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[关 键 词]  新课程标准  教育目标  物理实验  学生心理特点  教师角色变换 

[内容摘要]  物理实验在中学阶段物理学习中具有不可获缺的地位,而在这一重要领地中,物理教师如何发挥其主导地位就显得异常重要,本文就物理教师在物理实验中应处的角色进行了探讨。

 

引    言

物理学由实验和理论两部分组成,物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础;物理学理论则是人类对自然界最基本、最普遍规律的认识和概括

——《物理课程标准》

“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”。一时间,这句话成了物理教学中的“经验之谈”,也成了部分教师放弃实验教学的“理论依据”。更有高级一点的教师则通过Flash 动画“做”实验,却绝不动手或亲手做演示实验或指导学生进行实验,理由是“实验有风险,可能测不出理想的数据”,而Flash 动画则不然,一切尽在掌握之中,数据要多理想有多“理想”,画出的实验图像要多好看有多“好看”。省时、省力、省心,三省在手,何乐而不为乎?

以上种种,究其原因,却是“教育目标”的丧失,或者至少是对当前新《课程标准》规定的育人目标的不理解。

“初中阶段要求学生掌握必要的文化科学知识和基本技能,具有一定的自学能力、动手操作能力,以及运用知识分析和解决问题的能力,初步具有实事求是的科学态度、掌握一些简单的科学方法……”

而初中学生心理特点也决定了科学实验在这一阶段学生中所处的重要地位。

初中生正处于从经验型抽象逻辑思维向理论型抽象逻辑思维的转变过程中,经验型抽象逻辑思维在很大程度上仍然是直接与感性经验相联系的,仍然需要由直观的形象来支持。学生通过自已的亲自实验,就能通过眼观手动获得他们所需要的经验。

鉴于此,初中的物理课程,应在小学开展的一些基于现象的探究活动基础上,开展教师指导程度不同的具有一定认知能力要求的实验探究活动,这有助于逐步促进学生认知能力和科学探究能力的进一步发展。

可见,物理实验课程是符合学生身心发展规律的,物理实验教学的成功于否,直接关系到学生能力的培养和物理教学的质量。

当然,初中生在实验中还存在种种问题,如尽管大多数的初中生对实验有浓厚的兴趣,也乐于动手实践,在实验中表现得积极主动,但总体上来说,由于受到各方面因素的制约,再加上初中学生实验能力较低。因此初中物理实验教学质量往往并不理想。这也是很多教师不愿做实验的主要原因之一。

如何充分发挥教师的主导地位,让实验课堂充满生机和活力,成为学生能力发展的推进器?就是我们需要多思考的问题。

一、         做导游,引导明确目的,弄清原理和方法

导游的任务是为游客提供服务,向导服务、讲解服务、处理团队中的突发事件等,我们这里的导游任务也大同小异,是为学生提供指导,指导学生明确实验目的,弄清实验的基本原理和基本方法。

指导学生明确实验目的,是让他们做好学生实验的第一步。所谓“明确实验目的”即要使学生清楚本实验要解决什么问题及要达到什么目的。如果实验目的不明确,不能根据教材要求很好地理解它,则会在实验时面对眼前的仪器束手无策,此次实验活动必然“收获无几”。也只有明确了实验目的,才能使自己成为实验的主人,为实现真正的科学探究打下坚实的基础。

实验原理和实验方法是指导学生完成实验的根本依据,若不能很好地掌握实验的原理和方法,做实验时就没有了可遵循的原则,当然也多半会在实验中“事倍功半”。

此过程中,教师作为引导着学生徜徉于知识海洋的导游,既要告诉学生知识的要点,也要让学生有自我发现的乐趣。既有有组织的指导预习,也应让学生自主学习与本实验有关的知识和方法。

二、         做工程师,精心设计实验,细心选取器材

来源:(http://blog.sina.com.cn/s/blog_3f673f8f0100jcwr.html) - 动手动脑话实验——浅析初中物理教师在物理实验教学中_wbj3274056_新浪博客
实验的设计和选材,可是关系到本节实验课的效率是否高的关键因素之一,如何在不长的一节实验课上尽可能收获更多的细节,实验前的精心设计是不可或缺的一步。这就需要作为物理教师的你作一个非凡的工程师,精心设计学生的实验过程,并根据实验细心选择适合当下学生需要的实验器材。

实验的设计包含的要素较多,①注重实验方法;②尽量减小实验误差;③设计的步骤科学可行;④符合初中阶段学生的认知规律等。

器材的选择往往被部分教师所忽视,其实:它是实验设计过程中的异常重要的一环,有时甚至能左右实验的成败。

以笔者教学《熔化与凝固》一节为例,其中的一些经验与教训很能说明问题。

课前,先确定本节的主线为利用对比法探究晶体与非晶体的熔化、凝固过程中的区别与联系。

先在10班上时,师生共同学习了熔化、凝固定义后,很自然过渡到熔化、凝固过程中的吸放热关系及温度变化规律的探究上来了,共同讨论实验方法时,同学们都认识到物体吸放热不均匀有可能影响本实验,不失时机推出“水浴法”及通过不停搅拌等手段来使吸热均匀。然而“百密一疏”,在冰的选择上,我采用通常的碎冰(即用锤子将冰块一一敲碎)装入大试管,进行实验,结果却并不理想。小结如下:①缺少冰在低温吸热升温而物态不变的过程发现;②冰在熔化过程中,虽经不断搅拌,即温度却仍有小幅振荡;③熔化过程过短(3.5min),不足以在学生中产生强烈印象……

