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物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程.物理实验不仅是学习和掌握知识的手段,而且也是教学内容的重要组成部分.这是因为学生通过实验能变静为动、变抽象为具体,变枯燥乏味为形象生动,化难为易.学生经历实验探究过程,可以学习科学知识和科学探究方法,提高分析问题和解决问题的能力.因此,加强实验教学,是提高物理教学质量、培养学生能力、提高学生素质的一条重要途径.
1物理实验在教学中的作用
1.1建立概念的作用
通过观察具有本质特征的实验及分析、综合等思维活动,让学生从感性认识上升到抽象的理性认识,形成概念,是物理实验的作用之一.如力的概念建立时,学生把力和收缩的肌肉紧紧相联系,通过实验,可把主观感觉引起的力的概念推广到没有生命的一般物体之间.用手托物体,手感受到压力,把物体放在桌上,桌面代替手;用力可把弹簧拉长,在弹簧下挂物体也可以把弹簧拉长.最后引伸出“力是物体对物体的作用”这个科学的概念.
1.2理解规律的作用
实验能使物理现象简单化、明晰化,突出主要因素,便于理解物理规律.如讲浮力和浮力大小跟什么因素有关时,让学生清晰地观察到浸没水里的金属块所受浮力恰好等于被它排开同体积的水重,在此基础上拓展到不同形状物体和其它液体的情况,总结出阿基米德原理.
1.3因材施教的作用
同班级的学生由于接受能力和思维敏捷程度上有差异,对问题的理解不同步,而分组实验、小实验并不要求学生思考完全相同的问题,更无需与教师思维同步.这种不同步不仅互不干扰,更有利于实施“小组合作学习”活动,显然实验为因材施教提供了良好的环境和条件.
1.4培养学法的作用
从实验中培养学生的观察能力、思考能力,对于启迪学生的智力,发展逻辑思维能力都有帮助.如在学习牛顿第一运动定律时,在演示小车从斜面上通过距离的比较中引伸出“理想法”;在研究导体中电流强度与两端电压、电阻的关系时应用“控制变量法”;在研究扩散现象的实验中应用“借助想象”的办法,还有的是利用插图比较的方法等等,在演示或实验中使学生学会观察,学会处理数据得出合理的实验结果的方法和分析现象的方法,会使学生终生受益.
1.5激发兴趣的作用
即使是一个不起眼的实验,也能诱发学习动机,强化学习动力,让学生渴望获得新知.如在大气压教学中,演示“瓶子吞蛋”的实验.“蛋被瓶子吞落”的奥秘,就能引起学生的极大兴趣,兴趣带动钻劲,使“乐趣”升华成“志趣”.
1.6提高学生科学素养
学生通过科学探究学习方式,经历提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等过程.主动获取物理知识,领悟科学探究方法,发展科学探究能力,体验科学探究的乐趣,养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神.使他们具有初步的科学探究能力,乐于参加与科学技术有关的活动,有运用研究方法的意识和能力.
2发挥实验的作用,提高学生能力
在物理教学过程中,为能充分发挥实验的作用,正确运用实验教学手段,使学生会观察和领悟探究物理规律的方法,培养学生各种应有的能力,提高学生素质,都有不可估量的作用.因此,每位物理教师对每一个实验都要做好充分准备.在考虑到实验的可见性、趣味性、对比性、简单性和力求将每一个实验都让师生共同做的基础上,着重抓好以下几点,使实验教学真正落到实处.
2.1培养对物理现象的观察能力和认识能力
观察是思维的触角,课堂实验是培养观察能力的重要途径,课堂实验能再现生活中的物理现象.因此,在课堂实验中,要善于引导和启发.首先,要指导学生有目的的观察,即知道观察什么;二是要使学生学会观察,及时引导学生细心、敏锐地观察现象的有关细节和前后变化,经常坚持这样的训练,就能使学生在潜移默化中学会观察的方法;三是实验现象要尽可能清楚,观察的范围要大;四是由课堂实验提出问题要准确,在观察的基础上,通过提问和引导,使学生加深对现象和理论知识的理解,从而更好地掌握和运用所学的知识.如在“牛顿第一定律”教学时,实验的观察重点是:物体在等高的斜面上滑下,在不同表面上运动状态改变(主要看通过的距离s).
