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摘 要:本文针对高中物理课外活动实验教学进行了系统的探讨,得到了一些心得体会,将物理课外活动实验教学按照形式分为三类进行探讨,论述了分别采用这些形式的实验进行教学时应注意的问题以及这些教学方法的优点。
关键词:物理教学课外活动实验教学开放实验家庭实验
中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)04(c)-0069-01
中学物理实验主要有演示实验、学生分组实验、随堂实验和课外活动实验四种基本类型。
其中,课外实验是指学生按照教师布置的任务和要求(或提示),用一些身边简单易得的器材或自己动手制作的简单装置,在课外独立或合作完成的实验。
课外活动实验是课堂实验教学的重要补充,教师不一定现场指导,而是学生自己设计制作并实验,自己观察思考得出结论,对学生是很好的锻炼、能培养学生研究生活中与物理有关的实际问题的科学探究意识,探究能力和科学态度。通过课外活动实验,学生还可以大大丰富感性知识,在实验中可以更好地弄清研究对象和研究过程,深化和活化已掌握的物理知识,更有得于突破教材中的相应重难点。
课外活动实验从组织形式来看,可以分为三种。
1 开放实验形式
即充分利用实验室的闲置仪器设备,在课外时间开放实验室,学生自我组织或有老师指导的情况下,学生设计并完成实验。
例如:在学习完《实验:验证动量守恒定律》后,我让学生们再思考,利用自己身边的或实验室中的其他器材,可不可以设计其他的验证动量守恒定律的实验。在已经掌握了实验原理的情况下,一些学生就想出了一些新颖的方法:在一个小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一件,继续做匀速运动。在小车A后连着纸带,利用打点计时器测量速度,长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。也有学生提出其他的针对教材实验的改造方案:将静置于平台上的被撞钢球换为一具有磁性的小球(市场上有售)。在提出实验方案后,自由组合了一些兴趣小组,利用周末时间在学校实验室完成了这些实验。
又如:在学习完《半导体》这一节后,同学们对半导体的特殊性质产生了很大的兴趣,我便及时引导学生,利用我们所学习过的方法,可不可以做实验来验证半导体的热敏特性呢？学生们联想到利用电阻的伏安特性曲线来说明,便自己设计了实验依据的电路图,通过教师提供的热敏电阻和器材,绘制了图像,同时,针对完成状况良好的学生,我又让他们选择绘制小灯泡伏安特性曲线所需要的器材,并实验、绘制图象。这样便得到了两种电阻的伏安特性曲线,学生通过比较曲线来比较电阻的不同性质,给他们留下了极深刻的印象。
在这种形式的课外活动实验中,要求学生利用教师或教材提供的材料,主动地进行学习,强调学生自身的思考、探究和发现事物,而不是消极被动地接受知识。由于这一特性,使得它呈现出以下的优点:
(1)促进对相关知识的记忆;
(2)促进知识技能的迁移;
(3)提升直觉思维能力;
(4)提升学生内在动机。
2 家庭实验形式
教师配合教学,布置学生在家里自己创设实验条件,利用生活中的一些常见物品,自己动手完成小实验。在这种实验形式中,学生大多数时候处于主动学习的状态,就需要教师注意以下问题:一是合理铺设学生所需的基础知识;二是展示或提示学生家庭实验应当达到的效果;三是提示学生在实验中应当观察的重点;四是提醒学生在操作上的注意事项,以防安全事故发生。
例如:在学习完《单摆》这一节后将学生实验《用单摆测定重力加速度》设为学生的家庭实验。安排学生在家中自学教材,自己完成实验的要求,得到数据。通过在课堂上的对比,表现出数据的差异,再通过讨论来得到差异的原因。如:单摆摆绳太短、小球质量太小、未将小球半径计算入内、摆动次数太少等。
又如:反冲运动的展示:用薄铝箔卷成一个细管,一端封闭,另一端留一个很细的口,内装由火柴头上刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或用其他办法给细管加热,当管内的药粉点燃时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反方向飞出。这是火箭的原理模型。此实验直观有趣,揭示了深刻的物理规律,可布置为家庭实验,但在布置时应提醒学生注意安全、防火,火箭的制作应注意细口不宜太细、药粉不宜太多且腔内应有部分空气。
