⑴ 如何利用实验手段提高高中物理教学质量
物理是一门以实验为基础的自然学科。而实验教学是学生感知信息的重要途径,没有很好的感知,不可能有真正的认识,物理实验教学,不仅能帮助学生理解和掌握物理概念和物理规律,更能培养学生动手操作能力、观察能力、思维能力和创新能力。物理学家丁肇中说过:实验可以推翻理论,而理论永远无法推翻实验。物理实验在物理教学中具有举足轻重的地位,那么,如何做好高中物理实验教学呢?
1.培养兴趣,让学生树立掌握科学的方法和信心
学生对正在学习的东西感兴趣并觉得富有挑战性,能有效唤起学生的注意力,激发学生的求知欲、解疑心,而且能引发学生积极思考。对此。在物理课堂教学中我们要创设引发学生好奇的物理问题情境、时空情境等等。在引入新知识时,教师巧设悬念。在某一物理知识的教学结束时,提出一个或几个以后学习的有关悬念,埋下伏笔,让学生带着如何解决这些问题的强烈愿望结束对某一知识的学习,从而活跃学生的思维,激发他们进一步学习的兴趣。在教师的启发引导下,学生相对独立解决问题,同样能大大地激发学生学习的兴趣和积极性。在实践过程中。"问题"应小而具体。要紧密结合物理概念、规律、方法。要有代表性、启发性,能击中要害。引人入胜,激发兴趣,调动学生开展积极的思维活动。高中物理课程中蕴含有丰富的科学方法内容,如观察与实验、比较与分类、归纳与演绎、抽象与概括、分析与综合、模型与模拟、猜想与假说、灵感与直觉等等,它们组成一个大系统。物理学理论的建立遵循着这样的途径:观察实验一提出假设一设计实验一验证假设一理论总结一实践验证理论。如果要使学生体验、认识和掌握科学的研究方法和科学的思维方法,逐步养成实事求是的科学态度,提高各种基础能力,以科学的态度和时代的责任感积极主动地参与到课堂教学活动中来。在教学过程中,就应充分挖掘教材中科学方法因素,使同一科学方法多次出现、多次运用,做到自觉地、坚持不懈地让学生进行科学方法的学习。教学中要分析每章每节的科学方法因素,在确定知识、能力教学目标的同时确定科学方法教学目标。促使学生形成科学的思维方法,感受不断创新的科学精神。另外应创设诸如实验、讲座、交流、作业、竞赛等活动。让学生养成良好的学习品质。形成认真、严谨的科学态度。促进学生认知、情感、科学方法、态度与技能等方面的和谐发展。
2.充分调动学生的主动性和积极性
教学是教师与学生共同活动的过程,学生获得知识离不开教师的正确引导,教师在学生的学习过程中起着主导性作用,但是学生才是学习的主体,没有学生的积极主动参与,教学将是一句空话。学生主体的能动作用是取得学习成功的内部因素,起着决定性作用,所以教师在发挥主导作用的同时,应充分调动学生的主动性和积极性:
2.1 将演示实验改为学生实验,让学生来唱主角。学生实验给学生提供了亲自动手的机会,既调动了获得知识的积极性、主动性,又能让学生在动手过程中,通过设计、操作、观察、分析、归纳,自我解决头脑中的"为什么",总结出合乎事物发展的新规律,使每个学生独特的个性和创新能力在动手寻找知识真谛的过程中得到发展。因此,在教学设备能够满足需要的情况下,或经过努力能够创造条件的情况下,应尽可能地变演示实验为学生实验。例如:摩擦力的大小跟哪些因素有关,所需实验仪器比较简单,学生容易准备,让学生自己动手完成,通过观察、记录数据,分析总结出一个物体在另一个物体表面上滑动时,决定摩擦力大小的因素。这样既满足了学生好奇的愿望,激发了学生求知的兴趣,又在实验中学会了使物体做匀速直线运动的技巧,并掌握了判断物体是否做匀速直线运动的方法(看弹簧秤的示数是否稳定)。 部分学生在实验中还观察到物体未滑动前弹簧秤已经具有示数,预示着静摩擦力的存在,为进一步学习"静摩擦力"埋下了伏笔。
2.2 让学生上台做演示实验或协助教师做实验,为学生动手创造条件。对于一些实验器材简单,实验效果明显的演示实验,尽可能让学生上台做演示实验或协助教师做实验,为学生动手创造条件。如"弹力的产生"、可在教师的指导之下,由学生上台进行操作、演示。学生的许多学习用品往往可以用来模拟物理过程,创设物理情景。书、文具盒等可用来模拟物体的运动,分析物体的受力,铅笔、钢笔等可用来模拟通电直导线;笔尖指向表示为电流方向,用于分析磁场及安培力。橡皮、鞋带等可用来分析单摆,圆锥摆,及竖直平面内的圆周运动等等。
2.3 实验教学过程中,教师要及时指导学生去观察现象、分析现象、得出结论。用观察促进思维活动的展开,又用思维指导观察活动的进行,逐步掌握物理概念和规律。例如:将两个铝质易拉罐剪成的铝圈分别用胶带纸粘在吸管的两端,并将其中一铝圈剪断,将吸管搁在一个废灯泡上,用强磁铁做楞次定律的演示实验,引导学生观察现象,发现规律。
3.为学生多创造去实验室做实验的机会
学生们会否动手设计实验在很大程度上都关乎物理教学的成败,个别学生由于不拘泥于课堂上所看到的或书本上所接触到的实验,往往会表现出强烈的好奇心与求知欲,总是希望能有个动手的窗口把个人的物理思想付诸于实践,来探明是否可行。此外,还有部分学生因自身对物理公式或规律理解欠透彻,而表现出害怕做实验或者只想着单纯提高物理成绩而不愿意亲自去实验,担心出错会打击个人学物理的自信力。基于此,教师就要因材施教,针对不同水平的学生,利用课余时间与实验室工作人员协商好,完全开放实验室,给不同物理层次的学生都营造出一个良性互动的实验教学氛围,让学生们从实验中不单单能学到物理知识,还可以培养严谨的、踏实的物理学习态度,为将来走向工作岗位夯实基础。这也符合新课标改革的理念和初衷。
4.结束语
教师要高度注重实验教学在整个物理教学的地位和作用,运用新颖、灵活的教学方式,不断革除过去轻视实验的错误教学观念,激发大家实验的兴趣,全面提高物理教学水准。
⑵ 如何创新高中物理实验教学
实验教学是高中物理教学课程的组成部分,也是物理教学的重要工具与方法,是培养高中生全方位科学素养的重要手段。尤其是新课程改革的推进,对学生实际动手能力、应用能力的要求越来越高,只有不断创新物理实验教学,才能顺应人才发展需求。
1.树立创新的物理实验教学观念与目标
高中物理实验教学是高中物理教学的重要组成部分,但由于受应试教育影响,以往高中老师只会分配有限的时间与资源进行实验原理、过程、结果演示与讲解,认为学生只要在考试时候会解相关题目就可以,所以我们看到的很多高中物理实验教学大多以解题技巧为主,甚至很多学生不知道实验过程以及涉及的器具,但对其中的关键考点却了如指掌。
新课程改革要求教育应该将知识与技能,过程与方法以及情感态度与价值观整合起来,以此来确定教学目标,针对高中物理实验教学,首先学校应该制定物理教学总目标以及各阶段实验教学具体目标,明确高中物理实验教学的方向,推动老师合理展开实验教学工作。开放实验室,完善实验室器具与管理,给学生创造良好的实验环境。
