改進(jìn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初步探索

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

高中物理實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是物理課程和物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分,它既是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ),又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段,在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育中具有獨(dú)特的地位和全方位的功能。當(dāng)前,高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題,那就是:實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視與加強(qiáng),實(shí)驗(yàn)設(shè)備的添置與更新,學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力的提高。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂上,經(jīng)?梢钥吹揭恍┮(jiàn)怪不怪的現(xiàn)象,試舉三例:

現(xiàn)象一:媒體實(shí)驗(yàn)就是學(xué)生通過(guò)媒體“看實(shí)驗(yàn)”。過(guò)去的實(shí)驗(yàn)“看黑板”,如今的實(shí)驗(yàn)“看錄像”、“看投影”。令人難以理解的是,一些原本可以讓學(xué)生動(dòng)手做的實(shí)驗(yàn)卻用多媒體來(lái)展示,被稱為是“現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用”。

現(xiàn)象二:程式化實(shí)驗(yàn),雖然學(xué)生動(dòng)手,但以單純的機(jī)械操作為主。學(xué)生根據(jù)教師講解的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑵鞑、步驟,像做廣播操那樣,按照規(guī)定的程式進(jìn)行操作,去獲取教師(或書(shū)本)所要求得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(或?qū)嶒?yàn)結(jié)果),而不需要去考慮實(shí)驗(yàn)為什么要這樣做,怎樣去做,更不必考慮實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)存在什么問(wèn)題,以及需要如何去解決。

現(xiàn)象三:試題實(shí)驗(yàn),就是學(xué)生用筆“做實(shí)驗(yàn)”。由教師編制的大量實(shí)驗(yàn)試題不僅增加了學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān),而且挫傷了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的積極性,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“應(yīng)試”的泥潭里越陷越深。

這些現(xiàn)象從一定程度上反映了高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題,那就是“重知識(shí)、輕方法;重講授、輕活動(dòng);重結(jié)論、輕過(guò)程;重機(jī)械訓(xùn)練、輕實(shí)質(zhì)體驗(yàn)”。長(zhǎng)此以往,學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性必然會(huì)受到壓抑,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也將流于形式,事倍功半甚至勞而無(wú)功。由此想到,能否通過(guò)教師更新教學(xué)觀念,轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)方式,促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式發(fā)生改變,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)走出困境?

二、高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式的改變

上海全面推進(jìn)素質(zhì)教育,二期課改提出“以改變學(xué)習(xí)方式為突破口,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。從高中生的心理發(fā)展特點(diǎn)看,相對(duì)初中生,他們具有更為強(qiáng)烈的探究未知的動(dòng)機(jī),他們思維活躍,興趣廣泛,自尊心強(qiáng),絕不會(huì)滿足于“按圖索驥”、“按方抓藥”式的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),因而改變陳舊的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式是必然的、合理的選擇。

1.學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的改變

實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的靈魂。上海新課程方案將“態(tài)度與價(jià)值觀、過(guò)程能力與方法、知識(shí)與技能”三方面整合起來(lái),作為各學(xué)科課程目標(biāo)的共同框架,體現(xiàn)了新課程的價(jià)值追求,即由以知識(shí)為本位轉(zhuǎn)向以發(fā)展為本位。充分挖掘物理實(shí)驗(yàn)的教育功能,研究制訂高中階段各個(gè)物理實(shí)驗(yàn)具體的學(xué)習(xí)目標(biāo),使之成為實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、態(tài)度有機(jī)整合的載體,并進(jìn)一步形成高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的總體目標(biāo),為物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)明確了方向。

如下表所示。其中:表1為高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)總體目標(biāo)框架,表2為高二階段物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的示例,具有較強(qiáng)的操作性。

2.探索有效的、多樣化的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式

在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,學(xué)習(xí)方式應(yīng)該多樣化。單一、被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生感到枯燥、乏味,必須增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性、問(wèn)題性、探索性和應(yīng)用性。讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主人,教師成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的組織者和合作者,而不是權(quán)威的講授者和示范者,特別關(guān)注學(xué)生親身的感悟與體驗(yàn);诓煌膶W(xué)生對(duì)象和不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,這些形式可以選擇,各有側(cè)重,又互不割斷。各種形式舉例如下:

自主活動(dòng)

通過(guò)學(xué)生自覺(jué)地參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng),確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),制定實(shí)驗(yàn)方案,選擇實(shí)驗(yàn)方法,監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過(guò)程,評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而完成實(shí)驗(yàn)任務(wù);顒(dòng)過(guò)程特別強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性,教師的作用是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的困難提供必要的指導(dǎo)和幫助。

高一年級(jí)學(xué)生開(kāi)展“落體運(yùn)動(dòng)加速度的研究”。要求學(xué)生二人一組,運(yùn)用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學(xué)生必須完成以下任務(wù):方案設(shè)計(jì)(直接測(cè)什么?如何測(cè)?);裝置調(diào)試;標(biāo)尺制作;實(shí)地拍攝;照片分析;實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師提供的幫助:方案設(shè)計(jì)提示;頻閃技術(shù)指導(dǎo);參與討論,提供器材,進(jìn)行質(zhì)疑,點(diǎn)撥思維。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中扮演的是主角,以實(shí)踐者、研究者的身份積極參與,主動(dòng)性得到充分的發(fā)揮。

