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关键词:复习课;实验;密度测量;创新
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)8-0054-3
物理是一门以实验为基础的学科,物理的教学离不开实验的教学。当然,物理的复习课同样也以实验的复习为基础,并且理应占复习课的主要地位。“在复习课中,如何体现实验的重要性”很值得我们思考。下面笔者以一节密度测量的复习课为例,谈一谈自己在初中物理实验复习中的创新与思考。
1 以学生熟悉的信息引入,提升亲切度
【教学情景】
阳山碑材位于南京市江宁区,因遗存有明永乐年间巨大的碑石而闻名于世。碑材由碑座、碑头、碑身组成,总体积约为10343 m3。你有办法测出阳山碑材的总质量吗?以此问题作为引子,带领学生对密度的重要公式――“m=ρV”进行回忆。同时,提出公式中的密度ρ如何知晓?引导学生说出取样测量,从而进入本节课的复习重点――密度ρ的测量实验。
创新亮点:复习课给学生的固有印象一直是做题、讲题。因此,在密度测量的复习课的开始,利用学生熟悉的位于南京市江宁区的阳山碑材信息进行教学引入,拉近学生与接下来所复习的课程的距离,提升亲切度,同时也将情感的教育融入物理教学中。
2 以照片形式,实现重点实验情景再现
密度的测量实验主要分为两种类型,一类为固体密度的测量,一类为液体密度的测量。复习课中当然少不了这两类经典实验的复习。学生对于该实验在新授课时已经非常仔细地和教师一起探究过,并且进行了分组实验,对于操作步骤也较为熟悉。在这样的情况下,复习课中的实验呈现如果只是对新授课的简单重复,对于学生来说是无效的,浪费过多时间。如何体现复习课中的高效呢?笔者在这节课中采取了这样的处理方法。
【教学情景】
课前请学生来办公室对经典实验进行了拍照,将实验中的重点步骤以照片的形式进行展示。此做法尽可能地节约了复习课的时间,同时也不显得枯燥。尤其当学生看到自己的实验照片时,课堂氛围立刻变得非常融洽。
当然,为了加大复习课知识点的考查难度,笔者将误差分析融入了这一教学场景中。笔者请学生拍摄的照片中,有一部分由于实验布置顺序会产生较大的误差,在课堂中,要求学生找出在此基础中如何减小误差的方法。
如图1所示,以复习测量液体密度实验为例: 以看图说话的形式,结合实验照片来介绍实验步骤。当展示最后一张照片时,学生很容易考虑到液体残留问题。接下来引导学生,提出合适的改进措施并写出实验表达式。
创新亮点:(1)这一教学安排,在复习经典实验的同时提升了难度,让复习中的实验不再是简单“重复”。同时,利用多媒体技术让实验的局部细节放大呈现,解决了演示实验的可视效果不好的问题。实验中的重点操作用照片进行定格,对于学生有一个直观的印象。
(2)由于是真实的实验场景,其教学效果明显高于口头上的重复和Flash动画效果。让学生体会到物理实验的真实性,而不是教师为了让学生学会知识点而“故意制作”的特殊场景。物理是生活,而不只是书本上的符号与公式。这对于学生将生活与物理进行联系起到重要的作用。
3 以演示实验形式,讲解难度较大的习题
在密度的测量实验中,有一种类型的题目对于学生有较大的杀伤力,那就是当常规器材缺少时,我们该如何测量固体或液体的密度。此时,我们往往需要借助“水”。这一类型的题目对于学生来说难度较大,如何突破呢?在教学设计中,笔者将习题变成了演示实验,在复习课中现场呈现。为了提高实验的可视性,我们可以利用电脑摄像头进行辅助放大。
【教学情景】
设计演示实验:缺少量筒时如何测量奶茶密度。
仪器如下:天平(或弹簧秤),瓶子(带盖),水。
