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关键词:物理教学 演示实验 重要性
中图分类号: G633.7 文献标识码: C 文章编号:1672-1578(2012)08-0151-01
物理是一门以实验为基础的自然科学,物理学习离不开实验。通过实验能引入概念、得出规律、检验猜想、发展新知,还能加深学生对知识的理解和巩固,发展学生动手、动脑能力。
学生普遍感到物理“难学”,原因之一就是物理教学中缺乏实验。近年来中考物理试卷对实验的考查,已从简单的背诵实验知识转向考查对实验的理解上,重在考查学生的实验能力和综合分析能力。我们应进一步改善实验条件,改革实验教学。因此,我们必须高度重视对物理实验教学,教师必须研究教材中哪些实验学生感到抽象、接受困难,并结合教学实际,研究解决方法,努力开发一些直观的演示,所以在教学时演示实验已经成为教学的有机组成部分。
演示实验是学生学习物理的入门向导,是教师为配合课堂教学而对学生所做的表演示范实验。下面从演示实验的特点谈谈物理实验的重要性:
1 能直观地给学生留下深刻的印象
演示实验是教师在讲台附近进行操作的,具有示范和指导意义。因此,演示实验所用的仪器可见度大,便于学生观察仪器的外形、构造特点及其仪表的刻度,仪器装配和布局也一目了然。操作过程直接了当,不转弯抹角。如“分子间作用力”演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时,引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。实验现象清晰明了,使学生观察后能留下深刻的印象。
2 教师要注意节省实验的时间
演示实验是教师为了讲清某一个物理概念或某一个物理规律而设置的一种教学手段,在注意与教学进度紧密配合情况下,要求演示实验尽可能在一定的教学时间内完成,不允许把操作时间拖得过长。当有多个演示实验供选择时,在不影响教学的前提下,教师会尽量考虑选择比较节省时间的演示实验去完成,整个演示实验的全过程让学生感到流畅、紧凑,无拖泥带水之嫌。大大地节省了教学时间。
3 能加深学生对物理知识的理解和记忆
有的演示实验由于条件的限制,教师只能在讲桌上进行演示。后排学生看不清楚实验现象,这就增加了学生在理解过程中的难度,影响教学效果。结合投影器将演示现象放大,使其在银幕上清晰地显示出来。这样既有利于学生观察思考,又缩短了观察时间,从而增强了演示实验的效果。例如:上“磁场”这一节课时,磁场的概念比较抽象,条形磁铁、U形磁铁、同名磁极之间和异名磁极之间的磁感线分布形状各不相同。传统的演示方法一股是:将玻璃板放在磁铁上面,将铁屑均匀地撒在玻璃板上,轻轻敲动玻璃板,使铁屑在磁场的作用下形成平面的磁感线分布图形。因平面放置,学生看不清楚,教师只好端着玻璃板走到讲台下,让一部分学生看看,这样既浪费时间,还是有许多学生看不清楚。利用投影技术,则完全可以改变这一局面。将课本上所讲的几种演示情况投影到银慕上,使全班学生都能清晰地看到各种情况的磁感线分布。这样就加深了学生对“磁场”的认识,使抽象的问题容易理解。
4 有助于培养学生的多种能力
演示实验对于帮助学生掌握技能技巧起着示范作用,对于培养学生的观察能力、形象思维能力、分析能力也有很大作用。因此在演示实验前,教师要明白实验的目的要求,弄清实验在教学过程中所起的具体作用,选择好实验装备和实验方法。在进行实验时,操作要准确、规范。在演示过程中,要有机地结合实验进程,向学生指明观察的目的、重点和要领,引导学生对实验现象进行科学地归纳和推理,抽象出概念,概括出规律。在引导学生应用知识解决实际问题时,也应尽可能选用恰当的演示实验配合,以帮助学生纠正错误的观点,丰富、完善物理图景和深化对概念的理解。有些典型实验,可结合教学的进程作适当的重复。
5 有助于增加学生的主动性
关键词:实验教学;物理;重要性
