、輟學情況嚴重。而初中物理教學是物理學的啟蒙階段,知識與生活貼近,學生剛接觸物理時往往具有好奇心。因而,物理實驗教學的首要任務是,及時的抓住這一特點,激發學生學習物理的興趣,並使這種「短暫」的興趣得以穩定的發展,注意強化課堂演示實驗教學、開發學生自創小實驗是重要途徑。例如八年級物理(上冊)《緒論》的課堂上,這一節課一定要上好,如果枯燥無味地灌輸《緒論》,勢必缺乏吸引力,也調動不起來學生學習的積極性,尤其對基礎差的學生,感覺不到是在學習一門新課。這一課我盡可能的備生活常見且有趣的小實驗(兩張紙間吹氣、透鏡引火、硬紙片堵玻璃杯中的水等等)和學生一起探討並動手實驗。讓學生感受到學習物理是一件輕松愉快、有吸引力的學科。同時,教師要深刻領會新課標精神,在實驗教學過程激發學生學習物理的興趣,調動學生學習物理的主動性和積極性,把實驗教學與理論教學、思想教育,以及情感、能力、科學態度和科學方法的培養有機結合起來,達到全面提高物理教學質量。教學中注意從科學態度、規范操作上給學生示範,對學生的操作提出嚴格要求,對如何觀察、記錄實驗現象、填寫實驗報告加以具體的指導,使學生自主完成探究過程,啟迪學生的智慧,培養學生的創新精神。目前,要想徹底改善農村初中物理實驗科學,做到這些還遠遠不夠,這只是我個人的一些想法和做法,也是我今後一段時間里的努力方向。新課程改革對物理這門自然科學課程的重視是大家的共識,物理教學必須體現實驗科學的教學規律,注重對學生實驗實踐能力、探究能力和創新精神的培養。為了培養學生學習物理的興趣和愛好,激發他們樹立敢於攀登科學高峰的雄心壯志,我們就進一步改善實驗條件,改進實驗教學,直觀形象地為學生提供感性知識。教師應充分認識實驗教學的必要性,從現有資源出發,完善實驗教學環節,提高實驗效果。參考文獻1、李偉《淺談農村學校物理實驗教學的實施》2、馬學蓮《農村中學初中物理實驗教學的改進方案》

⑻ 如何開展有效的高中物理實驗教學

有效開展高中物理實驗教學可以增強學生的思維能力,讓學生在實驗中發現問題、分析問題、解決問題;有效開展高中物理實驗教學可以增強學生的動手能力,讓學生在實踐中培養實驗設計和操作能力;有效開展高中物理實驗教學還可以提高學生的物理學習水平,讓學生在實驗中加深對物理問題的理解,提高物理素養。下面從四個方面簡要介紹教師應當如何有效開展高中物理實驗教學。
一、激發學生的求知慾望,讓學生在樂趣中進行實驗
傳統的高中物理實驗教學中,教師只是讓學生硬性地完成給定的實驗任務,不注重激發學生的探索慾望,學生雖然在教師的「要求」下完成了實驗任務,但是在實驗中的收獲卻不大,這不符合新課標的要求。新課程背景下,教師應格外注意激發學生的求知慾,讓學生在樂趣中進行實驗。「興趣是最好的老師。」只有讓學生對實驗產生了濃厚的興趣,實驗課的效率才能提高。比如:「用單擺測重力加速度」這個實驗,教師不妨將單擺裝置拿到課堂上,現場展示其擺動過程,讓學生仔細觀察,針對單擺可能具有的作用,自由進行思考和討論。在學生的熱烈討論中,教師可以引導學生思考:單擺是否可以測定當地的重力加速度呢?最後結合所學理論給出正確回答。由此自然引出了實驗方案設計的問題,使實驗教學順勢展開。這里,通過實驗前的觀察和討論,有效激發了學生的實驗學習興趣。
二、發揮學生的主體作用,讓學生在課堂上主動進行實驗
傳統的高中物理實驗教學中,教師給學生講明實驗原理、實驗步驟、實驗結果,學生只是被動地接受,在實驗過程中很少進行思考,達不到實驗教學的預期目的,也不符合新課標的要求。新課程背景下,實驗教學活動中應該充分發揮學生的主體作用,讓學生主動參與到問題提出、方案設計、實驗實施等環節中來,通過實驗深度理解物理知識,培養學生的物理實驗能力。比如:「用打點計時器測速度」這個實驗,教師提出實驗任務後可以讓學生自由討論可能的實驗方法,隨後介紹打點計時器的工作原理,引導學生利用打點計時器完成實驗設計,對學生設計的方案給出評價和修正之後,組織學生主動完成實驗探究。這樣,學生在主動參與中既學習了知識,也培養了能力,實驗教學效率得到顯著提高。