课堂上讨论并完成实验。
第一阶段:学生通过一步步具体的数据测量和计算,完成奶茶密度的测量。
第二阶段:将具体的数据变为物理量符号,让学生在具体实验的基础上,利用符号完成表达式的填写,从而达到学生掌握该题的目的。
创新亮点:写出本表达式这一要求,对于接触物理不久的学生来说难度较大。通过具体的实验操作,具体的数字计算,过渡到较为抽象的代数表达式。这个过程符合初中学生的认识、发展水平。这一设计也比较合理地解答了此类习题,大大降低了讲解难度。
4 以简笔画代替文字笔记,简明而有趣
【教学情景】
以简笔画的形式来代替文字较多的实验步骤笔记记录。
(1)如图2所示,测量液体密度的常规步骤:
(2)如图3所示:缺少量筒时测量奶茶密度的步骤:
创新亮点:密度测量实验的步骤较多,在课堂上学生需要做的笔记相对来说文字也较多,不仅耗时较多,而且会造成某些学生只记录笔记而不进行思考,比较枯燥,复习时不宜快速理解。因此,这节课设计中,笔者让学生跟着教师参与简笔画形式的绘画,换一种方式和角度来学习,使得复杂的实验步骤变得简单明了,同时也增加了物理学习的趣味性。
5 以PPT技术应用为支撑,节约计算时间
【教学情景】
利用PPT中的控件技术,可以实现现场点击自动计算功能。比如,如图4所示,该技术在缺少量筒时测量奶茶密度的实验中的应用如下(PPT中数据表格及某些控件的代码):
创新亮点:复习课的数据处理并不是我们的教学重点。因此,对于繁难的计算,教师可以利用PPT中开发工具的技术应用作为支撑,编写简单的代码并制作需要的控件。尤其在做当堂演示实验时,我们只需要输入数据,便可以完成。这种技术在很大程度上节约了不必要的计算时间,提高了课堂效率。
6 以“平民化”的器材,综合应用知识
“物理来源于生活,生活中处处有物理。”作为物理教师,我们对此观点很熟悉,也有自己的体会。但对于初中学生来说,他们可能并不能将物理课与生活联系起来。
创新亮点:在复习课中,教师所选择的实验器材均以“平民化”的器材为首选。例如,在本节课中,教师选择以测量“统一阿萨姆奶茶”来归纳液体密度的测量方法。在缺少量筒的实验中,带盖的瓶子教师选择了“绿箭口香糖”的瓶子。从器材上和实验目的上,学生一下子与物理拉近了距离。同时,也将学习到的物理知识应用到实际生活中,提升综合应用知识的能力。
7 小 结
物理学科以实验为基础,作为一名物理教师,应当将实验教学作为重中之重。在复习课的教学中,我们同样需要重视实验。实验复习课如何设计,如何改进成既符合探究式学习,又对学生的检测有所帮助,值得我们继续努力探讨。
关键词: 初中物理 实验教学 存在问题 解决对策
物理这门学科基础性比较强,在初中物理教学上,实验教学至关重要,它可以帮助学生更快地掌握物理知识和规律,既训练学生的思维,又提高学生操作能力,教师合理对待,认真考量,寻求解决方法,推动物理实验的革新。
一、初中物理实验教学存在的问题
(一)教师教学观念滞后。
就目前部分学校的教学情况看,教师的教学观念有些许落后。实验会耽误课程进度,所以在实验演示环节上草草了事,也不管学生是否真的理解实验的基本知识点,让学生在学习的过程中失去主动性、动手实践的选择权,这样让学生只会做练习题和死记硬背实验原理,虽然有些教师深知物理实验的重要性,但由于院校配置资源不足,导致实验无法进行,让教师觉得少做实验是正常现象,形成一种观念,这种观念在一定程度上限制了学生培养,再加上部分教师对实验结构的不合理认知,没办法真正带领学生完成实验。如许多教师在操作实验上不怎么熟练,有些问题自己弄不太明白,从而让许多教师不愿意演示实验。在物理实验教学上,教师应从应试教育中解脱出来,重视实验教学,积累多样化实验资源。
