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教學有法,教無定法。教學內容的確定受教材內容、學生基儲教師水平等方面因素的影響,不可能有一個簡單的模式。但課堂教學思路的清晰、科學與否,是影響課堂教學效率的主要因素。物理學是一門實驗科學,初中生由于受抽象思維的局限,開展實驗探索教學不僅能為學生提供豐富的感性認識,為思維加工提供大量的素材,而且為學生能力培養創造了良好的條件。根據學生的認知規律,依據啟發教學原則,我們設計了以突出實驗教學為宗旨,能充分體現知識的發生、形成和發展過程的課堂教學思路,即:情境問題猜想探索結論深化運用練習作業。
其各個環節的說明如下:
1情境:是教學準備階段,教師可通過列舉生產、生活中的實際事例,展示實物、模型、掛圖、漫畫或進行演示實驗、分組實驗來創設物理情境。如《浮力的利用》一節,可先安排“空心牙膏片在水中的浮沉”的學生小實驗,起到激發求知欲和復習舊知識的作用。
2問題:從物理情境中提出本節課要研究的問題,使學生進入悱憤狀態。如在《什么是力》一節,在列舉大量實例的基礎上,可問學生:“我們平常接觸了不少力的現象,誰能給力下個定義?”引導學生進入積極的思維狀態。
3猜想:要求學生在已有知識的基礎上,展開聯想和想象,猜想可能的結論。如講《阿基米德原理》一節時,浮力的大小與哪些因素有關,可先讓學生猜想:可能與深度有關,也可能與物體的密度有關,還可能與物體的形狀等有關。本環節可激發學生熱情,培養直覺思維能力。
4探索:在猜想結論的基礎上,引導學生設計實驗方案,并進行演示或隨堂實驗。如講《蒸發》一節,研究影響蒸發快慢的因素,可引導學生利用控制變量的方法設計三個小實驗:(1)在手背上滴兩滴相等的水滴,把一滴涂開,看那個干得快?(2)在桌子上和手背上涂上大孝面積相同的水漬,看哪個干得快?(3)在桌面上涂上大小面積相同的水漬,對其一片吹風,看哪滴干得快?雖然教材中未出現該實驗,但它不僅使學生懂得影響蒸發快慢的知識,而且滲透了物理研究的方法。
5結論:通過實驗,引導學生歸納得出結論。在這個環節,可先讓學生根據實驗現象,用自己的語言表達實驗結論,再通過看書對比,培養學生運用物理語言的能力。
一、改驗證性實驗為探索性實驗,用“探索法”組織教材和教學
通常情況下,學生實驗都是安排在講完新課后進行的,而且大多是讓學生重復教師課堂上演示過的實驗。這樣的實驗只是起到鞏固書本知識和訓練操作技能的作用,屬于驗證性實驗。它有如下弊端:(一)不利于調動學生的積極性,甚至挫傷了學生的探索積極性。(二)驗證性實驗的一切現象和結論都是學生已知的。嚴格的操作程序和方法把學生的智慧、手腳束縛得死死的,不利于發展智力、培養能力。(三)不利于培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度。“反正書上的結論是正確的,做不做一回事。”“如果實驗事實與書上有矛盾,照書上寫的填不會錯。”這些想法反映了學生們的惰性和無可奈何。
與驗證性實驗相反,探索性實驗具有明顯的優越性。(一)實驗前學生不知道實驗的現象和結果,這就要求他們認真、正確地操作,仔細敏捷地觀察,忠誠老實地記錄。誰不認真誰就不能獲得正確的結論,這有利于培養他們科學實驗的基本品格。(二)有利于發展智力,培養能力。化學實驗的現象總是多方面的,而這些復雜的現象又是人們認識物質變化的向導。探索性實驗不僅要求有一定的操作能力、觀察能力,還要求把觀察實驗的過程和抽象思維的過程結合起來,要求有“去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里”的分析方法,通過宏觀現象,認識到微觀世界的本質變化,把感性認識上升到理性高度。
“探索法”的教學過程,不是簡單地、直接地讓學生去掌握前人的科學結論,而是要引導學生“像以前的科學家”那樣,通過實驗探索規律、發現真理。例如,我在講二氧化碳的實驗室制法時,事先準備了如下幾組實驗:(一)碳酸鈉與稀鹽酸反應;(二)純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應;(三)石灰石與稀鹽酸反應;(四)石灰石與濃鹽酸反應;(五)石灰石與稀硫酸反應。讓五名學生到前面來依次分別做這五個實驗,然后讓同學們共同討論:在實驗室條件下制取二氧化碳選用哪組實驗最合適?為什么?在經過討論和爭論之后,同學們得出共同的結論:實驗室應用石灰石(或大理石)跟稀鹽酸反應制取二氧化碳最適合。從而不僅使學生們牢固地掌握了二氧化碳的實驗室制法,而且也使學生們學會了對比實驗和優化實驗的方法。
二、靈活變通各種實驗,加強實驗教學
化學實驗是最直觀的教學手段,它模擬人類認識事物的實踐過程,符合人類認識客觀事物的自然規律,因而最大限度地利用實驗教學是化學教學最成功的教學手段。另一方面,讓學生自己動手做實驗則是培養學生能力的最有效的途徑。為了更有效地加強實驗教學,我把教材規定的實驗做了如下的改進和變通。
一、重視演示實驗,培養學生規范的實驗操作技能
