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{中圖分類號}TN219
一、引言
眾所周知,物理學中許多重要的定律、概念和理論都是通過實驗,對大量的物理現(xiàn)象進行分析、歸納、比較和綜合后總結出來的。物理學從本質上說是一門以實驗為基礎的科學,離開了物理實驗,就沒有物理學的發(fā)展。
物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、物理理論的建立和物理學的發(fā)展,都離不開實驗,都必須以嚴格的物理實驗為基礎,并受到實驗的檢驗。實驗的演示、驗證及結果為物理學的發(fā)展起到了巨大的推動作用,在物理學中,每個概念的建立,每個定律的發(fā)現(xiàn),無不有賴于其堅實的實驗基礎。因此,物理實驗是一門重要的基礎課,是高中物理的一個重要組成部分。本文先分析高中物理實驗教學的重要性,接著提出在教學過程中應該注意的地方,希望能對同行有所啟發(fā)。
二、高中物理實驗教學的重要性
物理是一門應用性極強的學科。從其誕生到發(fā)展,物理學科的每一次前進都伴隨著物理實驗的貢獻。素質教育背景下,如何讓學生更好地學習物理,培養(yǎng)對物理的學習興趣,物理實驗是不可或缺的。
1、鞏固物理概念和規(guī)律
物理實驗能夠為學生理解物理知識提供豐富的感性知識和實踐機會。我們都知道教學過程是一個以間接知識為對象的特殊認識過程,它有著自身的特點。然而,不管教學過程如何特殊,都要遵循從實踐到理論,從感性到理性的認識規(guī)律。馬克思曾經(jīng)說過,做物理實驗的過程是最確實的,最不受外界干擾的。所以學生在做物理實驗過程中,也不會受到干擾,從而積極鞏固物理概念和規(guī)律,將所學到的知識應用于實驗。
2、提高學生的能力,尤其是實驗能力
學生既動手操作、又動腦思考,自己去探索和驗證規(guī)律,有利于開發(fā)學生的智力,發(fā)展他們的思維,從而形成能力。教學改革的一項重要任務就是發(fā)展學生能力。實驗能力對于高中學生來說,它主要是指根據(jù)實驗目的和要求,制訂實驗方案、步驟,設計記錄表格,合理地選擇儀器,正確地使用儀器進行測量,分析整理實驗結果,得出必要結論的能力。在這樣的能力形成過程中,學生的實驗能力和思維能力也能得到急速提升,從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。
3、獲得科學的物理實驗方法
物理實驗可以在一定程度上模仿物理學的研究過程,讓學生主動學習和探求物理規(guī)律,學習科學研究的方法,比如探索物理規(guī)律的方法,驗證物理規(guī)律的方法,理想化實驗的方法等,從而獲得正確的,可以終身受用的物理知識。同時,物理實驗的過程也是追求真理、發(fā)現(xiàn)真理、驗證真理的過程。在物理實驗的啟發(fā)下,學生將會更名曉真理的來之不易。
三、如何加強高中物理實驗教學
毫無疑問,高中物理實驗教學是高中物理教學的重要組成部分,對培養(yǎng)學生的物理學習興趣具有重要的作用,但是如何開展好高中物理實驗教學,筆者認為高中物理實驗教學要遵循以下步驟開展:
1、教師要引導學生明確實驗的目的
做任何事情都必須有一個明確的目的,做物理實驗也不例外。物理實驗的目的就是促使學生通過實驗過程,有效地掌握基礎物理知識,培養(yǎng)他們的動手能力,掌握初步的實驗技能,從而形成創(chuàng)新精神。因此學生做物理實驗要注意這些問題:要了解基本實驗儀器的原理和構造;鞏固和強化所學過的物理理論知識,驗證物理規(guī)律,探求新的物理知識;自己動手操作,發(fā)現(xiàn)問題及時改正。
2、培養(yǎng)學生獨立的實驗操作能力
明確實驗目的后,教師要引導學生熟練掌握物理實驗步驟和方法,對于整個實驗裝置的性能、調節(jié)和使用方法等,都應做到心中有數(shù),做實驗時才不會慌了手腳。對于比較復雜的儀器,在實驗前,教師必須引導學生先熟悉它,了解其使用方法,還要熟悉這些實驗儀器的作用,只有這樣才能做到測量合理、數(shù)據(jù)科學、結果可信,保證實驗達到預期的目的。
3、要注意實驗中的觀察與思考
在觀察時應明確觀察對象、條件,要求以及觀察的計劃和步驟等,以此獲得豐富的感性認識,在加深對已學知識理解的同時,也進一步提高觀察能力。同時觀察與記錄也是培養(yǎng)學生一絲不茍對待科學研究,樹立嚴謹?shù)目茖W精神的基本推動要素。
4、做好實驗分析與總結
做物理實驗時,僅僅記下一些物理量的大小和實驗現(xiàn)象是不夠的,還需要將測得的數(shù)據(jù)進行歸納整理,由表及里、去粗取精,運用數(shù)學工具(如代數(shù)法和圖像法),總結和驗證出物理規(guī)律。當然,實驗有成有敗,教師應該鼓勵學生在每次失敗后總結經(jīng)驗,查找不足,發(fā)現(xiàn)問題,提升解決問題的能力。
四、結語
高中物理實驗教學可以使學生樹立尊重客觀實際,嚴肅認真,一絲不茍的嚴謹精神;高中物理實驗同樣可以培養(yǎng)學生對物理的學習興趣,進而培養(yǎng)對學習的興趣;高中物理實驗還可以鍛煉學生分析問題、解決問題、思考問題的能力。這些都是在今后的工作和生活中,需要具有的品質。因此,高中物理教師必須引導學生做好物理實驗,尊重學生的主體地位,將學生放手做,大膽做,從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神!