(二)学生忽视实验学习。
在初中物理学习中,学生应该占据主置,教师要对学生进行相关指导。在开展实验教学时,教师要给学生操作实验的机会,保证学生进行简单的实验操作。学习物理,不仅要学习基础性的理论,而且要结合实验帮助理解。但目前许多学校不重视实验教学,很多学生忽略实验学习,所以对物理知识、规律理解有限,没办法真正认识到物理实质,从而导致学生不会认真思考和分析,只会重复模仿,这样自然无法提高学生各方面能力,使其形成不愿意思考、不怎么愿意动手操作的坏毛病。
(三)实验教学资源配备不全。
受教学条件、教学经费等因素的影响,多数学校并没有建立完善的实验室,没有引进新的仪器配备,导致学生的实践机会越来越少,少数教学实验无法实施,部分教师和学生不得不放弃一部分物理实验。即使开始了物理实验课,因为学生人数多,设备有限,很多学生也无法得到操作机会,一般都是由几个学生分成小组完成,没法做到每人都可以亲自操作,加上教师的教学方式落后,仍然是教师对整个操作流程进行讲解,让学生根据步骤完成实验,这样导致学生忽视实验的重要性,阻碍学生思维发展。
二、初中物理实验教学中问题的解决对策
(一)重视实验教学,转变观念。
在新课改教学中,教师和院校领导应该改变教学观念,加强实验教学、实验的实践等,通过多元化的实验课程,教师引导、辅助学生,不再一味地对学生进行理论灌输,使师生之间加强交流。在实验设备缺少的情况下,教师除固定的实验器材外,也可以发挥创造力,利用身边的工具达到实验目的,这样既有趣又能引导学生自主操作,更广泛灵活地开展物理实验,让学生共同探究物理的奥秘。例如在苏教版八年级物理下册第十章《压强的浮力》中,学习《液体的压强》这一课时,带领学生将食品保鲜袋套在手上,扎紧之后伸入水中,观察实验现象。将日常用品变成实验道具,让学生感受液体的压强,明白物理就在生活中。利用身边的物品,弥补设备不足,提高实验教学的生动性与实用性,让学生学习起来更有积极性,更清晰地观察实验现象。初中物理实验教学应大规模地普及运用[1]。
(二)注重学生动手能力。
教师要改变传统教学模式,使学生掌握学习的主动权,从而主动参与物理实验。在教师指导下,鼓励学生独立完成实验并探索出物理学的真正意义,对于实验中产生的物理现象有自己的看法。在学习过程中,首先老师要明确实验目的和理念,再通过创新,引导学生自主学习,提高学生兴趣和操作能力。
(三)多样化的教学模式。
物理是一门理论比较深奥的学科,有一些知识内容学生难以理解,导致学生对物理产生消极性,教师应重视物理实验的趣味性,采取多样化的实验教学,对每堂课进行精心设计,重点突出物理实验的趣味性、应用性和探索性,让学生既掌握基础知识,又体会到物理实验的乐趣。倡导多样化教学模式,如网络演示实验与虚拟仿真实验,实验设计法、合作学习法等,都是经过教学实践证明很有效果的教学方式,既能激发学生自主参与学习的兴趣,又能提高实验教学的有效性。例如在苏教版八年级物理下册第十章中,学习《浮力》这一课时,教师在旁边指导学生,将一枚鸡蛋放到一盆清水中,然后不断地加盐,直到鸡蛋浮起来为止;又如,教师可指导学生将同一个物体浸没到水里,并改变它浸没的深度,观察弹簧测立计的示数变化[2]。
(四)实验成绩评价机制的完善。
初中物理实验成绩评价机制要不断优化,要真正反映初中生物理实验的真实情况。按照现在教育的要求,改变传统考核中的错误方式,将学生的物理成绩划分为理论成绩、实验操作成绩和考试成绩,实验成绩在物理总成绩中占据一定比重,因此应该让师生都对参与物理实验感到重视。在评定实验结果时,还要验证实验结果是否是通过实验得来的,是不是达到老师在实验前所布置的基本要求,这样才能确保初中物理实验教学取得良好效果。