痛定思痛,在3班再上本节课时,我对实验的器材作了根本改变:①变贮冰保温瓶单层为“双层”,在夹层中装入—10℃的20%酒精,从而可控制实验时碎冰的初温达—6℃左右,可让学生发现晶体固态物质在未达熔点前吸热升温 而物态却并不变化的过程;②变碎冰为霜,使颗粒更细小,受热更均匀,甚至无需搅拌;③变水浴为空气浴,即通过冰从空气中吸热给冰“加热”,使冰得以缓慢吸热。实验中,经4~5 min后,冰温度达到了0℃,此后经历了“漫长”的15min的熔化时间,这期间学生们还发现这些细冰熔化后形成的一个个气泡在冰水中缓慢上升这一以前老师也未见过的过程,收获到了许多意外之喜。学生们充分理解了“盘中水冰,冰化水水温不升”这句话的含义。

   怎么样,工程师的地位不可或缺吧!

三、         做主持,启发思维碰撞,引来百花齐放

学生实验时,应创造一个相对开放的环境,对其探究内容不过统得过死,否则可能会扼杀了学生的创造性。而开放实验的结果必然会带来百花齐放的局面,此时的物理教师更应是一个激情澎湃的主持人,为这一伟大的思维碰撞时刻推波助澜。以笔者去年上的一节公开课《光的折射》为例,即可见一斑。

我给每位同学准备了一杯热水(热水的水雾可用于显示光在空气中的光路),一只激光手电筒,一张硬白塑料片,一只空塑料杯,一只长吸管等,让学生在学习了光的直线传播及光的反射的基础上,结合自习,自主探究光的折射规律。得到的结论比平时单纯由老师演示得出结论要好得多。

实验讨论时,我作为“主持人”,让同学们广开言路,各抒已见,结果呢?经统计,本节课,学生探究后,共提出了这样一些有意义的探究结论参与实验后的总结交流:①、光从空气中斜射入水中,改变传播方向,且偏向法线;②、增大入射角,折射角也随着增大;③、光从空气中垂直射向水中时,不改变光的传播方向;④、光从水中斜射入空气中时,光的传播方向改变且偏离法线;⑤、在④结论中,当入射角增大到一定时候,没有光线进入空气;⑥、光线在水中也是沿直线传播的;⑦、光斜射到空杯底某点,慢慢加水后,点向法线方向靠近;⑧、斜射入水中的吸管看上去向上弯折了;⑨、竖直放的吸管从上面看上去在水中的部分好象变短了,而从旁边看过去,好象变粗了……

在这百花齐放的时刻,听课者情不自禁为这些可爱的学生的探究精神所感动,相信我们大家都体会到了有一种东西在发生着质的升华吧!

四、         做导师,纵论实验得失,升华实验成果。

实验的及时总结,可以说是至关重要的。此时就是作为学生学习上的导师发挥作用的时候啦!

实验中虽有百花齐放之乐,却也需“去伪存真、去粗取精”。导师此时的作用可谓“画龙点睛”,不失时机的点评实验的得与失可加深对实验结论的理解和掌握。必要时,你这位导师还应采用更为直观的方法来帮助学生找寻实验数据间的联系。图像法就是一个不错的选择。

用图像法来描述物理过程具有形象直观的特点,通过图像的比较,学生能够较容易的理解物理过程发现物理规律,这种直观印象有时能透过事物的本质,诱使人们做更深入的探讨,利用图像法思路清晰可以使得物理问题简化明了,能起到一般计算法所不能起到的作用,可以使物理概念得到进一步拓展,而且图像法能将物理学科和其它学科有机地结合起来,启迪学生的创新意识,培养创造能力,提高学生的综合能力。而这些都是学生通过自学不可能达到的啊!

教师的这些角色变换,使教师从单纯的知识传授者变为学生学习的促进者、组织者和指导者。而教师也可以在参与指导的过程中吸纳新知识,成为学生的学习伙伴,和学生探索新知,建立了新型的师生关系。同时面对新的课题、新的要求,将不断激励自己刻苦钻研,提高自身的专业水平和研究能力。相信到那时,师生们均可在这一和谐氛围中共同进步,共同成长。

参考文献:

[1]物理课程标准    第一版北京师范大学出版社 2001

[2]廖伯琴 张大昌   物理课程标准解读第一版 湖北教育出版社 2002

[3]项红专  物理学思想方法的研究  第一版   浙江大学出版社2004

[4]孟进    物理教学问题   辽宁师范大学出版社 2000年

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