三、運用多媒體輔助實驗教學,讓學生在規范中進行實驗
傳統的高中物理實驗教學中,教師主要運用講解、板書和親自演示的方式進行實驗教學,但是講解和板書形式比較枯燥,親自演示也往往缺乏必要的規范性,這就容易導致學生的實驗課效率低下,甚至實驗過程不規范,不符合新課標的要求。新課程背景下,教師要善於運用多媒體展示實驗要領,讓學生規范地進行實驗,在規范的實驗中體會物理的嚴謹美、理性美。比如:「測電源電動勢和內阻」這個實驗,教師可以利用多媒體給學生展示在實驗過程中電流表和電壓表是如何連接的,滑動變阻器是如何移動的,採集到的數據是如何處理的,如何通過圖像得出實驗結論。通過演示,學生不僅可以高效地復習相關基礎知識,還可以從中吸取經驗,完善自己的實驗過程。
四、進行小組討論學習,讓學生在合作中進行實驗
傳統的高中物理實驗教學中,教師往往強調讓學生獨立進行實驗,獨立學習固然重要,但是在獨立學習中學生容易限制自己的思維,遇到問題可能也無法及時解決,容易導致實驗課堂效率低下,不符合新課標的要求。新課程背景下,教師要讓學生進行小組討論學習,讓學生在合作中進行實驗,在小組討論的過程中,學生可以汲取其他同學的優點,完善自己的思維,能更高效地進行實驗,提高實驗課堂學習效率。比如:「用雙縫干涉測光的波長」這個實驗,教師就可以讓學生分組討論如何利用雙縫干涉測光的波長,實驗原理、實驗方案學生都可以在合作學習中完成。

⑼ 如何在高中物理實驗中培養學生的思維能力

「創新是一個民族的靈魂」,在全面實施素質教育的今天,人的最重要的素質是創新能力。物理教學中培養學生的創新能力是實施素質教育的重要內容。新課標指出,物理課程不僅應該注重科學知識的傳授和技能的訓練,而且還應重視對學生終身學習願望、科學探究能力、創新意識以及科學精神的培養。實驗教學對培養學生的創新思維能力有著至關重要、不可替代的作用。下面就如何在實驗教學中培養學生的創新思維能力,與同仁共同探討:
一、更新教學觀念,加強設計訓練
教師教學觀念的陳舊已嚴重阻礙了學生創新思維和創新能力的發展。由於我們長期徘徊在「做實驗不如講實驗,講實驗不如背實驗」的「應試教育」的怪圈裡,直到現在,還有部分教師把演示實驗甚至學生實驗課作為講讀課來上,根本就談不上什麼探索性、開放性的實驗課。從根本上有悖於新課標的精神和新教材的要求。因此,作為教師,要想培養創新人才,必須樹立創新的觀念,立足於開發學生的實驗潛能,點燃學生創新的火花,保護並尊重學生的主體發展與創新精神,讓學生由教的對象,變為學的主體、創新的主力。在物理中應該把更多的精力、時間投放在學生創造性解決問題上。
設計實驗對培養學生的創新思維和實踐能力具有「新穎」、「有趣」的特點,並有助於對學生進行發散性思維的訓練。「新穎」並不是無原則的新,而是以學生現有知識水平為基礎;「有趣」即要有趣味性,以激活學生的求知慾,引導學生進一步思考探索。例如,在「測定小燈泡的功率」的實驗中,除按課本上的方法測定小燈泡的額定功率外,教師可引導:若題目中不具備電壓表或電流表中的任意一個,而是給出了一個已知阻值的電阻,同學們能不能測出小燈泡的功率呢?可讓學生動手做一做。當學生完成這兩步後,教師再深入引導,「假如已知電源電壓,而電壓表的量程小於燈泡的額定電壓時,怎樣測量小燈泡的額定功率呢?」這樣步步引導,逐漸深入,利用新穎、有趣的實驗設計,激活學生的思維。不但提高了學生靈活應用知識的能力,更重要的是培養了學生從不同角度、用不同方法解決問題的發散思維能力,有效地促進了學生創造力的培養。