综合上面表述得出结论,富含兴趣和操作性的实验教学至关重要。优化实验教学的条件和环境,所以教师在不断强化专业技能的同时,在物理教学过程中必须让学生多动手、多实践,培养兴趣从动手开始。这样不仅可以给课堂带来趣味性,而且能加强学生对物理知识的掌握,让学生通过不断思考、讨论、实践更快地吸收物理知识点,不仅学到知识,而且让学习更有趣,更开心。
参考文献:
【关键词】物理;实验;经验
教为主导,学生为主体的原则是我们每个老师必须坚持的,因为学生才是学习的真正主体,教师只能是他们学习路上的领路人(授业解惑者)。只要提高了学生的学习兴趣和主动性,那么教学就一定相当的精彩和有效。
一、实验促使学习兴趣的培养
认真做好学生分组实验是激发学生学习物理兴趣的较好手段,是初中物理教学中大面积提高教学质量很重要的一个环节。但是在我学习的过程中,我发现演示实验和学生分组实验都存在着一定的弊端。课堂中的演示实验是教师为学生提供感性认识材料的过程,它无法代替学生自身的学习活动,教学中如果把教师的演示实验改为学生的边学边实验,既能使学生对实验获得更加清晰的印象,学到物理知识,又能培养学生的实验能力,提高学生的学习兴趣和主动性,这是初中物理教学的一项重要改革。
同时,在学生物理分组实验中,常出现两种情况:一是学生多,仪器少,实验中常出现“男同学抢着做,女同学怕动手;成绩好的积极做,成绩差的旁边坐”的倾向;二是由于初中学生实验能力差,学生对实验的注意力常常集中在操作上,教师忙于协助学生排除故障,师生完全处于被动状态,以致无法达到获取知识、培养能力的目的。采用边学边实验的形式后,学生在教师的指导下边看书、边实验、边思考、边讨论,以物学理,能较快地掌握物理知识。
由于边学边实验课不同于学生分组实验课,其教学形式如上课,一般不允许随便走动,互相抄袭,每个桌上都有一套仪器,“逼”得学生人人动手、动脑学习,容易纠正学生实验中出现的不良倾向,有利于学生实验能力的培养。因此,从某种意义上讲,边学边实验起到了演示实验与学生分组实验的综合作用。例如:在学习“浮力”时,我根据教材的需要,设想将书上135页图6―1的教师演示实验改为学生边学边实验,每个桌上发了一块形状规则的正方体木块,将木块投入烧杯中。然后设法将木块按人水中,有意识地让学生感受“浸在水中的物体受到水的向上托的力”,这样,对课本关于“浮力”的定义就领会更深一了,再引导学生做图6―1的实验,并增加了在用弹簧秤称了物体在空气中的重量后,让学生用手向上托物体,观察弹簧秤读数也会减小的实验,使学生进一步体会到:不仅浮在水面上的物体受到浮力,浸没在水中的物体也受到浮力,对浮力产生的原因也更容易接受了,同时还领悟到浮力的大小可以用弹簧秤直接来测量,即F浮=G空-G水。这种类型的实验课起到了演示实验和学生分组实验起不到的作用。
二、实验促使学生能更好的学好物理
我们知道,许多物理概念和规律都是从大量的具体事例中抽象出来的,在教学中,必须重视感性认识,使学生通过物理现象、过程获得必要的感性认识,是形成概念,掌握规律的基础。
(1)实验能够展现典型的物理现象。实验能创造一个确实的,排除了干扰的环境,它对产生多种现象的条件进行了严格、精密的控制,排除了次要因素的影响,突出了现象的本质规律。如在课程中通过实验过程把阿基米德原理表达出来,参与实验过程的同学对原理内容的理解和记忆非常轻松。
(2)实验能根据需要重复的再现物理现象。实验能在相同的条件下进行多次的反复,以供学生反复观察。有些实验现象做一次学生观察现象不明显,可以重复做。如在讲大气压章节时候,我用纸片托住了一杯水,并且反复翻转杯子水不会漏出来,可以借助这个现象让学生自己就明白大气压是向各个方向都有的。