參考文獻:
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關鍵詞: 高中物理 實驗教學 現(xiàn)狀 有效性策略
物理是一門邏輯性很強的自然科學。物理學中的很多知識、理論都需要通過反復實驗加以驗證。實驗是培養(yǎng)學生實踐能力、探索能力和創(chuàng)新能力的重要手段,對于提高學生的觀察能力、分析和解決問題的能力具有積極的促進作用。因此,在高中物理課堂教學中,教師要加強物理實驗教學,以促進學生各項能力的全面提升。新課程改革實施以來,對學生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)成為課堂教學的主要目標,高中物理實驗教學開始受到諸多物理教師的重視。但是,受到高考壓力及傳統(tǒng)應試教育的影響,目前的高中物理實驗教學效果依然不盡如人意。如何有效解決這些問題,促進高中物理實驗教學有效性的不斷提升,是筆者近來一直思考和研究的問題。以下,筆者結合高中物理實驗教學現(xiàn)狀,分析提高高中物理實驗教學有效性的策略。
一、高中物理實驗教學現(xiàn)狀
當前,高中物理實驗教學較之以往已經(jīng)發(fā)生了極大轉變。實驗教學的重要性開始進入公眾視野,培養(yǎng)學生認真分析和解決問題的能力、培養(yǎng)學生的實踐性成為物理實驗教學的目標。但是,傳統(tǒng)的應試教育理念依然還在影響諸多物理教師的教學理念和教學模式。目前,高中物理實驗教學存在的主要問題如下:
1.教師對物理實驗重視程度不夠
受到高考指揮棒的影響,目前,在高中物理教學中,依然存在教師對物理實驗重視程度不夠的現(xiàn)象。主要原因在于:在高考過程中,沒有將物理實驗操作納入考核范圍,致使很多教師在講解物理實驗的過程中,要么一帶而過,要么讓學生死記硬背相應的實驗流程、實驗器材等,很少讓學生親自動手參加做實驗。這樣的教學無異于水工望月,隔空看花,只知道理論,不懂得實踐。久而久之,學生對物理實驗一無所知,長期的死記硬背使得學生缺乏創(chuàng)新能力和實踐能力,和新課程改革的理念完全背道而馳。
2.教師的實驗教學模式落后
在高中物理實驗教學中,部分教師的實驗教學不夠科學。例如,有些教師讓學生進入實驗室后,卻沒有讓學生自己動手做實驗,而是讓學生看教師怎么做實驗。學生在整個實驗過程中,一直都是觀察,卻沒有動手操作。這樣的實驗教學模式,雖然學生可以觀看整個實驗過程,但是,由于沒有自己動手操作,因此依然不能提高學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。
3.部分學校實驗器材匱乏
實驗器材匱乏的現(xiàn)象在農村地區(qū)的學校極為明顯和常見。由于缺乏相應辦學經(jīng)費,學校主管部門主要是將辦學經(jīng)費投入其他項目,而對實驗器材的投入不足。有些學校甚至沒有專業(yè)的物理實驗室。這樣的教學條件,使得有些教師在物理實驗的講解過程中,只能憑空講解,或者通過多媒體課件的形式給學生展示實驗現(xiàn)象,這樣的實驗和前者所討論的水中望月似的實驗教學并無兩樣。
4.教師的綜合素質有待提升
目前,高中物理專業(yè)實驗教師匱乏是絕大部分高中學校的通病。由于理論教師在物理實驗教學過程中專業(yè)素質不高,導致在物理實驗的過程中對某些物理現(xiàn)象、物理實驗的講解不夠透徹,有些教師在物理實驗過程中缺乏創(chuàng)新意識,只是單純地給學生講解物理實驗的發(fā)生和發(fā)展過程,而不是帶著一種研究的心態(tài)進行物理實驗。
二、如何提高高中物理實驗教學的有效性
1.充分重視學生在物理實驗過程中的主體性
新課程改革強調教師在教學過程中要關注學生主體地位,形成以教師為主導、學生為主體的課堂教學模式。在科學技術突飛猛進,人才濟濟的現(xiàn)代社會,這樣的教學模式對于提高學生的自主性、提高學生的綜合素質具有積極意義。在物理實驗中,教師更應當將這樣的教學理念貫穿課堂教學始終。因為,在物理實驗過程中,需要的是學生親自動手操作。如果教師在教學中把學生的這個權限都剝奪了,則又如何提高學生實踐能力呢?因此,強調學生在物理實驗中的主體地位,可以從根本上改變學生僅僅是看、觀察的實驗教學現(xiàn)狀,讓學生在親手操作的過程中,發(fā)現(xiàn)一些有趣的物理知識和物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學生的觀察能力、實踐能力和總結分析能力。
2.形成多樣化的物理實驗模式
在高中物理實驗教學過程中,有些教師僅僅是采取多媒體展示的方式讓學生了解物理現(xiàn)象。這樣的教學模式從某種程度上講也是可行的,只是不能長期單獨使用。多媒體展示的物理實驗教學方式,如果和實際的物理實驗結合起來,則將會達到完美的實驗效果。例如,教師在進行物理實驗之前,可以搜集物理實驗的相關視頻資料,在學生進行物理實驗之前,可以讓學生先看看別人是怎么做實驗的,然后結合多媒體視頻材料自己做實驗,勢必會達到事半功倍的效果。
3.提高物理實驗教師的綜合素質
物理實驗教師綜合素質的提高,可以從以下兩方面改變物理實驗教學落后的現(xiàn)狀。重要如下:首先,物理實驗教師綜合素質提高了,才會意識到物理實驗的重要性,這樣,教師在教學過程中才會真正關注物理實驗,并盡可能地給學生創(chuàng)造更多物理實驗;其次,物理實驗教師的綜合素質提高了,在講解物理實驗的過程中,才能夠做到胸有成竹,才能夠將很多物理現(xiàn)象解釋清楚,并促進學生觀察能力和創(chuàng)新能力的不斷提升。
總之,在當前的高中物理實驗教學中,依然還存在很多問題。合格的高中物理教師應當認識到當前物理實驗教學的不足,并通過教學手段的創(chuàng)新,通過自己的努力,以新課程改革為標準,不斷提高物理實驗教學有效性。只有教師在物理實驗過程中本著一顆孜孜不倦的決心,才能從根本上改變實驗教學有效性低下的教學現(xiàn)狀。
參考文獻:
(一)課題來源
物理學是一門以實驗為基礎的課程,物理實驗教學是物理教學的重要環(huán)節(jié)。作為一名物理師范生掌握好中學物理實驗是最基本的要求,在中國《普通高中物理課程標準》中對通過物理實驗培養(yǎng)學生的能力也有明確要求。然而,當我們走進實驗進行中學物理實驗探究時才發(fā)現(xiàn),在實驗探究方面我們仍然存在著很多問題。比如:在我們高中的學習中有一部分實驗沒有開設;有些實驗儀器不會操作;探究實驗不能按照步驟進行;缺少嚴謹?shù)目茖W探究精神;數(shù)據(jù)記錄也有不規(guī)范之處等。我們在高中物理的學習中物理實驗并沒有像《課標》所要求走進我們的課堂教學之中。但是,實驗是物理課程改革的重要環(huán)節(jié),是落實物理課程目標,全面提高學生科學素養(yǎng)的重要途徑,也是物理課程改革的重要資源,做好物理實驗教學是物理教學的重中之重。我國物理教材實驗部分的編寫是否與我國《課標》要求相契合?通過現(xiàn)有物理實驗教學是否能達到對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)?這些問題急需我們來思考。
物理教材是物理教學的主要依據(jù),做好教材中物理實驗的編寫是必然要求。面對我國現(xiàn)存的物理實驗教學現(xiàn)狀,我們不妨嘗試對比國外優(yōu)秀教材中的實驗編寫,借鑒國外優(yōu)秀經(jīng)驗,為我國物理教材實驗部分的編寫提供一些支持。因此,我將選擇我國普通高中物理教科書(人教版)與美國高中物理教材《物理:原理與問題》中光學部分實驗進行對比研究。
(二)研究目的
通過此次對比研究發(fā)現(xiàn)中美兩國在《課標》要求方面存在的異同點,發(fā)現(xiàn)我國物理實驗中存在的問題,以便引起人們對我國物理實驗的思考和重視。對比美國教材光學部分實驗的開設形式、數(shù)量、實驗儀器及插圖等與我國教材之間的差異,找出美國教材中的存在的優(yōu)點,從而參考和借鑒國外優(yōu)秀教材中的優(yōu)秀實驗,為從事物理教學工作的廣大教師提供更加豐富、有趣的教學資源,為我國現(xiàn)有的物理實驗教學提供一些改進建議,也為我國的物理教材中實驗部分的編寫提供參考和建議。
