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【关键词】物理 实验教学 重要意义 现状 对策
1.实验教学的重要意义
物理一门以观察和实验为基础的学科,人们的许多物理知识是通过观察和实验,经过认真的思索而总结出来的。物理实验能开发学生智力,激发学习兴趣,培养学生的观察能力和实际动手操作的能力。农村学生占全国学生的绝大多数,因而,在农村开展物理实验教学就显得尤为重要。我们必须重视物理实验教学,调动学生积极参与,才能使农村初中物理实验教学得到发展。
2.农村初中物理实验教学的现状
2.1 实验器材存在的问题:物理器材、设备短缺。农村中学经费本来就很紧张,实验经费就更难排上议事日程,像小灯泡、导线、试管、量筒等易损坏的仪器多年得不到补充早已所剩无几,连教师的演示实验都做不了,更别谈学生做分组实验了。
2.2 实验室工作人员的状况:农村中学的物理实验教师年龄结构偏大,以临近退休年龄人员为主。工作上精力不足,专职人员少、兼职人员多,接受新生事物的能力比较差,业务水平不高,参加培训机会少,离实验室工作人员的要求相距太远,这样一支队伍,维持日常教学已挺费劲,要全面实行实验准备 实验及实验后的仪器整理和维修就恐怕是勉为其难了,怎能把实验工作开展得如火如荼?
2.3 物理实验教学中存在的问题:(1)“应试实验”的教学理念左右初中物理实验的教学现在学校考核教师还是看学生的考试成绩。在这种理念背景下,物理实验也就出现了“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”的“应试实验”现象。教师觉得完成教学任务时间不够,而做实验无疑要占用很多时间,所以教师也就更不想做实验了,教师准备实验也需要大量时间,学校在考核工作量时没有考虑到,很多责任心差的教师自然就不做出力不讨好的事了。(2)没有重视实验基本功的训练,导致学生实验基本操作能力比较差。对于实验基本功的训练,可能往往是教师最容易忽视的一个环节。教学中会经常遇到一些学生不能正确、熟练按操作规程使用物理仪器,不能正确读数,不会对实验数据进行正确处理,不会分析实验误差,不能设计一些简单的实验等等。(3)不重视实验过程,只注重实验结果。在现有的物理实验教学中,物理课教师演示的实验比较多,学生往往只是观众,在实验的众多环节中,许多本应让学生亲自参与、体验的机会都丢失了,教师成了实验课的主角,学生反而成了配角。
3.对农村初中物理实验教学应对的对策
如何改变目前农村初中物理实验教学面临的种种困难呢?
3.1 加大政府投入,进一步改善农村办学条件。应对现实的挑战,促进农村初中物理新课程的顺利实施,是摆在各级政府、教育主管部门、农村学校及教师面前的一项十分紧迫的任务。只有继续加大教育投入,切实改善农村办学条件,加大教育现代化建设力度,提高农村物理教师实施新课程的能力和水平,才能确保农村初中物理实验教学的顺利实施。
3.2 提高科任教师的实验意识和实验技能。学校对教师要给予更多的关心和支持,让他们利用寒暑假时间通过自修或函授等形式来提高自己的专业知识,组织他们参加实验培训,在学校内开展各种实验操作比赛或以听评课的形式进行交流,通过各种活动来不断提高教师的实验技能。并根据学校的具体条件,对涉及实验科目的教师进行实验教学的考核,纳入年度考核中。
3.3 加强实验室的管理,提高实验员自身素质,确保实验教学顺利开展。管理人员对各种实验仪器必须熟悉,懂仪器的性能、懂仪器的用途、懂操作、懂维修和保养,对实验教学比较熟悉,熟悉实验教学进度、熟悉实验、熟悉教学仪器管理规章制度,科学合理的教学仪器分类存放。
关键词:实验教学;教学模式;素质教育;教师素质;措施
一、引言
物理学是一门以实验为基础的自然科学,回顾物理的发展史,可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位和作用。在中学的各门课程中,物理课在提高学生的科学素质方面起着无可替代的作用,实验在物理教学中更是占有举足轻重的地位。加强实验教学,提高物理教学效果和开发学生的创新能力,在提高素质教育的今天,显得更加突出、尤为重要。