物理本身作为一门实验科学,其很多理论知识都是来源于物理实验的发现与总结,实验教学可以让学生有机会像物理学家一样通过实验去探索问题的解决方法,通过实验过程,掌握问题的影响因素,最终通过分析、总结数据来找到问题的答案,每个物理实验都可以帮助学生探索与学习物理知识与规律,让学生经历完整的科学探索发现过程,巩固与强化知识,有助于理论与实际的融会贯通,有助于养成学生系统创新性的思维。老师应该摒弃传统的应试教育理念,鼓励学生走进实验室,让学生在实验中实现物理知识的温故知新,合理安排实验课程,重视实验过程教学。
2.运用多种创新性物理教学手段
2.1多媒体教学
多媒体教学现已经逐渐普及到各个学校,高中物理老师在安排实验课程的时候,应该巧妙运用多媒体教学,提高物理实验教学效果。多媒体教学可以呈现出图像、声音、视频,因为很多物理知识比较抽象,物理实验又很难在学校实验室实现,运用多媒体教学可以让抽象知识更直观,并且通过实验动画的制作,让无法完成的物理实验呈现在实验课堂上,比如说,原子物理中的α粒子散射实验,通过多媒体视频,可以将实验中难以完成的α粒子散射过程,呈现在学生面前,从而有助于学生理解与记忆这个知识点,为后面的物理知识学习打下基础。
2.2小组化教学
老师应该将学生进行合理分组,一方面因为实验教学时间、某些器具有限,老师不可能对每个学生进行一对一教学,同时大班化实验教学也无法让老师掌握学生学习状况;另一方面小组化教学,小组成员通过合作互助,共同完成实验过程,有利于提高学生合作能力,拉近同学间的距离。
2.3趣味性教学
相较于其他学科,物理知识由于其抽象、枯燥等原因,往往导致很多学生对物理学习没有积极性,物理老师在安排实验课程的时候要精心研究知识,准备教学内容与实验器具,在实验设计时注重其趣味性,让学生在实验中学习物理知识的同时,还能够提高物理学习兴趣。比如说,运用可乐瓶制作“水火箭”,其物理原理是利用水和空气的质量之比,水的密度要比空气要大得多。当气体进入密闭的火箭体内,使得容器里空气的气压不断增大。待到气压增强到一定程度后,“水火箭”中的“燃料”就会突破密瓶塞,高速喷射而出。这个实验需要的器具很简单,只用到身边的可乐瓶、水即可,但效果却很好,而且趣味性强,很受学生欢迎。这样的物理实验,让学生更关注身边事物,提高探索其中奥秘的欲望,从而让学生爱上物理这门学科。
2.4鼓励学生进行课后物理实验、家庭实验
物理实验教学课程有限,老师可以鼓励学生运用课后时间以及资源进行实验,这里主要举两个方案。其一,学校设立物理实验兴趣班,开放实验室,配备专业老师,可以实时指导学生进行物理实验,组织物理实验兴趣浓厚的学生一起在课后完成物理实验,让学生在实验兴趣班可以一起学习、探索知识;其二,老师可以加强与家长的沟通,家庭作为学生生活最多的场所,而且有很多物品可以用来完成小实验,让家长与孩子一起完成实验,有助于培养亲子感情,同时也可以普及物理小知识到各个家庭。除此之外,还可以组织学生参观科学馆,组织学生参加发明竞赛,让学生可以充分学习与发挥自身特长,进而增强学生物理实验学习信心与决心。
3.结束语
学校以及老师应该树立正确的实验教学观念,注重培养学生的物理创新思维能力以及动手能力,重视实验教学对于巩固学生物理知识、提高学生物理学习积极性以及创新能力的作用,在教学过程中以学生为主体,培养学生自己独立实验能力以及探究性学习习惯,充分运用多媒体、小组教学、趣味性教学以及课后实验等多种创新教学手段,来提高实验教学的趣味性,培养学生的实验动手积极性、创新能力,最终让学生在新课程物理课程学习过程中,能够养成良好的物理实验学习、动手习惯,不断提升学生科学素养与综合素质。
⑶ 怎么学好高中物理实验
要想学好实验这方面,必须得多动手做实验,要完全熟练,摸透其中的内容,VCM仿真实验是一套能够串起所有理化知识,专门为物理化学研发的提分工具。
⑷ 如何有效利用小实验丰富高中物理课堂教学
高中物理课程较初中物理抽象,内容也多,用到的数学知识较多,物理题型解题方法多,需要较强的抽象思维能力和分析问题解决问题的能力,导致高初中物理产生较大的衔接,很多学生感到高中物理难学,产生畏惧情绪,课堂上能听懂,但课下不会做题,如何解决这些难题是许多教师和学生急切盼望解决的问题。我觉得搞好课堂改革,提高课堂教学效率是目前我们有效地解决这一难题的重要途径。本人结合有关现代教育教学理论和多年的物理教学实践,浅谈自己的体会和认识,以与各位同行共勉。
一、利用多种教学手段为学生创设情境,激发求知欲
教师在课堂上尤其刚上课时通过创设物理教学情境,可提高学生的兴趣和听课的注意力,让学生尽快地进入学习状态。教师创设问题情境的方式有:有启发性和目的性的物理问题,学生熟悉的物理生活实例或物理故事,与本节教学内容相关的物理小实验小制作,利用投影仪计算机等多媒体放映相关的物理动画或视频等。但这些问题情境的创设要求教师要结合教学内容,根据教学的具体情况,充分利用多媒体手段,选择既贴近学生生活又具有时代气息的事例,以图文并茂,形象生动且有利于学生内心体验的表现手法向学生展示具有设疑激趣特征的问题情境。
例如,在“运动快慢的描述速度”一节的教学中,以雅典奥运会中刘翔110m栏夺冠过程为背景,创设情境,同时播放刘翔在雅典奥运会110m栏中的决赛录像。在此基础上提出问题,问题1:110m栏决赛中,裁判是根据什么判断刘翔得冠军的?问题2:比赛现场的观众是如何知道刘翔获得冠军的?问题3:有位同学100m成绩为12s,请你判断他和刘翔谁跑的快?利用信息技术创设这样的问题情境,就可以充分调动学生学习的积极性,激发他们研究的热情。
二、充分发挥实验在物理教学中的作用
1.做好演示实验激发学生的积极性
教师通过精心设计的演示实验,引导学生观察,根据实验现象,师生共同分析、归纳,总结出有关的物理规律。如:在讲圆周运动的向心力时,可用一次性塑料杯做成“水流星”实验,按照常规认识,当杯子运动到最高点时,水必往下洒,但从实验结果看却出乎意料之外,水并没有下落。接着使转速慢下来,学生们会发现慢到一定程度后水会下落,接着提出问题:要使水不落下来,必须满足什么条件?从而引入课题,使学生在好奇心理的驱使下进入听课角色。
2.让学生进行探索性试验研究
例如:在牛顿第二定律的教学前,安排了实验“探索加速度与力、质量的关系”。让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系。使学生得出:在质量一定的条件下,加速度与外力成正比;在外力一定的条件下,加速度与质量成反比的结论。在此基础上,教师指导学生总结加速度、外力和质量间的关系,得出牛顿第二定律。在学习匀变速直线运动的速度与时间的关系前,安排了学生探究性实验“探究小车速度随时间变化的规律”。
三、在教学中引导学生建立物理模型
物理学的探索过程是通过观察和实验积累经验,在经验事实的基础上建立物理模型,提出简洁的物理规律。物理模型就是把实际问题理想化,先略去一些次要因素,突出其主要因素。例如,我们在运动学中建立了“质点”模型,舍去物体的形状、大小、转动等性能,突出它所处的位置和质量的特性,用一有质量的点来描绘,这是对实际物体的简化。以及电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型等。