(三)研究意義
通過對比中美兩國在《課標》要求方面存在的異同點,有助于發(fā)現(xiàn)我國在制定物理實驗《課標》時存在的問題。通過對光學實驗部分實驗的開設形式、數(shù)量、實驗儀器及插圖等多個方面進行對比,有利于為我國從事物理教學工作的廣大教師提供豐富的教學資源,有助于他們改進傳統(tǒng)的教學方式,使學生增加對物理的學習興趣。通過對比兩本教材中“光的偏振”這一具體實驗,有利于幫助我們全面了解美國探究實驗的具體過程,有助于為我國的物理教材中實驗部分的編寫提供參考和建議,有利于學生更好的掌握有關科學知識,形成科學的思維方式,更好的培養(yǎng)符合時展的新型人才。
二、國內外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析
在新課改的大背景下,通過物理實驗培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要性已經(jīng)被人們所重視。我國各位專家學者對中美教材中的實驗部分進行了多層次的比較研究,探索更適合我國學生情況的物理實驗教學方式?,F(xiàn)已有大量的關于中美高中物理實驗比較研究的文獻問世。
2006年11月祁映宏在《中美2套高中物理教材學生實驗的比較與研究》中,統(tǒng)計了中美高中物理教材中的學生實驗,對兩國教材學生實驗編寫的特點做了比較研究,提出學生實驗設計的認識觀和學習觀,最后特別強調了美國教材中的一些可借鑒之處,并對我國物理教材中學生實驗做出了反思與期待。
蘇州大學的沈國強在2010年比較研究了中美兩套物理教材的科學探究內容異同。比較分析了兩國教材中的科學探究的數(shù)量、內容、方式等,對“科學探究”活動的實施從教師和學生兩個角度進行調查,了解教師和學生對“科學探究”活動觀念的理解、具體實施情況,以及制約“科學探究”教學開展的主要因素。
延邊大學的陳雪對高中物理實驗教科書實驗部分分為表層結構包括實驗數(shù)量分布、實驗體系結構、實驗器材選擇、實驗插圖語言四個部分,和深層結構科學知識、科學方法和科學情感三部分進行了比較分析,并用定性和定量研究的方法,分別進行數(shù)量和文本分析比較。并根據(jù)結論對我國物理教科書實驗部分編寫提出建議。
劉建智和李蘭對一套美國高中物理教材(欄目名稱為《Physics Lab》)與我國人教版新課標高中物理教材中的實驗部分從實驗數(shù)目、實驗器材、實驗的編排與實施、語言分格及其他進行了比較,通過比較對我國在今后編寫或修改高中物理教材時應適當增加實驗數(shù)目、實驗內容與時俱進、適當增加光學與原子物理部分的模擬實驗、增加探究性實驗的數(shù)目,并增加實驗的開放性、體現(xiàn)“以人為本”的教育理念。
李蘭在研究了前人已有的結論與成果之上,以中美兩國高中物理教材歷次改革與發(fā)展為背景,對兩國物理課程標準進行了比較分析,并對中美兩國高中物理教材實驗部分的設置在實驗數(shù)目、實驗編排、實驗器材、實驗插圖、實驗語言,以及基本科學概念、科學實驗過程、科學情感態(tài)度等方面進行了比較分析。
華中師范大學教育碩士戚靜芳在對中美兩國高中物理主流教材比較的文獻進行分析的基礎上,比較研究了兩國教材中物理實驗的總論、實驗形式、試驗數(shù)量和具體實驗內容等,用文字、圖表等形式列舉其異同點,并歸納出各自特色。通過比較發(fā)現(xiàn)了兩套教材實驗總數(shù)多、實驗形式多樣化、對科學過程和方法的關注、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識等方面的相似性。同時看出兩國教材在實驗與學習內容的融合度、不同形式實驗數(shù)量、對探究過程的設計、對實驗材料的使用、與生活實際的聯(lián)系以及對研究能力的培養(yǎng)等方面的區(qū)別。
郭麗麗構建了教材中物理實驗的比較模型。從實驗內容、實驗設計和實驗呈現(xiàn)方式三個方面對人教版物理教材和《物理:原理與問題》中的物理實驗進行了靜態(tài)比較研究,并根據(jù)比較研究得到的結論,對我國物理教材中實驗部分的編寫從實驗內容的選取、實驗的設計和實驗的呈現(xiàn)方式三方面提出建議。
西南大學課程與教學論碩士研究生蘇蘊娜在《中美澳高中物理教科書實驗設置比較研究》中,從實驗的選擇、實驗的編寫體例和實驗的呈現(xiàn)方式三個維度對中美澳三套高中物理教科書中的實驗進行了定量統(tǒng)計以及定性分析,強調物理實驗對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)起到關鍵的作用。
印曉明和陳坤從培養(yǎng)學生“核心素養(yǎng)”的角度,對中美高中主流物理教材在“光學”部分編排進行對比,提出從“知識”走向“智慧”、從重視物理“實驗”到進行科學“實踐”、以學科“融合”提升“綜合”思維的理念,提高學生理科學習的“自我生長能力”,將培養(yǎng)學生在科學領域內“核心素養(yǎng)”的目標落到實處,為學生的終身發(fā)展、應對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定良好的基礎。
南京師范大學教師教育學院的陸雪嬌以“拋體運動”為例,對中美兩國常用的兩種高中物理教材的實驗呈現(xiàn)方式和實驗內容進行比較分析,發(fā)現(xiàn)實驗呈現(xiàn)形式的總體差異,以及中國教材中還存在缺少探究性實驗,實驗器材、實驗內容的選擇不夠貼近生活,實驗缺乏創(chuàng)意等問題。
高赫男和石紅選取了中國人教版物理教材和美國《物理:原理與問題》為研究對象,對中美兩國高中物理教材實驗的數(shù)量、器材、欄目、插圖及語言等方面進行比較研究,利用文字、圖形或表格等形式描述其異同點。
三、相關概念界定
(一)物理實驗
物理實驗是學習物理的重要方法和手段,是物理學習的基礎。物理實驗是高中物理教學的重點。在人教版普通高中物理教材(2010年版)中,對教材中的物理實驗根據(jù)它們在物理學和物理教學中的地位、難易程度、用時長短、學校的器材條件,分為了:學生實驗、實驗、演示、做一做以及問題與練習。
《課標》要求學生通過實驗,學習科學探究方法,發(fā)展自主學習能力,養(yǎng)成良好的思維習慣,能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題;認識實驗在物理學中的地位和作用,掌握物理實驗的一些基本技能,會使用基本的實驗儀器,能獨立完成一些物理實驗。
物理實驗已經(jīng)滲透到物理教材中的各個部分,包括了課后習題部分。本文中所選的物理實驗是光學部分實驗,有中國教材中的學生實驗、實驗、演示、做一做,以及美國教材中光學實驗部分的起步實驗、迷你實驗、物理實驗。
(二)物理教材
教材是教學過程中的四個基本要素之一,其含義隨著科學技術的進步和發(fā)展,也不斷發(fā)展和壯大。目前,從廣義來講,教材是教師和學生據(jù)以進行教學活動的一切材料,包括工具書、掛圖、圖表和其他教學輔助用具,也包括教學程序軟件包;幻燈片、電影片、音像磁盤等。從狹義來講,教材是指教科書,也稱課本,它是依據(jù)課程標準編制的、系統(tǒng)反映學科內容的教學用書。
本文中的物理教材是指按照物理課程標準等綱領性文件的規(guī)定,根據(jù)教學目標和學生的認知規(guī)律組織編寫的出版社正式出版發(fā)行的高中物理教學用書。
(三)科學探究
在物理學史中,運用科學方法的第一人當屬伽利略。他提出的科學方法為我們的科學探究提供了依據(jù)。所謂“科學方法”就是經(jīng)驗(以實驗和觀察的形式)與思維(以創(chuàng)造性構筑的理論和假說的形式)之間的動態(tài)的相互作用。伽利略所用的科學方法包括:設計實驗(以檢驗特定的假設)、對現(xiàn)實世界條件進行理想化(以消除任何可能掩蓋主要效應的次要效應)、限制探究范圍(每次只考慮一個問題)、定量方法。