2.2培养分析处理实验数据的总结概括能力
课堂实验都是通过动手操作,观察现象或获取必要的数据,以验证某一规律或通过分析得出某一规律.对于一些探究性的实验,从做好实验到得出规律还需要一个思维加工的过程,要对现象进行正确的分析,或对数据进行恰当处理,才能总结概括普遍的规律.如欧姆定律,它是通过研究“电流强度与电压关系”,运用条件控制的比较方法,得出电流强度与电压的正比关系,然后比较得出电流强度与电阻的反比关系.在进行总结概括的基础上,运用辩证的方法引导学生总结出I=U/R,使学生进入到一个新的知识领域.也有某些规律是通过实验找出共同特征,来得到一般规律,这对于发展学生的逻辑思维能力,总结分析方法是一个很好的锻炼,如“凸透镜成像”的实验,实验中的物距、像距,是通过与焦距比较的方式进行记录的,再从整个实验的比较上得到,相同性质的像所对应的物体所在的范围,从像的特征上找到凸透镜成像的规律,使学生的综合分析与概括能力得到培养.
2.3运用实验攻克教学难点,培养知识应用能力
物理知识源于生活,在解决较为综合的问题时,限于学生的知识水平、思维能力,有一定的困难,但利用实验从直觉思维中去认识这些问题,可以化难为易.运用实验可以分解难点,培养学生正确地寻找思维途径的方法,减小思维难度,灵活地应用所学过的物理知识.如在学二力平衡以后,学生遇到下面的问题便不知所措.两人向相反的方向水平拉弹簧秤,弹簧秤静止,其示数为30 N,问两人的拉力各是多少?将该题分成下面的几步进行实验,并编成口头练习:(1)使弹簧秤一端固定,沿水平方向拉,示数为2 N,人的拉力是多少?(2)此时弹簧秤水平方向受哪些力?这些力的施力物体是什么?这些力之间的关系是什么?通过对原题目分解难点,各个击破,在学生思考回答的基础上,再综合为本例的形式,以此达到培养思维方法,寻找路径,化难为易的目的,以后在解类似问题时都能得心应手. 用己有知识去解决有关物理问题,是培养能力的重要一环,是学生开阔视野的主要途径,通过简单的演示,可达到“百闻不如一见”的感觉,解决习题中的疑难问题时,利用实验可以丰富感性知识,保持知识的新鲜感.如“浮力”这章内容中学生常遇到如下问题:在一个水槽里的水面上漂着一个盛有铁块的容器,将铁块投入到水中,问水面是上升还是下降?对这样的题目以往通过公式推导,费很大的周折,结果学生仍是一知半解,现采用实验的方法,从直观上得到了结果.
在量杯中放入一定量的水:(1)使盛有铁块的玻璃管浮在水面,当把铁块取出投入到水中时,观察水面的升降,发现水面降低;(2)换用盛水的玻璃管,发现水面不变;(3)在玻璃管中装有小木块,水面不变.在上述实验中,学生通过观察现象,直观地解决了疑难问题.
2.4培养学生正确和规范的实验操作能力
物理实验中用到的仪器大多属于测量仪器,如刻度尺、游标卡尺、千分尺、天平、打点计时器、弹簧测力计、温度计、气压计、电压表、电流表、万用电表等.为了培养学生正确而规范的实验操作能力应注意:(1)实验前要使学生了解仪器的构造原理,了解使用仪器的基本要求,然后进行操作;(2)做物理实验,通常要用几种仪器.因此要指导学生合理组装仪器,掌握合理组装仪器的基本要求,正确选用仪器.规范连接仪器并使仪器布局合理,便于观察和操作;(3)实验中出现故障时,要使学生掌握检查实验故障的基本方法(检查各仪器的工作状态和各部分连接是否正常,对可能发现的故障和各个部件逐个检查),最后排除故障.
在物理实验操作过程中,需要同时对物理现象进行观察、测量和记录.这就要求实验者合理地、充分地发挥仪器的功能,同时调动人体感官的积极性,协调动作方能达到实验目的.整个测量过程交织着各种感官的活动,并要求判断准确、操作规范.因此,整个操作观测过程,其实就是大脑和各种感官协调手的综合训练过程.
2.5培养学生独立设计实验的能力
在教学过程中有相当多的科学探究内容,学生要完成这些科学探究的内容,必须要验证猜想,就得制定计划和设计实验,如果没有经过制定计划和设计实验环节,一切问题无法解决;一切猜想无法验证.可见设计实验是科学探究中的桥梁.然而,学生的设计实验,是建立在已有基础知识上的一种创造性的学习活动.它既是学生掌握知识的结晶,又是学生开拓性思维的发挥和综合应用知识的重要体现.因此,要培养学生独立设计实验方案并操作,锻炼学生独立设计能力.