关键词:虚拟仿真实验;NOBOOK;凸透镜成像;初中物理
一、研究背景
教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》中指出要持续推动信息技术与教育教学融合,全面提升师生信息素养,为学生提供有效的学习工具和丰富的教育环境[1]。《义务教育物理课程标准(2011年版)》中也指出义务教育物理课程是一门重视实验的自然基础课程[2],明确了实验教学的重要性。随着信息化技术的发展,越来越多的虚拟仿真技术被应用在物理实验中,虚拟仿真实验平台可以排除外界因素影响,让学生可根据需求自主进行实验,一定程度上更能培养学生的实验创新精神。目前国内的虚拟仿真实验平台大致分为两类,一类应用于高等教育教学,这类平台大多数由各高校、研究院自主研发,如中国科学技术大学的几何光学实验室、北京交通大学的RECEL平台、国家虚拟仿真实验平台—实验空间等。另一类应用于基础教育教学,这一类的虚拟仿真实验平台相对较少,主要由企业投入研发,如虚拟仿真实验室、NOBOOK物理虚拟实验平台(简称NOBOOK平台)等。
二、NOBOOK平台简介
NOBOOK平台是一款虚拟实验应用软件,主要用于基础教育各学段的实验教学互动,主体内容共包括物理、生物、化学以及小学科学四部分。本文主要针对物理部分进行应用阐述。NOBOOK平台基本包含了物理课程标准要求的所有初高中物理实验,具有多个版本教材的不同实验,支持手机、计算机、平板电脑等多终端的数据共享[3]。除了教材要求的固定实验,学生还可自主创新,利用NOBOOK平台内的海量实验仪器模板和实验器件库自由创建、组装实验,并通过丰富的实验讲解视频,更好地理解实验内容。
三、虚拟仿真实验的优势
1.生动形象激发学习兴趣基于NOBOOK平台的物理实验生动形象,画面、声音效果逼真,例如水沸腾时会发出声音提醒学生、碘升华时会在画面中呈现紫色烟雾。在现实实验中无法观测到的一些实验现象,如电流、磁感线,甚至是分子、原子等均可在虚拟仿真实验中得到展现,模拟真实的实验场景,因而具有强大的交互性,可以激发学生对实验的学习兴趣。2.开发思维培养创新能力NOBOOK平台只需一台智能终端即可操作,简单快捷,方便学生重复进行实验,且拥有海量实验DOI:10.13492/j.cnki.cmee.2021.24.023器材、实验模块辅助教学,学生可根据需求设计实验,起到锻炼学生动手能力和创新思维的作用[4]。3.加速实验提高学习效率在NOBOOK平台进行实验操作所需的时间远小于现实常规实验,既能减少实验反应时间,又能免去前期实验准备,节约材料成本。学生既可以应用NOBOOK平台进行预习,也可开展课后复习,这使得学生的学习时间变得更灵活,有助于提高学生的学习效率。4.保证安全弥补现实教学条件的不足在教学实际中,一些实验危险性较高,实验中可能用到高热仪器、药品可能带有较强毒性或腐蚀性,如海波融化与凝固实验、碘的升华与凝华实验等,不适合学生操作。此外,一些条件要求高或极易受环境因素影响的实验也使学生难以观察到现象,但这些都可以借助NOBOOK平台得到改善,虚拟仿真技术既可以保证实验安全,也可以突破现实中各种客观条件的限制,让学生直观有效地得出实验结果。
四、探究凸透镜成像规律实验案例分析
