物理是一门基础自然科学,它与社会、生活联系紧密,以力、声、光、电、热的物理现象、规律作为研究对象,具有科学性、实用性、趣味性等特点。教师应根据这些特点,在物理教学中落实素质教育的总目标,充分利用物理知识的文化价值和教育价值,积极探索物理知识与素质教育的最佳结合点,以促进学生素质的全面提高和智慧、潜能的充分开发。
中学物理实验是帮助学生更好的学习物理知识的一门重要基础课。学生对实验的基本操作、基本方法和基本技能的掌握有助与学生对物理概念和规律的认识;有助于对学生科学态度的培养、优秀品格的塑造;有助于学生创新意识的训练等方面起着至关重要的作用。
随着社会的发展,我国的教育已由应试教育向素质教育转变,因此实验教学显得尤其重要。而传统的实验教学体系和培养模式远不能适应21世纪对人才的需求,为此必须对原来的教学模式进行改革,真正给学生创造一个施展创新能力和展示才华的空间。
一、素质教育与物理的关系
科学技术的突飞猛进,是我们这个时代的重要标志之一。物理实验教育作为现代科学技术的基础,其发展更是掠人。许多与物理相关的科技新成果很快进入我们的生活,其中不少已达到普及化的程度,而且这种趋势正日益扩大,有增无止。所以,经常开展一些社会问题的物理实验活动,世界科技与经济发展简介专题资料,给学生阅读,并组织他们讨论,以拓宽学生的视野,激发学生的创造精神,发展学生的创造能力,培养学生面向世界,面向未来,面向现代化的宽广胸襟,以适应21世纪社会发展的需要。
由于我国基础教育改革的迅速深化,对课堂教学的要求越来越高。精心组织课堂,讲究教学策略,激发学生兴趣,诱导学生探究,启迪学生思维,培养学生创新能力,是搞好物理教学的关键。
素质教育的重要特征之一是让学生主动发展,尤其是中学生。只有让学生主动发展,才能培养他们的创造性,才能形成各种能力。这些能力是以思维能力为核心的各种能力的训练和培养,它包括培养学生由微观到宏观,由抽象到具体,由现象到本质的推理、判断能力;对物理知识之间内在联系的分析;归纳和表达能力;对物理概念、规律的运用和迁移能力;运用数学方法定量计算物理问题的能力;自学和阅读能力等。现在实行的教材中,内容的选取、体系编排,文字叙述,插图,练习等方面,都注意考虑了对学生能力的培养,教师应充分利用教材的特点,在钻研教材的同时,认真分析学生的实际情况,在考虑教法的同时,更应研究学法,做到既传授知识,又培养学生的能力,为学生主动发展创造条件。
二、现在的物理实验现状
一直以来,初中物理教材对学生分组实验中的实验目的、原理、器材、步骤和数据处理等均有详细的安排。这种菜谱式的学生实验使得教学模式僵化,教学方式呆板。虽然这样做实验对完成实验任务很有利,学生能了解物理仪器正确的使用方法和验证物理规律,但却是依样画葫芦,只是一种简单的机械模仿,无法调动思维的积极性,不利于挖掘学生的想像力和创造力,学生缺少思考的广度和深度。久而久之,学生容易产生依赖思想,对事物缺乏独特的见解,因循守旧,难以适应激烈的社会竞争。因此,改革物理实验教学,探索实验教学的新模式,就显得极为重要。在实验中渗透设计思想实验不是机械地操作,而是创造性的活动,在观察和研究物理现象、测定物理量的实验教学中要有意识地渗透实验设计思想:从实验的目的入手,根据学生掌握的知识和具备的能力,通过一系列的启发式问题,引导学生课前构思“实验原理和方案的设计,实验器材的选择,实验步骤的安排,如何操作、观察、记录数据,如何处理数据等”。
三、传统的教学模式如何改进