在教学过程中帮助学生物理过程模型化。如:力学中的落体模型、简谐运动模型、弹性碰撞模型、类碰撞模型,物体在运动过程中动量、能量的变化;电学中的带电质点在电场、磁场中运动模型;热学中的分子间相互作用模型,分子间相互作用过程中分子间相互作用力及分子势能的变化等等都是物理过程的模型化。教师在讲解习题时要善于引导学生通过对物理过程的分析,进行抽象简化为相应的物理过程模型,然后利用相关模型的物理规律和公式,以便于快速准确地找到解决问题的思路。
四、教师讲究授课的语言艺术
语言是教师赖以完成教学任务的重要信息媒介,语言深入浅出、形象生动,能激发学生的求知欲,形象生动的语言可以激发学生的兴趣,唤起学生的表象,促进学生的想象。直观形象的教学语言最常用的是比喻法和模型化。如在讲解质量和惯性的关系时,为了使学生加深对当要求物体的运动状态不容易改变时,就要尽可能地增大它的质量,当要求物体的运动状态容易改变时,就要尽可能地减小它的质量的理解,以结合体育运动现象充分说明,身材苗条模特不可能充当拳击运动员;而略有臃肿的拳击运动员不可能充当短跑运动员或体操运动员。如说到原子核和原子的大小,如果把原子比作直径等于100m的大球,那么原子核只相当于直径为1cm的一个小球。通过生动形象的语言描述给学生留有充分思考、联想的余地,既降低了对物理知识的理解难度,又培养了学生的形象思维能力,增加了知识的趣味性,培养了学生的学习兴趣。教学经验表明,教师组织教学时注重语言的直观形象性,能够使抽象的概念具体化,深奥的道理形象化,枯燥的知识趣味化。可以活跃课堂气氛,吸引学生的注意力,培养学生学习兴趣,增强学生求知的快感和启发学生的智力,增加对所学知识的理解力。
总之,提高课堂教学效率的途径很多,但具体执行教学任务的是我们教师。所以,我们应努力提高自身素质,探索教学规律,改进教学方法,把教学当成一种创造性的艺术活动去精益求精,教学效率会更加提高。课堂教学是一门艺术,值得我们坚持不断地去实践、思考,去探索、尝试,去开拓、创新。
⑸ 高中物理实验探究教学中有哪些有效的策略
如何在物理教学中有效运用实验研究来加深学生对物理知识,的理解与认识,是许多物理教师共同想要探究的。如何将物理理论穿插在物理实验中,如何将物理理论与实验课联合起来,本文通过对高中物理实验课现状的分析,研究了高中物理实验课的有效教学策略,指出实验课在物理教学中起到的现实性意义。
1 高中物理实验课教学要注重培养科学精神
由科学性质决定且在整个科学活动之中贯穿的基本的思想状态和思维方式就是我们平常所说的科学精神,他的具体表现形式为:探索创新精神、求实证明精神以及敢于怀疑的精神。在具体的高中物理实验过程中,学生要注意对实验数据的收集记录,明白实验数据对整个实验教学的重要性。在对多次实验数据的分析基础上进行不断的论证,不要把实验结果带到实验过程中从而影响对数据的记录描述等,这就需要探索创新精神。在进行了对数据的比较分析的基础上得出实验结论,进行推理证明,一旦没有如实记录实验数据,也就得不到正确的实验结论,因此,需要学生的求实证明精神。在实验探究活动中一定要注意哪些存在而没有解决的矛盾,从吸取经验教训,对物理探究方案进行改进。如果假设的物理实验结果与实际实验研究结果不相符,这就需要高中学生的分析精神以及怀疑精神,可以是对实验教材的怀疑,也可以是对实验方案的正确性的怀疑。因此,科学精神在高中物理学实验课程中非常重要。高中新课标下的物理实验课程要求学生进行探究性物理实验,这与传统实验有本质的区别。这种实验的实验结果是未知的,这种实验结果的未知性更能激发学生的兴趣。需要教师引导学生从实验原理到过程再到结果来进行实验,整个实验过程需要学生的主动性,实验过程中能够充分发挥学生的创造性以及创新精神。
2 高中物理实验课教学要提倡学生的合作与交流
为什么提到合作与交流?高中物理实验不是学生独自一人就可以完成的实验,这个实验需要很多同学的参与。大家必须齐心协力、分工做好自己应该做的事,共同观察实验过程中发生的现象;记录并整理实验数据,最后通过整个小组的分析讨论来得出实验结论。毕竟一个人的知识是有限的,且一个人的注意力也是有局限的,因此,交流就非常有必要。合作与交流在实验过程中非常重要,很多世界闻名的大科学都是通过别人的实验研究得到了启发,从而在特定的领域做出了非常大的贡献,比如法拉第通过奥斯特发现的磁效应用得到了启发,开始对由磁产生电进行研究,从而发现了着名的电磁感应定律。通过交流合作不仅能帮助自己快速理解实验结论还能弥补自己实验研究中的不足,比如戴维逊曾将发现的电子被散射后出现的衍射干涉现象认为是镍靶中出现了晶体的原因,但当他知道德布罗意的波理论后,才恍然大悟,明白这个可能与电子的波动性有关。因此,在高中学生的物理试验中,合作和交流非常重要。毕竟每个学生由于其知识掌握程度的差异以及观察问题的思维角度的不相同等,对同样一件事物就会有不同的看法,这个时候,物理教师一定提倡他们将自己的不同看法表达出来,经过大家的讨论,指出实验中的错误或者逻辑上的错误,取长补短,达成一致结论。
3 高中物理实验课教学要做到开放、灵活
要想让学生更好的通过直观形象的方式来理解物理学理论知识,最好的方式就是让他们多动手做实验,通过亲自动手做实验、记录并且观察得出结论以加深对知识的记忆力。那么仅仅通过课上的物理实验课程是远远不够的,毕竟物理课堂时间有限,不能够满足每位学生对实验的认识要求。因此,要开放实验室,要学生在课后时间进行自主实验研究,将实验教材的作用发挥到最大化,鼓励高中学生自主进行实验研究,这样做还有利于学生对实验器材的接触认识了解等。当然,笔者这里指的开放性不仅仅指的是实验室的开放性,还指的是实验研究内容的开放性。高中物理新课标对实验的具体操作方法并没有进行严格要求,甚至一些探究性活动的结论都不是唯一的。研究内容的开放性就使得高中学生对实验的研究方法的灵活性选择上得到了可能。教师可以在具体实验过程中,引导学生进行实验方案的设计,鼓励学生提出更多可能合理的实验方案,实验过程中通过观察分析,最后得出实验结论,并对隐含在实验中的原理进行深入理解。教师还可以鼓励学生利用身边的器材做实验,可以是学习过的理论知识,也可以是未知的研究,这样不仅能够加深学生对物理知识的记忆还能引发学生的兴趣,喜欢自己动手探索,动脑思考,从而爱上物理这门课程。
结语
物理实验课程是对物理理论课程进行理解的基础,在高中学生在进行物理实验课程时,教师一定要注重有效引导学生,拓展学生的思维空间,提高学生的自主动手能力以及观察、思考、总结能力,鼓励学生在实验中多进行有效合作与交流,培养学生敢于质疑、勇于创新的精神。教师要倡导学生对实验结论提出不同的看法,为再次实验研究做准备。在实验中,教师要对实验过程中可能出现的问题进行预测,及早备案,以便做好引导工作。
⑹ 如何提升学生物理实验观察能力,动手能力等方面的设想
观察现象和学生实验,能够使学生对物理事实获得更具体的,明确的认识,这是理解概念和规律必要的基础.
