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关键词:物理复习课;教学原则;目标设计;方法规律;答题策略
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2012)02-0020-04
复习课是对学生已学过的知识、技能、方法等进行回顾与再现、巩固与提升性教学的一种课型。复习课教学效果的高低,直接关系着学生整个物理学科的学习效果及物理能力的形成与发展。从某种意义上说,复习课的教学效果决定了物理教学的成败。因此,对物理复习课进行深入地研究是非常必要的。
一、目前物理复习课存在的问题分析
1.教学目标不明确。不少教师的复习课没有明确的教学目标,或等同于新授课的教学目标,教学无新意,无提升,学生的知识与技能水平仍停留在新授课的层面上。
2.复习课上成“重复课”。教师或“旧课旧上”,或“旧课新上”,或“串讲教材”等,与新授课的不同只是加快了进度。
3.复习课上成“习题课”。有些教师只是根据教材内容选择若干习题,学生做后教师再“逐题订正”,学生“重复练”、“机械练”现象严重。
4.对学情及课标要求分析不准,教学缺乏针对性。有些教师只是泛泛地“串教材”,对学生现有的知识基础不清楚,不能很好地把握课标及中考的要求。
5.学生不能充分参与教学过程。有些教师下大力讲解精心为学生总结的“知识要点”,然后讲例题,之后做习题,学生处于被动状态,学习积极性、创造性被扼杀。
二、物理复习课的特点分析
1.重复性。复习活动是学生对已学过知识的重复和再现,但不是机械、简单的重复。
2.综合性。复习课关注知识的前后联系,注重综合运用各部分知识解决生产生活中的实际问题。
3.概括性。复习课注重对学生已学过知识的概括与总结,关注解决问题的思路与方法,注重解题规律的总结与解题策略的提升。
4.系统性。复习课注重知识体系的构建与形成,关注体系内知识、技能、方法的完善、联系与贯通。
5.大容量。复习课时间紧,任务大。复习课往往涉及较多的知识技能、思想方法、典型例题等,这些内容在教材中的跨度较大,从而使课堂内容增多。
6.快节奏。由于待复习的内容较多,教师就必须抓住并有效利用每节课有限的时间,指导学生复习更多的内容。同时,教师需紧紧围绕复习课的教学目标、结合具体问题精讲重点、难点、疑点、总结方法与规律等。故复习课追求“低投入,高产出”,快节奏,高效率。
三、物理复习课的教学原则
1.主体性原则。复习课跟其它课型一样,学生仍是学习的主体。因此,教学中教师要善于设计“学生参与”环节,让学生充分参与教学过程。如课本让学生阅读,思路让学生分析,方法让学生总结,疑问让学生讨论,错误让学生指正,实验让学生操作,知识结构让学生归纳等。
2.基础性原则。夯实基础才能建起高楼大厦。物理复习要特别关注“五基”,即基本知识,基本技能,基本思想,基本方法,基本实验。实践证明,扎实的“五基”是提升学生物理综合能力的有力保障。
3.系统性原则。物理复习要注重构建知识体系,并善于将有关知识放在体系中理解与应用,这有利于沟通知识间的联系与知识的综合应用。
4.针对性原则。物理复习特别是结业时的总复习,要特别强调“两个针对”:一是针对《课程标准》及《中考文化考试说明》的要求。一般说来,中考要求是课程标准的具体体现,中考要求到什么程度,复习课教学就应该让学生掌握到什么程度;二是针对学生的实际情况。要摸准学情,弄清学生现有的知识基础、能力水平、薄弱环节、知识死角、思维障碍等,从而确定教学的起点和着力点。“学生实际”与“中考要求”的对接是搞好物理复习教学的重要原则。
5.重点性原则。复习课内容多,时间紧,不能面面俱到,教师必须突出重点,抓住关键,突破难点。重要概念及规律的辨析与应用、解题方法的总结与提炼、类型问题的解题规律、典型问题的思路与方法、典型实验的原理与操作等,要作为复习课教学的重点。
6.提高性原则。复习的目的在于巩固和提高,没有提高的“复习”不算成功的复习。因此,复习课一定要使学生深化理解概念和规律,构建知识体系,沟通知识联系,总结方法规律,强化综合应用,提升创新能力。
7.选择性原则。习题教学是复习课的重要组成部分,无论是教师要讲的例题,还是学生要做的习题,均需经过教师的精心选择,要选(组、编)那些能体现本单元知识的综合应用、承载方法和规律的典型题及类型题,使学生通过解题掌握必要的方法,会一题而能解一类题;重视“一题多解”与“多题归一”,做到“以一当十”,触类旁通。
8.思练结合原则。“课堂训练”中“思”与“练”的结合是提高训练效果的有效途径。缺乏思维的训练不会收到应有的效果。因此,训练时要让学生的大脑动起来,做到以思为基,思练结合,以练促思,以思强练,力戒和避免没有思维含量或思维含量低下的机械训练与重复训练。