总之,在物理教学过程中,应以实验为基础,通过加强实验,培养学生的能力,发展学生的智力,通过加强实验,培养学生良好的行为习惯和性格,锻炼学生的意志,陶冶学生的情操,从而提高学生的素质.
1物理实验在教学中的作用
1.1建立概念的作用
通过观察具有本质特征的实验及分析、综合等思维活动,让学生从感性认识上升到抽象的理性认识,形成概念,是物理实验的作用之一.如力的概念建立时,学生把力和收缩的肌肉紧紧相联系,通过实验,可把主观感觉引起的力的概念推广到没有生命的一般物体之间.用手托物体,手感受到压力,把物体放在桌上,桌面代替手;用力可把弹簧拉长,在弹簧下挂物体也可以把弹簧拉长.最后引伸出“力是物体对物体的作用”这个科学的概念.
1.2理解规律的作用
实验能使物理现象简单化、明晰化,突出主要因素,便于理解物理规律.如讲浮力和浮力大小跟什么因素有关时,让学生清晰地观察到浸没水里的金属块所受浮力恰好等于被它排开同体积的水重,在此基础上拓展到不同形状物体和其它液体的情况,总结出阿基米德原理.
1.3因材施教的作用
同班级的学生由于接受能力和思维敏捷程度上有差异,对问题的理解不同步,而分组实验、小实验并不要求学生思考完全相同的问题,更无需与教师思维同步.这种不同步不仅互不干扰,更有利于实施“小组合作学习”活动,显然实验为因材施教提供了良好的环境和条件.
1.4培养学法的作用
从实验中培养学生的观察能力、思考能力,对于启迪学生的智力,发展逻辑思维能力都有帮助.如在学习牛顿第一运动定律时,在演示小车从斜面上通过距离的比较中引伸出“理想法”;在研究导体中电流强度与两端电压、电阻的关系时应用“控制变量法”;在研究扩散现象的实验中应用“借助想象”的办法,还有的是利用插图比较的方法等等,在演示或实验中使学生学会观察,学会处理数据得出合理的实验结果的方法和分析现象的方法,会使学生终生受益.
1.5激发兴趣的作用
即使是一个不起眼的实验,也能诱发学习动机,强化学习动力,让学生渴望获得新知.如在大气压教学中,演示“瓶子吞蛋”的实验.“蛋被瓶子吞落”的奥秘,就能引起学生的极大兴趣,兴趣带动钻劲,使“乐趣”升华成“志趣”.
1.6提高学生科学素养
学生通过科学探究学习方式,经历提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等过程.主动获取物理知识,领悟科学探究方法,发展科学探究能力,体验科学探究的乐趣,养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神.使他们具有初步的科学探究能力,乐于参加与科学技术有关的活动,有运用研究方法的意识和能力.
2发挥实验的作用,提高学生能力
在物理教学过程中,为能充分发挥实验的作用,正确运用实验教学手段,使学生会观察和领悟探究物理规律的方法,培养学生各种应有的能力,提高学生素质,都有不可估量的作用.因此,每位物理教师对每一个实验都要做好充分准备.在考虑到实验的可见性、趣味性、对比性、简单性和力求将每一个实验都让师生共同做的基础上,着重抓好以下几点,使实验教学真正落到实处.
2.1培养对物理现象的观察能力和认识能力
观察是思维的触角,课堂实验是培养观察能力的重要途径,课堂实验能再现生活中的物理现象.因此,在课堂实验中,要善于引导和启发.首先,要指导学生有目的的观察,即知道观察什么;二是要使学生学会观察,及时引导学生细心、敏锐地观察现象的有关细节和前后变化,经常坚持这样的训练,就能使学生在潜移默化中学会观察的方法;三是实验现象要尽可能清楚,观察的范围要大;四是由课堂实验提出问题要准确,在观察的基础上,通过提问和引导,使学生加深对现象和理论知识的理解,从而更好地掌握和运用所学的知识.如在“牛顿第一定律”教学时,实验的观察重点是:物体在等高的斜面上滑下,在不同表面上运动状态改变(主要看通过的距离s).