二、实验教学在初中物理教学中的重要作用
(一)实验是物理教学的重要基础。
在物理教学中,运用实验的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境,使学生能主动地获取物理知识和发展能力,促进学生科学品质和世界观的形成,同时通过学生分组实验,使学生掌握实验的基础知识和基本方法,培养他们的实验技能。
(二)实验是物理教学的重要内容。
物理实验本身就是物理学不可分割的重要内容,物理概念、物理定律的获得、物理公式的总结和推导都离不开物理实验。例如:力学中的牛顿第一定律、功的原理;电学中的欧姆定律、焦耳定律;光学中的反射定律、折射定律等物理概念、定律、原理及公式,都是在物理实验的基础上获得的。在物理教学中为了使学生轻松理解和掌握物理概念、定律、原理及公式,教师若采用实验方法来解决相关问题,将会达到事半功倍的效果。
(三)实验是培养和激发学生学习物理兴趣的有效方法。
俗话说:“兴趣是最好的老师”,学生有了学习物理的兴趣,相当于物理教学成功了一半,如果在教学过程中多采用实验教学,不仅能够向学生提供大量的感性材料,可大大提高学生的知识水平和经验,加深对教材的理解,拓宽他们的知识面和知识广度,而且更加可以通过实验教学来揭示客观事物的本质特征和规律,而实验往往直观形象、生动活泼、理论联系实际,很容易激发学生的学习兴趣和求知欲。
(四)实验是培养学生能力的手段。
实验可以培养学生的观察能力、思维能力、发现问题、分析问题和解决问题的能力;可以培养学生基本的实验能力和动手能力,进一步培养他们独立工作的能力和创新能力。也可以使学生进一步理解物理概念和定律,正确而深刻地领会物理知识。
鉴于实验教学在物理教学中的地位和作用,我们不仅应该重视实验,而且应该在整个物理教学中认真贯彻以实验为基础的原则。
三、目前,农村学校初中物理实验教学的状况
(一)基本情况调查。
目前,在部分农村乡镇办中学中,课本上所要求的学生分组实验、教师演示实验完成情况较差,这包括数量上和质量上。不少学校的物理实验数量达不到教学大纲的要求,甚至有相当一部分学校,基本上一个学生分组实验都不做,即使有的学校按要求完成了,但是实验教学的效果往往不如人意。
(二)实验经费投入不足,硬件设施不完善,仪器配备短缺限制了物理实验教学的开展。
目前,还有很多农村学校虽然名义上设有物理实验室和仪器室,但通常都是一室多用。物理实验室、化学实验室、生物实验室共用,物理仪器、化学药品、生物标本也混放在一起,引起物理仪器、生物标本严重腐蚀,提前报废,更有甚者有部分学校,由于扩大招生,学校的校舍比较紧张,就把物理实验室改为教室或学校会议室,使学生分组实验无法开展。实验仪器配备也严重不足,学校类别是二类的学校,实验室及实验仪器配备还没有达到三类学校的标准,利用现有的实验器材,远远不能解决初中物理实验教学之需,且现有的实验器材损坏严重,不少器材缺胳膊少脚,多数器材老化、腐蚀,使得物理实验教学不能有序进行。目前很多实验设备都是几年前“普九”“普实”验收时根据旧教材的实验配备的,新教材安排的实验活动很多不能开展。一些实验探究活动,如:研究电磁感应现象、焦耳定律、探究海波的熔化实验等都不能正常开展。
(三)片面追求升学率,重理论、轻实验。
为了使学生在考试中取得一个高分数,教学方法普遍采用讲授法,有的教师甚至认为学生不会做实验不要紧,只要会动笔考实验就行,由此而引发了“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”的错误做法。一些物理教师之所以会放弃运用实验的直观教学方法,是因为他们认为这样做既节省了时间,又便于突出和促进学生把握有关实验的知识要点,继而提高所谓的教学效率。其实这样教出来的学生一但遇到实际问题,就束手无策,不知如何动手。
(四)实验教学模式僵化、教学方法欠佳。
