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如何提高中学物理实验教学的有效性

2018-09-04胡锋

中学课程辅导·教师通讯 2018年10期
关键词:中学物理仪器有效性

胡锋

【内容摘要】随着课程改革的推进和教育主管部门对中学实验教学的重视,无论是教师还是学生对实验教学的重视程度都有显著的提高,中学物理实验教学的有效性也有明显的提高,但也存在着许多亟待改进的地方。本文从中学物理实验教学的现状、如何提高中学物理实验教学的有效性方面进行剖析,提出了一些好的做法,以期抛砖引玉。

【关键词】物理实验教学有效性

中学物理是一门以实验为基础的学科,物理实验作为物理教学的基本手段,有其特殊的教学功能:为学生提供学习的感性材料、为验证物理定律、探究物理规律提供过程,而且能够提供科学的思维方法,加深对基本知识的认知程度,激发学生的求知欲,培养学生的观察能力、实践能力和创新能力,可以说物理实验教学的有效性决定了物理教学的成败。

一、中学物理实验教学的现状

1.教师的实验观念有待改进

调查发现从教学的角度出发93%的老师认为实验课很有必要,但也有些教师的实验观念有待改进,认为目前中高考对实验操作和实验创新能力的考查不够,所以认为“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”,指导学生分组实验的积极性不高,夸大多媒体模拟实验的功能,纸上谈兵、急功近利。思想上不重视,行动上怕麻烦。忽略学生动手能力的培养,更不谈创新意识和能力了。部分老师的实验技能有待加强。

2.学生实验的时间和空间有待拓宽

新教材增加了相当多的分组实验和演示实验,并且添加了许多课后小实验、小制作,用来增加学生学习物理的积极性。但实际情况是学生只做几个必做的分组实验,再无缘进实验,课后的小实验、小制作并没被重视和利用。更谈不上从日常的生活现象探究一些物理规律了。部分老师为完成教学工作量把探究实验改为验证性实验,探究实验的功能被扼杀,学生实验能力和科学态度无法培养,更不谈创新能力了。对中学实验进行创新改造的不多,学生的创新意识不强。

3.中学实验软件设备有待完善

近年来由于政府对教学的重视,中学实验的硬件提高较为明显。但实验软件特别是设备有待完善,调查中发现有67.9%的教师感觉学校实验室设施仪器不能满足学生实验的需要,足见问题的严重性。

4.实验教学的有效性有待提高

随着教育主管部门对实验教学的重视,物理教师对实验的教学的重视程度明显提高,但实验教学的有效性不高,表现在:分组实验学生参与度不高,教师“演戏”学生“依葫芦画瓢”的成分多,调查发现74.29%老师是这样组织分组实验的——教师先演示学生后模仿,没有引导学生去观察、思考、探究。为节省上课时间部分探究实验被改为验证实验,提出问题、猜想与假设、设计实验等环节被取消,学生的分析问题、解决问题的能力及各种动手能力无法得到培养。多数老师不能通过物理实验使物理教学理论联系实际,培养学生的学习兴趣,激发其求知欲,引导他们热爱科学。

二、如何提高中学物理实验教学的有效性

提高中学物理实验教学的有效性是一个系统性的工作,需要教育主管部门、学校、教师共同努力。作为一个一线的物理教师,如何提高中学物理实验教学的有效性?

1.创设“参与式”演示实验,增加演示实验的可信度和学生参与的积极性,提高演示实验的有效性。

传统的演示实验是“教师演,学生看”,学生是旁观者、是观众,实验的可信度不高,学生的积极性没能得到很好的调动,“参与式”演示实验是“教师导,学生演”,鼓励学生积极参与和大胆体验,既可增加实验的可信度,又可以调动学生课堂参与的积极性。

例如:在讲流体压强与流速的关系时,有这样一个实验:用漏斗把一乒乓吹起(如下图)。教师展示仪器,说明实验目的,学生猜想实验结果,绝大多数人认为乒乓很轻,可以吹起。教师特意在这些人中选择几个上台吹(可以准备多组仪器),结果无一人吹起,这时老师分析不能吹起的原因——流速大的地方压强小。“小伙伴”参与了,积极性就高了,可信度就高了。

还如在讲自由落体一节时,教师抛出:轻的物体下落得快还是重的物体下落得快?