新课程标准要求,促使各个学科进行课堂创新与改革。在传统的物理课堂教学中,老师大多重视学生对理论的学习,更多的要求学生能在考试中取得较好的成绩,而忽视了对学生实验的要求,忽视了对学生利用理论指导实践能力的培养。这种片面的教学方法已经不适应现代教育发展的要求。初中是学生学习物理的初级阶段,对于初中生来说,物理是一个崭新的、充满未知的学科。所以,要在初中生一开始学习物理时就吸引他们的注意力,调动他们的积极性、主动性。这就需要对物理课堂教学方法的不断改革创新,加大对物理实验教学的投入,让学生用实践的方法去更好地学习物理,发挥实验教学对物理课堂的重要性。
一、实验教学可以激发学生兴趣,调动学生的积极性
物理课堂理论的教学不同于语文充满了情感色彩,不同于历史充满了国度神秘,不同于地理充满了地域特色。物理理论的学习有些晦涩难懂。如果单纯学习物理理论,就会使一些学生失去对物理的兴趣和动力。但是物理实验教学就可以在这一方面做出弥补。物理实验是充满趣味性的,一些物理实验器具的使用,物理实验方法的应用都会让学生感觉好奇,让他们有想要去践行探索的热情,学生的积极性被调动了,他们就不是被动地接受知识,而是自己主动想去理解知识,解决问题。学生这种自我主动意识,会使物理学习变得更加有效率,更加有质量。在初中物理课堂教学中,老师可以划分实验小组,进行实践教学。同学之间相互合作,遇到问题共同解决,在这种实验教学中也有利于培养学生的团队合作能力,与他人相处的能力。兴趣是最好的老师,学生一旦有兴趣作基础,各方面的工作就相对能做得更好,能力也就自然而然提高了。实验物理教学目的是激发学生的学习兴趣,让他们主动参与,使他们快乐,高效地学习物理,当然也会促进他们其他各方面的能力。
二、实验教学有利于加深学生对物理理论的理解,激发他们思维
物理的形成就是对生活中出现的现象作出解释总结的。物理的形成也是一个实践总结的过程。所以,对物理的教学可以回归物理本身形成的过程,探索、实践才能将别人的总结变成自己的东西。初中生是从小学被动接受到自我独立发展的转变时期。初中物理课堂可以让实验氛围更加浓郁,让学生可以自己动手做实验,探索真理之路。初中实验物理课堂教学的建立,是一个将理论变成实践,再由实践转化成理论的过程,作为整个活动的参与者,学生更能切实地感受到实验的目的,学会实验方法,在此过程中的整个心理变化、思维变化对物理理论知识的理解有着重要作用。这种亲身的实践,可以加深学生的记忆,加强学生对知识的理解,激发他们的思维,激发他们对未知的探索。实验可以是对已知的理论的实践,也可以是对未知的研究。中学生也要有求知心理、探索精神,敢于对未知的事物进行探索实验,伟大的发现可能来自偶然的实验,也可能来自学生对自然现象的好奇。学生在实验课堂中可以近距离地感受物理的魅力!
三、实验教学可以教会学生探索解决问题的方法
学习的本质就是学习一种解决问题的方法,应用实践的思维。物理实验也是一种实验教学,物理实验课区别于物理理论课堂只学习解决问题的思维,它更注重的是让学生接触问题,在问题中利用所学的理论去解决,它提供给学生尝试的机会。在初中物理学习中,老师把实验课堂当成对学生的一种锻炼,他们的思维相对于高中生来说更加不完善,他们需要的实践会更多一些。出现的问题可能不是一次性就可以完全解决的,物理理论就是一些相对固定的知识,而在实验实践中会出现很多意想不到的情况,看似是利用同一理论,但结果可能会出现不同。实验物理也是给予学生试错的机会,学生在进行物理实验时一定要培养仔细认真的习惯,在错误中找到原因,在问题中总结经验,形成自己解决问题、探索未知的一种方法。
物理是一门以试验为基础的学科。它重视对问题的解决与思考。实验教学也是新课程标准下的一种重要的教学方法。实验教学可以激发学生学习积极性,加深对物理理论知识的理解,教会他们探索解决问题的方法。在物理学习中,我们要更多地给予学生自我发挥的空间,物理教学不能是让学生固定在对理论的学习,应该发散他们的思维,让他们学会举一反三,用一种长期学习实践形成的思维模式去解决更多的问题。老师用对方法教物理,学生用对方法学物理,让物理成为自己一生受用的学科!
参考文献:
[1]宋艳平,陈新学.浅谈实验器材不足条件下的物理实验教学[J].中小学实验与装备,2013(4).