农村初中的物理实验教学无论是验证性实验还是探究性实验,其实验教学环节几乎相同,即学生模仿老师的演示或照着黑板上写的实验步骤按部就班地进行操作,学生只是机械盲目地进行操作,对于为什么要这样做,学生不知道,学生所关注的是结论而不是过程。现阶段往往是一个班的学生同一时间做同一个实验,用同一种方法,相同的仪器,都要在规定的时间内做完,得出同一个结论。这样就有可能导致部分学生看别人怎么做,自己就怎么做,特别是在我们农村中学,由于实验条件的限制,一个班有70多个学生,而一个学生实验最多也只能分成8个组,这就导致一个组有8-9个学生合做实验,有部分学生只能在旁边看,不能亲自动手做,当然也不关心实验观察,不记录有关数据,更谈不上去思考,这种教学模式不利于提高学生发现问题,解决问题的能力、不利于引导学生突破思维定势、不利于学生创新思维方法的养成、不利于学生智力的发展。
(五)实验考核方式,不利于实验教学的开展。
在现在的中考物理科考试中,虽然把物理实验操作考试列入物理考试当中,但考试成绩实行等级划分,即只分为“达标”和“不达标”两个等级,也没有把考试成绩加入中考总分,只是作为示范性高中录取新生的一个参考,试想农村初中学校能有几个学生能进到市示范性高中就读呢?所以目前实行的理化实验操作考试对促进实验教学作用不大,学校领导、老师、学生没有引起足够的重视。现在考试的形式主要体现在笔试检查学生对实验的记忆和理解运用情况,学生的实验探究能力、操作能力并不能真正在有限的卷面上反映出来,导致出现学生背实验,纸上谈实验的状况,教师也会淡漠物理实验的教学。
(六)领导不重视,师资配备不足。
本人工作十几年来,学校物理实验室的管理人员换了一个又一个,教务员、图书室管理人员、体育室管理人员、饭堂工作人员等都先后管过实验室,但从没有出现过专职的实验管理人员,最好的情况是物理教师兼任了。他们的职责就是拿钥匙开开门、扫扫地,上级检查时造造材料,做实验都得任课教师亲自准备。这样一支队伍,维持日常教学已经挺费劲,要全面实行实验准备、实验及实验后的仪器整理和维修就恐怕是勉为其难了。
(七)教师教学观念陈旧,自身素养跟不上。
首先是教师的思想观念问题,在农村学校,由于教学条件较差,教学任务沉重,使得部分教师在思想上淡漠了新课标、新教材、新教法,更谈不上费时费力地组织学生进行实验教学,导致教师在实验教学的组织上,在教学过程中,在物理成绩的考核上都存在问题,导致实验教学形式单一,陈旧,为完成教学任务而安排实验,实验没有计划,没有目的,缺乏系统性,这样很难培养学生的动手能力。
其次教师素质的高低直接决定着物理实验教学的质量,从目前初中物理教师的队伍来看,呈现专业化教师偏少,课时负担过重的现象。农村初中不少学校,有些物理教师因为年龄偏大、从教时间长,传统的物理实验教学观念难以割舍,对新课程改革推行的教学方法抱有成见。对于从教时间较短,经验不够丰富的年轻教师,对新的教学方法热情很高,但是如果课堂教学没有达到心目中的效果,便会心灰意冷,缺乏激情,这些都会影响到实验教学的推进。
四、促进初中物理实验教学的措施
针对目前实验教学存在的问题,要转变物理实验教学的理念和教师实验教学的能力、水平,是培养学生能力和素质,提高科学素养的重要途径。物理实验在中学物理教学中扮演着极其重要的角色,它是教学体系中不可或缺的教学内容和方法,如何改变目前初中物理实验面临的种种困难呢?
(一)政府关怀,学校领导重视。
“教育强国,教育富民”是中央多次提出的战略目标,政府关怀加大政府投入,进一步改善义务教育办学条件,是改进和推进新课程顺利、健康实施的关键和保证。学校领导引起足够的重视,从教师的配备、课程的安排、学生实验时间上给予保证,确保初中物理实验教学顺利进行。
(二)转变实验教学观念,推动初中物理实验教学向前发展。