科學探究指的是學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。探究是一種有多側面的活動,需要做觀察;需要提出問題;需要查閱書刊及其他信息源以便弄清楚什么情況已經(jīng)是為人所知的東西;需要設計調研方案;需要根據(jù)實驗證據(jù)來檢驗已經(jīng)為人所知的東西;需要運用各種手段來搜集、分析和解讀數(shù)據(jù);需要提出答案、解釋和預測;需要把研究結果告之于人。探究需要明確假設,需要運用判斷思維和邏輯思維,需要考慮可能的其他解釋。學生們在學習探知自然界的科學方法時將會參與科學探究活動中的某些方面的工作,但是學生們也應該培養(yǎng)自己從事完整的探究活動的能力。
在我國現(xiàn)在的高中物理課標中規(guī)定的科學探究需滿足七個要素,分別是:提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作。
(四)科學素養(yǎng)
所謂有科學素養(yǎng)是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務和文化事務、從事經(jīng)濟生產(chǎn)所需的科學概念和科學過程。即對日常所見所歷的各種事物能夠提出、能夠發(fā)現(xiàn)、能夠回答因好奇心而引發(fā)出來的一些問題;對已有能力描述、解釋甚至預言一些自然現(xiàn)象;能讀懂通俗報刊刊載的科學文章,能參與就有關結論是否有充分根據(jù)的問題所作的社交談話;能識別國家和地方?jīng)Q定所賴以為基礎的科學問題,并且能提出有科學技術根據(jù)的見解來;能根據(jù)信息源和產(chǎn)生此信息所用的方法來評估科學信息的可靠程度;有能力提出和評價有論據(jù)的論點,并且能恰如其分地運用從這些論點得出的結論。
四、學位論文的主要研究內容及可行性論證
(一)主要研究內容
本論文的主要研究內容有以下幾點:
1.通過查閱文獻研究明確中美兩國《課標》對物理實驗的要求,并對相關概念進行界定,了解我國各位專家學者對中外物理教材及實驗編寫的對比分析。并通過問卷及訪談等方法,了解本地區(qū)高中學校光學實驗課程的開設情況。聯(lián)系我國《課標》對此部分的要求,對比本地區(qū)的高中學校在光學實驗課程開設是否與《課標》要求相契合。
2.歸納、整理出中美兩國《課標》對物理實驗的要求,對比兩國《課標》要求的異同點。
3.對中美兩國物理教材中的實驗總論部分詳細閱讀,并總結歸納,對比兩國實驗總論,發(fā)現(xiàn)其優(yōu)缺點。
4.整理中美兩國教材中光學部分實驗,從實驗形式、內容及數(shù)量分布、插圖等方面進行對比,發(fā)現(xiàn)各自特點,得出結論。
5.并對兩國教材中“光的偏振”這一具體實驗案例,按照教材編排要求進行完整的實驗探究。根據(jù)自己在實驗中的觀察、體會以及通過本實驗對該知識的理解和掌握情況等方面,進行對比分析,發(fā)現(xiàn)美國教材在實驗編排中的優(yōu)點。
6.根據(jù)對中美兩國《課標》對物理實驗的要求,以及兩國教材中光學部分的實驗對比,得出相應結論,并根據(jù)結論為我國物理實驗的編寫及實驗教學方面提出一些建議。
(二)可行性論證
1.現(xiàn)已經(jīng)有很多位專家學者就“中外高中物理實驗對比”這一課題進行了研究,以有大量的期刊文獻和學位論文存在,能夠為本人提供參考,為本研究奠定了堅實的理論基礎。
2.通過大學的學習以及教學實踐,本人熟讀了我國物理《課標》的內容,理解了《課標》對物理實驗的要求以及通過物理實驗培養(yǎng)學生怎樣的能力。
3.在實習期間能與學生面對面交流,通過與學生的交流能有效避免學生的排斥心理,進而來了解所在學校有關物理實驗的開設情況以及學生對物理實驗的期望,能保證得到較為準確的信息。
4.本人對該課題存在濃厚的興趣,能夠對我以后從事物理教學工作提供支持與幫助,能豐富課堂內容,形式多樣,讓我有信心完成此次研究,為我提供了動力。
五、論文進度安排及預期達到的目標
(一)準備階段(2018年10月—2018年11月)
1.確定選題。
2.查閱大量有關該課題研究的文獻資料,了解我國專家學者對于該課題的研究進展情況,為自己的研究提供一些思路,避免重復勞動、偏離主題。
3.分析資料設計初步撰寫方案,提交老師指導,根據(jù)老師指導意見進行方案的調整,按照方案執(zhí)行。
(二)實施階段(2018年12月—2019年2月)
1.選取人教版普通高中物理教科書,梳理出高中教材中的光學部分的實驗。
2.選取翻譯版美國物理教材《物理:原理與問題》,梳理出光學部分的實驗。
3.設計調查表,選擇寧夏本地部分高中學校,調查對光學部分實驗的開設個數(shù)和開設形式。
4.撰寫開題報告,并提交指導老師批閱,根據(jù)老師修改意見,再次進行修改,完成開題報告。
5.找到美國《國家科學教育標準》和中國《普通物理課程標準(2003)》,歸納總結出有關物理實驗的要求。
6.回收調查表,對得到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理,利用準確數(shù)據(jù)分析寧夏本地部分高中學校對物理光學部分實驗的開設情況,了解本地物理實驗教學現(xiàn)狀。
(三)總結與論文形成階段(2019年3月—2019年5月)
1.將相關資料進行匯總,書寫論文提綱,完成大體框架。
2.根據(jù)兩國教材要求進行“光的偏振”實驗探究,并回答相關問題。
3.根據(jù)論文提綱,完成論文初稿,請老師進行指導和修改。
4.根據(jù)老師的修改意見,重新整理有關資料,對論文初稿進行反復修改,完成修改版。
5.再次請老師指導修改,完成論文撰寫。進行,請老師審閱。
6.論文定稿。
六、研究過程中可能遇到的困難及解決的途徑
(一)本課題研究過程中可能遇到的困難
1.我國高中物理教材光學部分實驗形式多、個數(shù)也多、設置在不同的模塊,在整理的過程中很容易漏掉一些實驗。
2.在調查本地高中學校光學部分實驗開設情況中,個別老師存在不重視、不認真回答的情況,學生也會有抵觸心理,會使得到的數(shù)據(jù)不準確。
3.由于美國沒有專門的物理課程標準,所以在進行對美國《課標》物理實驗要求歸納時,可能存在不準確,概括不全面的情況。
4.在對比結論與建議時,認識不到位,會過分將自己的感情帶入,使得得到的結論過于簡單,語言過分學生化,不能聯(lián)系學生的實際情況得到普遍的結論。
(二)解決的途徑
1.在歸納總結教材中的實驗時,要細心,力求全部都被歸納。將自己的總結反復進行核對,做到歸納全面。
2.在進行調查時,對同一所學校要選擇不同的老師和學生進行調查。老師可以選擇物理實驗室管理老師和物理學科任課教師,從不同的方面進行調查。深入學生,與學生聊天,增加學生的信任,避免學生產(chǎn)生抵觸心理,盡可能使調查數(shù)據(jù)真實可靠。
3.美國的《國家科學教育標準》中,涉及從幼兒園到高中的整個階段所有學科的標準內容,并沒有提到過多的物理實驗內容標準,其將物理實驗歸納與科學探究之中,所以要找到有關科學探究的要求進行總結歸納。
4.進行學習,從教學實踐中了解學生的實際需求,從有利于學生發(fā)展的角度出發(fā),提出建議。
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目前的高中物理實驗教學的實驗內容一般缺少探索性實驗及指導性實驗,并且與實際生產(chǎn)、生活嚴重脫節(jié)。例如電學實驗結束后,學生仍然不了解插座內部的接線結構及簡單故障的處理。實驗設計內容創(chuàng)造性不足實驗的內容大都停留在課本里,被動的、固定的實驗模式,讓學生失去了興趣,嚴重影響了學生主動學習的積極性,阻礙了科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。
2.高中物理實驗教學改革對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)
