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一、试题命制现存问题分析
1.试题命制诊断功能和指导性不强
试题在实际应用时,功能趋于单一,降低了试题命制工作的价值.平常的测试,无论规模大小,在测试结束之后,绝大部分师生关注的还是得分和名次,有道是:“分分分,学生的命根;考考考,老师的法宝”.试题的深层次信息未被充分挖掘,无法体现试题的诊断与指导.实际上,教师应该比对细目表,发掘学生能力水平和认知维度上的不足,藉此改进学生学习方法和自身的教学方法.只有这样,一份优秀试题的功能才能真正发挥.否则,长此以往,试题命制理论还是会成为“题海战术”的计划书.
2.试题命制缺乏相应的理论指导
美国的考试,如GRE、TOFEL都有较强的科学性和公信力,原因在于他们有着丰富的心理学、测量学的理论作为支撑.而在国内,除了大规模的国家级考试有相应的机构与之匹配地提供相关理论的支撑,就日常高中物理教学中测试命题而言,此类理论指导非常少.例如,一次单元测试,如何精确地掌控信度和效度?是否也用多元概化理论分析确定试卷的结构?有多少物理教师掌握相关理论?对试题的预设难度的确认,主要还是依赖着命题教师的经验来设置,怎样操作,才能较为精确地把握试题的预设难度呢?平常的试题分析过程依然采取的较为传统的方法,有没有与新课程相匹配的更为合适的方法呢? 很多时候,单元试题,期中期末试题命制的研究中,高中物理教师还在借鉴高考、会考的试题命制技术的基础上,确定试题的难度结构、题型结构等等.
3.试题命制时教师的主观性太强
一份卷子考什么内容,以什么形式考,命题老师没有细致地思考,导致内容和形式较为随意.这一情况一般有以下几种表现:①平时教学中的小型测试,因为命题教师的不确定性,引起试题范围的侧重点不一致,以至于针对相同内容的测试,两次试题的要求有很大不同;②部分命题教师在高中物理试题的命制中,侧重于学生在知识方面的掌握,而忽视对能力的评价,导致试题内容侧重于概念性的知识,而将知识体系的构建和重组放在一边;③很多教师在命题工作中因为对认知过程维度的把握不太注重,导致所命制的试题无法针对学生的能力水平进行考查.
二、试题命制的要求与指向
依据《课程标准》,参照《考试说明》对能力目标提出的具体要求,再联系教学实践,将《考试说明》中有关能力目标的阐述做了一些调整,平时教学中命制试题,应从“知识和技能、原理和方法、科学素养、实验考查”四个方面着手,确保能够很好地体现四基.
1.知识和技能
(1)能对物理现象进行识别,对物理概念和规律进行有效回忆,以及对概念和规律形成、演变、完善的过程进行阐述;
(2)能对物理概念和规律进行理解,并通过应用它们对实际物理问题进行有效地解释和说明;
(3)能结合数学方法,通过对物理公式的演绎和推导来处理具体物理问题.
2.原理和方法
(1)能基于对物理原理的应用,对实际问题进行一系列分析、判断、归纳和推理;
(2)能在数据或图象的辅助下对实际问题进行一系列分析、判断、归纳和推理;
(3)能在物理思想方法指引下对实际问题进行一系列分析、判断、归纳、推理.
3.科学素养
(1)能通过对已学物理知识的应用,从实际物理问题中提取正确的物理模型;
(2)能通过个体和系统,运动和能量等观点的综合“应用”,对物理问题进行分析和处理;
(3)具备探究简单物理问题的能力;
(4)能独立对新的信息进行采集、理解、分析,并用于解决相关物理问题.
4.实验考查
(1)能对高中物理常用仪器进行识别,并掌握其使用方法和操作要点;
(2)能对高中物理主要实验进行回忆,明确实验原理,熟悉其实验器材,领悟操作过程;
(3)能用科学目光审视物理实验现象,并给予合理的解释;
(4)对物理实验的数据,进行处理和分析,归纳结论,并进行合理地外推.
三、高中物理试题命制的几点建议
1.试题一定要有一个具体的物理情境为依托,不能只是简单地提供已知量,然后提出问题,让学生求解未知量.这样的物理试题变成了数学公式推导,没有任何物理能力评价的味道.