1、观察和实验对培养学生的观察和动手能力,培养实事求是的科学态度,引起学生的兴趣,具有不可代替的作用.
2、在高中物理教学中,必须充分注意抓好。
⑺ 如何改进和加强高中物理实验教学
【摘要】物理是一门实践性和实验性很强的自然学科,它是以实验为基础的科学,学生在学习和掌握这门知识的过程中必然服从人类认识的一般规律,由实践……理论……实践。因此在中学物理教学过程中物理实验课有着举足轻重的作用。它是学生在教师指导下独立获得物理知识与实验技能的活动,是手和脑、知识和能力得到综合训练的重要环节,另外在培养学生观察能力,激发学生学习兴趣等方面,实验教学也有着不可替代的作用。总之,从中学物理教学的目的与任务、物理学的特点和学生的年龄特征等多方面综合来看,实验课确实是整个物理教学的坚实基础。【关键词】农村学校物理实验教学实验探究实验仪器实验课堂培养学生物理学是从初中八年级才开始的一门实验探究学科,它的理论形成及论证的基础大多源自于科学家们的智慧和实验。随着新课改进程的推进,加强中学物理实验教学势在必行。众所周知,初次接触物理课程的初中生的知识体系和知识结构不十分完善,物理实验需要在教师的指导下进行。物理实验的主要目的是让学生动手操作,通过实验学会观察现象,使用仪器进行测量及处理数据,然后分析结果,形成实验报告。这样的实验教学不仅能够锻炼学生的动手能力,培养学生学会独立获取知识,还能培养学生应用知识独立解决问题的能力。可当前,农村学校物理实验教学存在以下的问题:实验仪器配备不全、设施陈旧、器材不配套、数量不足;实验教师资质的匮乏;传统的应试教育模式禁锢着实验课的开设;学生基础知识差,后进生多等现实问题。诸多的因素使农村学校物理教学实验无法正常开展。而一些教师总是默默地耕耘,克服困难将物理实验教学开展得有声有色。下面我谈几点肤浅的认识和做法:一、注意收集可用实验的物品,努力创造物理实验教学条件在物理实验教学过程中实验仪器的损耗是非常大的,新教材中也出现的一些先进的仪器,因此,实验室就必须不断填补器材,而农村学校教育经费的严重不足,很大程度上也就制约了实验课的正常开设。特别是我的学校,近几年来又是拆又是搬迁,桌椅已搬得面目全非,而那少得可怜物理实验仪器,如今是残的残锈的锈。面对少得可怜又残缺的物理实验仪器,作为一名物理教师的我,在小孩的玩具堆里、在不起眼废墟堆中总能找到有价值的器材,把它们收集起来,用于课堂的小实验,从而使我的物理教学课堂充满活力。例如小玩具溜溜球用来演示惯性现象或动能与重力势能的相互转化;针灸的小银针(细而长),在演示电磁铁强弱中,效果更明显等等。渐渐的学生也学我把身边小玩具、物品带到课堂共享实验带给我们的喜悦。体现新课改的理念“从生活到物理,从物理到社会”。至于课本中的分组探究实验,在我校的实验室无法进行的,我就向教学条件好的县中或思源实验学校借用实验仪器,尽量让学生自己动手进行实验。使物理课堂充满魅力,带给学生以激情和美的享受,从而激起他们高涨的学习情绪。二、适当地使用多媒体辅助教学,优化物理实验教学农村学校没有配备实验教师,实验器材得不到完善保管,以及实验教师和授课教师的不分,使本来就十分繁重的教学任务让授课教师们无暇顾及实验课。实验自然就被置于一个从属的、次要的地位,从而得不到应有的重视。多媒体教学技术的出现,使得丰富多彩的世界,都可以模拟仿真。把多媒体技术引入教学,是学校电化教学的一大革命,它可以根据学科特点、不同的内容、充分利用声、画、视频等多媒体手段创设情境、化不见为可见,化静为动、化抽象为形象,最大限度地调动学生积极性,激发学生学习兴趣。充分表现教学内容、突出重点、突破难点,引导学生主动探索、主动发现、主动学习。例如托里拆利的演示实验,水银昂贵且有毒,我校的实验室不配备,此实验无法操作,而我借助多媒体可以更加自然、逼真地展示实验教学过程及结果。从而克服了学校实验仪器的缺陷,改善了教学媒体的表现力和交互性、促进了课堂教学内容、教学过程的全面优化,提高了教学效果。但多媒体教学并不是提高教学效果的灵丹妙药,不要一味地过多追求和利用多媒体教学,要适可而止,否则会出现负面效应。三、重视物理实验教学的探究过程,改变传统考核形式长期以来,社会和家长甚至上级主管部门评价学校的标准往往是一个升学率,评价学生就是看分数,很自然地大家仍以应试、升学为轴心来安排教学内容,对于实验内容的教学,也只注重书面知识的传授,结论的得出,让学生记实验现象和实验结论,而过程怎样并不注重。而这与现行的《课标》背道而驰,培养不了学生的动手操作、分析、归纳能力。物理教学是以实验为基础的,对学生实施考核势在必行,应摒弃传统的纸笔型(书面)考核的单一形式,而用书面与实际操作相结合的方式,真实地衡量出学生的实际能力。不过在操作考核中应以“易行”、“可靠”为原则,操作考核的内容要覆盖所有的考核内容,既不能容易到“伸手可得”,也不能难到“跳一下也摘不到果子”的程度,要适中,评分要凭学生的操作动作,操作结果论英雄。近几年来我省在物理、化学的考试中,实施了实验操作的考核,促进了教师对实验教学重视。四、激发学生学习物理的兴趣,养成良好的实验习惯本地区农村家庭教育几乎是空白的,学生小学的知识基础差,进入中学后课程增多、难度增大,学生的厌学、逃学、辍学情况严重。而初中物理教学是物理学的启蒙阶段,知识与生活贴近,学生刚接触物理时往往具有好奇心。因而,物理实验教学的首要任务是,及时的抓住这一特点,激发学生学习物理的兴趣,并使这种“短暂”的兴趣得以稳定的发展,注意强化课堂演示实验教学、开发学生自创小实验是重要途径。例如八年级物理(上册)《绪论》的课堂上,这一节课一定要上好,如果枯燥无味地灌输《绪论》,势必缺乏吸引力,也调动不起来学生学习的积极性,尤其对基础差的学生,感觉不到是在学习一门新课。这一课我尽可能的备生活常见且有趣的小实验(两张纸间吹气、透镜引火、硬纸片堵玻璃杯中的水等等)和学生一起探讨并动手实验。让学生感受到学习物理是一件轻松愉快、有吸引力的学科。同时,教师要深刻领会新课标精神,在实验教学过程激发学生学习物理的兴趣,调动学生学习物理的主动性和积极性,把实验教学与理论教学、思想教育,以及情感、能力、科学态度和科学方法的培养有机结合起来,达到全面提高物理教学质量。教学中注意从科学态度、规范操作上给学生示范,对学生的操作提出严格要求,对如何观察、记录实验现象、填写实验报告加以具体的指导,使学生自主完成探究过程,启迪学生的智慧,培养学生的创新精神。目前,要想彻底改善农村初中物理实验科学,做到这些还远远不够,这只是我个人的一些想法和做法,也是我今后一段时间里的努力方向。新课程改革对物理这门自然科学课程的重视是大家的共识,物理教学必须体现实验科学的教学规律,注重对学生实验实践能力、探究能力和创新精神的培养。为了培养学生学习物理的兴趣和爱好,激发他们树立敢于攀登科学高峰的雄心壮志,我们就进一步改善实验条件,改进实验教学,直观形象地为学生提供感性知识。教师应充分认识实验教学的必要性,从现有资源出发,完善实验教学环节,提高实验效果。参考文献1、李伟《浅谈农村学校物理实验教学的实施》2、马学莲《农村中学初中物理实验教学的改进方案》