四、物理复习课的教学目标设计
复习课教学目标的设计,要着眼于落实复习课“温故知新、查漏补缺、弥补不足、巩固提高”等功能,特别是要有所“提高”。
1.梳理知识,查漏补缺,使知识结构化,系统化。
2.深化理解,沟通联系,能综合应用物理知识解决实际问题。
3.学会分析解题思路,归纳总结解题规律与方法,提升答题策略。
4.强化知识的应用性和实践性教学,训练思维的灵活性、发散性和创造性。培养学生的创新精神和实践能力。
每节课都要在上述总目标的引领下,依据课程标准与中考要求、命题改革趋势和学生实际等,设计好明确、具体、可测的具体目标。
五、物理复习课的一般教学模式
1.教师明确本节课的学习目标与要求,并以一组基础训练题引导学生复习巩固基本知识、基本技能、基本方法、基本思想等。题型以填空、选择题为主。
2.通过学生阅读课本、小组讨论、交流、相互补充等,将知识形成网络与结构,在此基础上完成基础训练题,学生按学习小组将自己总结的知识结构与训练题答案展示到黑板上,教师巡视辅导。
3.教师针对学生出现的问题重点提示与点拨,使学生掌握基本知识、基本技能与方法等。
4.典型例题提升性训练。教师所选例题要具有“典型性”和“代表性”,并能体现本单元知识的重点、难点、关键点、疑点、易混点、知识联系点等,并承载一定的方法与规律。学生通过自主思考、合作讨论、“兵教兵”等尝试解决。
5.教师对学生所做的题目进行讲评。学生通过讨论仍“不会做”的题目要作为教师讲评的重点。对例题的讲评要注重总结方法与规律,对类型题要形成答题策略。
6.达标训练。关注“目标达成”即关注课堂效果,它可以帮助我们及时发现问题、改进教学。选取训练题要兼顾基础题、中档题和综合题等。
7.布置巩固性作业。
六、复习课“讲”与“练”的内容与方法
“讲”与“练”是复习课的重要环节。教师“讲”要“精”,要结合具体问题讲到“点子”上,讲到“关键”处。“练”不是越多越好,“练”要体现“选择性”、“针对性”、“典型性”、“方法性”和“类型化”。
1.讲思路、讲方法、讲规律。复习中学生遇到“不会做”的“难题”,往往不是相关的知识点没掌握,而是对物理情景不清楚,解题思路不清晰,不会应用相应的方法等。教师讲解时不能“就题论题”,不能满足于学生会做“这道题”,而是透过具体问题讲思路,讲方法,讲规律。
案例1:如图1所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大,电流表示数变小
B.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,电流表示数变小
C.电压表V1示数变小,电压表V2示数变小,电流表示数变小
D.电压表V1示数变大,电压表V2示数变大,电流表示数变大 (北京市中考题)
对这道题,教师要用“大视野”的观点来处理,即将本题放在“大整体”中,指出这是“电表示数变化问题”的类型之一,先分析本题得出正确答案B,再适当补充几道或做适当变换,总结出解这类题的一般方法:(1)判断电路的连接方式;(2)判断电流表测通过“谁”的电流及电压表测“谁”两端的电压;(3)根据滑动变阻器滑片的移动,开关的通、断或连接方式的变化,判断电路中总电阻的变化;(4)根据欧姆定律和电源电压不变判断总电流的变化;(5)根据总电流的变化判断各部分电路电压、电流的变化。学生掌握了以上方法,此类问题就能顺利解答。
2.讲易混点、易错点、易忘点。物理学概念多、规律多、方法多,相似、易混、易错、易忘的现象、概念、规律、方法亦多。复习时教师要结合具体事例,在学生交流、讨论的基础上采取“比较中辨异同”的方法为学生解疑释难,使学生透彻理解,牢固掌握。
案例2:重力和压力是一对易混淆的概念,可列表辨析如下。
这样的对比辨析,学生理解深刻,记忆久远。
3.练综合,练应用,明联系。强化知识间的联系,注重综合应用物理知识解决实际问题,是中考对学生的能力要求,应作为课堂训练的重点。
案例3:如图2甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置,其中R0为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的图像如图2乙所示。油量表由量程为0~3V的电压表改装而成。已知油箱重80N,压敏电阻R能够承受的最大压力为800N。电源电压保持6V不变(g取10N/kg)
(1)若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10-4m2,则压敏电阻能承受的最大压强为多大?