2.试题情境的创设必须要接地气,换言之,即情境应易于学生的理解和接受,不能围绕一些生僻的场景来构建情境.
3.试题的命制目的在于评价学生综合运用知识、分析物理问题的能力,所谓“综合”不等同于“高难度”,且“难度”应该源于对应能力所能达到的容易程度,不是在试题命制时,布置过多的、似是而非的陷阱刻意去刁难学生.计算题容量本身就大,所以不能在这一点上出问题.
4.计算题情境的设置和问题的提出所占篇幅一般较大,情境设定为了尽可能模拟出原始物理问题的样式,可以适当穿插一些“冗余无用条件”以掩盖其本质.藉此评价学生去伪存真的信息提取能力.但是试题的文字必须简捷,不能说废话.
5.试题的数据应该合乎物理世界的实际,但也不要出现太繁琐的运算.
四、实例分析
例1图1所示是测电笔的结构图和工作原理图,它经常用于检测电路中是否有电.工作时人手持测电笔尾端的金属部分,将前端金属笔尖与所测电路接触,若所测为火线(电势为220V),则有电流依次通过电笔和人体,导入大地,氖管发光的同时,人却安然无恙,请结合下列数据解释原因.[已知人体的电阻在1kΩ到100kΩ之间,测电笔的电阻在2mΩ到5mΩ之间,人的安全电压不高于24V]
解析本题的实质是串联电路的分压问题.火线和大地之间的电势差是220V,即在人和测电笔的串联电路两端加上电压220V,串联电路的分压规律在于分压比等于电阻比.从解释安全的角度,可用临界法,即取人的电阻最大值与电笔阻值的最小进行串联分压,求出人所分得电压
U=100×103100×103+2×106×220V=10.5V
评析本题主要是用于考查学生对串联电路的规律的理解和应用能力,以及学生根据题意分析信息,提取物理模型(串联电路)的能力.此外两个研究对象的电阻确定,还涉及临界法的思维方法的把握.本题的最终解决,还要依赖学生的语言表达能力,在答案中理清来龙去脉.本题虽属于基础型计算题,但评价能力的要求不低,有一定难度.
例2如图3所示为一学校物理兴趣小组设计出的发电装置,圆柱形铁芯和上下两个磁极之间所形成的扇形区域中存在沿着半径方向的磁场,扇形的圆心角α=49π,一个矩形线框abcd绕圆柱形的中轴线匀速转动,其角速度为ω,已知该线框的匝数等于N,其边长分别为:ab=cd=l,bc=ad=2l.ad和bc两条边同时进入磁场,并且它们所感受到磁场强度是一样的,磁场方向与两条边的走向垂直.线框电阻为r,外接定值电阻的阻值为R,其它部分电阻不计,求:
(1)线圈在磁场区域运动时,所产生的电动势大小Em;
(2)线圈在磁场区域运动时,磁场提供给bc的安培力大小F;
(3)流过定值电阻R的有效值I.
解析(1)ad和bc转动时的速度v=ω12;电动势Em=2NB(2l)v=2NBl2ω;
(2)电流Im=EmR+r;安培力F=2NBIml代入化简得F=4N2l3B2ωr+r;
(3) 旋转一周 ,交流在R上产生的热量Q=I2mRt,t=2α2πT=49T,
恒定电流在R上产生的热量Q=I2RT,得I=4NBωl23(R+r).