⑻ 如何开展有效的高中物理实验教学
有效开展高中物理实验教学可以增强学生的思维能力,让学生在实验中发现问题、分析问题、解决问题;有效开展高中物理实验教学可以增强学生的动手能力,让学生在实践中培养实验设计和操作能力;有效开展高中物理实验教学还可以提高学生的物理学习水平,让学生在实验中加深对物理问题的理解,提高物理素养。下面从四个方面简要介绍教师应当如何有效开展高中物理实验教学。
一、激发学生的求知欲望,让学生在乐趣中进行实验
传统的高中物理实验教学中,教师只是让学生硬性地完成给定的实验任务,不注重激发学生的探索欲望,学生虽然在教师的“要求”下完成了实验任务,但是在实验中的收获却不大,这不符合新课标的要求。新课程背景下,教师应格外注意激发学生的求知欲,让学生在乐趣中进行实验。“兴趣是最好的老师。”只有让学生对实验产生了浓厚的兴趣,实验课的效率才能提高。比如:“用单摆测重力加速度”这个实验,教师不妨将单摆装置拿到课堂上,现场展示其摆动过程,让学生仔细观察,针对单摆可能具有的作用,自由进行思考和讨论。在学生的热烈讨论中,教师可以引导学生思考:单摆是否可以测定当地的重力加速度呢?最后结合所学理论给出正确回答。由此自然引出了实验方案设计的问题,使实验教学顺势展开。这里,通过实验前的观察和讨论,有效激发了学生的实验学习兴趣。
二、发挥学生的主体作用,让学生在课堂上主动进行实验
传统的高中物理实验教学中,教师给学生讲明实验原理、实验步骤、实验结果,学生只是被动地接受,在实验过程中很少进行思考,达不到实验教学的预期目的,也不符合新课标的要求。新课程背景下,实验教学活动中应该充分发挥学生的主体作用,让学生主动参与到问题提出、方案设计、实验实施等环节中来,通过实验深度理解物理知识,培养学生的物理实验能力。比如:“用打点计时器测速度”这个实验,教师提出实验任务后可以让学生自由讨论可能的实验方法,随后介绍打点计时器的工作原理,引导学生利用打点计时器完成实验设计,对学生设计的方案给出评价和修正之后,组织学生主动完成实验探究。这样,学生在主动参与中既学习了知识,也培养了能力,实验教学效率得到显着提高。
三、运用多媒体辅助实验教学,让学生在规范中进行实验
传统的高中物理实验教学中,教师主要运用讲解、板书和亲自演示的方式进行实验教学,但是讲解和板书形式比较枯燥,亲自演示也往往缺乏必要的规范性,这就容易导致学生的实验课效率低下,甚至实验过程不规范,不符合新课标的要求。新课程背景下,教师要善于运用多媒体展示实验要领,让学生规范地进行实验,在规范的实验中体会物理的严谨美、理性美。比如:“测电源电动势和内阻”这个实验,教师可以利用多媒体给学生展示在实验过程中电流表和电压表是如何连接的,滑动变阻器是如何移动的,采集到的数据是如何处理的,如何通过图像得出实验结论。通过演示,学生不仅可以高效地复习相关基础知识,还可以从中吸取经验,完善自己的实验过程。
四、进行小组讨论学习,让学生在合作中进行实验
传统的高中物理实验教学中,教师往往强调让学生独立进行实验,独立学习固然重要,但是在独立学习中学生容易限制自己的思维,遇到问题可能也无法及时解决,容易导致实验课堂效率低下,不符合新课标的要求。新课程背景下,教师要让学生进行小组讨论学习,让学生在合作中进行实验,在小组讨论的过程中,学生可以汲取其他同学的优点,完善自己的思维,能更高效地进行实验,提高实验课堂学习效率。比如:“用双缝干涉测光的波长”这个实验,教师就可以让学生分组讨论如何利用双缝干涉测光的波长,实验原理、实验方案学生都可以在合作学习中完成。
⑼ 如何在高中物理实验中培养学生的思维能力
“创新是一个民族的灵魂”,在全面实施素质教育的今天,人的最重要的素质是创新能力。物理教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。新课标指出,物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。实验教学对培养学生的创新思维能力有着至关重要、不可替代的作用。下面就如何在实验教学中培养学生的创新思维能力,与同仁共同探讨:
一、更新教学观念,加强设计训练
教师教学观念的陈旧已严重阻碍了学生创新思维和创新能力的发展。由于我们长期徘徊在“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”的“应试教育”的怪圈里,直到现在,还有部分教师把演示实验甚至学生实验课作为讲读课来上,根本就谈不上什么探索性、开放性的实验课。从根本上有悖于新课标的精神和新教材的要求。因此,作为教师,要想培养创新人才,必须树立创新的观念,立足于开发学生的实验潜能,点燃学生创新的火花,保护并尊重学生的主体发展与创新精神,让学生由教的对象,变为学的主体、创新的主力。在物理中应该把更多的精力、时间投放在学生创造性解决问题上。
设计实验对培养学生的创新思维和实践能力具有“新颖”、“有趣”的特点,并有助于对学生进行发散性思维的训练。“新颖”并不是无原则的新,而是以学生现有知识水平为基础;“有趣”即要有趣味性,以激活学生的求知欲,引导学生进一步思考探索。例如,在“测定小灯泡的功率”的实验中,除按课本上的方法测定小灯泡的额定功率外,教师可引导:若题目中不具备电压表或电流表中的任意一个,而是给出了一个已知阻值的电阻,同学们能不能测出小灯泡的功率呢?可让学生动手做一做。当学生完成这两步后,教师再深入引导,“假如已知电源电压,而电压表的量程小于灯泡的额定电压时,怎样测量小灯泡的额定功率呢?”这样步步引导,逐渐深入,利用新颖、有趣的实验设计,激活学生的思维。不但提高了学生灵活应用知识的能力,更重要的是培养了学生从不同角度、用不同方法解决问题的发散思维能力,有效地促进了学生创造力的培养。