(2)若油箱内油的密度为0.8×103kg/m3,则此油箱最多可装多少立方米的油?
(3)若压敏电阻受到最大压力时,电压表的示数达到最大值,则定值电阻R0的阻值为多大?
(4)为了判断此油量表的刻度是否均匀,需了解R0两端的电压U0与油量V的关系,请推导此关系式。(无锡市中考题)
此题涉及密度、压力与压强、质量与重力的关系、欧姆定律、串联电路的规律及数学中的图象、函数等知识,具有很强的综合性和应用性,教师讲解时要着重讲清装置的物理原理(物理过程)及知识间的内在联系。题目中油箱油量的变化导致油箱对压敏电阻压力的变化,进而引起压敏电阻阻值的变化,这一变化又使串联电路的电流变化,从而使定值电阻R0两端的电压变化。因此,用电压表测出R0两端的电压,即可测定油箱内的油量,解题时逆推回去即可。本题是“用电表测量力”类型中的一种,题目一般给出作用在“变阻器”上的力与其阻值的关系,这一关系往往以图像或表格形式给出,读懂图像含义是正确解题的关键之一。
4.练变式,练发散,求创新。中考命题创新是一个永恒的主题。“创新”离不开扎实的基本知识、技能与方法。实践证明,注重对新情景问题的分析,加强题型的变式与发散训练是提升学生创新精神与实践能力的有效途径。
案例4:图3是一个电路状态可调的基本电路,给出电源电压U,定值电阻R0及滑动变阻器连入电路的电阻值即可求出电压表的示数(具体数据略)。适当变换可演变为许多形式新颖、很具应用性的创新题。
变式1:将R改为压敏电阻(如案例3图2甲),给出压敏电阻的阻值随压力变化的关系(图像或表格),计算出压敏电阻的阻值即可知道压力的大小。此即为电子压力计(电子秤)的原理。案例3图2甲实际为基本可调电路的变式之一,其实质为一电子压力计,只是压力来自油箱及箱内的油。
变式2:PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高,PTC有一人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变小;当它的温度高于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变大。如图4所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图5所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻,它的阻值与温度的关系如图6所示。该电热水壶在RT设定温度状态工作时,电路消耗的总功率为1100W。
(1)R0的阻值为多少?