例1:(2012年张家界市卷)如图所示,重为100N的木块放在一水平地面上,小李用20N的水平拉力拉木块,木块未动,则木块受到的摩擦力为 N。接着他把拉力增至30N时,木块恰好向前做匀速直线运动,则此时木块受到的摩擦力为 N。
F
教学衔接启示:关于摩擦力的教学,初、高中的要求有较大的区别,初中课程标准中对摩擦力的表述是“通过常见事例或实验,了解摩擦力”,可见课程标准给编写教材和实际教学留下了创造的空间。对摩擦力概念的要求可以明确点出静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦的名称,也可以点出名称并做简要说明。例1巧妙地解决了这一问题,试题中没有具体点出物体受到的摩擦力的名称,但很明显,学生肯定知道当物体静止时受到的摩擦力是静摩擦力,而当物体匀速运动时受到的摩擦力是滑动摩擦力,且由“二力平衡”的知识不难求出两种情况下摩擦力的大小。这道中考试题很好地衔接了高中阶段的摩擦力的教学,为学生理解静摩擦力和滑动摩擦力的特点打下了基础。
例2:(2012年株洲市卷)2011年11月3日凌晨,我国自主设计的“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功实现安全对接,携手遨游太空。对接后,“神舟八号”相对于“天宫一号”是______的(填“运动”或“静止”);它们沿椭圆形轨道绕地球运行时,动能较小的点是________(填“近地点”或“远地点”)。
教学衔接启示:在人教版九年级《物理》第十五章的第五节《机械能及其转化》中,以科普的形式简单地介绍了“人造地球卫星”。这短短的一页内容为学生在高中阶段学习“万有引力定律”及“人造地球卫星”打下基础,做好铺垫。在初中阶段解释卫星运动时动能和势能的转化虽有点牵强,但让他们知道“近地点”动能大、势能小,而“远地点”动能小、势能大这一结论,对他们在高中阶段的学习很有益处。反过来学生在高中阶段通过学习“开普勒三定律”之后,会更好地理解初中有关“人造地球卫星”运行时动能和势能的转化规律。这道中考试题,虽然取材于教材,没有多大的新意,但在衔接初、高中物理教学上,有积极的导向作用,减缓了知识的坡度,促进学生对高中知识的同化和顺应。
例3:(2012年娄底市卷)如右上图所示,是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验:
(1)用质量不同的A、B两个小球( )碰撞静止在同一水平面上的纸盒,实验中控制小球的高度相同,是为了控制两球到达底端时_______相同;实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的_______大小。
(2)将(甲)与(乙)两实验比较可知,小球动能的大小与小球的_______有关。将(甲)与(丙)两实验比较可知,小球动能的大小与小球的_______有关。
(3)本次实验采用物理最常用的一种实验方法是___________。
关键词:物理 实验 教学 现状 思考
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(c)-0183-02
高中的物理知识是非常重要的,在教学的过程中让学生对物理课程感兴趣,不仅能够促进学生成绩的提高,而且也对学生将来的发展非常有意义。实验教学物理教学中非常关键的一部分,是启发学生物理兴趣的关键,在实验教学的过程中,要记住学生是主体,要让学生自己去悟出道理,而不是一味的演示和程序化的实验教学,要牢记这一点:教师是学生的指南针,但不能做学生的操舵手。如何在实验教学的过程中引导学生掌握知识,是每一个教师工作的目标。
1 高中物理实验教学现状
近年来,物理教学的条件有了很大的改善,为物理实验教学提供了很好地基础,不过在教学的过程中,仍然存在一定的问题,下面对高中物理实验教学的现状进行分析。
1.1 教师教学实验的演示性特征
一些教师在物理教学的过程中,习惯了讲授的形式,在实验的教学过程中也沿用这种教学的方式,教学实验仅仅是另一种讲授的形式,在实验过程中缺乏了学生的参与和讨论,使教学实验呈现了一种演示的特征,使学生对教学实验的兴趣不高,在实验过程中以看和听为主,缺乏操作的过程。
1.2 学生操作实验的程序化
在开展物理实验课程的过程中,教师往往按照课程目标的要求,对物理实验的步骤和操作进行规范,学生只能机械式的按照教学规定进行实验[1],对实验的步骤没有形成较深的印象,而且许多学生不懂实验的每一个步骤是为什么,仅仅是追求实验的结果。这种实验操作的方式仅仅是培养了学生基础的动手能力,使学生的自我思维和探究能力无法得到培养。
1.3 书面实验代替了实验操作
在高中物理教学过程中,为了应对高考,许多教师在简单地进行了教学实验的演示后,就设计了以实验教学为内容的物理试题,以书面实验的形式代替了实验操作,这种教学方式虽然使学生的知识水平能够获得一定的提高,但是缺少了实验操作的过程,非常不利于学生动手能力的培养。另外,这种仅仅注重结果的教学方式,也使许多学生对物理实验的兴趣下降,不利于提高学生学习物理实验的积极性。