长期以来,社会和家长甚至上级主管部门评价学校的标准往往是一个升学率,评价学生看分数,很自然地大家仍以应试、升学为轴心来安排教学内容。目前有些学校的做法是:给初三年级的每个老师下一定的中考升学指标,一个班分数达到“A+”等级要多少人,“A”等级要达到多少人等等,并且达标与否是衡量一个教师教学水平的唯一标准。其实这样衡量一个教师的教学能力、教学水平是片面的,因此要转变观念,就要转变整个社会的观念,要让学校和教师认识到教育不能追求表面效果、不能急于求成、而要着眼于未来。只有观念端正了,才能在课程设置,经费投入,师资配备和其它有关方面充分考虑物理实验教学的实际需要,并在一定程度上对实验教学改革给予保证。
(三)探索改革适应新课标的实验教学模式,改革实验教学方法,发挥主导,主体功能。
大力探索改革适应新时期形势的初中物理实验教学模式,建立起按科学设计实验教学程序,优化实验教学过程、指导实验方法。教学时让学生主动操作、探究、分析、归纳出结论,通过探究活动,不仅体现了“教师为主导,学生为主体”的教学理念,更增强了学生发现问题、解决问题的能力,培养了学生科学的思维方法,更重要的是在探究过程中培养了学生的创新精神。
(四)加大考查力度,改变考核方法。
近几年来,虽然中考物理学科的考试不仅有书面考试,还进行了实验操作考试,但是从实际操作情况来看,效果并不尽人意,原因:①实际操作考试成绩并不计入中考总成绩,学生、老师并不太重视。②操作流程有待规范,物理实验考查都是由各城区、各学校自行组织,有部分学校物理老师自己监考,教育主管部门巡视,考试成绩的虚实有待进一步论证。③考题往往是事先公布,即使平时不做实验,到考查之前加强训练一下也没有多大问题等等。因此建立健全的实验考核的评价、督导、激励机制,确保农村中学物理实验教学的正常开展,提高物理素质,造就一代新人。
(五)加大力度,提高教师的自身素养。
农村初中物理教师应不断提高自己的知识水平和实验教学能力,使自身具备良好的实验技能,必竟教师是新课程改革的直接参与者,要真正运用好物理实验教学,使之为提高教学质量、促进新课改的实施发挥出独特的作用,需要教师具备良好的实验教学素养。因此教育主管部门应建立和完善教师培训制度,多渠道、多形式搞好实验教师培训,通过举行各级物理实验研讨会,提供物理教师间的交流与探讨的机会,从而相互促进。同时实验室工作人员也必须具备丰富的专业知识,较高的业务水平,能根据新课标的要求,具备选择器材的基本能力,必须做到专职专用。
(六)改变实验室的管理方式。
目前,绝大多数的农村学校的实验室管理都是封闭式的,物理实验教学也局限于课堂教学。实际上,除了课堂实验教学外,开放实验室,让学生到实验室去通过“动手”自主做实验,可以有效拓展学生的创造空间,促进实验教学的顺利开展。开放实验室应注意以下几点:①开放时间。可选在每天的自修课或课外活动时间,让学生有条件研究和创造,使学生能自由进入实验室,但要做好登记工作。②仪器摆放要合理。③材料利用。学生除了可以充分利用实验室内各种仪器进行实验外,还可以把平时丢弃的易拉罐,橡胶管等收集起来加以利用,这样做既可节省资源,又可培养学生勤俭节约的好习惯。④组织管理。除了安排实验员负责开放时间的宏观管理外,还可安排若干名学生协助管理,提供指导。
(七)做好课外小实验,小制作的指导,引导学生自制学具、教具,参加“小发明、小制作”活动。
关键词 物理实验 能力培养 思维训练 素质教育
中图分类号:G424 文献标识码:A
1 概述
物理实验是人们根据研究目的运用科学仪器设备,人为地控制、创造或纯化某种自然过程,使之按预期的进程发展并进行观测,从而探究物理过程变化规律的科学活动。近年来,随着素质教育要求在初中物理教学中的不断渗透,许多研究者都开始注重物理实验课堂的重要性。在初中物理课堂中纳入实验环节,不仅能够有效地培养学生的物理素养,还能够进一步提升学生对于课堂内容的理解和动手实践能力。目前,我国物理实验课堂中的内容十分广泛,实验设置主要从培养学生的实验操作能力和实验设计能力入手,并包括声学、光学、电学等多个方面。本次研究对当前物理实验教学中的存在问题进行了详细总结,并基于自身教学经验总结出培养中学生物理实验能力的有效措施,以及教师在组织物理实验教学中的注重要点。