(2)当RT的温度为130℃时,电路中RT的实际功率为多少?(山西省中考题)
这也是由基本可调电路演变而来的。PTC的电阻RT是一个可变电阻,题中给出了其阻值随温度变化的关系,根据题意和图象可知,RT设定的温度为100℃,且在设定温度时RT的阻值为34Ω。由于R0与RT串联,由P=■得,R总=■=44Ω,则R0=R总-RT=10Ω;
关键词:生物实验教学;观察发现;研究分析;动手实践
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)12-258-01
探究学习是美国生物学家、课程专家、芝加哥大学教授施瓦布(J.Schwab)首倡的,它作为现代教学的一种学习和教学模式,注重的是学生各种潜能的发挥和创新能力的发展,体现一种参与性和体验性并存且具有严密学术性的创造活动。学生通过自主参与来获得知识,从而激发学习的兴趣,养成探索奥妙世界的积极态度。
通过多年的教学实践我觉得提高学生的探究能力应选择在培养学生的问题意识上,因为一切探究活动都源于问题。问题意识不仅体现了学生学生思维的活跃性和深刻性,也反映了学生思维的独立性和创造性。在生物学教学中应教会学生主动去寻找问题、发现问题、思考问题、分析问题、探索问题和解决问题,从而提高学生的探究能力。
一、在观察现象中,教会学生学会寻找问题,发现问题。
爱因斯坦曾经说过:“发现问题和系统阐述问题可能要比得到解答更为重要。解答可能仅仅是数学或实验技能问题,而提出新问题,新的可能性,从新的角度去思考问题,则要求创造性的想象,而且标志着科学的真正进行。”正因为如此,心理学理论中有一个极其重要的观点:“科学上很多发明与创新,与其说是问题的解决者促成的,毋宁说是问题的寻求者促成的。”作为自然学科的生物学,其研究的范畴是生命活动的现象和规律。千姿百态的生物所表示的种种生命活动现象和规律,给了生物教师指导学生寻找问题、发现问题最好的素材,充分发掘、利用好这些现象,我们的课堂就会成为学生主动寻找问题、发现问题的一方沃土。如在讲鱼的呼吸时,我并不是直截了当地把“鱼生活在水里,利用鳃从水中得到氧气,排出二氧化碳”的结论灌输给学生从习以为常的现象背后去寻找问题,发现问题,引导学生意识到寻常现象中的非常之处。教学中我把这部分的内容作了这样的设计:
1、活鱼的鳃是什么颜色的?
2、鳃的颜色为什么是红的?
3、鱼用什么方式保证了毛细血管中的血液连续不断的从水中得到氧气,排出二氧化碳?……学生回答第一个问题时,几乎是不假思索,异口同声,因为这实在是一种太寻常不过的现象。正是这种寻常导致学生忽视了寻常现象背后隐藏的问题,在被教师接二连三的问题问倒后,学生对一个普通现象后面居然隐藏了这么多让人深思的问题表现出了浓厚的兴趣!此时,教师将玻璃缸中的金鱼放到学生眼前,要求学生仔细观察水中的金鱼,并据此说出自己寻找到的问题,比比谁找到的问题多,比比谁发现的问题最有思考价值。学生的问题意识一下子就被调动起来了!不少学生提出了值得深思的问题:
为什么金鱼的眼睛总是睁得大大的?
为什么金鱼的颜色很鲜艳?
为什么金鱼的颜色多种多样?
为什么金鱼喜欢停留在水的上层?
为什么在河流中找不到金鱼……
学生处在这样的问题情景中,思维空前活跃,他们的注意力高度集中在如何提问上,久而久之,问题意识就极易得到激活和强化,主动寻找和发现问题就会成为大多数学生的良好习惯。
二、在研究问题中,教会学生思考问题,分析问题
理学大师朱熹说过:“读书无疑者,须教有疑,有疑者却要无疑,到这里方是长进。”在学生初步形成了寻找问题的习惯和发现问题的能力后,教师要在此基础上及时加以引导,让学生养成发现问题后研究问题的习惯,学会思考问题,学会分析问题。
“生物的排泄”一章中,肾单位的结构是该章令初中学生感觉非常抽象和头痛的知识点,如果教师在教学当中对教材做合理安排的化,不仅可化解难点,变复杂为简单,而且还可以在巩固学生寻找问题和发现问题的习惯时进一步培养学生思考问题、分析问题的习惯。