为了提高物理实验这门课的教学质量,为社会培养有用的人才,认真研究物理实验教学方法的问题,自然是很有意义的。要想较好的完成教学大纲所规定的目的、任务,取得好的教学效果,就必须认真引导学生解决教学方法上的问题。教学方法是体现教学原则,为一定的教学目的服务。
传统的物理实验教学是由教师展示一种物理现象,然后再由教师解释发生的现象及背后的原因。因此实验的主要目的是验证学生在课堂上学到的理论、概念空讲授与实验分离。
事先由教师给定理论和实验方法,学生的实验重点是对实验数据进行定量分析。因此学生在实验过程中始终处于被动接受的地位,教学效果并不理想。实验教学改革应给予实验一个完全不同的地位,即要求学生在观测物理现象的基础上自行提出解释,并设计实验验证解释是否正确。
实践表明:教学效果好、学习知识牢固、扎实、技能技巧熟练,往往是和教师采用恰当的方法有联系,是方法运用的必然结果;学生知识、技能方面的缺陷,掌握不牢固,甚至对动手实验不感兴趣,也往往与教师采用的教学方法不当有关。由此可见,教学方法是实现一定教学目的的手段,它在物理实验教学中占有重要地位,需要采取不同的方法来解决。
四、创新式的学习加强学生素质教育
把部分验证性实验改为探索性实验,培养学生勇于探索、敢于实践和善于创新的精神,既探求科学的精神。验证性实验一般是在对研究对象有了一定认识之后,根据已知的理论,对一些现象过程的存在、原因或规律检验其是否正确而设计的实验,它在实验目的、方法、原理方面起到了示范性作用,但不利于创新精神和能力的培养。我在物理教学中尝试将验证性实验改为探索性实验,在实验思想上进行创新设计,让学生充分动脑、动手,发挥学生的学习主体作用,培养学生的创新性思维和意识。
五、学生动手实验的重要性
学生动手实验是中学物理教学的学科要求,物理学是一门很注重实验的学科。在当前的物理教学中,普遍存在着这样一种教学模式:“教师的理论讲授(也做少量的演示实验)+学生的大量笔头练习”,实验是极其薄弱的环节。这种状况将影响学生的知识能力结构和非智力因素的发展。在物理教学中,通过学生动手实验,更接近人类认识客观规律的过程,使学生对物理事实获得具体的、明确的认识,理解概念和规律,培养学生的观察和实验能力,从而逐步掌握物理学习和研究的基本方法,即“学会学习”。同时,学生动手实验对培养实事求是的科学态度,具有不可代替的重要作用。
学生动手实验是获取情感体验的重要过程:探究活动是一个主动学习的过程,而这个过程强调直接体验。动手实验是有利于形成学生对知识主动探求并重视解决实际问题的积极的学习方式。只有学生自己具体地和自发地参与各种活动才能形成他自己的假设,并给予相对合理的证实或否定,才能获得真实的知识。而学生动手正是一个主动学习的活动过程。
六、努力多创设学生动手实验和探究的机会
我国中学物理实验教学中学生动手的机会太少。因此,针对实际情况,我们采取了以下做法。
1.将一些演示实验改成学生动手实验。演示实验是教师为学生提供感性认识材料的过程,不少演示实验学生没法看得很清楚,尤其是它无法代替学生自己的亲历性的动手活动,教学中我们尝试了将演示实验改为学生的动手实验,收到较好的效果。例如:在《透镜成像规律》这一节的教学中,教材安排的是由老师通过演示实验总结透镜成像规律,教学中发现,对透镜成像规律,学生总是不久就忘记或者对规律的探究方法掌握很欠缺,因此我们把它改为让学生随老师一起通过自己动手用实验探究总结“凸透镜成像规律”和“凹透镜成像规律”。学生通过自己动手总结出的“透镜成像规律”,印象深刻,记忆牢固,为后面的光学学习打下了扎实基础。
2.准备一些有趣的简单实验,可以收到很好的效果。有演示实验