針對上文所述的問題,本節(jié)首先探討了高中物理實驗教學改革的方法,其次分析了改革后的實驗教學如何培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。(1)對實驗方式進行改革,增大設計性實驗比例在實驗內容的安排上,加大綜合實驗與設計性實驗的比例,使傳統(tǒng)的以教師為主體的實驗教學變?yōu)橐詫W生為主體的實驗教學。這種方式能激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的主動學習能力,最重要的是培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維及科學素養(yǎng)。(2)對實驗內容進行改革,突出時代性與先進性高中物理實驗教學的實驗內容要突出時代性與先進性。與現(xiàn)代科學技術接軌的實驗才能夠調動學生的積極性與創(chuàng)造性。利用先進的手段、儀器及技術,能夠更容易地實現(xiàn)實驗,拓寬實驗的內容。不僅如此,學生還能夠更多地了解更多先進的科技及其應用,為學生的科學素養(yǎng)的培養(yǎng)奠定基礎。(3)對教學主體進行改革,構建以學生為主體的教學體系高中物理的實驗教學的另一種改革方法是,將學習的變?yōu)槔蠋熞龑聦W生為主體的主動學習。因為學生的主動學習才是整個教學體系運行的良好動力。只有激發(fā)學生的學習興趣,學生開始有了自主學習,創(chuàng)造性思維才開始被激發(fā),有效學習時間不斷增加。這樣才能夠使得學生的主體性發(fā)揮作用。上文給出的高中物理實驗教學的改革方法,能夠有效培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。主要方式是開展學生的實踐活動,創(chuàng)造條件,讓學生以主體的角色進行實驗,進行實踐學習。這樣,學生能夠通過實驗一步一步地發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,學習探索物理知識的方法,深層次地感受科學實驗的魅力。具有時代性的、設計性的實驗能夠讓學生在復雜的實驗中總結前人總結的規(guī)律。改革后的實驗教學能夠切實領會科學與生活、科學與技術和科學與社會的關系,充分培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。
3.結語
關鍵詞:高中物理 物理實驗 多媒體
中圖分類號:G633 文獻標識碼:A 文章編號:1674-2117(2014)22-0-01
在新時期的高中物理教學中,實驗的教學內容占很大比重,甚至從某種程度上決定了物理教學質量的好壞。另外將實驗教學作為整個高中物理教學的重點是物理教學大綱的基本要求,也是培養(yǎng)學生物理思維和應用能力的必然選擇。傳統(tǒng)的物理實驗教學有很多的局限性,在物理實驗教學中,引入多媒體技術,可以改變傳統(tǒng)實驗教學的局限性,因此,在新形勢下研討多媒體技術與物理實驗教學的結合,具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
1 多媒體在高中物理實驗教學中的應用
1.1 放大”實驗
在課堂上教師經(jīng)常做演示實驗,對于座位偏后的學生來說是不利的,學生想看也看不清,實驗的效果可想而知。這時,我們就可以利用投影儀將實驗儀器投影到大屏幕上或者用軟件制作出動態(tài)的模擬實驗,讓后排的學生也可以看清楚整個實驗過程,看清楚儀器的刻度。例如,在進行“彈簧力和彈簧伸長的關系”這一實驗時,先懸掛彈簧,消除彈簧因自身重力使彈簧的伸長造成的影響,測量出彈簧的長度,然后再將5個鉤碼(每個鉤碼的重量一致)逐步掛在彈簧的下端,一次增加一個,每次都測出相應的彈簧總長度(彈力始終未超過彈性限度)。在這個實驗中,就可以采用投影儀將彈簧和刻度都投影到大屏幕上,讓所有的學生都能夠清楚地看到彈簧力增大時彈簧的變化,從而加深學生對這一實驗的理解。
1.2 虛擬實驗
物理學是研究微觀粒子與運動規(guī)律的學科,有些實驗并不能夠直接地進行再現(xiàn),讓學生進行觀察。此時可以利用多媒體技術化微為著、化無形為有形的特點來動態(tài)地展示。例如,原子核裂變和聚變,這些具有極大的危害性,是不能在現(xiàn)實教學中進行實驗模擬的,這時就可以采用多媒體模擬來展示這一過程,加深學生對這些抽象知識的理解與記憶。
1.3 模擬實驗操作
多媒體可以模擬重復操作實驗,增強實驗教學的效果。尤其可以在學生對實驗中某一點理解的片面甚至是錯誤時,利用回放、慢放等來讓學生帶著問題重新進行觀察與思考。還可以針對不同的實驗方案來模擬不同的實驗,可以利用正確的實驗操作與錯誤的實驗操作進行對比,將這些實驗直觀立體地呈現(xiàn)在學生面前,這樣更能讓學生在比較中進行分析、在分析中進行總結、在總結中進行提升。同時,利用多媒體技術還可以對瞬間反應的實驗進行模擬,將一瞬間的反應進行慢動作回放,暫??梢宰寣W生觀察得更為細致,讓學生加深對一瞬間所發(fā)生的物理現(xiàn)象的理解,從而掌握物理知識。這些是傳統(tǒng)實驗教學所缺乏的。
2 用多媒體應注意的問題
運用多媒體輔助教學具有傳統(tǒng)教學方式所不可比擬的優(yōu)勢,這一點已得到廣大教育界人士的一致認可。但是,我們在運用多媒體時,也要注意方法,不能隨意地使用多媒體,要適度、靈活地使用多媒體來輔助物理實驗教學。
多媒體模擬具備很多的優(yōu)勢,但是,我們不能過度地使用多媒體,能動手操作的實驗最好是動手操作,只有那些實際操作難以完成,或者是學生理解起來比較困難的教學內容,才選用多媒體進行模擬。多媒體模擬可以便于學生觀察,利于學生理解。實際操作實驗可以增強學生的動手能力,鍛煉學生的思維,提高學生的實踐能力。教師要實現(xiàn)二者的有機結合,這樣才能更好地為教學服務。要根據(jù)具體的學情與教情來靈活地運用多媒體。要將多媒體技術與實際操作相結合,靈活地使用多媒體。
3 結語
總之,新時期的高中物理實驗教學,必須透過新手段和新技術的應用不斷加快實驗教學改革的步伐,從而提高教學的整體質量。通過多媒體技術讓高中物理教學更加的科學化,讓更多的學生和教師從現(xiàn)代科技中受益。以多媒體技術為典型代表的新技術的引入可以為高中物理實驗教學的質量提升提供機遇和空間,其積極影響和作用是不可低估的。
(山東省青州三中,山東 青州262500)
參考文獻:
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1實驗教學在高中物理課程中的作用
面對著高考的壓力,高中物理的教學越來越趨向于理論化的講述,為了提高課堂的講課效率,節(jié)省更多的時間,很多物理老師會忽視對實驗課的重視,殊不知,這嚴重違背了這門自然科目的學科特點,讓學生的觀察、實踐及創(chuàng)新能力變得越來越差,非但不能有效提高物理學習成績,還會因為教師長期死板固定的教學模式而使得學生逐漸厭煩、失去學習的興趣與耐心,久而久之,產(chǎn)生了放棄學習的念頭,因而,教師必須注重高中物理實驗課的講授,重新調整教學計劃,讓實驗課程發(fā)揮出應有的作用,而實驗教學對提高物理成績的作用不言而喻,主要表現(xiàn)在以下幾方面:一是,實行實驗教學可以很好地激發(fā)學生學習高中物理課程的興趣,由于物理實驗通常都有著明確的教學目的,并且非常直觀,通過形象、生動的物理反應變化,使得學生在學習過程中全身心的投入,引發(fā)強烈的興趣,在無形中使學生的注意力更加集中,便于老師的知識講解,同時,變化多樣的實驗效果讓學生們感到新奇,有助于其更加主動的學習,二是,培養(yǎng)了學生的思維能力、動手實踐能力,由于實驗的講解與實際的操作緊密相連,使得學生的動手能力得到訓練與強化,同時學生在實驗的操作過程中,通過觀察、思考、探究總結,實現(xiàn)了思維能力的開發(fā)與培養(yǎng),三是,通過實驗教學更好地補充了課堂上知識學習的不足,通過親身實驗操作,得出結論獲得知識,來加深知識的記憶與掌握.