2 当前初中物理实验教学中存在的问题
首先,当前许多学校和教师没有充分认识物理实验教学在实施素质教育中的重要意义。在片面追求中考升学率的思想影响下,过分地重视理论知识而忽略了学生动手能力、观察能力、科学素质以及物理实验教学中科学方法的训练和培养。部分教师认为物理实验只是一种课堂教学的辅助手段,甚至错误地认为做实验所花费的时间、得到的实验结果比不上让学生单纯记忆实验结果。从而造成了对待物理实验态度十分消极的错误态度。其次,我国各地区的经济发展存在着很大差距,从而导致不同地域中学的教育投资不够均衡。由于物理实验中的一些玻璃器材、电子元件等属于易耗品,加之某些学校在物理实验器材上的资金投入有限,因此造成的实验室配置不完善也是导致物理实验没有良好开展的重要原因。
2.2 学生实验能力较为薄弱
首先,初中学生缺乏对物理实验方面的系统严格训练。有时候虽然为学生安排了物理实验课,然而实际上却往往是教师在做,学生在看。即使完全设置出实验任务,对学生来说也只有一个模糊的认识。学生对于如何进行实验设计普遍知之甚少,同时缺乏对实验中可能出现问题的预估意识。其次,学生对待物理实验的态度不正确。一方面,有部分学生认为物理实验不是考试的重要内容,与其花时间做实验不如做题更有效,因而对待物理实验课态度消极。另一方面,书本上的很多理论是理想状态下得出的结果,而中学的实验环境中往往难以产生书本中的结果。这也使学生缺乏细心观察实验过程的耐心,从而使实际操作技能得不到有效训练。
2.3 实验课时间及成本投入高,缺乏完善考核标准
在初中的实验教学中,做实验并不像普通上课一样简单。实验教师首先要和实验室管理员提出申请,然后根据学生人数准备实验器材,为了提高实验的成功率,教师课前还要仔细检查每一个实验器材,并且要在课余时间进行初步测验。然而一些初中学生在实验课堂上并不能完全遵守实验规则,不仅达不到实验目的,而且有时还会出现损坏仪器的情况。
此外,由于多数初中没有建立对于物理实验课堂的考核标准。大多数初中学校的物理实验室缺乏系统、科学的管理手段和专职管理教师,学校的实验仪器和器材利用率较低。另外就是实验课往往没有严格的课时安排,甚至出现做不做实验都一样的情况。上述因素导致教师对待实验课缺乏积极性,使物理实验成了应付教学任务的工作。
3 培养学生物理实验能力的有效措施
3.1 学校和教师转变观念,加强物理实验教学
目前,初中物理教学正处于新课程改革的起步阶段。学校应充分考虑到学生物理实践能力的未来发展,通过实验教学去积极开发学生的多种潜能,如学生的观察能力、主动思考能力及动手能力等,并同时加强学生的理论学习。学校和教师要认真贯彻素质教育的要求,从根本上认识物理实验教学对初中生的教育功能。初中生正处于对未知世界充满好奇、热爱探索的阶段,物理教师应充分利用初中生的性格特点激发学生的兴趣,开拓学生的思维,让学生全身心地通过物理实验去感受物理世界,而不是停留在对课本中知识、定理的单纯记忆中。当学生学到的理论知识和现实生活中的物理现象结合在一起时候,学生会自发的去思考、解决问题,逐渐培养学生自主探究、创新合作等方面的能力。
3.2 改革物理课程“唯分数论”的评价标准
由于以往的物理教学过多地受到中考指挥棒的影响,因此学校长期以来都存在着重理论分数、轻实验能力的现状。近年来,虽然在中考中采用了笔试与实验操作相结合的评价方式,但是由于实验操作不计入考试成绩,许多学校、老师为了应付中考,还是坚持以应试教育、考试分数为主的教学习惯,而忽略了对学生各项素质的培养。希望各级教育主管部门能充分考虑到物理教学的特殊性,改革目前物理教学中“唯分数论”的评价方式,逐步将卷面分数与实验设计、实验动手能力相结合。
3.3 精心设计,积极引导,培养学生实验设计能力
初中物理实验教学主要是让学生尝试利用实验手段和已知的规律进行实验,实验中最基本的几项要素是:实验原理、实验仪器、实验过程记录、实验结果数据分析。实验教学不仅要求学生完成实验,更重要的是根据教学任务、目的,培养科学探究的意识,并能够独立地去学习、发现、有所创新。因此,应逐步培养学生的实验设计能力。广大的教师也应认识到,让学生亲自参与到物理实验当中,是在初中阶段其他学习所代替不了的一种培养创新人才的教学模式。