实践表明:指导学生进行设计性实验的训练是调动学生动手和动脑积极性的一项有效措施。设计性实验使学生感到有探索价值和设计必要,能引起学生兴趣,能培养学生动手动脑的能力,进而培养学生的创新思维能力的目的。
二、引导发现探索,活跃创新思维
实验总是以发现,以探索作为追求目标的。虽然物理实验中的现象和规律通常都是前人已经发现的,但对学生来说却依然是未知的,因此,在实验教学中,教师应当努力把发现的任务交给学生,在让学生成为发现的主人的同时,让他们充分体验到智力劳动的艰辛以及科学发现的喜悦,从而激发其强烈的探索精神,培养学生的创新思维能力。例如,在“用伏安法测导体电阻”实验中,教师先给各组提供一个阻值相同的电阻让学生测量,由于有的学生将电流表内接,有的将电流表外接,势必导致彼此间测量结果的较大差别(甚至可以是成倍的差别),疑惑也就由此产生:“相同阻值的电阻其测量值为何会有这么大的差别?”“哪一个测量值比较准确?”“怎样才能减少测量的误差?”这时,学生会怀着解决问题的迫切心情去通过实验并结合实验原理及误差的来源进行探索。进而会使他们发现,电流表内接与外接测量同一电阻,会导致测量结果的较大差别,为了减少测量的误差,应根据被测电阻的大小及电流表、电压表的内阻等具体情况确定电流表的接法。但由于这种简单伏安法电路本身的不完善,不论是采用电流表内接还是外接,都有系统误差。那么,能否消除这种系统误差呢?为此,可向学生介绍补偿的思想,引导学生设计出原理上较为完善的电压补偿和电流补偿电路。这时,由于电流表和电压表不够准确带来的误差又会成为主要矛盾,如何解决这个矛盾?经过进一步引导,可使学生认识到,如采用准确度高得多的电阻箱和灵敏度很高的电流计来代替电压表和电流表,便可大大提高测量精度。最后,再让学生分别用上述三种方法实际测量同一个标准电阻的阻值,比较测量的结果证实了理性的分析。即通过如此的发现探究,学生对怎样较准确地测量电阻的问题也就有了深刻的认识。
三、重视预测猜想,掌握研究方法
心理学的研究表明,人通过思维在头脑中创造出某些没有经历过或现实中尚未发现的事物的形象。人们借助这种思维(即想象)常能在未经逐步、仔细分析的情况下迅速对问题的答案作出一些合理的预测或猜想。这种预测或猜想是创新思维的一种重要形式。正如牛顿所说:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现。”事实上,法拉第正是根据电能生磁猜想到磁能生电,并最终发现了电磁感应定律。鉴于此,在实验教学中要对学生进行预测和猜想能力的训练。如在研究“单摆的周期”时,可先让学生猜想可能影响单摆周期的因素,进而引导学生设计实验方案,选择实验器材,并用实验去验证自己的猜想。当然,预测和猜想可能是正确的也可能是错误的,当学生通过实验发现自己的预测或猜想是错误的时候,也就为下一步进行成功的预测或猜想创造了条件,这就是人们常说的“失败是成功之母”的道理,实际上,“尝试错误”作为一条重要的学习原则,在实验教学中恰当地加以运用,对培养学生的创新思维能力同样是有积极意义的。
中学物理实验重视实验的方法和设计思想、探究问题的思路。一个物理概念和规律的形成,就有与之对应的科学方法的形成。而科学方法又是体现在具体物理知识的认知过程中,只有把认知过程充分而合理的展示出来,学生才能看到科学方法是怎样提出,从什么角度,用什么方法解决问题的,从而掌握科学的方法。例如,学习“科学探究:声音的产生与传播”一节的教学中,在学习完“声音是由于物体的振动而产生的”后问学生,“物体振动了就一定能发声吗?发声就一定能听到吗?”再通过一些简单的小实验让学生随堂练习,加以验证,使学生在实验过程中领会有关声音的知识。
四、鼓励独立思考,保护创新火种
独立思考是形成创新思维能力的前提和条件,学生的独立思考能力只有通过经常的独立思考活动的锻炼才能逐步形成,而物理实验本身就是独立思考活动的一种有效形式。因而,在实验教学中教师应将学生推上思考问题,解决问题的主体地位。例如,在研究感应电流的方向时,教师不是把感应线圈的绕向、电流表指针偏转方向与电流方间的关系的结论简单告诉学生,而是让学生通过实验和思考自己去弄清个中缘由。在此基础上,引导学生思考,既然感应电流是由磁通量的变化引起的,那感应电流的方向会不会与磁场方向及磁通量的变化情况有关呢?若有关系又该有怎样的关系呢?进而再让学生通过实验进行探索和研究自行得出结论。促进学生独立思考要注意立足学生认知及思维发展水平,要让学生“跳一跳”能摘到“桃子”。必要时,还要帮助学生向上推一把,至少要让他们能触摸到“桃子”。需要强调指出的是:在实验教学中,还要努力使学生逐步形成独立列出实验步聚,独立选择实验器材,独立进行实验操作,独立设计记录表格,独立分析实验结果的能力。而离开学生的独立思考,实验能力的培养就会成为“空中楼阁”,当然也不能奢谈什么创新思维能力的培养了。
另外多给学生一些鼓励,对学生的正确行为或好的成绩表示赞许,保护创新的火种。学生时期自我评价能力较低,常常默认教师的评价,而且常以教师的评价衡量自己在群体中的地位。同时,又常从成人的表情或语言判断对其的评价,带有一定片面性。因此,教师应对学生正确行为表示明确的赞扬,使学生明白教师对他们的评价,增强他们的自信心,使学生看到自己成功的希望。比如:教学中宜常使用表扬的语气词,如:“很好!”“太棒了!”“不错”“有进步”等等表示你的关注和赞许。
五、丰富课外实践,培养创新意识
物理中的不少概念、原理都比较抽象、枯燥,而新教科书中的“信息窗”、“交流与讨论”、“迷你实验室”等,大多数都是学生课外的实践和小制作等,再加上没有现成的器材,这就需要学生在实验过程中多动脑、多动手,充分挖掘潜能,寻找性能相似的代用品。通过自己的摸索,让学生在实践摸索中创新。
另外可开展形式多样,丰富多彩的社会实践活动。如组织物理兴趣小组探讨与物理有关的课题,如自行车中的物理问题、电饭锅原理与故障维修、照明线路安装;开展社会调查,写调查报告;带领同学参观工厂、参加社区活动等。通过以上的实践活动,不仅可以培养学生创新意识,而且还可以增进生存体验,形成服务意识,强化社会责任感,进一步提高学生的综合素质。
总之,在物理教学中,不断地利用实验教学培养学生的创新思维能力,能使学生对实验仪器的用途和实验原理的理解不落俗套,敢于求异,解决实际问题能多方设想,不拘一格,不断地运用发散思维方法解决问题,才能摆脱习惯思维的束缚,拓宽思维范围,从而使创新思维得到发展,以适应当前素质教育的需要。