合作學(xué)習(xí)

合作與交流是一種高效的學(xué)習(xí)方式。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程采用小組合作的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生在合作交流中獲得知識(shí),促進(jìn)理解,提高能力,增長(zhǎng)才干,形成學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì),對(duì)學(xué)生的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能力的較高要求,是對(duì)學(xué)生操作技能和思維品質(zhì)的綜合檢測(cè),是有效的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式之一。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是情景新、方法活,具有開(kāi)放性,要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理有透徹的理解,對(duì)實(shí)驗(yàn)器材有所取舍和組合,能根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和條件,進(jìn)行分析和判斷,制定實(shí)驗(yàn)的方案,通過(guò)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的描述和具體步驟的實(shí)施,得出有關(guān)的結(jié)論并做出必要的說(shuō)明。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則:合理性;準(zhǔn)確性;可行性;簡(jiǎn)潔性。

高一學(xué)生研究單擺及其規(guī)律之后,教材提供了測(cè)重力加速度的方案。然而許多物理場(chǎng)景,如運(yùn)動(dòng)學(xué)中的自由落體、豎直上拋,動(dòng)力學(xué)中的超重、失重現(xiàn)象,斜面上的勻變速運(yùn)動(dòng)等都涉及到重力加速度。所以,當(dāng)教師提出“能否自行設(shè)計(jì)測(cè)定重力加速度的其他方案?”時(shí),立刻激發(fā)了學(xué)生的發(fā)散思維。同學(xué)們提出了多種方案,并走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)去體驗(yàn)真實(shí),檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的合理性,分析測(cè)量結(jié)果的可靠性,而不是僅僅停留在理論的假設(shè)上。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度、習(xí)慣,學(xué)會(huì)科學(xué)表達(dá)的重要環(huán)節(jié),也是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的必要形式。課題組不贊成過(guò)去那種“填充式”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,主張學(xué)生自己撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格。明確要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面總結(jié),包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理、實(shí)驗(yàn)儀器選用與步驟、數(shù)據(jù)測(cè)量與處理過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與問(wèn)題討論,以及實(shí)驗(yàn)條件與干擾因素等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)力求準(zhǔn)確可靠、完整簡(jiǎn)明、表達(dá)規(guī)范、有創(chuàng)意。

小課題作業(yè)

適當(dāng)布置類似于課題研究的“小課題作業(yè)”,讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)收集信息、處理信息和得出結(jié)論的過(guò)程,在過(guò)程中學(xué)習(xí)一些探索的方法,對(duì)改善學(xué)生學(xué)習(xí)方式具有重要作用。

走向生活

學(xué)生發(fā)展的重要基礎(chǔ)是他們的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)!皬纳钭呦蛭锢恚瑥奈锢碜呦蛏鐣(huì)”,是新課程的基本理念。在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中,讓學(xué)生關(guān)心生活、關(guān)心社會(huì),滲透“科學(xué).技術(shù).社會(huì)”(STS)的教育,著眼點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),學(xué)會(huì)從發(fā)展的角度去考慮周圍的世界,并通過(guò)這種學(xué)習(xí)方式感受生活、感受自然,促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)的關(guān)注、好奇和興趣。

動(dòng)手做

物理實(shí)驗(yàn)室的全天候開(kāi)放,為學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供了動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng)天地。學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中有解不開(kāi)的疑惑,對(duì)某些現(xiàn)象有特別的興趣,都可以在他們認(rèn)為方便的時(shí)候,到實(shí)驗(yàn)室與教師一起進(jìn)行探討,并動(dòng)手做。創(chuàng)造適合學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境,對(duì)促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變、開(kāi)闊學(xué)生的視野和空間、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的拓展和遷移具有重要作用。

例如,高二學(xué)生周晨辰發(fā)現(xiàn),經(jīng)常因?yàn)榻淌议T鎖未開(kāi),導(dǎo)致一些同學(xué)在門外無(wú)奈等候。為什么必須用鑰匙開(kāi)門呢?能否發(fā)明一種定時(shí)開(kāi)門的鎖?他想到一個(gè)“絕妙”的點(diǎn)子:鬧鐘和門鎖的組合。于是,幾個(gè)同學(xué)一起組成了“周晨辰小組”,從動(dòng)手拆卸開(kāi)始,研究鬧鐘和開(kāi)鎖的原理,進(jìn)一步設(shè)想用鬧鐘來(lái)控制門鎖的方案。在教師的幫助和合作下,他們結(jié)合物理實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)踐和探索,終于成功地研制了“自動(dòng)開(kāi)鎖器”。他們?cè)凇白鲋袑W(xué)”,動(dòng)手解決了實(shí)際的問(wèn)題,極大地提高了學(xué)習(xí)物理的積極性。



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