3.4 积极改善实验条件,培养学生实验操作能力
对于学生来说,实验课区别于理论课,即使不爱学习的学生也爱看实验,更想亲自动手去做实验,有种探寻的心态。教师要善于运用学生的这种心理特征和兴趣爱好,认真组织学生实验,并在学生做实验的过程中加以适时指导,有目的地培养学生的实验操作能力。实验完成后应及时组织学生讨论,并由教师进行总结性的点评和补充。通过交流合作,让学生能够更加深刻地理解实验内容,对学生后续的学习具有积极的促进作用。
4 教师在物理实验教学中的注重要点
4.1 做好预习工作,鼓励学生参与
为了更好地完成物理实验教学,教师应预先让学生熟悉实验目的、实验器材及实验内容,并在实验课上详细阐述实验原理、注意事项,以及需要观察哪些实验现象、需要测量哪些实验数据等等。通过教师的启发及引导,学生根据实验目的、原理和提出的假设,设计出具体的实验方案和实验步骤。
在组织物理实验中,应尽量让每一名学生都参与到操作过程当中。教师应鼓励学生独立完成实验,并在他们遇到问题时适时加以指导和帮助。由于不同的学生动手能力、观察能力、计算能力等等均不相同,因此实际实验中可通过分组搭配的方式提升学生的实验能力。除了课本上的实验外,教师还可灵活设计一些物理实验,如学了阿基米德定律后,可要求学生设计一个用浮力计算物体密度的课外小实验;学习了电功率后,可要求学生设计一个用电能表测量用电器工作时实际功率的实验等等。
4.2 严格规范操作,引导学生思考
严格加强学生对实验仪器使用的规范化训练,重视物理实验中操作技能的培养。要求学生严格遵循实验步骤规范操作、仔细观察、认真测量,并及时记下所取得的各种数据和观察到的各种现象。通过对实验数据和实验现象进行必要的分析、计算、归纳、推理,总结得出合理的实验结论。若实验结果与假设一致,则通过重复性实验得出假设成立的结论。若实验结果与假设不一致,必须分析原因重新提出假设、修改实验方案继续实验。
如:给出实验器材“6V,3W”和“6V,6W”两个灯泡,并以串联方式连接在电路中。起初学生根据日常生活经验认为“6V,6W”的灯较亮,可通过实际操作后却发现恰恰相反。此时引导学生思考:①灯泡的亮度代表什么?②学校、家庭中电灯的连接方式是串联还是并联?③不同连接方式中,电功率和电阻的关系?通过实际对比,让学生对于“串联电路的电功率与电阻关系”这一物理实验的实验目的有了更加清楚的认识。
4.3 及时检查纠正,完成实验报告
在学生做实验的过程中,教师要及时检查学生的实验效果,及时纠正学生的错误操作,培养学生规范的操作习惯和严谨的科学态度。实验结束后,要求学生自主整理实验器材并写出规范的实验报告。一般来说,实验报告应详细记录实验名称、实验日期、实验目的、实验仪器和药品、实验步骤、实验现象、实验解释及结论、实验评价与讨论等各项内容。通过上述措施,可较好地提升学生的实验能力及实验水平。
总之,物理是一门以观察、实验为基础的自然科学。作为一名物理教师,应该在教授学生学习物理知识的过程中,正确地演示和指导学生实验,激发学生的求知欲望,促进学生掌握知识、运用知识,培养学生严谨求实的科学态度以及实验能力。
5 结束语
物理实验是物理课程的一项重要教学内容,学生通过设计实验方案、进行物理实践、观察实验现象、记录实验数据、分析实验结果、得出实验结论等过程,从而实现自身动手能力和创新实践能力的同步提高。未来,学校和教师要主动改变观念,重视实验教学。在平时的教学中通过物理实验来不断激发学生的兴趣,培养学生的实验观察能力和实验操作能力,充分发掘学生的智力因素,并全面创新物理教学的新模式。学生实验能力的提高是一个长期培养和日积月累的过程,本次研究探寻了初中物理实验教学中的有效措施和注重要点,具有一定的实际意义和参考价值。
参考文献
[1] 徐河水.探究初中物理实验教学中学生实验能力的培养[J].教师,2011(15):96.