1.4 学生实验综合能力较差
高考是所有学生必须经历的一个难关,学生学习的时间非常紧张,大多数是在课堂进行,实验室操作的时间非常少。因此学生在物理学习中,往往书面知识掌握比较好,在实验操作过程中仪器操作不规范,容易手忙脚乱,实验综合能力较差。
2 提高高中物理实验教学的几点思考
通过以上对目前高中物理实验教学现状的分析,可以发现存在诸多的问题,因此实验教学过程中,教师要发挥关键的作用,对此本文结合多年工作中的经验,提出了以下几点思考。
2.1 激发学生的兴趣
激发学生对物理学的兴趣,能够使学生产生求知的欲望,而且更容易接受新的知识。在物理学习的过程中,有大量的物理知识点和物理模型需要去理解和思考,如果学生缺乏学习的兴趣,这些知识点的掌握程度将会明显不足。
教师在实验教学过程中,通过一些物理现象提出学生感兴趣的问题,使学生能够对教师的实验感兴趣,从而集中注意力观察和思考,使实验教学的效果大为提高[2]。
2.2 学生参与教学实验
教学实验是非常关键的,因此教师要进一步做好教学实验,同时要避免课程过于演示性,因此在教学实验中要提高学生的参与程度,可以从以下三方面分析。
(1)学生参与实验设计。
在教学实验开始后,教师要将实验的目的告诉学生,之后让学生参与到实验的设计中,让学生经过讨论的形式,逐步确定实验的每一个环节,同时将实验中可能遇到的问题对学生进行提问,让学生不断完善实验的整个设计。
通过在实验设计阶段让学生参与进来,可以很好地调动学生的积极主动性,使学生充分发挥想象能力,在实验的开始体现出学生的主体地位,而且容易形成一种融洽、放松的课堂气氛,为实验的进一步进行打下良好的基础。同时,实验设计阶段也是整个实验的核心,更加能够体现了学生的综合物理知识水平,在实验设计阶段教师对学生的设计过程进行分析,可以掌握学生目前的思维特点和物理知识的掌握情况,学生是否可以将物理知识与实验结合起来,能够以后的物理教学做出进一步地调整[2]。
(2)引导学生观察实验过程。
以学生为主体对教学实验设计完成后,教师开始实验的演示过程,其中一些环节也可以由学生代替教师进行操作,在实验的整个过程中,教师要引导学生观察实验的关键点,并且在一些重点、难点环节进行停顿,认真进行分物理实验知识,同时对学生的提问进行详细地解答,使学生能够充分地明白实验的重点和难点问题,促进学生物理实验知识水平的提高。
(3)注重对教学实验的总结分析。
在教学实验完成后,教师要对实验的过程进行总结,客观地评价学生的设计方式,对一些好的地方要进行鼓励,让学生经过动手达成实验目标后,有一定的成就感,增强学习的信心,对一些不足的地方要提出进一步改进的意见,使学生通过实验能够进一步弥补自己的不足之处。同时,教师要认真进行总结,要让下一堂教学实验的课程内容更丰富。
2.3 培养学生的探究能力
课堂上的实验,虽然可以使学生对物理实验产生兴趣,使一些物理知识点能够得到很好地理解,但是学生更多地仅仅停留在观察阶段,参与的程度比较有限。所以,在实验课程是培养学生动手能力和探究能力的最有效防范。
在实验的过程中,教师可以提出一个教学方向,学生通过自己动手设计实验的过程,受到的视觉和感觉会很强烈,对于实验过程中的问题思考会更深入。在教师要求的模拟实验完成之后,还要留有一定的时间,留给学生去解决一些实验中的疑问,通过在设计假设后再进行实验,比仅仅完成实验课程要求的内容获得的效果更好,可以进一步培养学生的探究能力[3]。
教师在整个实验过程中,在发挥学生自己动手的基础上对其进行合理的引导,及时纠正学生的错误操作和不良习惯,避免习惯性错误操作的产生,教师还应该带头设计实验,脱离课本中的模型,让学生充分的发挥想象力,培养学生的创新能力。
2.4 开展课外实验
课堂上的时间毕竟是有限的,物理不同于其他学科的一点,就是可以就地取材,做很多有意义的实验。学生在完成课堂实验之后,由于时间的有限性许多学生仍然对实验过程有新的想法,因此教师可以改变传统的课后作业方式,设置一些学生能够在课外完成的实验。另外这种形式的课后作业也会让学生对课后作业完成起来更主动[4]。
在学生进行课外实验之前,教师要与家长提前进行良好地沟通,说明课后实验的意义和重要性,使家长能够鼓励和支持学生进行课外实验。
3 结语
物理对于学生来说,是一门重要的学科。同时,物理的实验教学是学生掌握这门学科的一个关键,因此这就对教学工作者也提出了更高的要求。因此在今后的教学过程中,要进一步研究实验教学的方法,将学生拥有的创造力和潜力发掘出来,进一步提高学生的综合素质。最后,希望本文的研究观点能够为进一步提高高中物理实验教学的成效性提供一些参考和借鉴。
参考文献
[1] 张健.对当前高中物理实验教学困境的分析与探究[J].文理导航,2011(3):65.