⑽ 如何促进高中物理自助式实验的开展
一、案例研究的背景和目的
物理学是一门以实验为基础的自然科学,高中物理课程在提高学生的科学素养方面起着无可替代的作用,而其中的实验教学更是实施素质教育的重要途径。加强实验教学,培养学生创新能力和实践能力,在推进素质教育的今天,显得尤为重要。
本案例的研究将结合本校的实际情况,体现时代发展对中学物理实验教学的要求。其中以中学物理教学大纲为准绳,以新课改的高中物理教材中的演示实验、学生实验为基础,坚持理论与实验相结合的原则,灵活贯彻学以致用、实事求是、因材施教、突出个性的教学方法,使学生通过实验获得物理学基础知识,形成基本的物理学观点,初步掌握研究自然科学的方法之一——实验法,为学生的终生学习和工作奠定良好的基础。
二、案例过程的总结及认识
1.建议增加演示实验,优化实验过程
要持久地保持学生学习物理的兴趣,光靠课本上的演示实验是不够的,应充分挖掘身边现有器材甚至是很不起眼的器材,结合特定的物理情境(如新课引入、巩固概念规律、评讲习题等),增加实验的趣味性、直观性、新颖性、科学性,激发学生的好奇心和求知欲,引发学生思维,引导学生发现问题,解决问题。
教材有一些内容或实验只作为“做一做”或课外实验来处理,实际上,很多内容都可以通过仪器和方法的改进来优化为演示实验。
比如在“超重和失重”一节中,课后的“做一做”就可以改进为演示实验。找一个用过的易拉罐、金属罐头盒或塑料瓶,在靠近底部的侧面打一个洞,用手指按住洞,在里面装上水。移开手指,水就从洞中射出来。如果放开手,让罐子自由落下,在下落过程中,水将不再从洞中射出。
对于演示超重失重现象还可以做如下的改进:
(1)在易拉罐底部开一个出水孔(开得小一点),在罐中水位较低时,由于表面张力的作用,水不从小孔流出。若使罐子突然向上加速运动,水就会从孔中喷出,由此可以说明超重现象。
(2)用透明的塑料可乐瓶,里面装入大半瓶水,盖上瓶塞,由于重力的作用,空气在水面的上方,水面是平的。将塑料瓶向上抛出,可以看到,瓶中的空气在水中形成了一个或几个大小不同的空气泡,呈球形。
(3)在悬挂的木板上放一块砖,在砖和木板之间放一条纸带。静止时抽动纸带,由于有比较大的压力而使纸带断裂。如果剪断吊砖的悬挂线,而使砖块和木板自由下落(下方放置减撞垫),则抓住纸带的手可以不费力地把纸带完好地抽出。
教材的有些章节对于公式或定律的导出几乎是灌输式的,在这种地方,我们完全有必要加入一些形象而又简单的演示实验来说明定律或公式得出的原因或用以说明验证。
2.变部分演示实验为学生实验,培养学生创新的能力
把演示实验改为学生实验,让学生去做、去观察、去想、去感悟,提高学生主动参与探究的热情。这样在整个教学过程中,不仅可使学生的观察、实验能力得到培养和提高,而且能充分展现物理课教学的特点和魅力。
(1)将部分规律课由老师演示探究过程改为学生分组探究体验
高中物理教材中涉及的规律有很多,比如“牛顿第二定律”、“力的平行四边形定则”、“自由落体运动”、“机械能守恒定律”、“动量守恒定律”、“单摆的等时性”、“胡克定律”、“电阻定律”、“闭合电路欧姆定律”、“楞次定律”等等。对于这些规律课,由于以前受到实验条件的限制,及“做实验不如讲实验”观念的影响,物理教师大多的处理方法是采用“老师讲解或演示探究过程或方法,学生听、记”的模式,也就是人们常说的“填鸭式”教学。这种教学方法在很大程度上扼杀了学生的创造性和主动思考的能力。
我们曾经做过这样的改革:请三位学生(二男一女)到讲台上演示探究某个规律的全过程,并将实验所得数据全都记录在黑板上。目的是想体现学生主体探究地位。但是我们发现这样的模式还是存在一个很大的弊端——效率太低。对于演示的同学来讲,真正是得到了主人翁式的探索体验,但是对占更多数的讲台底下的同学,效率则是很低的。从整体来讲,这种模式收到的效果仍然不理想。为此我们尝试采取了学生分组探究的模式进行尝试,做到没有观众,人人动手参与。实践证明,这种“全员参与”的方式是成功的,她收到了很好的效果——学生和老师达到了“双赢”。
(2)将部分课堂演示实验改为学生分组探究实验
“百闻不如一见,百见不如一练”。变部分演示实验为分组实验,就是在教师的启发指导下将演示的过程转化为学生自己独立地运用实验去探求知识,从而自己去总结得出结论的过程。这样做的好处是可以在课堂上增加学生动手动脑的机会,加强实验基本功的训练。对学生来说,按照思维发展获取新知识的过程,本身就是创造的过程。变部分演示实验为分组实验,增加的就是学生的创造体验。这种效果是单纯的演示实验所不能达到的。
(3)将部分验证性实验改为学生分组探究实验
新课改教材中把很多以前属于验证性、测量性的实验改成了探究性实验,例如以前“验证牛顿第二定律”、“验证机械能守恒定律”……传统的物理实验教学常常是教师把实验目的、内容、步骤详细而周密地安排好,甚至连结论也预先说给学生听,学生只得依葫芦画瓢地被动实验。这样做的结果是,学生失去对实验的“神秘”和探索欲望。如果教师能选取一些灵活性、变通性大的问题,积极创设情境,鼓励学生发散思维,进行多方位、多角度观察、思考、探索、想象,从而提出多种设想和解决问题的方案,并在此基础上,再引导学生进行收敛思维,确定解决问题的最佳方案。这不仅能培养学生的基本操作技能,而且能训练学生思维的流畅性、变通性和独创性(发散思维的三个维度),从而激活创造思维。
教材中的“探究力的平行四边形定则”“探究碰撞中的动量守恒”“验证机械能守恒定律”“探究小灯泡的伏安特性曲线”等验证性实验都可以采用此法进行分组探究。
3.变学生实验为学生动手设计实验,提高学生的实验能力
实验教学中学生实验能力的培养十分重要。实验能力是一种综合能力的表现,从实验前的设计,实验中的操作和观测,实验后的数据处理分析等,都是实验能力的表现。
在抓好演示实验和分组实验的同时,努力开拓实验教学的新构想,探索设计性实验教学的新思路,这对培养学生的实验创新能力非常重要。
设计物理实验不仅需要学生综合地运用所学的物理以及相关学科的知识和技能,而且需要学生:(1)查阅相关资料,设计该实验的原理和方法;(2)根据实验要求,正确选择实验器材和实验条件;(3)设计独特的实验构思;(4)独立或协同进行实验操作;(5)独立完成实验数据处理和实验报告。因而利用设计性实验能有效地培养学生实验创新能力及正确对待实验的态度。
在实验教与学过程中刻意加入方法、能力的渗透式培养,这样就会通过老师的“变教为导”,来实现学生的“变学为思”“变学为悟”,从而使实验教学深入到“以诱达思”的境界。
