高中物理实验教学策略摭谈
摘要
关键词
开放实验 实验兴趣 模拟仿真
正文
《物理课程标准》指出物理实验及其教学是物理教学的一个重要内容。实验教学与理论讲授相配合。实验具有趣味性,它能充分运用学生的各种感官,激发学习兴趣。现代认知心理学认为,兴趣是产生动机的重要条件,是人类认识客观世界的一种心理表现,是一个人获得知识,开阔视野,推动学习的一种内部强劲的动力.因此,在物理教学过程中,通过实验为学生展现出生动直观的学习环境,将极大地吸引学生的注意力,有利于学生去研究物理现象,探索物理规律,激发学生的兴趣和求知欲。
一、高中物理实验教学的必要性
1、实验探索物理规律,激发学习兴趣
高中物理课本中有许多物理规律的探索和得出是建立在物理实验基础上的。如高二册“法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小”一节中,法拉第电磁感应定律的得出是建立在三个演示实验的基础上。在教学过程中,通过演示导体切割磁感线,导体和磁体发生相对运动,闭合电路的磁场发生变化,从实验现象得出“穿过闭合电路的磁通量变化越快,感应电流和感应电动势就越大”这一结论。在这一实验结论的基础上得出了“电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比”这一法拉第电磁感应定律。这样,学生在物理实验基础上在头脑中建立了法拉第电磁感应定律,并且对这一定律的理解极为深刻。
2、实验验证规律,夯实重点,突破难点
物理概念的形成和规律的建立,离不开实验事实的探讨和验证.物理实验能够创造出确实的,排除干扰的物理环境,学生在这种实验环境下,在教师的启发下,通过观察,思考获取最典型的物理环境,通过最简捷的思维活动建立概念,总结规律,并把理论运用于实验,这对中学生来说,可对物理基础知识获得比较深入,牢固的掌握和初步的运用。
二、高中物理实验教学策略
1、导入新课时利用实验激趣
每节课的前十几分钟,学生情绪最高昂,精神最旺盛,注意力最集中。如果老师在这时通过实验提出问题,用悬念来引发学生的思考,必能牢牢吸引住学生的注意力。我还记得,上初中时我们的老师在教学讨论“如何改变压强的大小”这一课时,他将一充满气体的气球压在一只钉子上,结果气球轻易地就破了。然后将相同一气球用相同的力压在布满钉子的木板上,结果会怎样呢?让我们大胆地进行提出猜想,再演示。老师演示后,再提及社会上的“硬气功表演”,利用学生的好奇心,造成悬念,就激发起了我们的学习兴趣,使注意力集中起来。引入实验力求要趣味新奇。对学生没见过的实验更感到新奇有趣。又如,在讲授“大气压强”时,马德堡半球实验、“瓶子吞鸡蛋”的实验、在装满水的杯上用硬纸片盖住并倒过来的实验、用冷水使烧瓶中的热水沸腾的实验,都可使学生感兴趣。
2、 开放实验室,创新实验教学模式
开放物理实验室首先是物理实验资源的开放,就是将有关实验器材摆放在实验室,供学生有选择地进行操作、探究。学生实验中有解不开的疑惑、对某些现象有特别的兴趣,都可以在他们认为方便的时候,到实验室与教师一起探讨并动手做。这种开放实验室能够创造适合学生的学习环境,可以让不同层次、不同需要的学生各得其所,便于学生在宽松、自由的氛围中积极自由地动手和动脑,对促进学生学习方式的改变、开拓学生的视野和空间、实现学习的拓展和迁移具有重要的作用,同时学生的探究能力更能进一步得到发展。开放物理实验室更重要的是教学观念和教学活动的全面变革。教学理念开放,更加注重学生差异发展和全面发展;组织形式开放,学习主体可以是师生组合、生生组合、师生加专家、生生加专门研究人员等构成的学习共同体 ;教学方式开放,自主、合作、探究的学习方式更加普及;实验类型开放,由验证型向探究型、设计型、综合型过渡;评价方式开放,既有过程性评价,又有结果性评价,既有教师评价,又有自我评价和学习伙伴的评价。
3、运用多途径,培养实验兴趣