同时,我们可以因陋就简地增加学生动手实验,比如,在《惯性》教学中,有了惯性球的演示实验,还可以让学生动手抽出橡皮擦下的纸条进行体验。还可以让学生课后做一些有趣的实验。有的课原先既没有安排演示实验又没有分组实验的情况,比如在《杠杆》这节课的教学中,我让学生用铅笔和直尺撬书本代替实验室里很难施展的撬石头。从动手中,学生的好奇心、真实的感受、成功的喜悦等都得到了很好的体验。
3.将一些分组实验改成学生动手实验。学生分组实验大多是题目是由教材定下的,结论多是已知的,方案是教材或教师决定的,甚至步骤也被一些实验册描述得一清二楚。学生只是按步就班地操作、读数和记录。这和真正地解决实际问题的模式有很大差距,不利于培养学生分析和解决实际问题的能力。这样的实验,我们把它改成探究性的学生动手实验;比如《滑轮》的教学实验最有说服力的应该是用力大小的测量,而演示实验中由于观察不到的原因最欠缺的也是这一点,在新课教学中我让学生两人一组探究定滑轮、动滑轮以及滑轮组的有关问题,一方面使学生体会到如何安装滑轮、如何绕绳,另一方面学生通过
动手对自己得出的结论深信不疑而印象深刻。
七、注重培养学生综合素质
在学生动手实验中,应让学生明确实验目标,设置合适难度的问题,做出猜想,预示现象的发生和发展过程,再进行实验和观察,使他们手脑并用是学生提高综合素质的重要手段。
例如学习电流的测定一节中,我引导学生思考对多变量问题的解决思路(控制变量法)。由于一开始学生对问题的探究缺乏一定的方法和经验,因此我把探究过程分成两大步,第一步,在老师的问题引导下完成电流与其中一个变量的研究,即猜想———怎么设计电路图———学生两人小组动手实验———实验怎么记录———写出结论———小组报告,有了第一步的“套路”,研究电流与另一变量的关系我就放手让学生自己探究。学生在亲自动手实验探究得出规律的过程中,体会了方法,获得了较好的情感体验。
动手实验中,注重加强学生在操作过程和问题讨论等方面的合作,培养他们的合作精神。除了尽可能安排两人一组做实验、以小组为单位报告实验结果,在时间许可,并且操作要求较高的实验,经常让学生转换角色做第二遍,还注意多让学生展示、多用学生对学生进行评价。
实践中,我们尤为重视对学生的自学能力和表达能力的培养。表达能力是现代人才必不可少的一种能力。如组织学生在实验前口头叙述实验步骤及实验结果的预测,实验完后写实验报告等形式。让学生有充分的机会口头交流实验心得,使实验内容得以巩固。对学生实验则要求学生:每做完一个实验均要完成实验报告,设计实验方案和撰写物理小论文等。
自学是人们获取知识的重要途径,一个人一生所需知识的80%以上靠自学获取,特别是在信息社会的今天,自学能力是现代人必备的素质之一。通过开展素质教育的活动,大大提高了教学质量。
八、物理实验对素质教育的推动
培养学生的猜想和实验方案设计、实验操作和观察、数据分析和处理等多个方面的知识和能力。同时实验最能引起学生的注意力,激发他们的学习兴趣。教师最好设计一些探究性、开放性的实验。在教师的适度引导下,通过学生动手动脑,发现问题,解决问题。不但构建了知识,提高了实践能力,而且使学生的自身素质得到了不断的提高,有助于素质教育的拓展。
九、结语
应用物理实验教学,不但可以增强学生的自信心,培养学生坚强的意志,而且可以培养学生尊重事实、坚持真理的科学态度等等。总之,只要我们物理教师更新观念,勤于思考,勇于探索,就一定能使素质教育在物理实验教学过程中得到很好的实施。丰富学生的个性,培养独立思维,促进全面发展,塑造出能适应未来社会需要的人才。中学物理实验教育与素质教育相辅相成,共同发展,为社会培养有用的人才!