[2] 焦彦昌.浅谈如何提高物理课堂教学效率[J].新校园:学习版,2012(4):93.
一、传统高中物理实验教学中存在的问题以及原因
1、对物理实验课程重视不足
在我国应试教育的大环境下,高中物理学习普遍存在“重视理论,轻视实践”的观念,对物理实验不够重视。传统的物理教学中,教师的教学方式非常单一,因此学生们对物理实验感到学习枯燥,不能充分调动学习的积极性。并且很多学生对课程应付了事,物理的实验报告进行互相的抄袭,不能体现出物理实验的作用。
2、很少进行实际的物理实验操作
随着高中教学中教学设备的改进,物理教学中越来越多的采用多媒体的教学方式。这样的教学方式虽然提高了教学进度,但是许多实验过程通过多媒体投影的方式呈现出来,因此代替了学生们实际的实验操作过程,学生们接受实验的结论是被动的。
3、实验过程过于程序化,不能发挥学生的自主性
许多学校的学生在进行物理实验操作的时候,学生们一般情况下只是遵照实验书以及通过老师所讲的实验的目的性、实验器材、实验的步骤等进行机械程序化的操作,只为了达到实验的结果,而不去考虑这样的做的原因以及实验过程中出现的问题。
4、物理的理论教学与物理实验教学不能配合好
由于高中物理学习过程中,理论课程和实验课程在课程安排上是不同的。在进行试验的过程中,由于要考虑教师和学生的人数、实验的设备和实验难度的情况等因素进行课程编排,这样就会使一部分的重要实验不能进行实际的操作。
二、高中物理实验教学改进的理论依据
1、学生的学习自主性
在课堂教学过程中,教师和学生是互动的关系。教师在这个过程中对学生起到一个正确引导的作用,但是没有学生积极参与这个过程,是达不到圆满的教学效果的。因此教师要充分的带动学生学习的主动性和自主性。物理实验教学中,应该让学生进行自主的学习和操作。
2、活动探究性
进行物理的科学实验操作是为了能够将物理所学的内容与实践进行结合,并且要求学习们在实验过程中对实验的原理、实验的装置以及实验的方法进行科学的探究,对实验中出现的现象进行物理过程的解释。在实验教学中一定要注重实验的思考和探究,因为仅仅做实验而不进行思考研究,就发现不了物理实验的科学性,也就达不到物理实验的目的。
3、学生间的合作性
物理实验可以采用进行分组实验的方法,这样既可以让学习生进行自主的操作,也可以使学生之间建立很好的合作性学习。这种方法的实践过程中,可能会出现实验的结果与结论不同的情况,这样学生们之间就可以进行自主的讨论,促进了彼此的学习。在合作过程中,不断的克服困难,直到满足实验的最终结论。
4、交流的互补性
在进行分组实验的过程中,可以对学生们对物理研究的分析综合能力得到提高,可以使学生们在物理学习中得到直观感性上的认识。在交流过程中,通过学生们对不同的实验进行设计,可以启发他们认识到实验过程的多样性和创新性,提高他们研究问题的深度和独立思考能力。这样就可以拓展学生们的视野,让他们对物理实验产生足够的兴趣。
三、合作探究性学习方式的过程设计和案例分析