初中學生學習物理時首先接觸到的實驗就是演示實驗。整個中學物理教材中貫穿著各種各樣的演示實驗。這些實驗大多數準備方便,操作簡單,而現象非常明顯,具有很強的示范性,學生也很感興趣。因此,教師要上好物理課,提高物理教學質量,一定要重視演示實驗的開展,爭取做好每一個演示實驗。而且學生的實驗操作技能基本來自于教師的言傳身教,故教師演示時的一舉一動都將成為學生獨立操作時的依據,對學生有耳濡目染的作用。因此我們必須從實驗方法的設計、器材的選擇、操作的順序、觀察的方法、結論的歸納等方面精心備課,并在課前反復演練,力求操作演示規范、熟練。例如,在演示用溫度計測量溫水的溫度時應提出具體操作的步驟是:估測溫度,選擇溫度計(看清量程和分度值),充分接觸,正確讀數(視線與溫度計內液面齊平)。這些操作要準確無誤,這對培養學生的實驗操作技能,具有十分重要的意義。如果教師在演示實驗時馬馬虎虎,錯誤百出,不注意規范操作,那么,一來要求學生注意規范操作就沒有說服力,二來學生看在眼里記在心里,即使他記住了規范操作的要求,到具體操作時也不一定會做到。所以,我認為,教師在重視演示實驗的同時,還應該注意提高自身的實驗素養,做學生的好榜樣。
二、重視探究實驗,培養學生的探究能力
以前的物理教材中,安排了許多學生實驗。這些實驗要求學生在教師的指導下自己完成并得出結論。這里比較重視實驗的操作和得出的結論。自從實施了課程改革,我們的教材中所出現的已不再是以往的學生實驗,而代之以科學探究。科學探究是學生參與式的學習活動。通過科學探究,可以使學生經歷基本的科學探究過程,學習科學探究方法,發展初步的科學探究能力。作為一名物理教師,要想提高學生的學習興趣,讓學生主動參與到教學活動中去,我認為一定要重視科學探究的開展與實施,尤其要重視探究過程的開展。要讓學生充分體驗探究的過程,要讓學生大膽的猜想,大膽的設計,不要為了趕進度而在學生還沒有進行足夠的思考時草率得出結論,我們還要安排足夠的時間讓學生討論和交流自己的觀點和想法。例如,在研究了電流的強弱和串聯電路以后,我向學生提出了這樣的問題:兩個燈串聯時,這兩個燈中的電流有沒有什么規律?學生就進行了思考和討論,有些學生回憶起串聯電路電的路徑只有一條,就猜想兩個燈當中的電流相等;另外一些學生則根據連接串聯電路時兩個燈的亮暗程度不一樣,就猜想兩個燈當中的電流不相等。根據他們的猜想,我再讓他們選擇器材,設計電路來證明自己的猜想,并且設計了記錄數據的表格。最后通過實驗,他們發現,不管燈的亮暗程度是否相同,串聯電路每個燈當中的電流都是相等的。有的學生還指出,兩燈串聯時,不論亮暗,總是同時亮同時滅,沒有先后之分,這更加深了學生對串聯電路的認識。做完實驗,我又讓學生討論本次活動,他們學到了什么,有的說學到了知識,有的說學到了電流表的正確使用,有的說學到了互相合作的精神……整個活動中學生們興致昂然,討論激烈,學習熱情很高,連平時不太愛學習的學生也能投入到這樣的活動中去,極大地提高了學生的學習積極性。由此可見,學生對這樣的探究活動是比較歡迎的。作為物理教師,一定要重視每一個探究實驗的開展,尤其要重視讓學生體驗探究的過程,這不僅能培育學生的思維能力、動手能力、觀察能力,還可以提高學生的學習興趣,讓學生由被動學習變為自主學習,同時還提高了學生的自信心,學習成績自然也就提高了。
“全國第四次教育工作會議” 和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020)》都明確提出:要創新人才培養模式,深化教育教學改革,創新教育教學方式,著力提高學生的學習能力、實踐能力、創新能力。初中物理課標明確指出,初中物理教學不僅僅應該注重科學知識的傳授和技能的訓練,還應重視對學生終身學習愿望、科學探究能力、創新意識以及科學精神的培養。物理是一門以實驗為基礎的自然學科,物理實驗在培養學生創新能力方面的作用是其他學科所不能替代的。物理實驗生動、鮮明,既能提高學生的學習興趣,又能提高學生的觀察能力。帶著好奇心觀察實驗,這是大部分學生的心理,怎樣才能把學生的好奇引導到探究物理現象,提高創新思維能力上來,這是值得研究的。在物理教學中,應結合創新教育的精神,充分發揮物理實驗培養學生創新能力的作用。
1 注重物理演示實驗的改進,培養學生的創新意識
例如,在探究《水的沸騰》實驗時,我是這樣創新設計的:
在課本演示實驗裝置上,我加裝了一根裝有醫用酒精的密封口的試管。上課時,有同學就驚奇的喊:怎么和書上的不同啊?我便賣關子道:這就是老師的發明創造了初中物理論文初中物理論文,這樣會讓這個實驗更精彩,更挑戰大家的智慧。果然,在整堂課的實驗過程中,大家都沒有漫不經心,都是積極的動眼動腦動口。不僅很順利的完成了《課標》要求的六個問題,還探究完成了如下問題:①燒杯中的液體沒有沸騰,而試管中的沸騰了,為什么?此時,這兩種液體中的溫度相同嗎?它們還會升高嗎?②試管中的液體少了很多,怎么解釋?若把試管取出放入冷水中,會有什么現象?說明什么?③水沸騰的溫度是100℃嗎?為什么?如移去酒精燈,讓水沸騰,有什么方法?