實踐表明:指導學生進行設計性實驗的訓練是調動學生動手和動腦積極性的一項有效措施。設計性實驗使學生感到有探索價值和設計必要,能引起學生興趣,能培養學生動手動腦的能力,進而培養學生的創新思維能力的目的。
二、引導發現探索,活躍創新思維
實驗總是以發現,以探索作為追求目標的。雖然物理實驗中的現象和規律通常都是前人已經發現的,但對學生來說卻依然是未知的,因此,在實驗教學中,教師應當努力把發現的任務交給學生,在讓學生成為發現的主人的同時,讓他們充分體驗到智力勞動的艱辛以及科學發現的喜悅,從而激發其強烈的探索精神,培養學生的創新思維能力。例如,在「用伏安法測導體電阻」實驗中,教師先給各組提供一個阻值相同的電阻讓學生測量,由於有的學生將電流表內接,有的將電流表外接,勢必導致彼此間測量結果的較大差別(甚至可以是成倍的差別),疑惑也就由此產生:「相同阻值的電阻其測量值為何會有這么大的差別?」「哪一個測量值比較准確?」「怎樣才能減少測量的誤差?」這時,學生會懷著解決問題的迫切心情去通過實驗並結合實驗原理及誤差的來源進行探索。進而會使他們發現,電流表內接與外接測量同一電阻,會導致測量結果的較大差別,為了減少測量的誤差,應根據被測電阻的大小及電流表、電壓表的內阻等具體情況確定電流表的接法。但由於這種簡單伏安法電路本身的不完善,不論是採用電流表內接還是外接,都有系統誤差。那麼,能否消除這種系統誤差呢?為此,可向學生介紹補償的思想,引導學生設計出原理上較為完善的電壓補償和電流補償電路。這時,由於電流表和電壓表不夠准確帶來的誤差又會成為主要矛盾,如何解決這個矛盾?經過進一步引導,可使學生認識到,如採用准確度高得多的電阻箱和靈敏度很高的電流計來代替電壓表和電流表,便可大大提高測量精度。最後,再讓學生分別用上述三種方法實際測量同一個標准電阻的阻值,比較測量的結果證實了理性的分析。即通過如此的發現探究,學生對怎樣較准確地測量電阻的問題也就有了深刻的認識。
三、重視預測猜想,掌握研究方法
心理學的研究表明,人通過思維在頭腦中創造出某些沒有經歷過或現實中尚未發現的事物的形象。人們藉助這種思維(即想像)常能在未經逐步、仔細分析的情況下迅速對問題的答案作出一些合理的預測或猜想。這種預測或猜想是創新思維的一種重要形式。正如牛頓所說:「沒有大膽的猜想,就做不出偉大的發現。」事實上,法拉第正是根據電能生磁猜想到磁能生電,並最終發現了電磁感應定律。鑒於此,在實驗教學中要對學生進行預測和猜想能力的訓練。如在研究「單擺的周期」時,可先讓學生猜想可能影響單擺周期的因素,進而引導學生設計實驗方案,選擇實驗器材,並用實驗去驗證自己的猜想。當然,預測和猜想可能是正確的也可能是錯誤的,當學生通過實驗發現自己的預測或猜想是錯誤的時候,也就為下一步進行成功的預測或猜想創造了條件,這就是人們常說的「失敗是成功之母」的道理,實際上,「嘗試錯誤」作為一條重要的學習原則,在實驗教學中恰當地加以運用,對培養學生的創新思維能力同樣是有積極意義的。
中學物理實驗重視實驗的方法和設計思想、探究問題的思路。一個物理概念和規律的形成,就有與之對應的科學方法的形成。而科學方法又是體現在具體物理知識的認知過程中,只有把認知過程充分而合理的展示出來,學生才能看到科學方法是怎樣提出,從什麼角度,用什麼方法解決問題的,從而掌握科學的方法。例如,學習「科學探究:聲音的產生與傳播」一節的教學中,在學習完「聲音是由於物體的振動而產生的」後問學生,「物體振動了就一定能發聲嗎?發聲就一定能聽到嗎?」再通過一些簡單的小實驗讓學生隨堂練習,加以驗證,使學生在實驗過程中領會有關聲音的知識。
四、鼓勵獨立思考,保護創新火種