2.2培养分析处理实验数据的总结概括能力
课堂实验都是通过动手操作,观察现象或获取必要的数据,以验证某一规律或通过分析得出某一规律.对于一些探究性的实验,从做好实验到得出规律还需要一个思维加工的过程,要对现象进行正确的分析,或对数据进行恰当处理,才能总结概括普遍的规律.如欧姆定律,它是通过研究“电流强度与电压关系”,运用条件控制的比较方法,得出电流强度与电压的正比关系,然后比较得出电流强度与电阻的反比关系.在进行总结概括的基础上,运用辩证的方法引导学生总结出I=U/R,使学生进入到一个新的知识领域.也有某些规律是通过实验找出共同特征,来得到一般规律,这对于发展学生的逻辑思维能力,总结分析方法是一个很好的锻炼,如“凸透镜成像”的实验,实验中的物距、像距,是通过与焦距比较的方式进行记录的,再从整个实验的比较上得到,相同性质的像所对应的物体所在的范围,从像的特征上找到凸透镜成像的规律,使学生的综合分析与概括能力得到培养.
2.3运用实验攻克教学难点,培养知识应用能力
物理知识源于生活,在解决较为综合的问题时,限于学生的知识水平、思维能力,有一定的困难,但利用实验从直觉思维中去认识这些问题,可以化难为易.运用实验可以分解难点,培养学生正确地寻找思维途径的方法,减小思维难度,灵活地应用所学过的物理知识.如在学二力平衡以后,学生遇到下面的问题便不知所措.两人向相反的方向水平拉弹簧秤,弹簧秤静止,其示数为30 N,问两人的拉力各是多少?将该题分成下面的几步进行实验,并编成口头练习:(1)使弹簧秤一端固定,沿水平方向拉,示数为2 N,人的拉力是多少?(2)此时弹簧秤水平方向受哪些力?这些力的施力物体是什么?这些力之间的关系是什么?通过对原题目分解难点,各个击破,在学生思考回答的基础上,再综合为本例的形式,以此达到培养思维方法,寻找路径,化难为易的目的,以后在解类似问题时都能得心应手. 用己有知识去解决有关物理问题,是培养能力的重要一环,是学生开阔视野的主要途径,通过简单的演示,可达到“百闻不如一见”的感觉,解决习题中的疑难问题时,利用实验可以丰富感性知识,保持知识的新鲜感.如“浮力”这章内容中学生常遇到如下问题:在一个水槽里的水面上漂着一个盛有铁块的容器,将铁块投入到水中,问水面是上升还是下降?对这样的题目以往通过公式推导,费很大的周折,结果学生仍是一知半解,现采用实验的方法,从直观上得到了结果.
在量杯中放入一定量的水:(1)使盛有铁块的玻璃管浮在水面,当把铁块取出投入到水中时,观察水面的升降,发现水面降低;(2)换用盛水的玻璃管,发现水面不变;(3)在玻璃管中装有小木块,水面不变.在上述实验中,学生通过观察现象,直观地解决了疑难问题.
2.4培养学生正确和规范的实验操作能力
物理实验中用到的仪器大多属于测量仪器,如刻度尺、游标卡尺、千分尺、天平、打点计时器、弹簧测力计、温度计、气压计、电压表、电流表、万用电表等.为了培养学生正确而规范的实验操作能力应注意:(1)实验前要使学生了解仪器的构造原理,了解使用仪器的基本要求,然后进行操作;(2)做物理实验,通常要用几种仪器.因此要指导学生合理组装仪器,掌握合理组装仪器的基本要求,正确选用仪器.规范连接仪器并使仪器布局合理,便于观察和操作;(3)实验中出现故障时,要使学生掌握检查实验故障的基本方法(检查各仪器的工作状态和各部分连接是否正常,对可能发现的故障和各个部件逐个检查),最后排除故障.
在物理实验操作过程中,需要同时对物理现象进行观察、测量和记录.这就要求实验者合理地、充分地发挥仪器的功能,同时调动人体感官的积极性,协调动作方能达到实验目的.整个测量过程交织着各种感官的活动,并要求判断准确、操作规范.因此,整个操作观测过程,其实就是大脑和各种感官协调手的综合训练过程.
2.5培养学生独立设计实验的能力
在教学过程中有相当多的科学探究内容,学生要完成这些科学探究的内容,必须要验证猜想,就得制定计划和设计实验,如果没有经过制定计划和设计实验环节,一切问题无法解决;一切猜想无法验证.可见设计实验是科学探究中的桥梁.然而,学生的设计实验,是建立在已有基础知识上的一种创造性的学习活动.它既是学生掌握知识的结晶,又是学生开拓性思维的发挥和综合应用知识的重要体现.因此,要培养学生独立设计实验方案并操作,锻炼学生独立设计能力.
总之,在物理教学过程中,应以实验为基础,通过加强实验,培养学生的能力,发展学生的智力,通过加强实验,培养学生良好的行为习惯和性格,锻炼学生的意志,陶冶学生的情操,从而提高学生的素质.