开发“走廊”物理实验室,提高学生实验探究能力新渠道

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  摘要:当前高中学校物理实验教学面临两大问题:其一、随着学校规模的不断扩大,有限的实验资源不能满足教师与学生日益增长的实验需求;其二、生活条件的优越和环境因素使学生的动手实践机会、体验观察机会减少,使学生在物理学习过程中感性认识越来越少,造成物理学习兴趣、求知欲减弱和解决物理问题过程中建模、分析、理解的困难。本文旨在实践开发“走廊”物理实验室,提供给学生更多的动手实践机会、体验观察机会新渠道,培养学生物理学习兴趣和激发学生求知欲,有效提高实验探究能力水平。
  关键词:“走廊”物理实验室实验探究能力
  物理是一门以观察和实验为基础的自然科学。物理实验及其教学是物理课程和物理教学的一个重要的组成部分。它既是物理教学的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段。[1]
  实验在物理教学中的地位和实验本身的特点,决定了它在物理教学中能起重要的作用。当下物理教学中存在问题的是在当前随着生活条件的提高和家庭、社会环境因素以及应试教育制度的影响下,学生动手实践机会、观察体验机会极大减少,教师对实验教学热情度不高。这些因素都直接损害了学生的物理学习兴趣和求知欲望。针对当前存在的学生动手实践机会、观察体验机会极大减少损害学生的物理学习兴趣和求知欲望,本文从实践的角度谈一谈如何开发“走廊”物理实验室这一渠道对解决存在的问题作一探讨。
  1.“走廊”物理实验室
  之所以命名为“走廊”物理实验室,是因为此物理实验室非彼物理实验室,是集合了学生、教师、家庭、学校各方面的简易物理实验器材、劳动生活用具、玩具、淘汰下来重组后有利用价值的实验器材等制作而成放置于教室“走廊”方便学生、教师取用的“实验室”。
  “走廊”实验室与物理课本中规定的必做学生实验和教师演示实验相比较,首先,“走廊”实验室设立的目的是增加学生的实践动手操作和增加物理的感性认识,通过学生的实际操作降低物理知识的理解难度。如在圆周运动一节内容中,学生对于传送带中线速度与角速度的关系理解一直有困难,如果由学生自己实际组装一个玩具滑轮,理解圆周运动中的线速度与角速度概念、联系,对学生的感性认识提高是显而易见的。
  其次“走廊”实验室的器材主要为学生贡献的放在家里的一些废弃玩具,如:滑轮组、各种电动玩具;学校里淘汰下来的一些旧的演示实验器材和学生实验器材,如旧的电磁打点计时器,测量工具(千分尺、螺旋测微器、机械秒表、万用表)等;针对教科书中“做一做”、“思考与讨论”学校购买的一部分实验器材;教师、学生在业余时间收集的一些废旧材料(如磁砖、木板等)、铜片、铁皮、废电池等;市场上针对学生动手能力提高的实验器材,如电子积木、光学积木等成套设备。“走廊”实验室实验器材有别于其他实验室器材的“破、旧、生活化”这些特征有利于学生敢于用这些器材模仿、创新,这些实验对学生来说感到格外亲切,可以拉近物理与生活的距离,让学生真切地感受科学的真实性,感受科学和社会、科学和日常生活的关系。如学完失重概念后,学生可以很方便的在“走廊”物理实验室器材中找个塑料瓶,装一瓶水,然后在底部用针刺几个洞 ,用简单实验体验失重现象,这种体验对学生物理学习是很重要的。
  第三、“走廊”实验室实验时间集中在课余时间。学生实验规定实验时间是非常有限的,一个学期总共不过五六节实验课。学生物理学习有更多动手的机会,需要“走廊”实验室在课余时间提供补充。尤其对于一些物理测量工具的使用,没有经过多次的使用练习是很难熟练掌握的,如游标卡尺,教师在课堂中无论讲解的多仔细都不如学生实际多应用几次效果明显。“走廊”实验室在每一个年级都设有实验小车,并且可以根据需要相互交换、交流,不但为实验提供了方便而且更节约课余时间。
  第四、“走廊”实验室实验主体主动性突出。苏霍姆林斯基说过:“学生的聪明才智来源于他的手指头。”明确地点明了动手的重要作用。学生一旦感知到他从未见到或意想不到的物理现象时,一般都会产生一种跃跃欲试的积极和冲动,希望寻求原因,形成探究行为的意向,“走廊”实验室给学生提供了这样的机会和场所。如对于电源,学生的理解是浅薄的,甚至连手电里面干电池连接方式都没有看到过(因为现在的手电基本上是充电式的),很多学生不知道电源的各种参数、用途,而通过对废旧电池、电池板、小发电机的观察、拆卸、组装、测量,就会对电池的各种连接方式和电池本身有深刻的认识,不但理论联系了实际,甚至对于废旧电池对环境的影响也会发生有利的认识,可谓一举三得。
  2.“走廊”物理实验室的组织