獨立思考是形成創新思維能力的前提和條件,學生的獨立思考能力只有通過經常的獨立思考活動的鍛煉才能逐步形成,而物理實驗本身就是獨立思考活動的一種有效形式。因而,在實驗教學中教師應將學生推上思考問題,解決問題的主體地位。例如,在研究感應電流的方向時,教師不是把感應線圈的繞向、電流表指針偏轉方向與電流方間的關系的結論簡單告訴學生,而是讓學生通過實驗和思考自己去弄清個中緣由。在此基礎上,引導學生思考,既然感應電流是由磁通量的變化引起的,那感應電流的方向會不會與磁場方向及磁通量的變化情況有關呢?若有關系又該有怎樣的關系呢?進而再讓學生通過實驗進行探索和研究自行得出結論。促進學生獨立思考要注意立足學生認知及思維發展水平,要讓學生「跳一跳」能摘到「桃子」。必要時,還要幫助學生向上推一把,至少要讓他們能觸摸到「桃子」。需要強調指出的是:在實驗教學中,還要努力使學生逐步形成獨立列出實驗步聚,獨立選擇實驗器材,獨立進行實驗操作,獨立設計記錄表格,獨立分析實驗結果的能力。而離開學生的獨立思考,實驗能力的培養就會成為「空中樓閣」,當然也不能奢談什麼創新思維能力的培養了。
另外多給學生一些鼓勵,對學生的正確行為或好的成績表示贊許,保護創新的火種。學生時期自我評價能力較低,常常默認教師的評價,而且常以教師的評價衡量自己在群體中的地位。同時,又常從成人的表情或語言判斷對其的評價,帶有一定片面性。因此,教師應對學生正確行為表示明確的贊揚,使學生明白教師對他們的評價,增強他們的自信心,使學生看到自己成功的希望。比如:教學中宜常使用表揚的語氣詞,如:「很好!」「太棒了!」「不錯」「有進步」等等表示你的關注和贊許。
五、豐富課外實踐,培養創新意識
物理中的不少概念、原理都比較抽象、枯燥,而新教科書中的「信息窗」、「交流與討論」、「迷你實驗室」等,大多數都是學生課外的實踐和小製作等,再加上沒有現成的器材,這就需要學生在實驗過程中多動腦、多動手,充分挖掘潛能,尋找性能相似的代用品。通過自己的摸索,讓學生在實踐摸索中創新。
另外可開展形式多樣,豐富多彩的社會實踐活動。如組織物理興趣小組探討與物理有關的課題,如自行車中的物理問題、電飯鍋原理與故障維修、照明線路安裝;開展社會調查,寫調查報告;帶領同學參觀工廠、參加社區活動等。通過以上的實踐活動,不僅可以培養學生創新意識,而且還可以增進生存體驗,形成服務意識,強化社會責任感,進一步提高學生的綜合素質。
總之,在物理教學中,不斷地利用實驗教學培養學生的創新思維能力,能使學生對實驗儀器的用途和實驗原理的理解不落俗套,敢於求異,解決實際問題能多方設想,不拘一格,不斷地運用發散思維方法解決問題,才能擺脫習慣思維的束縛,拓寬思維范圍,從而使創新思維得到發展,以適應當前素質教育的需要。

⑽ 如何促進高中物理自助式實驗的開展

一、案例研究的背景和目的
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,高中物理課程在提高學生的科學素養方面起著無可替代的作用,而其中的實驗教學更是實施素質教育的重要途徑。加強實驗教學,培養學生創新能力和實踐能力,在推進素質教育的今天,顯得尤為重要。
本案例的研究將結合本校的實際情況,體現時代發展對中學物理實驗教學的要求。其中以中學物理教學大綱為准繩,以新課改的高中物理教材中的演示實驗、學生實驗為基礎,堅持理論與實驗相結合的原則,靈活貫徹學以致用、實事求是、因材施教、突出個性的教學方法,使學生通過實驗獲得物理學基礎知識,形成基本的物理學觀點,初步掌握研究自然科學的方法之一——實驗法,為學生的終生學習和工作奠定良好的基礎。
二、案例過程的總結及認識
1.建議增加演示實驗,優化實驗過程
要持久地保持學生學習物理的興趣,光靠課本上的演示實驗是不夠的,應充分挖掘身邊現有器材甚至是很不起眼的器材,結合特定的物理情境(如新課引入、鞏固概念規律、評講習題等),增加實驗的趣味性、直觀性、新穎性、科學性,激發學生的好奇心和求知慾,引發學生思維,引導學生發現問題,解決問題。