創新實驗教學,能引起學生更濃厚的認知興趣和更強烈的求知欲。這不僅有利于調動學生思維的積極性,激發靈感,使他們產生頓悟,而且,還可以使他們的創造性思維得到培養。
2 重視學生分組實驗的落實,提高學生的創新能力
由于長期受應試教育思想的影響,學生分組實驗教學未得到應有的重視而成為物理教學中的薄弱環節。采取“以講代做”的實驗教學現象十分普遍。有的教師感嘆:現在的學生學習物理的靈氣一屆不如一屆。實踐證明:那些長期堅持實驗教學,落實學生分組實驗的班級,能使學生在獲取物理知識、掌握物理規律的同時,潛移默化地形成良好的科學探究素養和較強的創新能力。
物理分組實驗,是讓學生通過親自動手,體驗物理規律的形成過程,更好理解有關抽象的物理概念,并形成合作交流意識和科學探究的精神。在實驗時,教師要善于引導學生全身心參入實驗,鼓勵學生積極動手動腦動口,讓實驗探究的七大環節都能充分體現學生在實踐中的主體作用。特別是學生在實驗中碰到儀器裝配不上,數據測量不準,現象與規律相悖、實驗出現故障等等問題時,教師切忌動手,包辦處理一切。這種包辦代替表面上看起來似乎使問題很快得到了解決,體現了老師的“高”水平,但卻大大扼殺了學生探索的勇氣和創新性思維,很不利于提高學生處理實際問題的能力核心期刊目錄雜志網。正確的做法應該是引導學生按照實驗的規范程序要求,認真分析故障出現的原因,提出解決問題的可行性辦法,由學生自己動手排除故障。我有一次上分組實驗課“探究串聯電路的電流規律”初中物理論文初中物理論文,有幾組學生將線路連好后閉合開關時小燈泡不亮,電流表無示數,他們急得直叫喚。這時我沒有動手幫助學生,而是耐心地啟發學生認真分析小燈泡不亮的原因可能有哪些,然后要求學生冷靜思考,仔細檢查,排除故障。這幾組學生通過反復實踐,終于使小燈泡亮起來,完成了實驗。而且這幾組同學還創造性的掌握了用局部短路的方法排除電路故障(該知識點當時還未學習),他們很有成就感和自豪感,更激發了他們對物理的興趣,提高了他們的動手能力、實驗能力和創新能力。
3 引導好課外實驗探究,形成學生的創新精神
注重創新的教師,應培養學生“壇壇罐罐當儀器,拼拼湊湊做實驗”的意識。如:用注射器來做驗證大氣壓存在的實驗;用橡皮筋來做振幅與響度或頻率與音調的探究;用裝滿水的礦泉水瓶來探究壓強與哪些因素有關的實驗;用空氣清新劑和激光筆來演示光的直線傳播等等。
為了拓展物理實驗創新途徑,我經常引導學生開展形式多樣的課外探究活動。如:在學了聲學后,我鼓勵學生用錄音機錄下自己唱的歌曲,放給自己聽,來比較固體傳聲與空氣傳聲效果的不同;在學了光的折射后,我引導學生利用透明金魚缸裝上濃度上下不均的鹽水來再現海市蜃樓的奇觀;在學過電學后,我經常鼓勵學生利用身邊廢舊器材如音樂賀卡、錄音機等制作自己房間的門鈴、可調光臺燈等等。有些學生還會主動找我借一些物理實驗室的器材回家做實驗,這是我非常支持與鼓勵的。經常讓學生用身邊的物品自己做實驗,可激發學生學習物理的興趣,調動他們實驗的積極性,提高他們的創新能力,形成創新精神。
4 質疑,用實驗來釋疑,讓創新能力得到升華
有時,學生使用的有些教輔資料上也有值得質疑的地方,這更能引導學生進行追求真理的科學探究和培養學生解決實際問題的創新能力。
例如用一套相同的玻璃杯,杯里盛上深淺不同的水,按水的多少順次排列,就可以用一只筷子敲出優美的曲子來,你能說說其中的道理嗎?