在讲肾单位结构时我先要求学生围绕肾单位形成尿液这一结论,引导学生思考:尿液中生命活动废物和人体内多余物质只能由血液从全身各处运至肾脏,而要让肾脏把这些物质清楚出血液的前提是肾脏中必须要含有大量可以让物质出入的毛细血管,在此基础上,学生很容易把为数众多的毛细血管和红褐色皮质对号入座,从而很自然地引出肾小球的概念,教师再进一步引导学生观察与肾小球相连的入球小动脉和出球小动脉,让学生分析入球小动脉比出球小动脉粗的原因:肾小球毛细血管中的一部分毛细血管间隙小的水分、无机盐、葡萄糖、小分子蛋白质、尿素和氨基酸等物质离开了肾小球,显然这些物质还不是可以排除的尿液,他们必须被收集起来并进一步加工处理。从而引出肾小囊的概念。为保证肾小球中的滤出的物质全部成为肾小囊的“羹中之物”,肾小囊紧紧包着肾小球,二者紧密结合成为一个整体―肾小体。肾小囊收集的营养、废物混杂的液体,通过肾小管及时运出加工处理。至此,学生已对肾单位的组成通过自己的思考和分析牢记在心。
实践证明教师在教学中一直坚持对学生有意识暴露思考和分析问题的过程能非常有效提高学生思考和分析问题的能力,最终培养学生善于思考和分析问题的习惯,从而驱动学生去探究。
三、在动手实践中,教会学生学会探索问题,解决问题
一、苏科版物理实验教学研究现状
苏科版初中物理教材在江苏省内实验区已使用近15年.该教材的特色之一为:以观察实验为基础,关注探究的本质内涵.虽然经过多年的教改实践,苏科版初中物理实验教学取得了一些成绩,但是由于缺乏理论指导和资源支撑,教学情况并不容乐观,“应试”的痕迹仍较深,“重讲授轻引导”、“重知识轻应用”、“重结果轻过程”的现象较为普遍.分析已有的物理类研究课题发现,研究目标主要围绕信息技术与物理教学的目标、内容、教法、教学评价等方面进行研究,但是对信息技术应用及资源开发等方面的研究很少,更没有专门针对于苏科版初中物理实验教学的课题研究,造成物理实验课堂效率较低.在这种背景下,需要新型的教学模式及丰富的实验资源来改变现状.
二、大数据视野下数字化物理实验
在大数据视野下,能够实现个性化学习.通过数字化技术辅助,初中物理实验直观鲜明地呈现实验现象,及时反馈实验数据,使学生适时、多次、多样化地深度研究实验数据,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,也培养学生的数据意识、探究意识、科学思维品质,从而培养未来的数据分析师和具有创新精神的人才.
三、大数据视野下利用数字化物理实验培养学生的科学思维
1.培养学生在合理时间内挖掘、分析数据得出普遍意义的规律,进而发展科学思维是时代的要求.大数据的发展以及基于此的教育环境和教育空间的设计,将产业、社区和知识完整地连接每个学生,实现了杜威所提出的教育即生活,学校即社会的实用主义教育现实;社区和新乡村运动以及第三次工业革命所带来的变化和信息化支持,则体现了教育未来的终极愿景:人和技术共同进步、混合发展,创新成为时代的主题.在大数据时代,服务于终身学习和学习个性化以及学习行为支持的各种柔性教育的信息系统将得到开发和应用,翻转课堂、在家上学、社交网络以及教育行为信息系统可视化的研究,将变教育学为实证科学.
2.初中是人的发展关键期.数字化物理实验是学生深化探究、发展科学思维的重要途径.人类的一切智力活动都是建立在思维活动基础上的.人们的思维活动,又被思维方式所规范.所谓思维方式,是人们在实践基础上形成的、在思维活动之前既有的、把握客观事物的相对稳定的思维结构.原有的归纳规律的方法与途径,有时不具有普遍意义,而且耗费学生太多的学习时间.在数字信息爆炸的今天,已经不合时宜,要培养学生的大数据视角下的科学思维,就要在初中阶段重点研究.初中学生的科学思维有近四分之一处于形式推理阶段,大部分处于向抽象逻辑思维的过渡阶段,能否过渡好很关键.因此,培养学生的数据意识、发展挖掘数据能力、掌握高效分析数据方法,对于学生科学思维的发展至关重要.这有利于学生实现科学探究方式多样化,从生活走向物理,从物理走向社会.