例如在用单摆测定重力加速度这个实验中,除了书上介绍的这种方法,学生还设计了几种测定重力加速度的方法。如1.用平衡法测“g”,分别用天平和弹簧测力计测出某物体的质量m 和重力G,则有G=mg。2.用自由落体运动规律测“g”,方法一:用落体法,将钢球从某一高度h处自由下落,用秒表计时为t,则有g=■;方法二:用打点计时器和纸带,将打点计时器竖直固定放置,让重锤带动纸带自由下落,利用打点计时器打出一系列自然点,测出相邻的等时间内的位移分别为s1,s2,s3,sm则有g=■。3.用气垫导轨测“g”,调节好气垫导轨的倾角,使得滑块m沿导轨运动时满足mgsinθ=ma①,用计时器测得滑块在导轨上从静止开始移动S距离的时间t.s=■at■②,由①②式联立可得: g=■。 4.用平抛运动规律测“g”,用闪光照相机对小球做平抛运动的全过程进行拍照,当闪光的快慢为每秒30次时,由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动,设 △y为连续相等时间T=■s内竖直方向上的位移差,若算得物、像比例为 时,则有g=■。5.用滴水法测“g”调节水龙头,让水一滴一滴地流出,调整盘子的高度,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在盘上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落。首先量出水龙头口离盘子的高度h,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在盘子上的声音的同时,开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、4……直数到“n”时,按下秒表按钮,读出秒表的示数为t,则有 g=■。6.用圆周运动测“g”,取一根细线穿过光滑的细直管,细线一端拴一质量为m的砝码,另一端连接在一固定的测力计上,手握细直管转动砝码,使它在竖直平面内做完整的圆周运动,停止转动细直管,砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动,如图1所示此时观察测力计,得到当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时读数分别为F1和F2,则根据机械能守恒定律有:
■mu■=■mu■■■+mg·2R {1} 最低点时:F1-mg=m■ {2}
最高点时:F2+mg=m■ {3} 由{1}{2}{3}可得:g=■
7.用连接体测“g”,利用图2所示的装置,已知砝码P和Q的质量都为M,小砝码的质量为m,把小砝码放在P上系统平衡被打破,设P和小砝码下降的加速度大小为 ,Q上升的加速度大小也为 ,测出时间T内砝码P通过的距离S,则有
□ (M+m)g-T=(M+m)a {1}T-Mg=Ma {2}s=■at■ {3}
联立①②③可得:g=■
4.正确处理好现代教育技术与实验教学的关系
现代信息技术的迅猛发展促使现代教育技术的飞速发展,作为高科技产物的计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction--CAI)也正逐步融入物理课堂教学。勿庸置疑,这种现代化教学手段的使用增强了物理课堂教学的直观性、趣味性,充分调动了学生学习的积极性。
计算机辅助教学(CAI)为物理教学提供了有利的条件。由于受物理实验条件的限制,某些物理实验在中学实验室根本无法完成,学生不能获得完整的感性材料,容易造成感知上的障碍,从而影响物理知识的学习。若利用计算机辅助教学在某种程度上可以弥补这些不足,现列举几种情况加以说明:
(1)拓展和超越物理时空
在现代物理的教学中,存在一些高难技术和有危险性的物理实验,这些实验不适于或根本无法在课堂上演示。例如a粒子散射实验、高能加速器、核裂变等,都可以通过计算机模拟的方式,完整、安全地呈现在屏幕上,从而起到拓展和超越物理时空的作用,使学生有身临其境的感觉。
(2)对物体适度地缩小或放大
例如行星之大、离我们之遥远,是不可能搬迁到实验室的;像电子等微观粒子无法用肉眼直接观察。但是,人们可以利用计算机动画技术模拟出太阳系中行星的运动情况,从而比较生动地讲述万有引力定律。同样,也可利用多媒体技术模拟出电子等微观粒子的运动。通过对物体适度地缩小或放大,模拟宏观天体、微观粒子的运动,增强学生对这些素材的感观认识,提高教学效果。
(3)使抽象的问题或物理过程形象化
在物理课堂教学过程中,教师用难懂的语言讲述一些人眼看不见的、抽象的物理规律时,若借助计算机动画模拟技术,化抽象为具体,如探究楞次定律时,先动手做实验,接着结合FLASH动画技术分析讨论实验现象;用FLASH动画技术分析电磁振荡过程中极板上电荷量Q、电路中振荡电流 I、电场强度E、磁感应强度B随时间变化的情况。
由此可见,计算机辅助教学走进物理教学,不仅能再现或模拟各类物理实验现象,而且还能通过各种手段使复杂的、抽象的问题简单化、形象化,将漫长或瞬间的物理演变过程变成可控、有序的演化过程,能把物理现象、规律生动地、形象地展示在学生面前,使学生完整、形象、清晰地感知物理现象,给学生的思维过程提供必需的感性材料。
唯物辩证法告诉我们,事物是一分为二的,计算机辅助教学也不例外。计算机辅助教学对物理实验教学有积极的一方面,也有消极的一方面。比如在实际教学过程中,有的人滥用教学课件,轻视动手做实验,追求动画模拟实验的完美、奢华、大容量,轻视实际实验的真实、简洁;如学习《弹力》一节时,用精美的课件在探究弹簧的伸长量与弹力的关系,而不去做真实的实验,学生就会对课件中取得的“实验结论”的真实性表示怀疑,这种做法是十分不可取的,也是不科学的。
还可充分利用数码相机、数码摄像机捕捉与物理课堂教学相关的动态、静态素材。做到平时多留心、多方位、多渠道地搜集。
综上所述,在物理实验教学中应用现代教育技术,应正确处理好以下三个关系:正确处理计算机辅助教学与传统实验教学模式的关系;正确处理计算机软件的形象效果与科学性、真实性的关系;正确处理计算机模拟实验与实物实验的关系。因此,在设计物理实验教学过程中,教师要根据实验内容、目标和学生的实际情况来选择教学媒体和教学素材,做到适时、适量、协调、兼容、互补,追求教学效果的最优化、最大化。