2反思高中物理實驗教學的不足之處
2.1實驗教學的方式不正確
在許多高中物理的教學課堂,盡管教師準備一些物理實驗,但是卻運用了不合理的方法,為了進一步節(jié)省時間,提高學生的學習效率,教師在很多情況下,不會在課堂上為學生準備物理實驗,通常情況下是將某項實驗需要的儀器設備、操作過
程、實驗現(xiàn)象、實驗結論寫在黑板上,來供學生們學習與記憶,這種“寫”實驗的方法完全忽視了做實驗的真正意義與作用,一味讓學生機械地記憶與背誦知識,同樣的做法,還有利用多媒體來讓學生看實驗的,這些都忽略了實驗過程的重要性.
例如:某教師在進行人教版實驗《探究加速度與力、質量的關系》的講授時,只利用多媒體資料的形式為學生放映了一遍實驗的全過程,根本沒有叫學生親自操作,直接告訴實驗結論,甚至有的學生連實驗現(xiàn)象都沒看清楚,這種實驗的效果必定是失敗的.
2.2實驗內容過于老舊,沒有新意
因為很多學校的實驗設施不全面,加上教師的不重視,就使得原本的實驗教學內容變得更加單調、老舊、可有可無,甚至有的學校完全沒有按照實驗教材的要求來進行實驗講解,原本要求做的20幾個實驗,結果在課堂的教學中僅做了寥寥兩三個,完全不符合實驗標準,更別說達到實驗目的了,而且,很多實驗在內容安排上過于簡單、老舊、缺乏新意與設計,只是按照最傳統(tǒng)的方法加以簡單演示,所以很難讓學生達到最終的學習目的.
例如:教師在講解人教版高中物理《驗證機械能守恒定律》的實驗時,僅僅利用傳統(tǒng)的打點計數(shù)器的常規(guī)操作實驗來供學生們觀察、學習,顯然缺乏新意,只能使學生們的思維過于平淡,而無法激發(fā)起更大的探究興趣.
3高中物理實驗課教學的有效實施途徑
3.1增添趣味實驗,完成對學生思維能力的培養(yǎng)
以往的實驗教學中,教師大多數(shù)為學生們準備的實驗都是依據(jù)課本來制定的,不用花費心思設計,只需利用相關材料,按照一定方法和步驟一步步完成即可,雖然得出了實驗結論,但學生們在操作中比較被動,缺少自己思考的過程,使其思維受到限制,無法做到創(chuàng)新.而且過于固定、單一的實驗方式,使得學生們對實驗的興趣大大降低,所以為了加強學生創(chuàng)新思維和興趣的培養(yǎng),教師需要在開展一些趣味性實驗,增強學生的動手實踐能力,激發(fā)其學習積極性,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力.
例如:教師在講人教版高中物理《生活中的靜電現(xiàn)象》這節(jié)課時,可以用塑料的梳子經(jīng)過在毛衣上摩擦之后,來吸附桌面上的小紙片,并向學生提問是否能夠吸起來,進而學生充滿興趣,經(jīng)過不斷思考與操作,來得到最終的實驗結果,促使學生自主去研究分析試驗,是培養(yǎng)思維能力的有效途徑.
3.2多向學生提問題,改變實驗教學方式
在進行高中物理的實驗教學中,教師應該在實驗的操作過程中多向學生提問題,在依據(jù)教材的內容的情況下,幫助學生了解知識結構體系,為其設置多樣問題,從而使學生的注意力更集中,不會分心.利用其好奇心和求知欲望,促使其開動腦筋,進行發(fā)散思維的訓練,在自己完全理解之后,繼續(xù)進行實驗的研究探索,進而找到新的問題和解決方法,通過在實驗中一邊讓學生觀察思索實驗現(xiàn)象,可能出現(xiàn)的實驗結論,一邊提出問題引導學生進行不斷的思考,給予適當?shù)膯⑹荆瑥亩_到擴展知識面,鞏固所學知識的目的.
例如:教師在講解人教版高中物理《力的合成與分解》這節(jié)課時,為學生設置一個這樣的實驗,將白紙放于水平木板之上,使白紙獲得固定,然后將橡皮條固定到木板上,另一端栓兩根細線,利用細線借助彈簧秤互成角度地拉橡皮條,研究力的合成與分解,并在其中,不斷提問題,以保證學生能夠不斷思考.
3.3改變實驗性質,使其更具有探究性
關鍵詞:新課改 高中物理實驗 教學模式
前言:
作為物理學科教學的重要組成部分,高中物理實驗是當前教學中的重要內容,也是促進學生科學素養(yǎng)提高的必然途徑。但以往的教學模式并未做到因材施教且扼殺了學生創(chuàng)造能力,對此新課程改革內容中倡導科學探究,需根據(jù)學生發(fā)展現(xiàn)狀對當前物理實驗教學模式進行改革,以此推進教學改革目標的實現(xiàn)。因此對基于新課改背景的高中物理實驗教學模式研究具有十分重要的意義。
一、高中物理實驗教學模式的現(xiàn)狀分析
從目前大多高中物理實驗教學中不難發(fā)現(xiàn)其中應用的模式主要體現(xiàn)在“程式化實驗”、“試題試驗”、“應試式試驗”以及“觀察試驗”等方面。其中的“程式化實驗”模式,在具體操作過程中,學生根據(jù)教師給定的實驗目的、實驗步驟以及相關器材等,對教材中的程式進行實驗,只需獲得要求的實驗結果便完成任務。這種方式的弊端在于忽視了整個實驗過程的重要性,難以有效的發(fā)現(xiàn)并解決存在的問題。而在“試題試驗”模式,教師主要以大量實驗試題的形式對學生進行訓練,既造成學生負擔的增加,也導致實驗積極性被挫傷。同時,在“應試式”模式中,由于物理學科本身作為高考重要內容,課堂活動中的實驗多集中在與考試相關內容方面,難以滿足根據(jù)生活實際以及學生興趣進行因材施教。此外,也有一部分物理實驗教學中完全利用多媒體手段取代實際操作實驗,此種模式被稱為“看實驗”教學模式。由此可分析,這些物理實驗教學模式存在的弊病主要為更側重于知識內容、講授過程、統(tǒng)一要求以及實驗結果,而忽視實驗的具體方法、實驗過程以及學生的個體差異特征,使實驗教學往往起到事倍功半的效果[1]。
二、基于新課改背景下的高中物理實驗教學模式探析
以某地區(qū)高中物理實驗教學為例,對學生的興趣程度進行分析,具體統(tǒng)計結果如下:
很感興趣284人,占總體44.65%;感興趣317人,占總體49.84%;不感興趣30人,占總體4.71%;無效值4人;空白值1人;合計636人。
由統(tǒng)計結果可分析,大部分學生對物理實驗表現(xiàn)出極高的興趣,但如何是學生物理實驗積極性得以保持,便需改變傳統(tǒng)教學模式,進行物理實驗教學模式的創(chuàng)新。
(一)注重物理實驗教學中的“探索性實驗”
新課程改革背景下要求高中物理實驗教學中,教師應引導學生在實踐操作中通過觀察、分析與總結等探究方式,對實驗過程中做出一定的假設與猜想,以此掌握更多知識。尤其需注意改變以往完全集中在驗證性實驗方面的教學模式,確保學生能夠在探究能力方面不斷加強。例如,關于牛頓第二定律驗證實驗過程中,可將其以探究加速度與質量、力存在的關系。再如,通過探究合成定則實驗取代對力的平行四邊形法的驗證方式。這樣整個實驗教學活動將不再局限于對實驗原理死記硬背的方式,促進探究能力與學生實驗動機的加強。