关键词:创新能力 科学探究 设计实验 数字化实验
实验是物理学发展的基本动力,它在物理学发展中起着发现探索新规律、验证新理论、测定物理常数以及在现实社会中的推广应用等重要作用。因此实验是研究物理学的一种基本方法,同时实验也是培养学生科学创新的一种有效途径。
在物理实验教学过程中,不仅要引导学生理解物理概念及物理规律产生的条件、发生、发展的过程,掌握实验的具体做法和基本技能,学会研究物理问题的实验方法,更重要的是要通过物理实验提高学生的创新素质,培养学生的创新能力。在全国第三次教育工作会议上曾深刻地指出:“今天,面对世界科技飞速发展的挑战,我们必须把增强民族创新能力提高到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。一个没有创新能力的民族,在综合国力竞争日趋激烈的21世纪根本没有立足之地。具有较强的创新意识、创新思维能力和创新实践能力的学生,会更加适合未来社会的发展需求。可见加强学生创新能力培养是非常必要的。”
下面就初中物理实验教学培养学生的创新能力从不同的实验教学途径探讨如下:
一、增加科学探究实验,培养学生创新能力
将科学探究列入教学内容,旨在将学习重心从强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。与传统的验证性实验相比,探究性实验的优点是能激发学生的学习兴趣,锻炼学生的各方面能力、培养学生的性格品质,更能提高学生的科学素养和创新精神。
教师在进行科学探究实验教学前,要多下工夫,想方设法将实验设计成探究性实验,有意识地创设一种探究的氛围,扩大探究空间和思维空间,并能在学生探究过程中寻找创新的突破口。例如,对于“阻力对物体运动的影响”实验,老师可先提出问题,让学生猜想并说出猜想的依据,然后让学生结合书上给出的实验设计方案完成实验,并让学生思考几个问题:为什么每次实验时都要让小车从同一斜面的同一高度滑下来?能不能不用斜面直接用手推动小车?能不能改变斜面的坡度或者小车的高度?这一实验中应观察什么?如何记录实验现象?你还能设计哪些不同实验进一步来探究这个问题?最后同学们很好完成了本次探究实验,并设计出了几种新的探究方案,而且还用到了控制变量法和理想化实验两种科学方法。在这样的科学探究过程中,使学生逐步养成敢于探索、质疑,善于交流、合作的良好态度和创新精神,为学生的终身学习奠定基础。因此,增加科学探究实验,不仅有利于理解知识和科学方法的获得,更有利于培养学生的科学态度、创新精神和实践能力。
二、引导学生设计实验,培养学生创新能力
设计性实验是对所学物理原理和所做物理实验的综合、应用、迁移和创造。它是对学生应用能力、设计能力和创新能力等的全面考查。做设计性实验时,要求学生在充分理解基本原理的基础上,综合运用所掌握的基础理论知识、实验技能,以及各种测量手段和实验方法,自行设计实验方案、确定实验方法、选择配套仪器设备,进行实验测试,最后写出比较完整的实验报告或论文。因而课题和项目的内容需要经过精心挑选,它们具有综合性、典型性和探索性。
在学生设计实验时,提倡“一个实验、多种方案”的实验教学法。这种对思维先进行发散,再对各种方案进行分析整合的过程,有利于发散思维和集中思维的培养。如,现有弹簧测力计、天平、量筒、刻度尺、烧杯、水、细线等器材,你有几种办法可以测出一个小铁块浸没在水中受到的浮力?答案有五种办法。这种富有新意的方法,不但提高了学生灵活应用知识的能力,更重要的是培养了学生从不同角度、用不同方法解决问题的发散思维能力,有效地促进了学生创新能力的培养。
三、通过制作小实验,培养学生创新能力