某教育出版社《物理學習輔導》一書對此問題的回答是:杯子發出聲音,主要是杯壁的振動,空杯時,整個杯都在振動,發出聲音較低.盛上水后,振動范圍主要是水面以上的杯壁,發出的音調較高.裝上不同量的水后初中物理論文初中物理論文,整套杯子發出的音調各不相同,就可以組成一件樂器了。
這一回答看似很有道理,但是,有的學生還是表示出了懷疑。于是,我建議學生回家親手做做實驗,看看是什么效果。實踐發現,客觀結果恰恰與上述結論相反:空杯音調高,而水裝得越多,音調越低。為什么呢?在于上述回答過程沒有抓住發聲體的振動部分而導致錯誤的結論。在此種情況下,杯子是作為一個整體發聲的,在有水時,相當于整個杯子變厚,從而發出的聲音較低,就像人的聲帶一樣,男生聲帶比女生厚,從而說話聲顯得低沉―音調低的道理相同。
注意是人人都熟悉的一種心理現象。學生注意聽課,他們的心理活動就指向和集中于教師的講述;學生注意觀察實驗,他們的心理活動就指向和集中于教師的示范操作上。學生能專心致致地獲取知識,引起注意,學習興趣盎然,產生探求知識的強大動力。在教學過程中,教師善于培養學生的注意力,是使教學取得良好效果的重要條件。
以往有學生反映,學習化學難,對教材內容不理解,記不祝他們在完成作業時屢見錯誤,常常是由于不注意或沒有留心引起的,而創設趣味實驗進行教學,效果就很理想。如在講授酒精性質時,用一塊棉手帕,在盛有70%酒精的燒杯中浸泡,待均勻濕透后取出。展開手帕,用鑷子夾住兩角,在火焰上點燃,當火焰熄滅后,手帕完好無損。奇妙的實驗表演,一片嘩然欣喜,學生注意力集中,大大地激發了學生探索科學、揭示奧秘的興趣。學生進入了學習心理的最佳狀態。
二、投影演示實驗,培養觀察能力
在化學教學過程中,教師注意對學生觀察力的培養,不斷用實驗啟發學生積極感覺、知覺事物的變化,自覺地進行觀察實驗中表現出來的現象,在大腦中留下深刻印象,并透過現象,抓住事物的本質。借助攝影演示實驗,即能放大實驗現象,增強實驗的可見度,更易于學生認真、細膩有序的觀察。例如,教學《分子運動》時,把一培養皿放在投影器承物玻璃面上,在培養皿中加入約2/3體積水,然后用藥匙取一小粒品紅,放入到培養皿中。品紅是一種紅色染料,最初在水中緩緩溶解,漸漸地明顯分成兩支,待片刻后,擴散完成。此時,分子運動的全過程通過光學投影到銀幕上,學生都真實清楚地觀察到,并透過觀察到的現象,認識分子是處在不停地運動狀態中。這就避免了以往教師枯燥無味的說教,又把微觀物質運動狀態,通過投影產生清晰的表象,展現在學生眼前,直接激發起學生的學習熱情,從而加深對分子概念、性質、結構的理解。實踐證明,借助投影演示實驗,能強化實驗演示效果和實驗的直觀性,有利于培養學生的觀察能力。
三、組織分組實驗,培養動手能力
分組實驗,是培養學生動手能力的重要手段。學生通過親自實驗,熟練掌握操作技能、技巧;而后鞏固驗證,加深和擴大他們所學得的理論知識。做實驗的過程就是理論聯系實際的過程。因此,要認真組織好每一次的學生分組實驗。對每一章每一節實驗做到實驗目的明確,要求具體,計劃周密,要使學生學會,掌握操作技術。如,使用試管的操作方法,要求他們能正確地拿試管,夾持試管,洗刷試管等。在進行堿和酸的反應實驗中,要求他們會振蕩試管,用試管加熱物質,注意試管的傾斜方向等。要使學生掌握操作要領,培養動手能力。
學生動手實驗時,教師必須及時防止和糾正在實驗操作上的錯誤,訓練學生正確地進行實驗。例如:學生做粗鹽提純的實驗時,常因儀器不干凈,過濾時漏斗里的液面高于濾紙邊緣,做不出理想的實驗效果,教師就應及時引導學生分析原因,找出操作上的錯誤后,重新操作,保證實驗現象明顯,效果良好。學生動手操作,掌握了一定的實驗基本技能后,堅持經常練習,久之就會熟能生巧。事實證明,通過組織分組實驗,不僅培養了學生的動手能力,還培養了實事求是的科學態度和嚴肅認真的工作作風。
四、利用選做實驗,培養思維能力
通過選做實驗,可以培養和誘導學生運用已掌握的基礎知識和基本概念,在對某些化學反應進行觀察、分析、綜合、抽象、概括等思維過程中,認識物質變化的規律和實質。這樣不僅能提高學生的觀察和分析能力,而且還能使他們逐步學會從事物的本質看問題的思維方法。
現行初中化學教材中,選做的實驗內容有九個。根據教學進度,有目的地選做實驗,應用實驗課題,啟發學生積極思維。例如,學生學完酸、堿、鹽知識后,選做鑒別氯化銨、硫酸銨、碳酸銨、硝酸銨等四種鹽的實驗。教師要求學生自己設計實驗方案,讓他們動腦思考,想出解決問題的辦法。實驗過程中許多學生都能主動、認真地聯想以前學得的知識,專心研究和組織實驗程序,找出“鑒別”、“區別”或“分別”認識的幾種不同的物質解題答案。然后他們根據四種銨鹽各自的特性,通過一定的實驗操作、將其一一區分開來,并說明實驗的根據,解釋所出現的特殊現象。在物質的鑒別過程中,學生開動腦筋,想辦法,通過實驗、分析、鑒別,推斷出所鑒別的某種物質。這種實驗過程,就是學生積極思維的過程。可見利用選做實驗,不僅達到完成大綱所規定的教學任務的目的,而且學生的思維能力,分析和解決問題的能力都得到培養。