物理是一门以实验为基础的学科,以形象来传播知识;实验又是学习物理的重要方法。在新课程模式下强调以学生为本,要达到这个要求就更离不开实验的支持。然而在现在的农村中学,许多的教师忽略了演示实验的重要性和必要性,抱着可做可不做的态度教学;即使在重视实验教学的课堂教学活动中,有许多的演示实验要么没有做成功或者出现“意外”,要么成功了但效果凸显不出来,要么有效果了但学生看不清,要么学生看清了但看不懂,致使整节课的教学效果不理想或者出现瑕疵。因此,作为一名在农村初中工作了十多年的物理教师,我个人认为有必要在物理课堂上多做并做好演示实验,使学生看得明白每一个实验步骤,在课堂上发挥最大教学效果。
课堂演示实验是中学物理实验教学的重要组成部分,是理解和掌握物理知识不可缺少的环节,能培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习方法,是变应试教育为素质教育、提高人才科学素质的重要手段之一。因此演示实验不仅对课堂教学,也对人才培养具有重要意义。
在教学过程中是否有必要进行演示实验,怎样设计、采用什么方法,要达到什么目的,教师要做到心中有数。当然这要根据我们的教学内容、教学目的出发,对一些重要的、抽象的、学生难以理解的基本概念和规律就应当下功夫多设计一些实验。演示实验准备不能马虎,要认真检查仪器,课前要认真进行试做。有的教师课前演示实验准备不充分,没有检查仪器是否完好,是否符合要求,没有进行试做,上课时有可能现象出不来,或者极不明显,于是手忙脚乱,急得满头大汗,语无伦次,学生则索然无味,实验就达不到教学效果。
要充分发挥演示实验在自然教学中的作用,必须做到有可视性。教师在演示实验时,要保证让全班学生都能看清实验时发生的现象。为此,要做到以下几点:a. 实验时用的仪器要大一些,演示桌的高度要适当。教师在演示时身体不要遮住仪器,或挡住一部分人的视线,仪器之间也不要互相遮挡;b. 演示桌上的仪器布局要合理。主要的仪器或发生主要现象的仪器应放在突出的位置,辅助仪器放在次要位置,没有用的仪器要放在桌上,以免分散学生的注意力。如果仪器太小或现象不够明显,可用实物投影的方法演示; c. 实验时,要处理好对象和背景的关系,使对象尽量突出。创设实验情景与实验教学效果具有密切的相关性。其本质在于视觉形象与特定意义相结合,从而有效地引起学生的视觉追求,使思维激活,记忆强化。教学实践证明:一旦学生被教师设计的实验情景所感染,或者说学生思维进入预定的情境之中,便会取得较好的实验教学效果。
(作者单位:湖南省长沙市岳麓区莲花镇五峰中学)
一、 为什么要加强教学中的演示实验
这主要是初中生心理发展的特点及物理学的特点所决定的。
心理发展的核心是思维的发展。初中阶段的学生正处在少年期,思维正处于具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段,其中具体形象思维仍起重要作用,抽象思维正在发展。他们的思维正处在经验型向理论型过渡阶段,在相当大的程度上仍依靠具体的经验材料,不善于从理论上进行推导。心理学的研究还表明:认识主体在认识客体时往往存在着知觉优先的倾向,并首先使用形象思维来认识客体,而且在面临新的问题或情境时,其认识水平往往退回到较低的认识水平。伟大的科学家钱学森也认为:人认识客观世界首先是用形象思维而不是用抽象思维。因此,在教学中就必须给学生提供足够的感性经验和活动机会,在课堂上就要大力加强演示实验,只有如此才符合学生认知发展的规律,才能更好地帮助学生理解物理物理概念和规律。
初中生心理的另一特点是好奇心强,喜欢探索自然的奥秘,他们兴趣广泛、强烈,但缺乏深度和稳定性。如果我们的物理教育工作者,在物理教学过程中,不失时机地恰当地进行演示实验就可以激发学生的好奇心,培养他们探索自然的兴趣和献身科学的强烈愿望。例如我在《连通器》一节的教学过程中,首先告诉学生连通器是上端开口,下部连通的容器。然后提问:我们对连通器中倒同一种液体时,几个粗细不同的管中,液面谁最高呢?有的学生说细的高,有的说粗的高,争得面红耳赤,然后我让带色的液体倒入连通器中,待液面静止时,用刻度尺一量,发现液面一样高,学生顿时疑惑不解。随即我自然地导入了分析连通器液面相平的原因,学生听得格外认真。正是这一个个颇为有趣的演示实验,使学生一步步步入物理科学的宫殿,学习起来轻松自如。正如伟大的科学家爱因斯坦所说:兴趣是最好的老师。