1.教学内容分析探究凸透镜成像规律实验是初中物理中的一个重要实验,在教材中与前后章节知识相连,起到承上启下的作用。教材由部分生活实例引入,请学生观察照相机、投影仪等物品的特点及规律,并思考:凸透镜成像与哪些因素有关?成像的性质与物距有何关系?通过提问,激发学生的兴趣,引起学生的探究欲望。2.学情分析学生在进行本课学习前,对光的折射、光的反射相关知识进行了系统学习,对凸透镜和凹透镜的作用有所了解,能区分实像与虚像,对生活中常见的透镜,如望远镜、放大镜、近视镜、远视镜等有了一些感性认识。但对于凸透镜的应用没有系统了解,不知道凸透镜成像具有哪些规律。通过本节课的学习探究,要使学生系统了解凸透镜成像的规律。为此,可以将生活中应用到凸透镜成像规律的物品与物理知识关联起来,了解它们都应用了哪些原理,从而实现理论联系生活。3.教学目标第一,通过本节实验课的学习,了解凸透镜成像与哪些因素有关、有什么规律,掌握本节课的学科知识。第二,通过利用虚拟仿真实验进行学习,体验到科学探究过程,了解实验基本研究方法。第三,了解实验探究活动在认知过程中的重要性,将物理知识联系生活实际,激发学生探索物理的兴趣。4.教学应用(1)课前预习探究凸透镜成像规律实验是探究性实验,为了提高学生课上的学习效率,请学生利用课余时间,应用NOBOOK平台,通过相关实验视频,结合教材进行自主预习。在预习过程中,可以依据NOBOOK平台提供的实验器材对该实验进行预操作,熟悉实验目的、原理、器材及实验步骤等内容。相关实验界面见图1.(2)实验教学①新课引入教师引导学生使用放大镜观察物品,学生发现物品是正立且放大的,教师改变放大镜与物体间的距离,让学生观察此时用放大镜看到的物体发生了什么变化。学生发现通过凸透镜距离的改变,物体还可以呈现倒立的放大或缩小的像。提出问题,引导学生思考物体所成的像的性质与什么因素有关。②实验讲解教师结合NOBOOK平台介绍凸透镜成像实验用具,讲解实验注意事项,在实验操作中系统讲解如何使焰心、凸透镜的光心、光屏的中心三点处于同一水平线,如何调整焦距与物距的关系得到不同的像,如何记录实验数据等问题。③实验操作学生根据教师讲解的实验内容,以小组为单位进行实验操作,教师提醒学生:已知凸透镜对光的折射程度与它的焦距有关,移动蜡烛时,可以参考物距与焦距呈倍数关系,来观察成像的情况。学生通过调整物距,得到不同实验结果。学生保持凸透镜位置不变,移动光屏与蜡烛的位置,使物距、像距改变,得到实验现象:此时蜡烛呈倒立缩小的实像,记录物距、像距的大小,重复实验,记录数据。再次改变物距、像距,分别得出蜡烛呈倒立等大、倒立放大的实像及正立放大的虚像,记录实验数据。学生进行实验操作后,借助NOBOOK平台改变凸透镜的焦距,重复进行实验,记录数据。NOBOOK平台在实验器材使用次数上没有限制,学生可针对同一内容重复实验,以加深对实验的理解,切实锻炼实践动手能力[5]。④规律总结分析实验数据,总结规律,以小组为单位总结并进行汇总,得出结论,物距与焦距关系共分四种情况,即u<f,f>u>2f,u=2f,u>2f,总结得出凸透镜成像的规律如下:当u>2f且f<v<2f时,呈倒立缩小的实像。当u=2f时,v=2f,呈倒立等大的实像。当f>u>2f时,v>2f,呈倒立放大的实像。当u<f时,呈正立放大的虚像。当u=f时,不成像,成平行光射出。⑤课后拓展引导学生思考物距与焦距处于不同关系时,这一成像规律在生活中有何应用。例如当物距小于一倍焦距时,与放大镜原理相同;物距大于两倍焦距时,与老式照相机原理相同等,可以寻找生活中此类具有凸透镜成像规律的物品,与学生分享自己的发现。学生在课后也可以通过NOBOOK平台进行复习巩固,根据实验器材资源自主设计实验,探索其他可能性。⑥设计意图学生通过NOBOOK平台的实验视频自主进行实验预习,可以提前熟悉实验流程,为后续动手操作奠定基础,规避实际操作中可能出现的错误,有效减少实验器材损坏,同时也可以培养学生的独立思考及创新能力。通过改变物距呈现不同形式的像来引入,可以引起学生的认知冲突,激发学生的探究兴趣;分组进行实验,可以更好地发挥学生的主体作用;让学生重复进行实验可以减小误差,使实验结果更具说服力,还能培养学生严谨的实验态度、良好的实验操作习惯,提高学生的动手能力。课堂最后,引导学生对实验数据进行总结,培养学生的归纳总结能力。有时间还可以鼓励学生重新进行实验,在验证结论的同时进一步熟悉实验操作、加深对实验的理解。引导学生思考实验规律在生活中的应用,使学生将物理与实际生活相联系,落实物理核心素养的培养。