五、布置實驗作業,培養理解能力
化學實驗作業,是學生綜合運用基礎知識和實驗技能的一種多邊活動。它包括書面練習、學做實驗、觀察操作等多種形式。學生通過完成實驗作業,將進一步加深理解和消化知識,是又一次靈活運用知識的再實踐。又如,在進行中和反應的實驗時,堿中滴入石蕊試液變藍色,酸中滴入石蕊試液變紅色,學生用已學過有關酸堿的性質來理解實驗現象,因而對中和反應的實質獲得本質上的理解。總之,布置實驗作業,不僅能使學得的理論知識系統化,更有助于理解能力的培養。正如同志所說:“感覺到了的東西,我們不能立刻理解它,只有理解了的東西才更深刻地感覺它。”
物理學是一門以實驗為基礎的科學。物理學之所以可靠,就是因為它們中建立在大量的實驗事實基礎上并經受了后來事實的檢驗。而觀察是人的一種有目的、有計劃的知覺,是知覺的高級形式。觀察是人們認識事物、獲取真知、發現問題的源泉。觀察能力是通過感官捕捉事物中典型的、具有本質的外部特征的能力。對人類做出重大貢獻的科學家都具有敏銳的觀察力,這是科學研究的開端。九年義務教育全日制初級中學《物理教學大綱》中指出:“初中物理教學要以觀察、實驗為基礎觀察現象、進行演示和學生實驗,能夠使學生對物理事實獲得具體的明確的認識,這種認識是理解物理概念和規律的必要基礎。觀察和實驗,對培養學生的觀察能力,實事求是的工作態度,引起學習興趣具有不可替代的作用。因此,教學中要重視讓學生觀察有關的現象,要大力加強演示實驗和學生實驗。”可見為了使物理實驗情境中的觀察成為真正意義層面上的觀察,進而卓有成效地培養學生的感受能力,在教學中我主要從以下幾個方面培養學生的觀察力。
1培養學生在演示實驗中的觀察能力
從培養能力的角度來看,演示實驗主要是培養學生的觀察能力,因此要培養觀察能力就必須抓好演示實驗。演示實驗中培養觀察能力主要有三種方法:一是教師演示物理現象,學生現場觀察法;二是測試時,靠學生回憶平時在課堂上觀察到的物理現象,回答測試題目的問題,此為回憶觀察法;三是給學生放映有關物理現象的錄像,讓學生根據錄像中觀察到的現象,回答相關的問題。這是觀看錄像法。在演示實驗中,我著重培養學生的觀察的目的性、全面性和敏銳性。
目的性觀察的目的性是指善于組織知覺活動達到預期觀察目的的品質。觀察的目的性使觀察活動具有明確的方向與選擇性。教師可以在單元教學以后就培養學生觀察的目的性出一個題目。在這里我采用了回憶觀察法。例如:請你就剛學習過的《磁場》、《電磁感應》舉一個老師在課堂上做過的、你又感興趣的演示實驗,說出老師做的步驟、你觀察到的現象和得到的結論。這樣的題目給學生很大的自主性。其一是,學生選擇課題是自主的;其二是體現自己的興趣、認識的獨到之處是自主的。這里需要注意的是,學生的觀察及所得,與教師做演示實驗的目的可能一致也可能不一致,應當如何看待這個問題?觀察必須有明確的目的,這是觀察與一般感知的區別,教師當然期望學生觀察的目的與自己演示的目的一致。一致,教學效益高,但不一致也不能輕易否定。“目的”定向本身就有它的缺陷,因為目的性太強會削弱或忽視觀察時的意外發現,物理學史上的有些發現就是“目的”之外的收獲。對學生觀察能力的培養不能要求一致,因為不同的觀察能力本身就存在差異。這樣的題目給評價帶來了不便,但是教師正好藉此培養學生的自主性和觀察的目的性以及可以提高學生學習的積極性(因為評價的標準較自由)。
全面性觀察的全面性就是要求學生在物理實驗中盡可能地用各種感官,從多方面進行觀察。在講時間和時刻這一物理概念時,我采用了觀看錄像法,給學生放一段火車站內的錄像,擁擠的人群,嘈雜的聲音,讓許多學生迷失了自己,擾亂了他們的視線。當我問及剛才我們看到的是列車時間表還是列車時刻表時,很多同學感到茫然,他們哪里注意到了那掛在墻上的靜止的物體,視線全部被移動的東西給吸引住了。接下來的學習中學生就會聚精會神地聽課,對知識點掌握得相當好。有了這次經驗以后,學生在以后的觀察中就全面多了。
敏銳性觀察的敏銳性是指善于迅速發現事物重要特征的品質。一個具備觀察敏銳性的人,能夠在司空見慣的現象中發現一些新的東西,善于在平凡的事物中發現重要特征。例如:在演示單擺振動周期與重力加速度關系時,教師可以放一塊強磁鐵在單擺的下方,再測出其振動周期,比較一下放了磁鐵與沒放磁鐵的哪個周期大?這樣的題目,在教師沒有講解的情況下,學生只有靠敏銳的觀察了。
2提高學生在分組實驗中的觀察能力