在小实验中,没有现成的仪器和用品,这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品,无疑会让学生动手、动脑,这必将激发学生潜在的创造能力,培养其创造精神。比如学生在小实验中利用家庭中常见的鸡蛋就完成了六个实验:实验①:把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷却后,再捞上来剥落比不放入冷水中直接剥要容易多(热胀冷缩的性质);实验②:把刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起来,直接用手拿时,虽然较烫,但还可以忍受过一会儿,当蛋壳上的水干了后,感到比刚捞上来时烫(液体蒸发吸热);实验③:选一只口径略小于鸡蛋的瓶子,在瓶底铺上一层干沙,点燃一团浸过酒精的棉花投入瓶内,接着把一只剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口。火焰熄灭后,蛋被瓶子吞入了瓶中(验证大气压的存在);实验④:把一只鸡蛋,浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后,发现鸡蛋缓缓沉入杯底,捞出鸡蛋往清水中加入食盐,调制成浓度较高的盐水,再把鸡蛋浸没在盐溶液中,松开手,鸡蛋却缓缓上浮(浮沉现象);实验⑤:用手指突然弹击硬纸片,鸡蛋却不会随纸片一起飞出(惯性现象);实验⑥:外壳完好的蛋,放入食盐水中腌制一段时间,可以制成咸蛋。蛋壳虽然完好,但内部的蛋黄都变咸了(分子无规则运动)。自己动手制作小实验不仅可以培养学生思维能力和独立工作能力以及探索知识的兴趣,更重要的是它对学生的实践和创新能力有很大帮助。
四、运用数字化实验,培养学生创新能力
多媒体实验、虚拟仿真实验等数字化实验应运而生,它给教育领域带来一场深刻的教育改革。学生通过演示实验看到物理现象,但实验过程短,实验现象稍纵即逝,学生就来不及细致观察,不能发现问题的本质。多媒体仿真实验可多次重复模拟实验过程,再现物理现象,而且能变小为大、变动为静、变快为慢、变连续为定格,使许多看不见摸不着的变成有形、有声、有色,变说不清为一目了然,这些不仅有助于学生对物理现象及状态的观察和分析,还有助于学生创造性思维的激发。各种仿真实验室软件,可以很好地虚拟出各种各样仿真实验室,让学生用虚拟仪器进行实验虚拟。通过虚拟实验和仿真实验,给学生提供一个自由的、自组织学习的空间和培养设计、创新能力的良好环境。比如,在学习电学方面的实验时,可让学生自己在虚拟仿真实验室设计一个用于抢答题的电路,要求:不论哪一个组按开关,电铃都能发出声音,而且指示灯会告诉主持人是第几组按的开关,进行电路模拟仿真,培养学生的创新能力。因此,数字化实验有利于学生建立起完整的物理情景,帮助学生获得直接经验,直接感知物理规律,有助于培养学生的创新能力。
总之,通过实验的科学探究、实验设计、制作小实验、运用数字化实验等方面可以培养学生的创新能力。
还可以开展一些创新思路的课外实验活动:如举办物理实验专题讲座,观看实验录像,参观工厂等,了解物理实验在生产中的作用。另外还可对由优秀生组成的实验研究小组,要有计划地开展创新课题研究活动,如研制教具、制备或制作有实用价值小东西或装置,举办设计实验比赛、实验创新成果展览、参与实验课题研究、家庭物理实验研究活动、撰写实验论文等。让学生深入研究他们周围的物理现象,不断地发展他们的实验创新能力,以适应未来社会的发展需求。
参考文献
1.张志勇.创新教育――中国教育范式的转型[M].山东教育出版社,2004年7月
2.张志坚.浅论初中物理实验教学与学生创新能力的培养[J].教学仪器与实验.第22卷.2006年第1期
3.肖道发.中学物理教学改革刍议[J].江西教育科研,2000年09期
4.黄传霞.一个实验探究题的多种设计方案[J].中学课程辅导(初二版).2005年04期
5.于兰.一组与鸡蛋有关的物理小实验[J].物理教师.第25卷.2004年11期
关键词:物理;教学;科学方法;教育
物理学所研究的是自然界中最普遍的物质运动现象,是研究物质的一切最基本、最普遍的运动形态和物质各层次的结构、相互作用和运动的基本规律的科学,是整个自然科学和现代技术发展的基础。物理知识在现代生活、社会生产、科学技术中有着广泛的应用。
一、物理教学中科学方法概述