五、结语
应用NOBOOK平台将探究凸透镜成像规律实验作为案例进行分析,将信息技术与物理实验教学相融合,使得两者相互促进。教师引导学生利用NOBOOK平台辅助开展实验,规避了部分实验的安全性问题,模拟真实的实验情境,辅助实现实验效果,提高了物理实验课堂的教学效率,既将信息技术与物理实验教学紧密联系起来,也为线上物理实验教学提供了参考方案。在内容的选择上,虚拟仿真实验的范围其实还可以扩大到各个学科中。本文描述了许多虚拟仿真实验的优势,但对于学生来说,实验操作的真实体验是不可替代的,而虚拟仿真实验的便利性也是常规实验所不具备的,所以应让NOBOOK平台辅助初中物理实验教学,以发挥更大的价值。
参考文献
[1]教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].
[2]教育部.义务教育物理课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.
[3]王健涛,刘亚男,蔡开聪.基于NOBOOK虚拟实验室技术的高中化学实验教学探究[J].中学化学,2021(2):6-9.
[4]严炜,杨晓梅.虚拟实验室在中学物理教学中的应用[J].物理教学探讨,2019(7):70-72.
对物理教育“特培”专业课程体系的设置进行了研究,并对该专业学生进行了生源情况、教学素质等方面调查后发现,课程设置中存在的问题主要有:课程难度大,学生不易理解;实验技能类课程课时偏少,无法满足学生的实际需求;某些教学类课程时间安排不合理;学生语言基础的不同导致语言类课程需要调整;教学实践的质和量都无法保证,且形式单一;课程的教学、考核方式,教材等存在问题。
二、综合上述问题,对物理教育“特培”课程的设置进行改动
1.专业课类
(1)对《高等数学》、《解析几何》课的改造:数学是物理的基础,但考虑学生对专业知识和教学技能的需求更高以及课时量的限制,应对数学知识的教学进行简化和改进。内容应侧重于在力、热、电、光学中用到的矢量运算、微分、积分及概率统计的基本内容和在物理学中的应用即可,可将两门课合并为一门课程:《大学数学》,且课时数不宜增多。具体安排如下:《大学数学》;目的:为学生学习和理解物理专业识打好数学基础,能运用基本的高数和概率统计方法分析处理物理问题;内容:以矢量运算、微积分、概率统计的概念及运算为主,多结合物理实际问题进行教学;时间:第一学期;课时:72课时;考试形式:闭卷考试(重点考数学方法在物理问题中的运用)
(2)对《专业维语》的改造:在“特培生”培养过程中,要求语言教学不断线,因此在第一、二学期完成《基础维语(汉语强化)》的学习后,第三、四学期应继续学习维语或汉语,并直接学习中学物理教学中的维、汉语表达,即训练双语教学。为使学生打好基础,能全面学习中学物理知识的双语表达,应增加课时。随着生源的变化,应根据学生的需求自己选择学习专业维语或是汉语,以弥补自身在双语教学语言方面的不足。具体安排如下:《专业维语(专业汉语)》;目的:为实现双语教学,加强学生用维语及汉语表达物理专业术语,进行教学的能力;内容:以初中物理教材为载体,细致讲解物理术语的维(汉)表达,侧重听说能力的训练;时间:第三、四学期;课时:每学期各64课时;考试形式:笔试口试相结合(笔试:闭卷,以物理专业术语的翻译为主;口试:听力和口语测试相结合)。