客觀性觀察的客觀性是善于實事求是去知覺事物的品質。尊重客觀事實,科學地反映事物的本來面目,是觀察的基本特性。在中學物理實驗中,驗證性實驗居多,有些同學在做實驗的過程中,不尊重客觀事實,經常歪曲實驗數據,捏造出符合規律的數據來,常常弄得實驗零誤差。作為教師,應該培養學生觀察能力的客觀性及實事求是的科學態度。一就是一,二就是二,不要弄虛作假,實驗中誤差是不可避免的。教師在演示實驗的過程中應注意培養學生科學的學習態度和體驗,避免出現捏造實驗數據、歪曲實驗事實的現象。在凸透鏡成像規律的實驗中,除了照課本上的實驗步驟外,再要求學生在觀察中悟出凸透鏡的前后兩個鏡面上分別出現正立和倒立燭焰像的道理,讓學生在實驗中鞏固了凸鏡和凹鏡成像的知識,培養了學生對物理現象的綜合觀察能力。接著追問:“把光屏取走,能見到實像嗎?”學生由于受思維定勢的影響,認為:“沒有光屏就不能成像。”也有的學生感到老師的提問而又無法來肯定或否定。這時老師抓住機會,引導學生在實驗過程中探索,先用毛玻璃代替光屏,并在成像的位置上把它漸漸下移,沿著光軸的方向看去在屏移去的位置上就有一部分燭焰實像,并和毛玻璃上成的另一部分燭焰實像上下接合,此時學生一種找到答案的喜悅感,猶如深山覓珍寶似的興奮激動,使學生有探索過程中提高認知興趣,也培養了學生用求實的作風探索科學的奧妙。最后再問:“為什么我們平時都要應用光屏來接收呢?”讓學生把光的漫反射知識和生活實際應用有機結合。在實驗中探索知識內在聯系,改變學生在實驗中依葫蘆畫瓢的學風。
二、創新實驗設計,培養創造性思維
要透過實驗教學深化學生創造能力的培養,教師可以透過創新實驗設計來實現這一教學目標,可以通過對于實驗的改造與革新來激發學生的創造性思維,并且加強學生對于相關知識點的領會.物理教學進入高中階段后學生積累的知識已經非常豐富,這個時期的學生完全具備實驗創新的能力.教師要對學生的這種能力加以鼓勵與激發,要激勵學生大膽地進行實驗創新,使學生能夠借助創造性思維來加深對于很多實驗過程以及知識點的領會.例如,在講“加速度、力與質量”時,課本上限定的實驗條件是水平板必須光滑,但是實際實驗中,必須考慮到摩擦力的存在與作用.教師可以以此為切入點,讓學生對摩擦力、拉力、合力的概念進行分析認識,驗證三個物理量之間存在的關系,以實際情況中存在摩擦力為限定條件,讓學生探索合理的解決辦法并進行解答,配合再次實驗進行驗證.這個實驗過程,不僅十分靈活,而且能夠活躍學生的思維,讓學生在交流探究中找到合適的問題解決模式.透過這個實驗創新,不僅化解了理想實驗條件在現實環境中無法實踐的阻礙,而且能夠培養學生的創造性思維.
三、自主實驗設計,激發創新能力
隨著學生實驗能力的提高,教師可以嘗試給學生布置相關的實驗主題,讓學生自主進行實驗設計.這既是開放式實驗教學的直觀體現,又能夠充分鍛煉學生的創新實驗能力.自主實驗設計可以有很多不同的突破口,教師可以讓學生在基礎實驗上進行發散與延伸,對于實驗探究的問題進一步深化;教師也可以鼓勵學生對于實驗器材或者實驗條件有所改變,在不同的情況下再來驗證相關的定律或者規律是否依然成立.自主實驗設計,不僅能夠鍛煉學生的動手能力,而且能夠培養學生的思維能力與問題解決能力.對于“測量型實驗”,不同的測量實驗對于選用的測量工具往往有明確限定,不管是刻度尺、分析天平,還是打點計時器等.教師從這一角度進行突破,可以引導學生在實驗器材與工具上進行創新.例如,要求“用一根卷尺測量一堆砂礫間的動摩擦系數”,乍一看無從下手,畢竟卷尺只能獲得長度,動摩擦因素看起來不僅困難且風馬牛不相及,但是不妨換個思維:動摩擦系數的獲得需要建立在相對運動的基礎上,結合高中物理實驗中最常使用的斜面模型,可以通過逐漸增長斜面傾角使得木塊在斜面上發生相對運動,由此可以聯想到砂礫在斜面上慢慢滑下形成圓錐體并且不斷增高直到即將發生滑動狀態,此時砂礫的形態就構成一個經典的斜面模式.以這個斜面上的砂礫作為經典斜面上的木塊,就能順利獲得動摩擦系數.這是非常有意義的實驗創新,不僅能有效激發學生的思維,也讓學生看到了物理實驗的多種可能.這樣的教學構成,能夠培養學生的創造能力.
愛因斯坦說過:“興趣是最好的教師”。在實驗教學中,如何創設情境,激發學生求知欲望,我的做法是,教師除了教材的需求外,還因根據學生的實際,巧妙地設計與教學內容緊密聯系的實驗,通過實驗觀察來誘導學生,步入思維境界,激起學生的好奇心,求知欲,在實驗中,體現教師的導向性,學生學習的主動性。如教《摩擦起電》一課時,我先讓學生應用玻璃棒在絲綢上反復摩擦,以最快的速度接近泡沫粒,學生通過實驗,觀察到玻璃棒緊緊地吸引住了許多泡沫粒,這樣一來,學生的好奇心上來了,這時候,我就讓學生猜猜到底是什么原因?誰能解釋這一現象,這樣學生的思維就展開了,七嘴八舌說:“是摩擦起來造成的。”我又問大家“你們還想玩嗎?”同學們積極性很高,都說想玩,那么橡膠棒與毛皮摩擦,結果會是怎樣?先猜一猜,看誰能解開這個謎。于是大家再次動手實驗,操作起來。通過磨擦后,再次出現橡膠棒又吸引了許多泡沫粒。同學們實驗的積極性非常高漲,這樣在實驗中,通過觀察進一步加深了對摩擦起電的理解。最后,我通過諄諄誘導,放手讓學生動手操作,在實驗觀察中,讓學生很快地搞清了電有兩種:帶同種電的物體互相排斥,帶異種電的物體互相吸引的結論。
