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教育类论文

优化高中物理实验教学的策略和方法

 
内容提要:在高中新课程改革的背景下,高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。但物理实验教学在实际教学过程中并未得到老师们充分的重视。该文针对高中物理实验教学的现状进行分析,结合教学实践,提出了四点优化高中物理实验教学的策略和方法,即重视实验基本功的训练,尝试让学生自主设计演示实验,自主探究学生实验,并通过实验总结来提高学生的探究能力。
关键词:高中物理  实验教学 策略和方法  自主探究
物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理学家杨振宁也曾说过“物理学是以实验为本的科学”。在高中新课程改革的背景下,高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。物理教学中,实验教学不但直观性、易于理解等优势,所谓“百闻不如一见,事实胜于雄辩”,而且有利于培养学生的自主学习,自主探究等能力。因此物理教学过程中,教师不宜轻率地直接给出物理结论或物理规律,而是要通过物理实验、物理过程的阐述或生活实例,引导学生自己得出物理结论或物理规律,在此基础上教师再做出点评归纳。
但是在目前高中物理教学中,本人感到物理实验仍未得到充分的重视,物理实验教学还有待进一步加强。本文针对高中物理实验教学现状进行分析,结合自己的教学实践,提出一些加强高中物理实验教学的策略和方法,与同行教师一起研究探讨。
一、目前高中物理实验教学的现状
  目前,随着新课改的推进,物理实际教学课时减少,实验课时被压缩。由于物理教学课时的限制,有些教师放弃了某些课堂演示实验,甚至一些必须由探究实验得出结论的新课,也被简单的“说过去”;有些教师认为“做好一个实验不如讲好一个实验”,变物理实验课为师生“纸上谈兵”课。实验教学中还普遍存在着教学方法简单化、实验过程形式化、实验结果唯一化的现象,学生的物理思维、实验方法、探究能力得不到预期的培养,从而导致学生实验设计能力普遍较弱。教师在教学中对实验轻率的处理方式,也直接导致学生重理论、轻实验、轻探究,学生以“背实验”代替“做实验”。
  在高考复习备考中,很多学生把物理考纲列出来的11个实验的实验目的、原理、步骤、注意事项、数据分析处理等等内容一遍遍复习、死记硬背,花在上面的精力不少,但效果却不明显。从长远来看,对培养学生的质疑探究能力、解决问题的能力极为不利。
二、优化高中物理实验教学的策略和方法
(一)重视实验基本功的训练
  物理实验基本功是指实验的基本理论、基本方法和基本技能。实验基本功的训练主要是在高一阶段,教师要充分重视课本的每一个演示实验和分组实验,中学物理教学大纲要求的分组实验一定要做。
  一方面,教师要注重演示实验的规范性。物理演示实验本身就是技能的展示,具有很强的示范性,教师演示时的一举一动会成为学生独立操作时的依据。教师做课堂演示实验前应先多次演练,力求操作演示规范、熟练、完整,确保课堂上效果明显,一次成功,使学生信服。对较复杂的实验,还可利用多媒体的仿真实验作为辅助,逐步展示真实实验的动态过程。
  另一方面,在做分组实验之前,教师要求学生必须对本次实验原理、所用实验器材、实验步骤能清楚了解,要求每个学生都动手参与到实验操作中,并如实记录实验的原始数据,等等。这些分组实验对于训练学生的实验基本功、规范学生的基本实验操作具有重要作用
  例如通过“研究匀变速直线运动”这个分组实验,训练了打点计时器的使用方法,知道了两种打点计时器的工作原理和主要结构,学会了通过打出的纸带判断物体的运动状态,以及如何求解速度、加速度,会用有效数字表达直接测量的结果。学生拿自己辛苦劳动之后得到几条纸带来分析小车的运动,能更形象具体的理解物理规律,极大的提高了学生学习物理的信心和兴趣。
(二)让学生自主设计演示实验
  传统的演示实验教学,只是让学生看教师表演,先是“教师做,学生看”,后是“教师讲,学生听”。当学生掌握了实验的基本操作技巧、具备了实验基本功后,如能将一些演示实验进行改进,让学生去自主探索,经过分析、讨论,透过现象看本质,则会从中悟出很多课本上学不到的知识。
   例如:在研究焦耳定律的演示实验中,我提前在课前布置预习本节课,以思考题的方式向学生展示本节课的演示实验课题──研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,要求学生利课余时间,自主设计实验方案、自主选择实验器材、自由组合探索研究。
设计实验方案关键是让学生考虑好实验原理,怎样将电流通过导体产生的热量变为可以观察比较的对象。学生们充分发挥想象,不同的实验方案达十余种,有的让火柴梗吸收电热升温达到着火点而燃烧,有的让烧瓶里的空气受热膨胀而使玻璃管的红水柱上升,有的让灯丝发热升温而发光……这样表演性演示实验变为开放性研究实验,极大激发了学生学习和研究物理知识的积极性,培养了学生的发散思维和创造性思维能力。
(三)让学生自主探究学生实验
如果每次物理实验的实验目的、仪器准备、操作步骤、实验报告全部都由教师预先设计好,那么长此以往学生在实验过程中就不再会有浓厚的实验兴趣。因此,教师要适时、适量地改进实验课的教学组织形式,创设一些开放型的探究式实验。当学生已经熟悉实验的流程后,应该尝试让学生适当地亲身经历设计方案,选择仪器,制订步骤,设计表格,收集信息,处理数据,得出结论,实验评价等实验过程中的某个环节,使学生真正进入科学学习的状态和角色。
当然在实验中教师应适当地引导和帮助学生树立自主实验的信心,并对他们的实验进行评价,指出学生在实验中操作上或思维上的“闪光点”。对于实验过程中出现的异常现象,要激励学生进一步探索、分析原因,从中有所发现。通过探究式实验,不但能使学生掌握基本仪器的使用方法,基本实验原理及其设计,实验数据的处理方法,能力型实验的研究对策,培养学生实事求是的实验态度,团结协作的能力,敢于怀疑的精神和探索创新的意识等,还能使学生懂得要变换角度、变换问题去认识同一件事,例如:测电阻的实验,可以使用不同器材,不同方法,不同电路,其方法很多,有伏安法、滑安法、滑伏法、替代法、半偏法等,电路也有内、外接法,限流、分压接法等。而共同点都是应用了部分或闭合电路的欧姆定律。
(四)注重实验总结,提高学生能力
  每一个实验都有各自的设计思想,一个成功的实验,其设计思想总包含着对已有知识的灵活运用和创造性构思。引导学生领会前人的实验设计思想,是一条培养学生具有设计实验能力的有效途径。
  比如,在做“验证力的平行四边形定则”实验时,为什么要两次把橡皮条的结点拉到同一位置?在做“验证牛顿第二定律”实验时,为什么要使长木板倾斜以平衡摩擦力?在做“验证动量守恒定律”实验时,被碰小球的质量为什么要小于入射小球的质量?还记得“控制变量法”吗……实际上所有的实验都要在控制上下功夫,实验的精髓就是“控制”。
  再比如人们熟知的守恒定律,像能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律,它们的出现不是偶然的,而是物理规律具有多种“对称性”的必然结果。
综上所述,物理实验既是物理教学的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段。它对激发学生的兴趣和求知欲,训练学生的科学方法,创设学生有效掌握知识的学习环境,培养学生的各种能力和良好的科学素养具有十分重要的作用。因此,深化实验改革,对优化物理教学,提高教学质量具有重要意义。

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