(二)實驗教學中物理科學思想的融入
高中物理實驗教學的目的在于提高學生的實踐動手能力與科學素養(yǎng),許多物理學史中的資源都應被充分利用。教師可在具體實驗過程中將其進行滲透,如實驗觀察布朗運動現(xiàn)象、對“泊松亮斑”的演示實驗以及“密立根油滴實驗”等。這些實驗在教學中的滲透都能將物理學思想體現(xiàn)出來,對學生學習物理的興趣以及科學素養(yǎng)的提高有很大的幫助。
(三)趣味性實驗的引入
作為能夠提高學習積極性并開發(fā)學生潛力的基礎,學習興趣在高中物理實驗教學中的作用更為明顯。教師需改變以往實驗教學中忽視實驗貼近生活以及學生個體差異等內容,使實驗更側重于應付考試。在具體開展實驗教學時可引入更多具有趣味特征的實驗,如利用“瓦碎蛋全”的實驗融入在力學實驗教學中,或引導學生分析在當高壓電網(wǎng)外部存在電火花的情況下,網(wǎng)內小鳥未受到任何傷害的原因等。這些都可使學生求知欲望得以激發(fā),強化學習的動機。
(四)強調“設計型實驗”教學模式
“設計型實驗”教學模式主要針對“測量型實驗”而提出的,其目標在于使學生掌握基本實驗操作的前提下,了解實驗的設計方式以及設計的關鍵之處。例如,分子大小測定時選擇的油膜法、重力加速度以單擺進行測定、靜電場或電阻勢線的測量選擇伏安法等,這樣實驗中的有效思想也將為學生所了解。另外,針對許多物理實驗教學內容,教師都可引導學生在不脫離實驗原理與實驗目的的前提下進行試驗方案的自行設計,其作用在于促進學生知識運用能力、動手操作能力以及整體思維能力的提高。以“電源內阻與電動勢的測量實驗”為例,教材中原有實驗方式為伏安法,但教師可引導學生自行設計,確定不同設計方式下測量的誤差,或指導學生進行“安歐法”電路的設計。這種以“設計型實驗”取代“測量型實驗”的教學模式更能使學生視野進一步拓寬,并提高探究能力。
(五)“隨堂實驗”與“演示實驗”相結合的教學模式
盡管一定程度上物理演示實驗能夠將相關的物理概念與規(guī)律展示出來,但事實上采用動作記憶的方式更能起到記憶強化的效果。如同“百聞不如一見,百看不如一做”的道理,要求在進行演示實驗過程中,學生能夠參與其中并進行實際操作,提高學生創(chuàng)造性思維的同時,也能加深對物理知識的理解并提高參與課堂的積極性[2]。
結論:
基于新課改背景的高中物理實驗教學模式創(chuàng)新是提高教學質量的重要手段。在實際改革過程中,應注意當前實驗教學模式存在的弊端,在此基礎上引入“探索性實驗”的教學模式、“設計型實驗”的教學模式以及“隨堂實驗”與“演示實驗”相結合的教學模式,并融入物理科學思想于實驗內容中,這樣在保證實驗目標得以完成的前提下,促進學生綜合能力的提高。
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一、高中物理實驗教學的重要意義
1.高中物理開展實驗教學是推進素質教學的必要途徑。素質教育的本質內容是提高學生的綜合素質和各方面能力,使學生符合社會發(fā)展需要。因此,高中物理課堂教學不僅要求學生掌握基本知識和技能,還要重點培養(yǎng)學生的綜合能力。在高中物理教學中開展實驗教學就可以有效地培養(yǎng)學生的綜合能力。通過實驗能培養(yǎng)學生對事物的觀察能力和捕捉事物重點的能力,還可以提高學生思維能力和分析問題的能力。因此,物理實驗教學是實現(xiàn)學生綜合能力提高的重要手段和途徑,只有開展實驗教學才能符合素質教育的基本要求。
2.物理實驗教學有利于激發(fā)學生的學習興趣。實驗教學可以打破傳統(tǒng)教學的模式,用實驗引發(fā)學生的好奇心,激發(fā)學生對于物理知識的學習興趣。以往的高中物理課堂往往以課堂教學為主,給學生安排大量的課下作業(yè)和練習,由高強度的強化訓練來提高學生的物理成績,久而久之,學生就會在高壓力下產(chǎn)生對物理的厭惡心理,使學生的學習興趣降低,學習效率也變得極其低下。而實驗教學就有效地彌補了傳統(tǒng)教學這一不足,實驗教學以生動直觀的教學模式,有效地增強了學生對于物理知識的學習興趣,使學生愿意學習物理,在物理學習中能夠感受到快樂。因而,在物理教學中開展實驗教學往往會使教學效果事半功倍。
3.物理實驗教學有利于學生綜合能力的培養(yǎng)。一個完整的物理實驗是需要多個步驟來完成的,首先要確立實驗目的,然后策劃實驗程序和步驟,選擇合理的實驗器材,然后進行實驗,最后通過實驗得出結論。高中教學中接觸的物理實驗大多數(shù)都是微型實驗,但在實驗教學中,實驗過程中的環(huán)節(jié)都是不可缺少的。在物理實驗過程中,可以有效地培養(yǎng)學生的思維方式以及對實驗的設計和規(guī)劃能力,在實驗中能夠實現(xiàn)學生自主挖掘問題、分析問題、解決問題的能力。在實驗前期的準備到實驗的細節(jié)策劃,再到后期的搜集資料、整合資源,整個過程能夠有效地培養(yǎng)學生實際操作的能力、對突發(fā)問題的應對能力以及對課堂知識靈活運用的能力。在實驗的總結過程中,實驗教學有效地培養(yǎng)了學生的總結歸納能力。作為物理教學的主體,物理實驗能夠有效地鍛煉學生的創(chuàng)造性思維,使學生形成對物理學習有利的思維邏輯模式。
4.物理實驗教學有利于學生價值觀和情感態(tài)度的升華。新的物理課程標準要求把學生的能力培養(yǎng)放在首位,同時要重視在教學中對學生情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。因此,物理教學必須要加強實驗教學,因為實驗教學不僅可以傳授知識和技能,還有利于學生在學習中的情感態(tài)度和價值觀的升華。高中物理實驗需要多人共同協(xié)作來完成,在團隊實驗中可以增強學生的團隊意識。實驗中遇到問題時,學生能夠激發(fā)自己的韌性,依靠不斷努力自己解決問題。同時,在實驗教學中,能夠使學生懂得欣賞物理現(xiàn)象的魅力,使學生更加愿意學習物理。
二、我國當前高中物理實驗教學所面臨的困境
1.應試教育影響了實驗教學的有效實施。受傳統(tǒng)應試教育模式的影響,整個教育體系都對實驗教學不重視,從而忽視了實驗教學的作用。為了應對高考,各個高中學校都針對考試內容重點強化訓練,而相對占高考分數(shù)比重小的實驗部分則只是簡單的講解,教學中開展實驗課的次數(shù)遠遠達不到教學大綱的要求。新課標為了增強高中物理教學的創(chuàng)造性和趣味性,只是簡單地要求教學中實驗的次數(shù),沒有有效地培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)造能力,根本沒有從實質上解決問題,使實驗教學沒有實質效果。
