物理实验教学方式的更新张德刚(威远县竞力学校,2008年12月)一、问题的提出目前,教育信息化已经成为教育界热门的话题之一,许多学校的多媒体、校园网已像校舍、教学楼一样成为学校的必备设施,它们给教育和教学注入了生机和活力.但是如何突破传统的实验模式,充分利用现有的许多先进条件,让我们的物理实验做出新意来?从而构建新型的物理实验模式,进一步以现有的课标为基础来实现物理实验的创新,这有待于今后长期的努力.本文从三个方面谈谈我在物理实验教学实践中的体会和认识.二、目前物理实验教学的新特点在当今信息时代里,多媒体技术和网络化成为人们社会生活的重要组成部分,过去传统的实验模式在今年课改的冲击下受到极大的震惊,信息化环境下的物理实验呈现以下新的特点:1、实验教学目标的创新21世纪,高新技术的迅猛发展,多媒体网络技术集图、文、声、像为一体,其所包含的信息量,提供的实验教学资源是任何资料、任何教师都无法比拟的。
在这一信息环境下要求学生不是机械地记住哪个实验,而要学生能通过动手、动脑去做实验来获取信息,并分析、综合、评价、使用信息,学会使信息加工后成为有用知识和再生资源,从中培养学生的创新能力和创造性思维。
在这一信息环境下,通过实验更新来改变以记忆程度为目标的评价原则,有机地将信息技术和物理实验教学结合起来,充分培养学生的观察、注意、想象、思维、判断等认识能力,培养学生对信息的正确判断、选择、理解及运用信息创造新知识和新观念的能力。
2、实验教学时空走向开放多媒体网络延伸了传统的教学时空,使开展实验不仅可以在教室内进行,还可以在课外进行。
信息不再仅仅属于某一个人或某一地区,有关实验教学和学习的知识都以共享资源的身份进入开放的时空。
传统实验教学中,师生虽然同室合作,但是真正意义上的学习交流并不多,而今网络社会给师生提供了开放的交流环境。
如某些实验难度相对较大,师生随时都可以在网上查得相关资料和相互交流,并可在多媒体计算机中模拟演示实验,从而保证学习的及时性和时间的充足性。
真正做到随时随地都可以展开实验教学,使学生从封闭的学习中走向开放。
3、实验教学内容走向直观60-70年代气垫导轨在我国教育领域的出现,给我们的力学教学实验带来了新气象; 而He-Ne激光器的普及,又给我们的光学实验和演示注入了生机和活力; 现在我们有许多新材料、新方法、新技术、新设备,如多媒体计算机、CAI课件、Ineternet、远程教学模式、校园网等等现代教育技术的发展和应用,使我们的物理实验内容焕发出勃勃生机。
我们的许多实验在课堂演示效果不佳的,而通过多媒体计算机的模拟演示,却变得形象逼真。
如通过多媒体计算机对分子、原子结构、细菌、基因等微观世界实验的演示,更加生动直观,从而大大提高了实验教学的质量。
4、实验教学的对象走向自主多媒体网络技术给学生创造了一个能自主安排实验学习的环境,学生不必受学校统一实验来获取知识方式的制约,每位学生都可以根据自己的需要、习惯而自由地安排实验学时的时间和空间,主动参与网上的其他实验和讨论,提出自己的看法与建议,都可以根据自己的理解和相关知识去构建新的知识。
在这种环境下,学生自己主动探索,积极反思,自觉地对实验后检查和评估,并能及时调整实验的方式方法,是学生真正成为实验中的主体。
三、构建新型物理实验模式中学物理实验教学如何进行改革?根据现代教育理论,结合中学物理教学实行进行了一些尝试,改革传统的教学观念,强调实验教学的整体功能,突出构成整体的各个要素的相互作用,从而全面提高学生的能力。
信息化环境下搞好整体改革,首先从观念上进行更新,改变传统的思维方式,构建了思考问题要有整体观念,从整体出发又以整体力归宿的思维方式。