关键词:信息技术;物理实验;资源整合
现代信息技术拥有文字、文本、图像、视频、色彩、声音等强大的处理功能,可以展示直观的、宏大的、精巧的物理过程,也可以编制、营造、优化出符合学生视觉、听觉、思维特点的认知教学环境,使教学丰富多彩,轻松简捷,增强教学效果。物理实验教学过程是一个培养学生动手、动眼、动脑的过程,可以发掘学生的潜能,通过实验教学,可以培养学生的好奇心、兴趣爱好,提高分析问题和解决问题的能力。但是,仅仅依靠信息技术或演示实验教学,并不能完整地为学生提供探究知识的平台,因此笔者认为寻找一条把信息技术与物理实验相结合的方法,实现更好需要打造高效课堂的目的。
一、信息技术运用于中学物理实验教学的优越性
“信息技术”是把一些文字、图像、动画、图形、视频等各种媒体有机结合,应用计算机的相关技术,形成一个可以去操纵和控制的交互平台。信息技术有极强的动画模拟、处理文字、资源优化的优势,在物理教学中能突破空间和时间的限制,把抽象的问题具体化,把握物理实验情境中的动与静,去模拟物理实验,开辟新的学习途径,创造性发挥信息技术整合物理实验教学的优势。在当前形势下的新课程教学理念,必须要有足够的教学资源去筛选,在庞大的数据库中攫取最有效、最有价值的资源,然后教师应用计算机技术,把握教材信息,发挥教师特长,把一些学生难以突破的重难点知识用信息技术模拟,展现为动画、图形和图像等,让学生在实验教学中不仅能快乐地接受新知识,突破重难点,也能避免一些物理实验带来的危害,有效保护学生自身安全,因此,信息技术有很大的优越性。当然也不是一味地追求信息技术而不顾及实际,不是信息技术越多就越好,也不是盲目地把所有的物理实验进行动画模拟图方便,以减轻教师的负担。在物理实验教学中要尽可能发挥信息技术的优越性,反对把实验室能完成、直观形象简单的实验也全盘模拟。例如,在家庭电路的高压电弧触电、跨步电压触电、单线触电和双线触电,牛顿第一定律中绝对光滑的接触面和无线长的轨道,固态、气态、液态三种物质的微观模型等,应用信息技术的优越性可以解决。但是如滑轮组实验的机械效率、比热容实验、简单的串联和并联电路等最好在实验室教师指导下学生自己动手实验。
二、信息技术和物理演示实验有机筛选
(1)真实、生动、形象、直观的实验,教师直接进行演示或者是学生进行分组实验;没有办法进行或者是在实验室办不到的实验,最好是借助信息技术进行动画模拟。与生活比较贴近,能生动、形象地反映物理知识的物理实验,不仅培养了学生的探究能力,提高了他们的分析能力和创造能力,还能让学生在实验室里有自主发挥的空间,让他们自己设计实验,探究实验结论,激发出了对物理实验学科的向往。例如:在红外线和紫外线教学中,教师可以用信息技术中的动画和视频,让学生了解到红外线在生活中对人类有什么帮助,紫外线在生活中对人类有什么帮助,这两者又有什么不同。让学生能联想实际生活,又从理性上总结出红外线的热效应和紫外线的化学作用。上述实验,必定会引起学生的强烈的好奇心,在教师启发引导下,去认识物理规律。但是,一些实验没有办法进行或者是在实验室办不到,例如学生要观察日食和月食的形成,设置实验不仅浪费很多的时间而且效果不理想。凡是遇到这些情况,教师应该借助于信息技术,轻松地实现教学效果。(2)模拟宏观的、微观的或者无法观察到的现象和过程。在多彩的物质世界中,可以模拟出各天体简单运动变化的规律,学生可以通过动画模拟了解到天体之间存在万有引力,而且在太阳系中的行星和太阳组成的这个整体很像原子的结构。分子运动理论是比较抽象的,部分实验在实验室难以完成,例如以扩散现象为例,气体扩散(空气和二氧化氮的扩散)现象实验室可以办到,液体水和硫酸铜扩散实验也可以实现,唯独固体扩散实验需要的时间太久了,或许要几年,实验室或课堂上几乎不可能实现,仅凭单纯的教科书图画让学生去想象很难理解。当然,运用信息技术可以解决这一瓶颈,充分发挥信息技术的优越性,用先进的计算机动画模拟固体扩散现象和分子的微观世界,从而得出分子热运动不仅可以在气体和液体中可以发生,在固体中也可以发生扩散现象,轻松地总结出了分子热运动理论。电荷在导体中的定向移动形成电流,这个知识点是比较抽象的,我们都可以进行动画模拟并与水流进行比较学习,可以解决学生不理解的难题。
三、信息技术整合物理实验,可提高学生的学习中考成绩
一、来自主管部门方面的“负能量”
上级部门对实验室的建设缺乏合理严格的建设与监督机制。没有配齐专业的物理实验员,由于经费投入的不足和工作重点的偏移等各种因素,目前各学校实验室的建设主要靠学校与老师的自觉落实。实验室的建设处于学校工作的从属地位,上级部门无法规定严格的、有效的监督制度,这是导致实验建设落后的重要原因之一。