教材有一些內容或實驗只作為「做一做」或課外實驗來處理,實際上,很多內容都可以通過儀器和方法的改進來優化為演示實驗。
比如在「超重和失重」一節中,課後的「做一做」就可以改進為演示實驗。找一個用過的易拉罐、金屬罐頭盒或塑料瓶,在靠近底部的側面打一個洞,用手指按住洞,在裡面裝上水。移開手指,水就從洞中射出來。如果放開手,讓罐子自由落下,在下落過程中,水將不再從洞中射出。
對於演示超重失重現象還可以做如下的改進:
(1)在易拉罐底部開一個出水孔(開得小一點),在罐中水位較低時,由於表面張力的作用,水不從小孔流出。若使罐子突然向上加速運動,水就會從孔中噴出,由此可以說明超重現象。
(2)用透明的塑料可樂瓶,裡面裝入大半瓶水,蓋上瓶塞,由於重力的作用,空氣在水面的上方,水面是平的。將塑料瓶向上拋出,可以看到,瓶中的空氣在水中形成了一個或幾個大小不同的空氣泡,呈球形。
(3)在懸掛的木板上放一塊磚,在磚和木板之間放一條紙帶。靜止時抽動紙帶,由於有比較大的壓力而使紙帶斷裂。如果剪斷吊磚的懸掛線,而使磚塊和木板自由下落(下方放置減撞墊),則抓住紙帶的手可以不費力地把紙帶完好地抽出。
教材的有些章節對於公式或定律的導出幾乎是灌輸式的,在這種地方,我們完全有必要加入一些形象而又簡單的演示實驗來說明定律或公式得出的原因或用以說明驗證。
2.變部分演示實驗為學生實驗,培養學生創新的能力
把演示實驗改為學生實驗,讓學生去做、去觀察、去想、去感悟,提高學生主動參與探究的熱情。這樣在整個教學過程中,不僅可使學生的觀察、實驗能力得到培養和提高,而且能充分展現物理課教學的特點和魅力。
(1)將部分規律課由老師演示探究過程改為學生分組探究體驗
高中物理教材中涉及的規律有很多,比如「牛頓第二定律」、「力的平行四邊形定則」、「自由落體運動」、「機械能守恆定律」、「動量守恆定律」、「單擺的等時性」、「胡克定律」、「電阻定律」、「閉合電路歐姆定律」、「楞次定律」等等。對於這些規律課,由於以前受到實驗條件的限制,及「做實驗不如講實驗」觀念的影響,物理教師大多的處理方法是採用「老師講解或演示探究過程或方法,學生聽、記」的模式,也就是人們常說的「填鴨式」教學。這種教學方法在很大程度上扼殺了學生的創造性和主動思考的能力。
我們曾經做過這樣的改革:請三位學生(二男一女)到講台上演示探究某個規律的全過程,並將實驗所得數據全都記錄在黑板上。目的是想體現學生主體探究地位。但是我們發現這樣的模式還是存在一個很大的弊端——效率太低。對於演示的同學來講,真正是得到了主人翁式的探索體驗,但是對占更多數的講台底下的同學,效率則是很低的。從整體來講,這種模式收到的效果仍然不理想。為此我們嘗試採取了學生分組探究的模式進行嘗試,做到沒有觀眾,人人動手參與。實踐證明,這種「全員參與」的方式是成功的,她收到了很好的效果——學生和老師達到了「雙贏」。
(2)將部分課堂演示實驗改為學生分組探究實驗
「百聞不如一見,百見不如一練」。變部分演示實驗為分組實驗,就是在教師的啟發指導下將演示的過程轉化為學生自己獨立地運用實驗去探求知識,從而自己去總結得出結論的過程。這樣做的好處是可以在課堂上增加學生動手動腦的機會,加強實驗基本功的訓練。對學生來說,按照思維發展獲取新知識的過程,本身就是創造的過程。變部分演示實驗為分組實驗,增加的就是學生的創造體驗。這種效果是單純的演示實驗所不能達到的。
(3)將部分驗證性實驗改為學生分組探究實驗