其次,摒弃了传统的质量观,以培养高素质,全面发展的人才为目的,代替过去只强调智育发展,围绕“两考”(高考、中考)转的质量观。
在改革试验中,我们始终以全体学生为主体,充分发挥学生的作用,把整个教学过程看成是师生共同合作共同探索的过程。
整个教学让学生意识到自己是学习的主体,自觉动手、动脑。
在整体改革试验中,坚持教学的科学性原则,根据系统论原理——整体大于各部分的总和,结合学生的认知规律,实验教学的完整性规律,把组成整体结构的各个要素有机地组合起来,在总体上通盘考虑。
这样,注意各要素的功能,而且更注意各部分相互联系形成整体结构的新功能。
把课内和课外融为一体,把演示实验和学生实验统筹安排,把小制做、小发明、实验竞赛、专题讲座适时调整。
在实验内容上把科学知识、生活知识全面考虑、互相渗透,把获取知识、科学观察、独立操作、培养实验技能、发挥聪明才智安排于合理的结构中,充分发挥了各部分互相联系、互相作用的整体功能。
经过几年的实践探索,我总结了比较优化的物理实验教学框架,下面就是这个框架的要点。
1、进行多项实验活动,建立立体交叉体系如前所述,物理实验教学总的效果并不等于各个要素效果的机械总和。
物理实验教学的各个要素分为由课内到课外,由演示实验到学生自制教具和学具等六个方面。
在实验中,我们把这六个要素进行综合分析,认为课堂教学、学生实验、教具学具的制作、小发明和小创造、实验竞赛、专题讲座六个要素组成的实验教学系统的总功能不是各个部门各自直接地、单独地体现出来的。
而是通过它们之间的特殊联系间接地、综合地表现出来。
例如,在《浮力》这一章的实验教学中,我们首先让学生自制学具——一个茶水杯,几块形状不相同的木块,一块铁皮。
在课堂教学中,教师利用演示实验,调动学生的积极性,激发学生兴趣,并根据教学进度,不断提出问题,如形状不同的物体受到的浮力相同吗?铁皮放在水里,它一定会沉入水底吗?同一物体分别放在水里、煤油里,它露在液面上的体积相同吗?等等。
课堂提出问题,要求学生利用自制的学具在课外活动分小组进行实验,回答上面提出的问题。
学生通过自己做实验得出正确的结论,兴趣很高,增添了学生积极进行实验的信心。
在学完了这一章以后,教师还进一步提出,浮力在生活、生产中的运用有哪些?一公斤的水能浮起二公斤的物体吗?装在船里石头,卸一部分在水池子里,水面会上升吗?等问题。
要求学生通过观察生活或自己动手回答问题。
这样,通过课内、课外,演示实验和自己动手做实验的有机联系,学生既学到了物理知识,又会运用于生活,更重要的是培养了学生利用物理实验解决实际问题的能力。
这些效果只有通过整体结构这个实验教学体系才能取得。
单靠演示实验,学生实验在有限的时间内是难以达到的。
因此,每个学期,根据教材进度制定教改方案,确定总体目标,建立配套的组织和确定专人负责。
使各个部分为达到这个目的要求而采取相应的措施。
从而发挥整体结构的优势。
2、抓好课堂内的实验教学,寓实验教学于趣味之中实验教学能否达到最优目的,系统各部分能否协调运转,关键的问题是看我们在课堂教学中能否引起学生较大的兴趣。
如果学生对实验感到乏味,那是难以达到目的的。
兴趣的培养必须是通过多种途径,多种形式综合进行。
物理学科是一门实验科学,我们把中学物理的42个学生实验,700多个演示实验,逐一研究,在揭示物理规律的原则下,每一个实验都做一些趣味性改进。
如在演示水的不善于传热的实验时,把事先准备好的小鱼放到试管底部,然后在试管上部加热使水沸腾时,鱼却在管底没有什么异样。
学生感到十分惊奇。