2.過分重視知識教學,物理實驗課流于形式。高中物理課程開展實驗教學的目的不僅是要通過實驗來實現(xiàn)知識的傳授,更重要的是對學生綜合能力和素質的培養(yǎng)。然而多年的應試教育形成了固有的物理課堂教學模式,實驗教學很難在高中課堂有效開展。為了應對考試,教師過分重視對課本知識的教學,實驗課也是為了應對考試而臨時組織開展的。這樣的實驗過程倉促,一般都是由教師演示、講解實驗過程中要注意的步驟和考試中可能考到的實驗要點。學生只是簡單地記筆記,根本沒有實際動手去操作實驗,從而使實驗教學變成了實驗演示教學,學生由做實驗變成了看實驗。這樣就導致學生參與實驗過程的主體地位被剝奪,學生參與實驗過程的重要意義完全被忽略了。除此之外,學生在物理實驗中由直接參與變?yōu)閱渭兊臋C械操作,學生按照教師的要求,根據(jù)教材的實驗步驟來進行實驗。這樣的物理實驗雖然由學生參與其中,但是學生的相關能力并沒有得到很好的鍛煉。這樣的物理實驗只是物理教學中的一個“練習題”,完全沒有發(fā)揮出實驗教學的作用,只是流于形式,應付教學大綱的要求。
關鍵詞:高中物理;實驗教學;學生; 探究
物理這門學科最主要的是以實驗為基礎的一門課程,所以實驗在物理教學中有著舉足輕重的地位。因此,高中物理教學的目標不在僅僅是讓學生學習物理理論知識,還要培養(yǎng)學生的實踐能力和物理學習的綜合發(fā)展。高中物理實驗教學則是實現(xiàn)這一教學目標的重要方法和物理教學改革的重要力量。但是大部分高中學校只重視學校的聲譽,導致高中老師為了學生高考只重視理論知識的教學。加上每個學校的經(jīng)濟條件不一樣,對高中物理實驗課程的投入資金和組織教學都存在不足,所在高中物理實驗教學中存在著很大的問題。針對目前高中物理實驗教學情況,我們要加強實驗教學。
一、教師應以學生為中心,精心指導、嚴格要求
素質教育要求課堂教學應發(fā)揮學生的主體地位,但是并不是否定教師在課堂中的地位。教師只有以學生為中心,精心對待、嚴格要求才可以。所以,在物理實驗教學中,教師應該做到以下幾點:首先,教師應該秉持認真負責的態(tài)度,做到精心指導。比如在實驗“用打點計時器測速度”的實驗中,教師應該向學生講清步驟,每一步需要什么,哪一步有什么要注意的地方等。通過指導后,學生的動手欲望和自信心被激發(fā)。那么就能夠取得良好的實驗效果。需要注意,精心指導并不是面面俱到,在此實驗中,教師講清需要注意的問題就行了,剩下的比如說打點計時器的使用方法,學生可以遵照說明書自行探究,以便培養(yǎng)其探究能力和動手能力。其次,嚴格要求體現(xiàn)在要求學生在試驗后認真的反思總結上。教師必須要求學生認真填寫實驗報告單,并交流匯報實驗結果,以便引起學生的關注和思考。在填寫實驗報告是,必須嚴格要求學生,不能讓學生以課本中或者主觀想象的數(shù)據(jù)替代實際數(shù)據(jù)。
二、提升教師物理素養(yǎng)的同時,注重科學方法的合理運用
建設新型的教師隊伍是高中實驗教學改革成功的重要條件之一。首先,物理教師的教學觀念的更新。落后的教學觀念導致責任心不強、物理教學方法單一、科研與創(chuàng)新能力較差等現(xiàn)象,只有認真學習和領悟新課改的教學理念,不斷學習新的物理知識和現(xiàn)代化的教學手段,將新的教學理論與學生個體身心發(fā)展規(guī)律相結合,才能不斷提升自身的科研能力和創(chuàng)新能力。其次,學習和運用先進的教學方法與手段。傳統(tǒng)的實驗教學方法以老師講授為主,學生自主參與實踐的機會較少,即使參與也是在老師固定的模式下機械式的進行,這樣嚴重遏制了學生實驗操作能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展,學生不能從實驗中去化物理概念和物理規(guī)律的理解。
先進的教學方法和手段能夠使抽象的物理概念形象化,物理規(guī)律在多種形式下得以呈現(xiàn)加深了學生的理解,學生在主動參與實驗操作中鍛煉動手能力’在體驗實驗的過程中提升分析問卿解決問題的能力,從而實現(xiàn)實驗課堂教學效果的最大化。最后,加強科學方法在實驗教學中的合理運用。俗話說:“觀念決定方向,方法決定結果,方法是創(chuàng)新的靈魂,創(chuàng)新孕育于方法之中”,學生物理知識的形成與創(chuàng)新能力的發(fā)展都離不開合理科學方法的運用,在高中物理實驗教學中進行科學方法的教育有助于改善學生獨立處理問題的能力和實驗設計能力較差的現(xiàn)狀,對于提升學生創(chuàng)造性思維能力、分析問題和解決問題的能力有著獨特的優(yōu)越性。
三、加強實驗教學中的合作學習
教師在高中物理實驗過程中,引導學生參加合作學習,是貫徹素質教育發(fā)展創(chuàng)新、合作型人才的必然措施,同時也是新課改不斷推廣的一種促進教學效率提升的良好教學模式。物理實驗運用合作學習的模式,能夠幫助學生從不同的角度認識物理問題,掌握物理知識,有助于學生辯證性思考問題,提高了高中學生的思維能力,同時也鍛煉了學生的合作能力。
1.物理實驗過程中合作學習的環(huán)節(jié)
物理實驗合作學習的環(huán)節(jié)分為以下幾個部分:(1)第一部分,分組。教師首先要根據(jù)學生的學習成績、性格特征、愛好特長等元素將高中生分成幾個綜合實力相當?shù)男〗M。(2)第二部分,定目標。實驗需要完成什么樣的任務,教師要在分好組之后給每個小組成員講清楚。(3)第三部分,動手實驗。實驗階段是合作學習的關鍵時刻,教師要不斷指導和監(jiān)督每一位同學都參與到實驗的過程中。(4)第四部分,實驗報告。實驗報告是物理學習最關鍵的一步,學生要在小組內討論通過實驗看到物理規(guī)律或者總結物理概念,真正通過協(xié)作來完成物理實驗的目的。
2.物理實驗過程中合作學習的教學模式
目前,高中物理教學過程中比較常見的合作學習的教學模式有以下幾種:(1)合作學習結合探究學習展開物理實驗。由于物理學科往往需要一定的探究能力才能達到學好、學精的目的,因此在物理實驗的合作學習過程中,教師要適當?shù)貙⑻骄啃詫W習融入到課堂實驗中。(2)合作學習結合互動學習展開物理實驗。合作的過程就會產(chǎn)生交流,而學生與學生的交流、教師與學生的交流都會讓合作學習更加有效,互動讓思想插上翅膀,彼此分享不同的概念與觀念,往往能夠提高學生學習的效率。(3)合作學習結合應用學習展開物理實驗。由于物理實驗往往有很多都是研究實際現(xiàn)象的,在開展物理實驗過程中,教師除了引導學生團隊合作學習外,還要引導學生認知物理解決的是什么樣的實際問題,提高學生應用物理知識解決實際問題的實踐運用能力。
四、充分挖掘物理實驗資源,培養(yǎng)學生探究能力