新課改教材中把很多以前屬於驗證性、測量性的實驗改成了探究性實驗,例如以前「驗證牛頓第二定律」、「驗證機械能守恆定律」……傳統的物理實驗教學常常是教師把實驗目的、內容、步驟詳細而周密地安排好,甚至連結論也預先說給學生聽,學生只得依葫蘆畫瓢地被動實驗。這樣做的結果是,學生失去對實驗的「神秘」和探索慾望。如果教師能選取一些靈活性、變通性大的問題,積極創設情境,鼓勵學生發散思維,進行多方位、多角度觀察、思考、探索、想像,從而提出多種設想和解決問題的方案,並在此基礎上,再引導學生進行收斂思維,確定解決問題的最佳方案。這不僅能培養學生的基本操作技能,而且能訓練學生思維的流暢性、變通性和獨創性(發散思維的三個維度),從而激活創造思維。
教材中的「探究力的平行四邊形定則」「探究碰撞中的動量守恆」「驗證機械能守恆定律」「探究小燈泡的伏安特性曲線」等驗證性實驗都可以採用此法進行分組探究。
3.變學生實驗為學生動手設計實驗,提高學生的實驗能力
實驗教學中學生實驗能力的培養十分重要。實驗能力是一種綜合能力的表現,從實驗前的設計,實驗中的操作和觀測,實驗後的數據處理分析等,都是實驗能力的表現。
在抓好演示實驗和分組實驗的同時,努力開拓實驗教學的新構想,探索設計性實驗教學的新思路,這對培養學生的實驗創新能力非常重要。
設計物理實驗不僅需要學生綜合地運用所學的物理以及相關學科的知識和技能,而且需要學生:(1)查閱相關資料,設計該實驗的原理和方法;(2)根據實驗要求,正確選擇實驗器材和實驗條件;(3)設計獨特的實驗構思;(4)獨立或協同進行實驗操作;(5)獨立完成實驗數據處理和實驗報告。因而利用設計性實驗能有效地培養學生實驗創新能力及正確對待實驗的態度。
在實驗教與學過程中刻意加入方法、能力的滲透式培養,這樣就會通過老師的「變教為導」,來實現學生的「變學為思」「變學為悟」,從而使實驗教學深入到「以誘達思」的境界。
例如在用單擺測定重力加速度這個實驗中,除了書上介紹的這種方法,學生還設計了幾種測定重力加速度的方法。如1.用平衡法測「g」,分別用天平和彈簧測力計測出某物體的質量m 和重力G,則有G=mg。2.用自由落體運動規律測「g」,方法一:用落體法,將鋼球從某一高度h處自由下落,用秒錶計時為t,則有g=■;方法二:用打點計時器和紙帶,將打點計時器豎直固定放置,讓重錘帶動紙帶自由下落,利用打點計時器打出一系列自然點,測出相鄰的等時間內的位移分別為s1,s2,s3,sm則有g=■。3.用氣墊導軌測「g」,調節好氣墊導軌的傾角,使得滑塊m沿導軌運動時滿足mgsinθ=ma①,用計時器測得滑塊在導軌上從靜止開始移動S距離的時間t.s=■at■②,由①②式聯立可得: g=■。 4.用平拋運動規律測「g」,用閃光照相機對小球做平拋運動的全過程進行拍照,當閃光的快慢為每秒30次時,由於小球在豎直方向上做勻加速直線運動,設 △y為連續相等時間T=■s內豎直方向上的位移差,若算得物、像比例為 時,則有g=■。5.用滴水法測「g」調節水龍頭,讓水一滴一滴地流出,調整盤子的高度,使得耳朵剛好聽到前一個水滴滴在盤上的聲音的同時,下一個水滴剛好開始下落。首先量出水龍頭口離盤子的高度h,再用秒錶計時,計時方法是:當聽到某一水滴滴在盤子上的聲音的同時,開始計時,並數「1」,以後每聽到一聲水滴聲,依次數「2、3、4……直數到「n」時,按下秒錶按鈕,讀出秒錶的示數為t,則有 g=■。6.用圓周運動測「g」,取一根細線穿過光滑的細直管,細線一端拴一質量為m的砝碼,另一端連接在一固定的測力計上,手握細直管轉動砝碼,使它在豎直平面內做完整的圓周運動,停止轉動細直管,砝碼可繼續在同一豎直平面內做完整的圓周運動,如圖1所示此時觀察測力計,得到當砝碼運動到圓周的最低點和最高點兩位置時讀數分別為F1和F2,則根據機械能守恆定律有:
■mu■=■mu■■■+mg·2R {1} 最低點時:F1-mg=m■ {2}
最高點時:F2+mg=m■ {3} 由{1}{2}{3}可得:g=■