在以家庭实验为主的自主学习中,学生具有较多的独立学习的机会;学习中要求学习自己做出学习行动计划、实验计划、实验总结,体现了以学生发展为本的教育理念;而教师摒弃了专制者和决策者的角色,而以体验的建议者、引导者与学生平等交流,易建立起平等协作的关系。这些是这种实验形式所具有的一些优点。
3 课外活动小组形式
对一些复杂的实验,学生由老师安排或自由组合,分成活动小组,分工选购器材,自制仪器,设计方案等,在一段时间内完成实验,并开展观摩和评比等活动。在这种形式的实验教学中,学生之间、师生之间产生活动,以小组学习为主要手段,使学生围绕共同目标完成协作、讨论、总结等一系列学习活动。
例如,在学习完《分子动理论 能量守恒》这一章之后,为了使同学们及时巩固这一节的知识,利用所学知识来解释生活中的现象,就安排了这样的一个课外活动实验:《探究:用气筒给自行车打气时筒壁温度升高的原因》,让学生们自由组合,设计实验,最后得到结论。在这种形式的课外实验中,学生们倾向于采取合作学习的模式,相比于其他形式的教学活动,能够培养学生的合作意识、集体观念;能够培养学生多渠道获取信息的能力;有助于提升学生的竞争意识。
总之,在物理教学中,实验具有特别重要的地位和作用,是物理教学中最重要的课程资源。实验提供丰富的感性材料,使相关的物理过程具体化、形象化,使学生在大脑中形成物理图像,有助于加深学生对物理知识的理解。同时,实验也能揭示新的实验事实与学生原有认知结构之间的矛盾,从而有效地激发学生的认知冲突,调动学生学习的积极性,培养学生学习物理的兴趣,主动求知,形成良好的学习动机,并帮助学生有效突破重难点,更好地理解和掌握物理概念及规律。合理选择,利用三种课外活动实验形式来为教学服务,满足中学生学习物理的心理学需求,中青年教师应在教学中根据具体情况来好好把握。
参考文献
[1] 郑金洲.教学方法应用指导[M].上海:华东师范大学出版社,2006.
[2] 陈国芬,胡利华,李丽峰.初中物理不可不做的实验[M].北京:机械工业出版社,2006.
[3] 劉贵兴,方鸿辉,倪闽景.创新物理实验[M].上海:上海教育出版社,2007.
关键词:物理教学课外活动实验教学开放实验家庭实验
中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)04(c)-0069-01
中学物理实验主要有演示实验、学生分组实验、随堂实验和课外活动实验四种基本类型。
其中,课外实验是指学生按照教师布置的任务和要求(或提示),用一些身边简单易得的器材或自己动手制作的简单装置,在课外独立或合作完成的实验。
课外活动实验是课堂实验教学的重要补充,教师不一定现场指导,而是学生自己设计制作并实验,自己观察思考得出结论,对学生是很好的锻炼、能培养学生研究生活中与物理有关的实际问题的科学探究意识,探究能力和科学态度。通过课外活动实验,学生还可以大大丰富感性知识,在实验中可以更好地弄清研究对象和研究过程,深化和活化已掌握的物理知识,更有得于突破教材中的相应重难点。
课外活动实验从组织形式来看,可以分为三种。
1 开放实验形式
即充分利用实验室的闲置仪器设备,在课外时间开放实验室,学生自我组织或有老师指导的情况下,学生设计并完成实验。
例如:在学习完《实验:验证动量守恒定律》后,我让学生们再思考,利用自己身边的或实验室中的其他器材,可不可以设计其他的验证动量守恒定律的实验。在已经掌握了实验原理的情况下,一些学生就想出了一些新颖的方法:在一个小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一件,继续做匀速运动。在小车A后连着纸带,利用打点计时器测量速度,长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。也有学生提出其他的针对教材实验的改造方案:将静置于平台上的被撞钢球换为一具有磁性的小球(市场上有售)。在提出实验方案后,自由组合了一些兴趣小组,利用周末时间在学校实验室完成了这些实验。