二、增加探索性實驗,培養學生探究
教學中,許多實驗都屬于驗證性實驗,這種實驗就是由學生發現問題,進行假設,在教師的指導下,用實驗來驗證假設是否成立,其目的在于驗證和鞏固學生所學知識,以及培養學生動手能力,但在整個探究過程中,學生的主動性和探索性往往是教學的難點,如果照本宣讀,學生學習的主動性和積極性是得不到培養的。因此,在進行驗證性實驗后,我認為應該增加探究性實驗,重點培養學生的歸納,推理能力和探究意識。在玩中,尋找規律性的東西,在教學中,我根據學生的實驗情況,既突出知識的落實,但重于能力的培養。如教《滑輪》一課時,為了證明動滑輪既能省力,但不改變用力方向,為了驗證這一結論,我在教課時,先提出一個問題,猜一猜,動滑輪有什么作用,在讓學生反復實驗的基礎上,通過討論,匯報后,我再設計了一個利用動滑輪撥河的形式,讓兩個學生力氣差異較大的學生上臺表演,結果,力氣小的反而勝了力氣大的,在游戲實驗中,再一次證實,動滑輪能省力的結論。
又如,在教《輪軸》一課時,我特讓兩個氣力有大小的學生,上臺玩啤酒瓶作演示實驗:力氣小的握瓶身,力氣大的握瓶頸作演示實驗,比一比誰的力氣大,在實驗中,學生通過實驗時手中的感覺,得出:“輪軸能省力”。
教學實驗表明:在教學中,適當增加一些探究性實驗或使一些實驗帶上探索性的色彩,有利于激發學生的學習積極性和主動性,更能培養學生的探究能力,有利于學生素質全面提高,更能將《大綱》的要求落到實處。
三、發展求異思維,促進學生深入探究
大綱指出:“常識教學是學生經歷一些典型的認識事物的過程。”其特點是探索性強,在教學中,教師讓學生探究自然秘密時,應相信學生,把著眼點放在學生一頭。因為學生是學習的主體,在實驗中,應有機地設置梯度,正確地引導學生求異思維,也是學生創新能力培養的重要一環。如在教《橋》一課時,我先讓學生動手操作造一座心目中最完美的橋,然后讓學生將自己的作品拿到講臺上,并要求學生向大家介紹這是一座什么橋?你是怎樣設計的?它的優點是什么?然后讓全體同學對該橋進行評價,請看片斷:
學生:我的橋叫“世紀新大橋”,它是由許多鐵索拉力組成的,它利用拉力,勉去了造橋墩的難度,既牢固又省力……
生:老師,我認為徐××同學的橋雖然牢固,但是鐵索之多造成了橋的承受能力不強,要多加幾根才牢固呢?
生:老師!我認為這座橋欠寬,只有機動車道,缺少人行道……
生:老師!這座橋太高了,既浪費了材料,又影響了牢度。
在霍夫應用技術大學,某門課程的實驗數量,會由授課的教授統籌安排,不同的課程,開出的實驗數量會有差異。對于實驗較少的課程,可能都是必做實驗,而對于實驗較多的課程,教授會根據實驗的重要程度將實驗分為必做實驗和選做實驗兩大類,學生必須完成全部必做實驗和一定數量的選做實驗,才能獲得該門課程的實驗成績,同時,只有獲得了實驗成績,才能參加該門課程的考試。學生實驗實行預約制,也就是說,教授不會統一組織實驗,而是學生根據自己的學習情況,計劃好自己的業余時間,提前一周向教授預約實驗時間,教授再根據各位同學的預約情況,排出學生實驗時間表并向學生公布,學生根據教授的時間表去實驗室完成實驗,如果學生沒有在預定時間進行實驗,就必須下次預約,而有的實驗室的實驗任務非常繁重,所以,學生若錯過一次預約,可能導致最終實驗任務無法完成。一個學期一般有多門課需要做實驗,需要完成的實驗是比較多的,有時一周就可能達到四次實驗。這種實驗預約的模式,要求學生有計劃地安排自己的業余時間,在這種學習環境下,學生的時間管理能力在不知不覺中得到提高并形成了守時意識。
1.2實驗準備培養了學生的自我學習能力
學生實驗預約成功以后,便要根據自己的實驗情況,閱讀實驗資料,實驗資料一般只介紹實驗情境、實驗目的和完成實驗所需知識點等內容,而不會對實驗過程進行描述,所以,學生進實驗室之前,必須做充分的準備工作,才能確保實驗成功,實驗準備主要是搜集資料,學生必須根據實驗資料上的情境描述和知識點,通過多種途徑搜集資料,只有知識準備的范圍大于實驗內容時,才會有足夠高的成功率,因為,實驗室雖然有實驗工程師或者教授,但是他們都不會具體指導學生實驗該怎么做,他們的職責是保證學生不會因為誤操作而造成人員或設備的損傷。學生為實驗而查閱資料的過程,就是學生自我學習的過程,學生通過一次實驗所學到的知識,比他在課堂上學習相關內容時所學到的知識,要寬的多,也要牢固的多。學生在查找資料的過程中,有效地提高了學生查閱資料搜集信息的能力和自我學習的能力。
1.3獨立實驗培養了學生分析問題的能力
到了學生自己預約的時間,學生便可以進入實驗室進行實驗,一個實驗的時間一般為90到120分鐘,在整個實驗過程中,因為周圍的同學都在進行不同的實驗,同時又有時間限制,學生只能獨立思考,沒有獲得實驗結果或在規定時間內沒有完成實驗,都算實驗不成功,若實驗不成功,根據實驗室的利用情況,可以申請一到兩次補做,但當實驗室實驗任務緊張時,便不能申請補做。