7.用連接體測「g」,利用圖2所示的裝置,已知砝碼P和Q的質量都為M,小砝碼的質量為m,把小砝碼放在P上系統平衡被打破,設P和小砝碼下降的加速度大小為 ,Q上升的加速度大小也為 ,測出時間T內砝碼P通過的距離S,則有
□ (M+m)g-T=(M+m)a {1}T-Mg=Ma {2}s=■at■ {3}
聯立①②③可得:g=■
4.正確處理好現代教育技術與實驗教學的關系
現代信息技術的迅猛發展促使現代教育技術的飛速發展,作為高科技產物的計算機輔助教學(Computer Assisted Instruction--CAI)也正逐步融入物理課堂教學。勿庸置疑,這種現代化教學手段的使用增強了物理課堂教學的直觀性、趣味性,充分調動了學生學習的積極性。
計算機輔助教學(CAI)為物理教學提供了有利的條件。由於受物理實驗條件的限制,某些物理實驗在中學實驗室根本無法完成,學生不能獲得完整的感性材料,容易造成感知上的障礙,從而影響物理知識的學習。若利用計算機輔助教學在某種程度上可以彌補這些不足,現列舉幾種情況加以說明:
(1)拓展和超越物理時空
在現代物理的教學中,存在一些高難技術和有危險性的物理實驗,這些實驗不適於或根本無法在課堂上演示。例如a粒子散射實驗、高能加速器、核裂變等,都可以通過計算機模擬的方式,完整、安全地呈現在屏幕上,從而起到拓展和超越物理時空的作用,使學生有身臨其境的感覺。
(2)對物體適度地縮小或放大
例如行星之大、離我們之遙遠,是不可能搬遷到實驗室的;像電子等微觀粒子無法用肉眼直接觀察。但是,人們可以利用計算機動畫技術模擬出太陽系中行星的運動情況,從而比較生動地講述萬有引力定律。同樣,也可利用多媒體技術模擬出電子等微觀粒子的運動。通過對物體適度地縮小或放大,模擬宏觀天體、微觀粒子的運動,增強學生對這些素材的感觀認識,提高教學效果。
(3)使抽象的問題或物理過程形象化
在物理課堂教學過程中,教師用難懂的語言講述一些人眼看不見的、抽象的物理規律時,若藉助計算機動畫模擬技術,化抽象為具體,如探究楞次定律時,先動手做實驗,接著結合FLASH動畫技術分析討論實驗現象;用FLASH動畫技術分析電磁振盪過程中極板上電荷量Q、電路中振盪電流 I、電場強度E、磁感應強度B隨時間變化的情況。
由此可見,計算機輔助教學走進物理教學,不僅能再現或模擬各類物理實驗現象,而且還能通過各種手段使復雜的、抽象的問題簡單化、形象化,將漫長或瞬間的物理演變過程變成可控、有序的演化過程,能把物理現象、規律生動地、形象地展示在學生面前,使學生完整、形象、清晰地感知物理現象,給學生的思維過程提供必需的感性材料。
唯物辯證法告訴我們,事物是一分為二的,計算機輔助教學也不例外。計算機輔助教學對物理實驗教學有積極的一方面,也有消極的一方面。比如在實際教學過程中,有的人濫用教學課件,輕視動手做實驗,追求動畫模擬實驗的完美、奢華、大容量,輕視實際實驗的真實、簡潔;如學習《彈力》一節時,用精美的課件在探究彈簧的伸長量與彈力的關系,而不去做真實的實驗,學生就會對課件中取得的「實驗結論」的真實性表示懷疑,這種做法是十分不可取的,也是不科學的。
還可充分利用數碼相機、數碼攝像機捕捉與物理課堂教學相關的動態、靜態素材。做到平時多留心、多方位、多渠道地搜集。
綜上所述,在物理實驗教學中應用現代教育技術,應正確處理好以下三個關系:正確處理計算機輔助教學與傳統實驗教學模式的關系;正確處理計算機軟體的形象效果與科學性、真實性的關系;正確處理計算機模擬實驗與實物實驗的關系。因此,在設計物理實驗教學過程中,教師要根據實驗內容、目標和學生的實際情況來選擇教學媒體和教學素材,做到適時、適量、協調、兼容、互補,追求教學效果的最優化、最大化。

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