又如:在学习完《半导体》这一节后,同学们对半导体的特殊性质产生了很大的兴趣,我便及时引导学生,利用我们所学习过的方法,可不可以做实验来验证半导体的热敏特性呢？学生们联想到利用电阻的伏安特性曲线来说明,便自己设计了实验依据的电路图,通过教师提供的热敏电阻和器材,绘制了图像,同时,针对完成状况良好的学生,我又让他们选择绘制小灯泡伏安特性曲线所需要的器材,并实验、绘制图象。这样便得到了两种电阻的伏安特性曲线,学生通过比较曲线来比较电阻的不同性质,给他们留下了极深刻的印象。
在这种形式的课外活动实验中,要求学生利用教师或教材提供的材料,主动地进行学习,强调学生自身的思考、探究和发现事物,而不是消极被动地接受知识。由于这一特性,使得它呈现出以下的优点:
(1)促进对相关知识的记忆;
(2)促进知识技能的迁移;
(3)提升直觉思维能力;
(4)提升学生内在动机。
2 家庭实验形式
教师配合教学,布置学生在家里自己创设实验条件,利用生活中的一些常见物品,自己动手完成小实验。在这种实验形式中,学生大多数时候处于主动学习的状态,就需要教师注意以下问题:一是合理铺设学生所需的基础知识;二是展示或提示学生家庭实验应当达到的效果;三是提示学生在实验中应当观察的重点;四是提醒学生在操作上的注意事项,以防安全事故发生。
例如:在学习完《单摆》这一节后将学生实验《用单摆测定重力加速度》设为学生的家庭实验。安排学生在家中自学教材,自己完成实验的要求,得到数据。通过在课堂上的对比,表现出数据的差异,再通过讨论来得到差异的原因。如:单摆摆绳太短、小球质量太小、未将小球半径计算入内、摆动次数太少等。
又如:反冲运动的展示:用薄铝箔卷成一个细管,一端封闭,另一端留一个很细的口,内装由火柴头上刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或用其他办法给细管加热,当管内的药粉点燃时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反方向飞出。这是火箭的原理模型。此实验直观有趣,揭示了深刻的物理规律,可布置为家庭实验,但在布置时应提醒学生注意安全、防火,火箭的制作应注意细口不宜太细、药粉不宜太多且腔内应有部分空气。
在以家庭实验为主的自主学习中,学生具有较多的独立学习的机会;学习中要求学习自己做出学习行动计划、实验计划、实验总结,体现了以学生发展为本的教育理念;而教师摒弃了专制者和决策者的角色,而以体验的建议者、引导者与学生平等交流,易建立起平等协作的关系。这些是这种实验形式所具有的一些优点。
3 课外活动小组形式
对一些复杂的实验,学生由老师安排或自由组合,分成活动小组,分工选购器材,自制仪器,设计方案等,在一段时间内完成实验,并开展观摩和评比等活动。在这种形式的实验教学中,学生之间、师生之间产生活动,以小组学习为主要手段,使学生围绕共同目标完成协作、讨论、总结等一系列学习活动。
例如,在学习完《分子动理论 能量守恒》这一章之后,为了使同学们及时巩固这一节的知识,利用所学知识来解释生活中的现象,就安排了这样的一个课外活动实验:《探究:用气筒给自行车打气时筒壁温度升高的原因》,让学生们自由组合,设计实验,最后得到结论。在这种形式的课外实验中,学生们倾向于采取合作学习的模式,相比于其他形式的教学活动,能够培养学生的合作意识、集体观念;能够培养学生多渠道获取信息的能力;有助于提升学生的竞争意识。
总之,在物理教学中,实验具有特别重要的地位和作用,是物理教学中最重要的课程资源。实验提供丰富的感性材料,使相关的物理过程具体化、形象化,使学生在大脑中形成物理图像,有助于加深学生对物理知识的理解。同时,实验也能揭示新的实验事实与学生原有认知结构之间的矛盾,从而有效地激发学生的认知冲突,调动学生学习的积极性,培养学生学习物理的兴趣,主动求知,形成良好的学习动机,并帮助学生有效突破重难点,更好地理解和掌握物理概念及规律。合理选择,利用三种课外活动实验形式来为教学服务,满足中学生学习物理的心理学需求,中青年教师应在教学中根据具体情况来好好把握。
参考文献
[1] 郑金洲.教学方法应用指导[M].上海:华东师范大学出版社,2006.
[2] 陈国芬,胡利华,李丽峰.初中物理不可不做的实验[M].北京:机械工业出版社,2006.
[3] 劉贵兴,方鸿辉,倪闽景.创新物理实验[M].上海:上海教育出版社,2007.