由于物理实验一般是根据所学的物理原理对物理量或者物理方面的问题进行探究,所以将物理实验设计为进行探究性学习方式的实验,既可以使学生对物理方面的概念和规律进行深入理解,又可以培养学生的创新思维能力以及对科学问题正确的研究能力。设计的过程是:(1)提出将要进行试验和研究的物理方面的问题;(2)自己准备实验器材或者使用学校内的实验设备。(3)对进行的物理实验要求学生自己主动设计方案,并进行分组讨论,采用可行的实验方案进行实验。(4)对实验过程中的数据进行及时的记录。(5)对实验结果成功或者失败的原因进行分析,并提出解决对策。(6)完成实验的报告或者论文。
例:对“机械能的守恒定律”进行验证的实验中,使用自由落体的方法。这个过程中,因为发现 v 和gh之间的误差比较大。经过讨论提出摩擦阻力影响误差的猜想,这个时候正确的引导学生对摩擦的阻力进行测量,从而求出了摩擦阻力存在的功fh,最后的实验结果证明:mgh和 mv2之间的差值就是误差范围内存在的fh。通过这样的实验过程以及思考和探究,对机械能的守恒定律更加理解,并且符合科学家在研究物理方面的问题时采用的由提出假设然后进行验证的方法。
四、合作探究性学习方式的实践反思
物理实验教学中的合作探究性学习方式可以使学生们针对课程中的知识点及其应用进行探究性质的学习,可以使学生们在学习的过程中进行积极的参与、进行积极的动手动脑、进行相互的合作和交流、把物理的原理知识和实践进行结合起来。如果长期实行,对学生们在创新思维、自我表达、自主学习、实践和相互合作的等方面的能力的得到最大的发展,学生们在学习方面的主动性和独立思考性方面得到良好的培养。
一、主动、多样化的实验学习方式
在物理实验活动中,学习方式应该多样化,单一、被动的实验会使学生感到枯燥、乏味,必须增强实验的趣味性、问题性、探索性和应用性。让学生成为实验活动的主人,教师成为学生实验的引导者、组织者和合作者,而不是讲授者和示范者。基于不同的学生和不同的实验,这些形式可以选择,各有侧重。活动过程特别强调的是学生实验的主动性,教师的作用是对学生在实验中遇到困难时提供必要的指导和帮助。
二、高中物理实验教学要注重学生的意志培养
《普通高中物理课程标准》中明确提出高中物理实验教学不仅要“轻知识、重方法;轻结论、重过程”,更应当关注“情感态度和价值观”。物理实验教学,在创设学习环境和培养学生认知能力中起着重要作用。实验以直观具体、形象生动的教学形式,符合中学生的心理特点和认知规律,利用新奇、有趣的实验可在激发学生兴趣的同时,培养学生的观察能力,实验课增加了学生的动手机会,增加了学生的主动性。学生通过亲自动手做实验,能体会到“发现”和“获得成功”的快乐。
古今中外的科学家都是品质优秀、意志顽强的典范。可以说意志品质、情感态度往往比知识和技能更为重要。因此,教师在实验教学中,既要注重知识的传授又要注重学生意志和情感的培养。在实验教学过程中注意观察学生的语言、行为、情绪情感的发展变化,在实验中和实验后要适时对其进行总结和评价。
三、认识实验教学内容的教育功能,强化学生实验探究能力的培养
物理实验对学生学习掌握探究自然规律、研究自然科学的方法,形成科学求实的态度,提高科学素养是很好的教育平台,但不同的实验内容对学生能力的培养有着不同的功能,如高中物理实验中的技能训练型实验、测定性实验、验证性实验、探究性实验等,在教学中的要求和功能则不同,教学中应从实验的内在价值出发,有所侧重的培养学生六种能力,为此,在实验教学中要走出每一个实验都必须按照科学探究的过程进行的误区,科学有效的确定实验教学的目标。