2.专业技能课类
(1)对《课程与教学论概要》的改造:由于本课过于理论抽象,学生不宜实践,建议删除。
(2)对《教材分析与教学法》的改造:本课较理论,但涉及到对中学物理教材的详尽分析解读,是学生全面深入学习中学物理知识并深挖教材的重要过程,因此非常有必要继续学习并加大课时,可设置为两门课。具体安排如下:《初中物理教材讲练》;目的:使学生对中学物理知识进行巩固、加深、查漏补缺,对初中物理教材的内容及编排熟悉到了如指掌;内容:以初中物理教材为载体,详尽讲解教材中出现的重难点问题、各个知识点、实验、习题等,并培养学生的解题能力;时间:第三、四学期;课时:每学期64课时;考试形式:闭卷考试(主要测试学生对中学物理知识的掌握程度)《中学物理教学法》;目的:使学生了解中学物理教学的规律、方法,明确中学物理各部分教学内容的新课标及教学设计的要领;内容:以典型案例解析新课标及介绍中学物理教学的一般规律、方法;时间:第四学期;课时:64课时;考试形式:闭卷考试(主要考核学生在新课标下的教学设计和分析能力)
(3)对《教学技能训练(微格教学)》的改造:本课侧重于学生在课堂上运用各种教学技能模拟真实的中学物理教学情景,应以学生训练为主要形式,是较好的教学实战演练。具体安排如下:《教学技能训练(微格教学)》;目的:使学生了解并熟练掌握中学物理教学中的各个环节,能熟练运用多种教学技能达到教学目的;内容:如何进行物理教学设计、备课,教学中的各个环节及相关技能,学生重点模拟训练课堂教学环节;时间:第四学期;课时:64课时;考试形式:考查(侧重考查学生的教学设计和课堂讲授能力)。
(4)对《中小学物理科学实验教学研究》的改造:传统的物理实验教学研究以教师讲解分析实验为主,学生动手练习操作的机会较少,关于实验的拓展也少,没有达到提升学生设计并操作实验能力的目的;且实验教学应安排在实习前进行。另外,中学物理仿真实验与数字化实验作为现代物理教学中两种常用的教学和实验手段,开设这两门课能增进学生学习兴趣、拓展教学思路,但课时量不宜过多。具体安排如下:《中学物理实验讲练》;目的:使学生了解并熟练掌握初中物理教学中的主要演示实验和学生分组实验的内容、设计、重难点、操作等,以训练学生的实验技能、提升实验教学能力;内容:对照各实验,学习实验的设计、内容、操作、教学等过程,学生重点模拟训练实验教学环节;时间:第四学期;课时:32课时;考试形式:考查(侧重考查学生的实验设计和实验教学能力)。《中学物理仿真及数字化实验》;目的:使学生能够利用电脑软件模拟复杂的物理实验过程,并能将其应用于物理教学中;内容:仿真软件制作物理课件的方法,数字化实验的基本操作,并用两种办法模拟典型的中学物理实验;时间:第六学期;课时:64课时;考试形式:考查(重点运用两种方法模拟中学物理实验)
三、建议
基于以上分析和对课程设置的想法,建议加强以下三方面的工作:
(1)针对每一门课做好具体的课程设计,从教学大纲开始,逐步确定教学目标、安排教学内容、设计教学计划、设计考核内容和形式等,以此充分体现每门课各自的特点且避免了不同课程在教学内容上的重复,提高教学和学生的学习效率。
(2)做好教材的选择和编写工作。
目前,多数传统课程给学生及教师配备了教材,而一些新开的实践类课没有教材或仅为教师配了教材,即使有,教材的内容及编排也不完全适合学生和教学实际。选择教材应尽量从学生的实际情况和教学环境出发,为师生配备最适用的教材。没有教材的要组织人员编写校本教材。
(3)提高物理教师自身专业素质。