有的同学认为重的物体下落得快,有人反对,这时教师引导反对者设计实验来推翻(实验器材只有一张半A4纸),学生设计的实验是把半张A4纸揉成团与一张A4纸同时同地下落,结果轻的物体下落得快。有的同学认为轻的物体下落得快,这时教师引导反对者设计实验来推翻(实验器材只有一张半A4纸),学生设计的实验是把一张A4纸揉成团与半张A4纸同时同地下落,结果重的物体下落得快。最后师生共同分析出现这种现象的原因——空气阻力的存在,这时教师引导学生利用现有实验器材,设计实验:一张A4纸和半张A4纸分别揉成大小相同的纸团,都减小空气阻力的影响,同时同地下落,结果下落的快慢基本一致,学生思考了参与了,主体性积极性就有了。

2.培养学生的实验技能,提高分组实验教学有效性

(1)注重实验的过程教学,引导大家掌握实验各个环节,潜移默化地培养学生各项实验技能。摒弃应试教育的讲实验的做法,引导学生真正掌握实验的原理、操作过程、现象、结论。对于探究实验要按探究实验的七个步骤:提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作来逐条落实与完成,学生在完成这些环节的过程中,各种技能都得到了培养。

(2)培养学生正确安装和调试仪器,正确连接电路的技能。正确安装和调试仪器、正确连接电路是实验能正常进行的保证,如:力学实验中的滑轮组的组装、弹簧测力计的校零、天平的调平;光学实验中光具座上的仪器安装,如何才能保证烛焰的像完整地呈现在光屏的中央;在电学实验中,如何依照电路圖正确连接实物。连线时,要求学生断开开关,按电流的流向依次连接电源、开关、用电器等,先电流表后电压表,先串联后并联的原则。电路接通前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大的地方等。这种技能的培养,从开始老师先示范,学生后模仿,然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项,由学生独立安装、调试,潜移默化地掌握这种技能。

(3)培养学生正确记录实验数据,并能进行简单的数据处理,得出正确结论的能力。要培养学生这方面的技能,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作并准确得出数据,按实验先后顺序将数据记录下来。读数要及时,记录要完整,包括有效数字及单位;然后老师引导学生对数据进行处理如对比分析、计算分析、图像分析等,进一步得出实验结论。

(4)培养学生分析误差的能力。误差分析是实验教学的较高层次的要求,学生要进行误差分析就必须对实验原理、仪器的特性、操作过程等等有清晰的认识。实验后,要求各组学生进行交流,让大家找找实验结果存在差异的原因,如实验原理的不完善、仪器本身的缺陷、操作过程中的人为误差,从而找出减少误差的方法,如校准仪器、改进实验原理、多次测量取平均值。经过误差分析,学生的实验能力会达到一个更高的层次。

(5)鼓励创新,初步培养实验的创新意识。创新是社会进步最大推动力,而实验教学是培养学生创新意识的主阵地,实验后鼓励学生对实验进行创新改造,如在探究不同物质的吸热本领(比热容)是否相同这一知识点,有同学如此改进:

很好地解决了相同时间保证吸热相同的难题。类似的创新还有如没有天平如何测质量,没有量筒如何测体积,没有电流表或电压表如何测电阻。

提高中学物理实验教学的有效性是一个系统性的工作,需要教育主管部门、学校、教师共同努力。对一线教师来说也是个渐进的过程,需要时间的积累和经验的完善。但掌握正确的方法、坚持不断地努力,提高中学物理实验教学的有效性,也是指日可待的。

(作者单位:福建省厦门市集美区乐安中学)

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