俗话说,兴趣是最好的老师。创新的真正秘诀在于兴趣,兴趣是创造性思维的先导,如果学生对物理实验不能产生兴趣,教师再怎样加强实验教学、创新教学方式,效果也不会很明显。而兴趣的培养必须是通过多种途径综合进行。教师除了要具备扎实的实验技能,还要有教育学、心理学和教学法等知识,因人而异、潜移默化地激发学生学习物理的兴趣,使学生积极、主动地参与到物理试验中。教师在实验课上可以设置一些趣味、新奇的物理实验演示,并尽可能的贴近生活,利用生活中常见物品制作教具演示实验,并适时创立问题情境,引导学生思考,如让学生思考为什么人碰到高压电会被电死而小鸟站在两条高压电线上却平安无事。对于一些动手能力不强的学生,要及时引导、解答和鼓励,给予更多的动手机会,增强其操作能力。在实验过程中,引导学生采取多种方法解决问题,鼓励他们多观察、多思考、多分析。组织好课外活动,创设兴趣小组,根据兴趣爱好组织专题研究和探讨,积极开展探究性小实验,使得学生用于尝试和创新。此外,适时给学生讲一些物理科学家的故事,以激励学生科学探索的兴趣和意志。
4、对实验进行模拟仿真
有些演示实验能见度较低,那么我们应尽可能利用投影仪, 将实验现象和实验操作放大投影在屏幕上,例如:秒表、多用电表、千分尺、游标卡尺的读数,磁感线教学中变化过程中电压表、电流表示数的变化等等。这样将演示过程进行放大, 将关键部位利用特写镜头予以展现在同学面前,可以调动学生注意力,培养学生观察能力,提高学习兴趣。第五,制作模拟物理过程的课件来代替仪器演示实验过程。在中学物理实验教学中,由于时间、空间、资源等的限制,实验中常常出现实验过程、现象不清楚、不全面或根本不可能实现等问题。 例如:光电效应、α 粒子散射实验、摩擦起电、分子热运动、卫星的运动、日(月)食的形成、链式反应、电荷在电磁场中的运动等等这些在实验室根本无法完成的实验,可以运用多媒体技术,充分利用其集成声音、图像、影像、动画、文字的功能,突破空间时间、化抽象为具体、动静结合,对实验现象进行模拟甚至仿真,而且对于需要注重细节的物理过程进行慢动作,或者重放几次。这样既能吸引学生注意又可以充分调动学生的各种感官刺激, 使学生在最短的时间内尽可能获得更多的信息, 取得更好的教学和实验效果。同时由于实验中所涉及的仪器、设备、耗材、原料等都是虚拟的,可以节省很多实验教学资源。 因此凡涉及的实验对仪器和设备损耗较大、实验耗材和原料昂贵、实验操作过程危险等实验,就可以选择模拟课件替代。
5、开展课外小实验活动,培养动手操作能力
高中物理试验课本上除演示实验和学生实验外,还根据不同章节的知识特点确定了近20个课外小实验,我觉得将其分布在三年时间内完成仍显不足。为此我联系有关章节知识,另外增补了10多个。如在《动量》一章里增设了“用自来水观察反冲运动”;在《电场》一章里增设了“静电屏蔽现象的观察”;在《光的色散》一节里增设了“室内彩虹形成”等小实验,平均每月至少有一个可做。我把这30多个课外小实验编成序列,按教材的特点分阶段以各课外实验兴趣小组为中心组织实施,每个小实验尽量要求学生独立设计,独立操作,并独立完成实验报告。对于难一些的小实验,我给予一定的提示与指导,包括实验原理、所需器材、操作与观察要领等。有些实验原理简单,需要的器材不多且在身边易找,要求他们在实验室外随机场所完成。而有些实验需要利用实验室现有器材,必须要他们在实验室里完成。如“测人的反应时间”、“缝衣针浮在水面上”、“观察光的衍射现象”等大部分小实验均可在实验室外完成,而“观察电磁感应现象”、“微小形变的显示与观察”等少部分小实验可在实验室里完成。
丰富有趣的实验教学活动,极大地激发了学生学习物理的兴趣,加深了对物理概念和规律的理解,同时提高了动手操作和手脑并用的能力,对学生智力开发不无裨益。在实验教学的实践过程中,教师们对其在物理教学中的作用逐渐有了更为深刻的认识,对教育过程本身也有了全新的感受。“过程即是知识”,过程是理解的基础,过程中渗透着科学研究的方法.使学生学会学习是走向社会和终身发展的基础。因此.教师是学生知识建构的帮助者和促进者,教师要将教育过程看作是把凝固文化激活的过程。在实践过程中,许多教师意识到经验型的教学已经不能适应新课程的要求.教师们还应成为自己教学行为的研究者。
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