从学生心理的另一方面――记忆的角度来分析,结合演示实验讲解的物理规律远比单纯的语言讲解给学生留下的印象深刻、久远。我在初中求学阶段,实验仪器几乎没有,也没有专门的实验室,当我的老师讲解摩擦力与哪些因素有关的内容时,是用皮筋拉一个光滑的木块分别在光滑的桌面上各铺有毛巾的桌面上运动,观察皮筋的伸长情况,从而得出接触面越粗糙,摩擦力越大。这一演示给我留下的印象至今难忘,这正如俗语所说:"百闻不如一见"。所以我们在物理教学中要把物理概念、规律通过演示实验化为物理形象,便于学生记忆。
物理学是以实验为基础的科学,物理教育家朱正元先生曾有过精辟的论述,他说对于物理概念、物理规律等一些理论的东西,往往是"千言万语说不清,一看实验便分明。"画龙点睛地道出了实验在物理教学中的重要作用。例如我们要讲凸透镜成像的规律时,若没有凸透镜仅凭语言描述,学生无论如何也不能很好地理解:U>2f时,成倒立缩小的实像,f<u<2f时,成倒立放大的实像等规律,即使强迫记住了,也感到单调、枯燥,甚至不肯相信。如果通过实验让学生观察,以不可辩驳的事实给学生留下深刻的印象。所以物理教学一旦离开了实验,将成为无源之水,无本之本。
回顾物理学的发展历史,有几个物理定律不是通过实验得出来的呢?牛顿三大定律、光的折射定律等。哪一个不是在大量实验观察的基础上总结出来的呢?磁单极、夸克、层子的存在,由于没有实验作为基础,至今不还是停留在假想阶段吗?物理离不开实验,物理教学也离不开实验。
二、 演示实验的重要作用
演示实验是连接认识的主体(即学生)和认识客体(物理现象、规律)的纽带。按一般的认知理论:物理概念、规律的建立是首先通过演示实验使学生获得必要的感性认识,而后勤部通过科学的抽象使学生形成概念、规律。例如大多数学生在没有学气压之前,对模拟马德堡半球实验的两个皮碗紧紧压在一起模糊不清,虽然同学以往有许多类似的经历,但大都认为是两个皮碗吸在一起了,若问为什么会吸在一起,他们都不能作以正确的回答。如果我们在《大气压》这一节课之前,首先让两个学生对拉皮碗,再让橡皮帽吮吸在皮肤上。这些真实生动的实验远比学生头脑中的模糊记忆鲜明得多。让学生观察:对压――气体溢出――皮碗压在一起这一实验过程,再分析原因:气体溢出形成真空(或气压降低),外部存在大气,从而得出是大气把它们压在一起的。这要比用语言调动学生的模糊记忆鲜明得多、生动得多。
如果说上例中演示实验是为了让学生模糊的记忆鲜明化。那么在牛顿第一定律的教学中,演示实验将担负着破除学生头脑中的前科学概念的重要作用。所谓前科学概念,是指这些概念在学生原有的经验中,在头脑中反复建构已经形成的系统的但并非科学的观念。学生在学习牛顿第一定律之前,凭日常生活水平经验和直觉所形成的:"力是产生或维持物体运动的原因"片面的错误的感知。原因在于他们对物体接触面间摩擦作用往往忽略,所以我们要教好牛顿第一定律的关键是做好演示实验,重点让学生观察:小车运动表面的粗糙程度的变化和小车运动距离的大小。反复分析小车受到阻力的大小和小车速度的改变情况,从而得出:小车所受的阻力越小,速度减小得越慢,即速度的改变越困难,进而提出,阻力更小呢?小到零呢?速度将不会改变,永远匀速地运动下去。这样在阻力的大小与速度改变的关系的反复分析过程中,使学生原有的观念和当前面临的现实产生认知冲突,从而导致原结构的解体和新结构的建构。再演示手推黑板擦的实验,不推不动,提出"力是维持物体运动的原因"引发学生主动批驳:黑板擦不受推力了,但受阻力,若没有阻力就不需要推力来维持。这样在演示中使学生头脑中的前科学概念彻底瓦解。试想,如果没有演示实验,我们对这节课的教学将会变得多么困难。
另外,演示实验对学生还具有强烈的示范作用。我们在教学中,常举某一类型的例题精讲,让学生在这种自觉的模仿下,由相对独立思维到完全独立思维。同样要培养学生的独立动手能力也必须由示范――模仿――独立操作的过程,我们从小孩用筷子吃饭可以得到深刻的启示,这里就不必引入更深奥的理论。
三、 教学中如何进行演示实验
1. 要确保演示实验成功。就是要在上课前做好充分的准备,以免出现意想不到的失误。特别在一些演示中的细节问题,最容易疏忽。例:在晶体的熔化实验中,你必须预先考虑到要控制烧杯中水的温升速率不能太快,以免在课堂上实验时绘出不正确的熔化曲线。
2. 要简易方便:因为演示实验辅助于教学,过于复杂就冲淡了教学内容的传授,分散了学生的思维,不能很好地突出物理思想。只要能突出物理思想,"坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验"的风格也应大力发扬。
3. 要现象清楚:只有现象清楚,便于学生观察才能很好地反映物理规律,便于进行物理思想的传递。
如何进行初中物理探究性实验教学?