1.4小組實驗培養了學生的團隊協作能力
對于工作量比較大的實驗,就必須以組為單位進行實驗,以組為單位進行實驗時,實驗準備和實驗過程都會更加復雜,組內成員的相互配合非常重要。如果有人不出力,可能導致全組成員都都拿不到實驗成績,這就促使每個成員都會積極地為實驗做準備,但是,只有干勁,沒有配合,便不能形成合力。在這種以組為單位實驗過程中,學生能深刻體會到團隊精神的重要性,協作能力也能得到加強,而不僅僅是收獲知識本身。
1.5寬松的實驗環境培養了學生的創新能力
在安排某一個具體的實驗時,教授對實驗的結果一般只會提兩個要求,一是要達到實驗目的,二是要上交實驗報告。而對于實驗過程和實驗報告的形式,教授都不會提具體的要求。所以,同一個實驗,雖然都達到了實驗目的,但實驗步驟和實現實驗目的的途徑,往往是不一樣的。實驗完成后,學生利用業余時間撰寫實驗報告,并在一周后交教授進行成績評定,由于教授對實驗報告的形式也少有具體要求,所以,教授收到的實驗報告,也經常是五花八門,風格各異。而正是通過這種不同的實驗步驟和實驗報告,教授能看出學生的知識掌握程度和學習態度,同時,因為給了學生足夠的自我發揮空間,學生的創新能力也得到了提高。
2.總結與思考
2.興趣引導、主動練習
初中化學是對自然科學現象的研究,化學反應實驗進行中會出現很多奇異的實驗現象,這些現象見證了自然科學的神奇,正是化學實驗現象的這種神奇性應該成為化學實驗興趣教學的源泉力量,教師應該善于利用神奇的化學實驗現象來聚焦學生的注意力,讓學生好奇心叢生、興趣勃發,自覺投入到化學實驗操作當中.例如:“溶液酸堿性的檢驗”這一章節涉及到了化學實驗操作,也就是通過實驗操作、觀察化學反應現象來判定溶液的酸堿性.這其中引入了紫色的“石蕊”試液,為了能夠鍛煉學生親自動手操作的能力,教師可以試著用實驗結果來激發學生的好奇心與參與實踐的熱情,“同學們,你們相信嗎,酸性溶液,例如:稀鹽酸等能讓我眼前紫色的石蕊試液瞬間變成紅色”學生聽了教師的話語后,會立刻產生巨大的好奇心,由此也會產生想要立即親手試一試的沖動,教師應該積極捕捉到學生亢奮、激動的瞬間,讓學生親自動手操作進行實驗,這樣學生就會主動參與到實驗操作當中.在實驗過程中,能夠熟練取用液體藥品,正確地使用膠頭滴管,這就是用興趣引導的方法來訓練學生的化學實驗操作,培養他們實驗能力的過程.
二、培養學生物理實驗反思性學習能力的建議
物理實驗教學過程中要十分注重培養學生的反思意識和反思方法,通過實驗培養學生的反思性學習能力,使學生由被動接受到主動探究,有利于學生養成良好的反思習慣。此外還要認識到,反思性學習能力的提高不是一蹴而就的,需要經歷一個長期的學習過程。
(一)將反思貫穿于物理實驗教學的全過程
物理實驗教學由提出問題、猜想假設、制定計劃、設計實驗、收集證據、實驗實踐、分析論證、評估、交流與合作等各個要素組成。培養學生的反思性學習能力,應將反思貫穿于實驗教學的各個環節。在物理實驗教學中常常會出現因為設計環節不合理、實驗缺乏創新和靈活而無法實驗,或者課堂掌握很好,但課下卻找不到重點的情況,這都是因為學生沒有及時進行總結規律、合理分析問題,缺少反思造成的結果。所以,在物理實驗教學過程中要重視將反思貫穿于物理實驗的每個階段,尤其在實驗結束后,對于實驗過程、實驗數據和實驗結論,及時組織學生交流,鼓勵學生清晰準確地總結和反思實驗環節,歸納實驗規律,通過對結論的延伸,使學生認識到自身不足,進而升華學生認知水平,以此提高其觀察能力、實踐能力和反思能力。
(二)為培養反思能力營造良好氛圍
外界環境對學生成長以及各種能力的形成有著深刻的影響。本質上說,反思性學習是一種自我批判的過程,反思成效不佳極易造成情感波動,失去學習興趣,這就需要家長和教師的正確引導,在培養學生反思性學習能力的過程中要特別注意為學生營造一個良好的學習環境。
1.學校方面
學校要努力為學生創設良好的反思性學習環境,重視培養學生在物理實驗課程中的反思性學習能力。充分利用校園廣播、電視、報刊等形式多樣的宣傳手段,發揮校園文化的作用,讓學生在日常生活中學習和掌握物理知識。通過舉辦知識競賽、科技創新比賽以及實驗技能大賽等活動,鼓勵學生積極參與,主動學習物理知識,激發熱情與興趣,從而使其將物理學習由外部督促轉化為內在自省。
2.教師方面
教師要轉變傳統應試教育模式的教學觀念,提高自身專業素質,發揮創新精神,積極開拓、深入研究、大膽實踐新的教學方法。同時也要不斷提高自身反思性學習能力和培養反思性學習能力的教學水平,及時總結反思物理實驗教學內容:知識點講解的是否清晰、透徹,學生理解程度是否深入,是否引導了學生對實驗內容的反思,下次授課應注意的事項和調整的內容等等。新課程倡導合作學習,要求學生在學習中學會交流、合作,這一過程需要教師的正確引導。教師要主動與學生交流,促進學生間交流,鼓勵學生分享學習經驗,對物理實驗內容交流反思,在增進情誼的同時,更有助于培養學生的反思性學習能力。