  学生亲自动手做实验从中探索并理解物理规律,比教师枯燥地讲解、学生硬性地记忆好得多,正如“百闻不如一见,一见不如一做”。“走廊”实验室要行之有效,必须要良好组织。即要让这些“平易近人”的实验器材物尽其用,也要让学生在实践操作过程中激发学习兴趣和求知欲,提高学生的实验探究能力。
  首先,“走廊”实验室要求对学生有一个建立影响、逐渐开展的过程。利用一些课堂教学时间向学生传递高中物理实验设备和收集到的样板实验器材及实验过程,以激活学生的想像力和创造力。学生物理实验室走廊里摆设一些物理学史上的著名简单实验、一些吸引力较强的趣味性实验,并开设本校物理实验窗口,介绍“走廊”实验室情况,展示学生作品和实验报告等,以增加“走廊”实验室的氛围和学生对“走廊”实验室的了解。
  其次教师参与很重要,全校物理教师对收集起来的“实验器材”按照力学、电磁学、光学、热学分类、整理、组合。简便的实验器材分门别类放置于类似于小平板车上,几个模块一辆车。授课教师也要在教学过程中给予学生“走廊”实验室实验的设计、实验报告的制作、实验结果的撰写等方法上的指导以及实验态度的要求。教会学生如何优选实验方法、选择实验器材、分析和控制变量、评价现有的方案;如何用多种方式收集数据、按说明书进行实验操作,如何使用基本的实验仪器、如实记录实验数据。知道重复收集实验数据的意义、具有安全操作的意识、认识科学收集实验数据的重要性。
  第三、学生实验操作、实验探究的时间、地点有计划有方案。“走廊”实验室中置于移动小车上的实验器材可以随时提供给学生做实验,只需要按年级划分即可。而固定的实验可以采取定时间、定地点集中开放。如每星期开放一次电学实验室,一学期根据所学内容由教师、课代表共同编制实验计划,公开一些特殊实验室提供的时间、地点。
  第四、学生实验操作、实验探究的组织形式灵活多变。学生物理学习的程度不同,学生的动手能力不同,“走廊”物理实验室由学生自由组织形成团队参与实验,相互配合、协作。既提高了实验探究能力也提高了合作精神。也可以根据兴趣爱好组织专题研究和探讨,学生可以根据自己的情况和需要,复习已经学过实验的操作,自主选择实验方法或选择“走廊”实验室的实验材料做各种实验。
  第五、“走廊”物理实验室学校也要有相应的配套投入,首先是师资力量的投入,除了专门的实验指导教师,也可以返聘几位退休的物理教师帮助整理、指导。真正形成实验教师、退休的物理教师为主,授课物理教师为辅的教师实验指导团队。
  3.“走廊”物理实验室的注意事项
  著名物理教育家朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”,就是说在物理实验教学中要大力倡导做简单易行的替代性实验。“走廊”实验室是替代性实验的发展和完善,要使“走廊”实验室在教学当中发挥作用,还要注意以下几个问题:
  首先、“走廊”实验室实验器材的选取应以学生经济、能力能够接受了解为前提,尽量是学生身边的可触可得的,同时也要避免一些有危害、危险的实验器材带进“走廊”实验室,如一些易燃、易爆的器件需要甄别应用。
  其次、实验过程中也要加强实验的安全性指导,在实验器材车和实验室中张贴安全条例以及一些实验注意事项。
  第三、在实验时也应该要求学生对所做小实验做出较完整的实验设计报告,在平时的教学中让学生体会物理实验设计的基本方法。实验设计要遵循科学的实验方法,避免盲目性,提高实验效率。在实验过程中坚持由学生自行提问,设计实验方案,亲手实验操作,亲身体验实验探究;
  第四、为了激励更多学生参与实验,要对学生的实验结论和实验报告择优表彰,帮助学生完成一些比较有意义的创新实验在杂志、校报、黑板报上展示、发表。做好学生对“走廊”实验室的思想工作,“走廊”实验室实验器材虽然很简单,但很多简单的实验却揭示了最深刻的物理原理。用一些实例提高学生在“走廊”物理实验中的参与度。
  结束语
  在教学中,有针对性的对“走廊”实验室组织、结构、内容、模式进行研究,切实给学生提供实践操作、动手观察、模仿创新的机会,有效地激发学生学习物理的兴趣和求知欲,萌发学生强烈的问题意识和探究欲望。 “走廊”实验室器材相对简单成本也较低,实验操作简单易行,实验方法简洁明了,实现人人动手做实验,让学生在动手动脑中快乐地学习,也是新课标提出的“以学生发展为本”的教学新理念。
  参考文献:
  [1] 阎金铎《物理实验论》广西教育出版社 1996.12
  [2] 王棣生.《中学物理创新教法---实验改革指导》.学苑出版社。2002.86-90
  [3]廖伯琴 张大昌《物理课程标准解读》 2009
  作者简介:卢飞进(1974.12-),男,浙江东阳人,本科学历,浙江省东阳中学高中一级教师,从事高中物理教学。
  
其他文献
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