二、来自学校领导方面的“负能量”
1.部分学校领导在思想上不重视实验教学,也有学校现状的无奈。一些不懂物理专业知识的人担当了实验员。有的是因为教学工作不称职而被转岗安排到实验室的;对应该做哪些实验,应该准备什么仪器心中无数,对应该添置哪些仪器,增加实验中消耗用品没有计划,实际上只是仪器保管员,根本谈不上维修仪器、准备实验、指导学生实验等工作,严重影响了实验教学的顺利开展。有的虽说是物理专业的,但是业务能力差,工作懈怠;有的是由一线的物理老师兼任,额外增加的工作量没有明确认定,校领导认为原本就是一线物理老师本分的事,兼任的老师消极对待实验室的工作。
2.受经费投入所限。有的学校领导虽然认识到了实验教学的重要性,但由于经费问题,无法给予更多投入。仪器的来源主要依靠上级主管部门的下拨,需要增补的器材与消耗用品没有及时购买,因此仪器短缺和不配套的现象比较突出。这是造成不能正常开展实验的主要原因。
三、来自物理老师方面的“负能量”
1.部分物理教师对素质教育理念上的认识偏差,自身不重视物理实验课,对实验在物理教学中的地位缺乏正确认识。学生的分组实验,只不过是学生到实验室“玩”了一节课,实验结束后不总结、不评价、不反思。实验后,学生一问三不知,无法实现教学目标。
2.有的教师认为实验教学只是教学辅助手段,将学生分组实验变成了演示实验,演示实验变成在黑板上讲实验,或者用制作的多媒体课件替代学生的实际操作,这样做学生就很难接触到真实的实验教学。
3.有的教师认为做实验是为了得出结论和规律,只要学生能将实验原理、步骤、结果背下来就行,不用费时验证。
4.有的教师存在为完成实验教学任务而做实验,采用“放羊式教学”而美其名为“开放式教学”。学生在做实验时,课堂秩序混乱,每组中只有少数学生动手,多数学生则是旁观,照抄别人实验记录,无法达到实验目的。
5.有的是教师在讲台演示分组实验,再由学生模仿老师再做一遍,不引导他们独立观察、研究和思考,学生依模画样地测出数据,算出结果。
6.有的老师担心学生做分组实验时,会出现仪器损坏或被学生带走现象,而被实验员指责、索赔等,所以去实验室上实验课必将花更多精力和时间。
这些因素都是老师在上实验课时常出现的一些“负能量”的主要原因。
四、来自学生方面的“负能量”
1.部分学生进实验室做分组实验的次数不多,按新课标要求,初中两年必做实验才20个,因而新奇感强,到实验室时对桌上器材摸来摸去,一不小心就造成器材的损坏,而受老师批评和实验员的非议,造成学生心理上的障碍而不乐意上实验课。
2.部分学生实验态度不端正,实验能力差,带着玩仪器的心态,因而观察随意、操作马虎,总想早点做完实验,得出结论。这样实验操作的基本技能、技巧和观察能力就无法得到训练和提高。
3.部分学生实验前的准备不够,害怕做实验,怕在实验过程中出错而被指责。个别学生从小在成长过程中家长反复强调用电安全,面对电学实验中的电的不了解而害怕触电,害怕操作,只将书中操作原理、步骤、结论记住即可。实验课上较随意,甚至缺课。
五、针对初中物理实验课教学存在的“负能量”的应对办法
1.加强严格管理与监督机制,去除“负能量”导入“正能量”
上级行政部门应加大实验仪器设备的投资,配备专业的物理实验员,及时增补器材与消耗用品,保证每个班级都能随进度及时开展实验。建立对实验教师的培训机制,加强教师的教育教学理论学习,转变教育观念,充分认识实验在物理教学和科学探究过程中的重要地位和作用。
建立严格的监督机制,定期与随机相结合地检查学校的实验教学工作的开展情况,对未达标的学校责令限期整改或者将学校进行“专项单列”管理。
2.加强“顶层设计”将实验考查改为实验考试
最有效的办法就是将学生的实验操作引入中考的考试而不是考查,如同初中毕业生升学体育考试那样建立一套完整的考核机制。
当前,在检查学生实验部分的掌握情况时,只限于中考的书面考试,实验能力、实验操作技能的考核采用考查方式。我市考查实验只有指定的四个实验,如:八年级的“测固体的密度”、“探究平面镜成像特点”、“探究凸透镜”和九年级的“测量小灯泡的额定功率”。在考查中学校可从给定的四个实验中选出三个,作为考查实验。学生从三个中抽签选其中之一的实验操作。实际上,学生考前只要准备三个实验即可。这样,导致老师不重视实验操作,而学生临时突击准备实验,背实验。考查结果都是合格,这样的合格没有太大意义。
考查方案中要求,在考查过程中,如果学生评定的等级不合格的,学校就必须再重新组织再次考查,不合格学生,将不予毕业。组织一场考试,已不容易,再加上学生必须合格,才能毕业,而学生不能毕业这一问题将影响上级对学校的考核。为了100%让学生合格,考查过程尺度就变得很宽、很松,相当于实验考查变成了应付上级检查。