一、做好教学准备
一定要以学生为主体,这个课堂是属于学生的,学生在实验中可以尽情地挥舞自己的双手,在观察中思考,在操作中验证,在思考中发现,在交流中进步,让学生在自主的基础上互动。随着教育事业的不断发展,初中物理课的教学目标不再是让学生被动地接受知识,而是要学习如何掌握这门知识,对物理有个初步的认识,了解探究性教学的过程。因此,我们不能坚持以前那种“填鸭式”的教学方式,片面地追求知识的灌输,要让学生之间加强合作,互相沟通,相互协调,在这种团结互助的过程中体验探究学习的全过程。这样的教学方式不仅能够让学生学会自主学习,还能够加强学生与学生之间的合作,加深他们的友谊。
所以探究性实验教学一般要实行 “小组合作探究”这种教学模式,它不仅能调动学生的积极性,张扬学生的个性,而且会让每个孩子有机会发言,整堂课有事情做。孩子们只要做了课堂的主人,他们就会很兴奋,慢慢地喜欢上你的课,“兴趣是最好的老师”呀。
那么,怎样才能让学生主动地参与到实验中来呢?首先,教师就要做好充分的备课,要保证让每位学生都参与到思考中来,不能使探究活动流于形式。学生在思考中能获得广泛的体验与感受,充分调动学习的积极性,还能培养学生的创新意识和实践能力。
二、科学设计实验
1.要明确实验的目的性。
首先要明确探究的目的性。教师要引导学生去进行实验。教师应该根据理论知识去寻找、确定实验主题,再让学生围绕这一主题去进行实验工作。教师在上课之前就要明确这堂课的目的:通过这次实验我们要教会学生什么?要让学生掌握些什么知识?这是教师必须考虑到的,只有带着目标去努力,才能够加强学生的动力,以取得更好的教学效果。在这种实验的过程中收获物理知识,不仅能够帮助学生更好地掌握知识,还能让他们体验到探究问题的全过程;既培养了学生的实践能力,又激发了学生的兴趣和热情。所以教师一定要做好课前准备工作,要让学生带着问题去实验。不然学生研究了半天,却不知道在研究些什么,这样毫无头绪的探究是没有任何意义的。
2.要注重培养学生的创造性思维。探究性教学还需要激发学生的创造性思维,充分发挥他们的想象力。这里举一个例子:实验活动,教师让学生每人自制了一个温度计在课堂上使用。老师提出问题:这个温度计还可以作哪些改进?然后再让学生分成小组,以小组的形式对该问题进行讨论。经过讨论后,各小组提出了温度计的很多缺点,再让小组根据自己的意见对温度计进行改进,进行创新实验,在实验中体会物理实验器材由原始状态到提出缺点到进一步改进到再使用这样一个完整的过程,这就是创新实验。实验结束后学生不仅对温度计的构造、各部分的作用一清二楚,而且还学会了温度计的正确使用方法,一气呵成。
三、划分实验探究小组
教师在教育教学的过程中面对的是一个群体,而不是一个个个体,所以,我们的教学目的不是让某一个人掌握知识,而是要让这个群体里的每个人都能够掌握教学内容并学以致用。但是这不是件容易的事情。
在我们学校实行划分小组制,每个小组有四个同学,一号是最棒的,四号是学习成绩最差、上课不爱回答问题的那种同学,这样划分能起到互相帮助的作用。同时排位的时候四个人为一个整体,在最偏僻的角落也有我们学习最好的同学,在最好的位置也有学习不好的、调皮捣蛋的同学,即使再差的学生也有他们的闪光点,也会经常起来发言。在教学过程中,教师要根据学生的个性特征因材施教、因地制宜。因此,教师一定要想方设法地激发学生学习的兴趣,如果能够调动学生的积极性,那么就能收到事半功倍的效果。