从而引起了学生的兴趣,增添了学生学习知识的积极性。
为了充分发挥学生的主体作用,在演示实验时,我们吸收少数学生参加演示实验,为做学生实验时培养了一批骨干。
这样在演示实验时,同学们观察十分认真,收到良好的效果。
3、以学生实验为主要内容,培养学生实事求是的学风通过演示实验调动了学生的积极性,同学们跃跃欲试,但由于课堂时间限制只能吸收少数参加。
在这种情况下,学生对学生实验就非常重视了。
我们除了让学生做完课本上的学生实验外,还通过制作教具、学具,把许多演示实验也改成学生实验,给学生提供了自己动手动脑的机会。
如演示浮力的大小,电流强度跟电压的关系等实验。
在实验过程中,我们除了要求学生用科学的态度做好实验外,更重要的是要求学生写出实验报告,这是将感性知识上升为理性认识的一项重要工作。
通过认真检查学生的实验报告,促使学生在实验过程中,正确理解原理,明确实验目的,认真设计步骤,详细记录数据,分析实验结果。
特别是一些实验出现了误差后,要求学生认真讨论,分析产生误差的原因。
使学生逐步形成了一种严肃认真,一丝不苟的学风。
4、把课外活动纳入实验教学的范围是实验教学改革的重要环节为了从多方面培养学生做物理实验的兴趣,在学生掌握了一些基本实验技能后,应按统一计划,组织好课外活动,配合课堂实验教学,具体措施,一是根据教材实验特点和青少年的心理要求,精心设计课外活动的内容。
做到既注意内容和形式的统一,又注意活动的趣味性。
保证两课的内在联系。
二是抓好落实,一是学期的实验内容要事先确定,建立活动小组,安排好辅导老师,以保证课外活动经常化、制度化。
例如:在学习液压机前,借来油压千斤顶,利用课外活动操作给学生看并让学生自己操作,在学了光学后,指导学生自制望远镜、潜望镜等等。
这样把课内和课外内容衔接好,课内课外就能相互补充。
此外,利用课外活动这块阵地,我们还举行了许多别开生面的专题讲座、专题答辩会、科技信息讲座、小制作、小发明等,对促进实验教学起到了很好的作用。
5、举办综合性实验竞赛,巩固实验教学的质量将知识性、趣味性、科学性和群众性融为一体,使课外活动具有更大的吸引力,每学期定时举办两次规模较大的实验竞赛活动。
如:每学年秋季,当初三学生学完了电学知识后,举行一次“自制直流电路接线板”的竞赛活动,要求在规定的时间内,同时用串、并混联方法把三个灯泡接亮。
方法是以班编队,每队若干人。
举行物理实验接力赛。
分别接力领取试题,画电路图,安装,读数,优胜者给予奖励。
在这一活动中,初三学生人人动手就地取材,自己设计安装,自己测试评价,当电路接通,小灯泡以各种明暗程度发光时学生们都欢呼雀跃。
这样既增加了学生学好电学知识的信心,又培养了学生集体主义的思想和设计能力。
特别是有自卑心理的差生,当发现自己能够设计比较合理的电路图,迅速安装电路时,一种我不比别人差,我能学好物理的自信心油然而生。
6、引导学生日制学具、教具,参加“小发明、小制做”活动培养创造型人才引导学生进行发明创造,参加自制学具、教具的活动,一方面可以巩固课内实验所学的知识和初步掌握的基本实验技能,更重要的是培养了学生的创造能力。
在这个活动中,学生们大胆设想认真设计,精心操作,这是传统的教学过程无法达到的。
每学年开始,在各个教学班成立自学小组,进行超前预习,引导他们自做学具、教具,鼓励他们创新。
在这一活动中,应始终坚持真(原理科学)、新(设计新颖,采用新技术)、美(设计简单合理,主次分明),在整个活动中自然形成以学生为主体,并由教师带动,发展到全班学生纷纷动手,大大提高了学生的实验技能和理论水平丰富了学生的课外活动的内容,培养了学生的创造能力。