物理教学中科学方法是人们在认识和改造世界活动中遵循和运用的以科学为基础的各种方法和手段的总称,是人们在实践活动中总结出来的正确的思维方法和行为方法。科学方法与科学知识相伴生,是学生掌握物理知识和训练基本技能的重要手段,是培养科学思维、科学态度和科学精神的主要依托。在物理发展的漫长历程中,不仅积累了庞大的知识体系,而且形成了自己的方法体系,对于探索自然具有普遍意义。中学物理教学的目的,就是要使学生学到比较全面的物理知识,受到科学方法和科学思维的训练以及科学态度和科学作风的熏陶,这对于他们提高科学文化素质,运用科学方法和科学思维分析问题、解决问题,培养严谨务实的科学态度和科学精神,继续学习科学技术,造就创新型人才,都是十分重要的。
二、科学方法教育的实现途径
物理科学方法教育过程的实质就是在物理教学中,学生在教师的指导下,通过主动地学习科学方法,完善学生自身认知结构的过程。这个过程可通过物理科学方法隐性教育和显性教育两种基本教育方式来实现。按照循序渐进的教学原则,隐性教育主要体现在初中物理的教学阶段,在目标层次上主要是对科学方法的感受和领会,同时要注意隐性起步,及时显化;初中物理教学阶段主要采用显性教育方式,学生通过有关解决物理问题的陈述性知识、程序性知识和策略性知识的学习,突出对科学方法的掌握和运用,促进认知结构中有关应用物理科学方法解决问题的知识结构、智慧技能和认知策略才能的依次形成。总体来讲,中学物理教学中科学方法的教育主要通过以下几个途径来实现:
2.1借助实验加强科学方法教育
实验是加强科学方法教育的有效途径。物理学是一门实验科学,观察和实验是科学认识的基本研究方法。一个完整的实验,大致包括提出问题、设计操作、数据分析和理论解释四个阶段。实验起始于问题,以确定实验的方向和目标;根据实验目标和思路,设计实验,按设计的步骤进行操作和观察;然后对实验所得的资料和数据进行分析处理,并进行理论上的解释和概括,使实验上升到理论的高度。在整个过程中蕴含着丰富的科学方法,如比较、分类、分析、综合、推理、归纳、演译等等。因此实验是培养学生科学方法的有效途径。教学中要注重把教材上的演示实验、学生实验变为学生探索实验,引导学生通过亲身实践去领会科学家们研究问题的科学方法并内化为自己的思维和行为方式,培养他们用科学方法主动探求新知识、研究新问题的习惯和能力。如牛顿第二定律、玻意尔定律、楞次定律、电阻定律等规律的教学采用探索式教学,依次提出问题,学生猜想、实验、观察,分析、判断、综合、概括,得出规律,解决实际问题,使学生强烈地感受假设———实验———理论———应用的逻辑思维方法,体会数学方法、归纳演绎等科学方法在发现规律中的作用。
2. 2通过练习强化科学方法教育
通过练习发展学生分析和解决实际问题的能力是科学方法教育的目的所在。只有通过应用加以训练,领会其本质,才能使学生把运用科学方法学习科学知识变为自觉行为和本能思维。解决物理问题、强化练习便是物理教学中巩固知识、熟练方法、提高能力的有效途径。教师在教学中要做好运用科学方法解题的示范,引导学生经常有意识地挖掘运用科学方法,开拓思维,提高素质,训练科学方法。
2.3通过复结科学方法
在物理概念和规律的建立、发展和应用过程中以及各知识点相互联系的地方往往蕴含着丰富的科学方法。所以通过复习,教师一方面引导学生总结知识结构,一方面可以系统地总结一个单元或一部分内容中所涉及的重要科学方法,并通过举例说明科学方法应用的条件、有效性和局限性,使学生进一步完善科学方法。
2.4 通过课题研究运用科学方法
全日制普通高级中学物理教学大纲(2002 版)增加了“课题研究”的内容。在高中开展课题研究,不在于某项具体知识的学习,而是着眼于科学方法运用能力与意识的训练,是全面培养学生综合运用所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作能力的重要环节,有助于学生融会贯通所学的物理知识,运用科学方法解决实际问题,激发学生的创新意识。研究课题可以大致分为探索性物理实验、科技制作、新科技问题的学习报告、社会调查、扩展性学习等几个不同的类型。教师应根据学生的实际情况选择研究课题,并对课题研究进行指导,但要避免给出具体的步骤和方法,鼓励学生采用不同方法,提出不同见解。