探究性实验在高中物理教学中的应用体会
在物理教学中,学生实验课占有相当重要的地位。物理就是以实验为基础的学科,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验,物理学本身与实验是紧密不可分的。素质教育的核心是创新思维和实践能力,是指在理解与掌握了实验目的、原理和方法的基础上,具体设计实施实验的能力。当下新课程改革在物理学科实验上重点体现了“知识的探究”,而“探究”一词的意义是在学习知识上既要有探索,又要有研究。但在教学中如何能做到既要“探”又要“究”呢?
一、注重探究性实验教学的设计
(一)设计具有探究意义的实验
物理学的规律、定理、定义大部分是从实验中得来的,实验对学习物理知识是至关重要的。课改前的实验教学是根据物理规律进行实验验证,组织学生统一做实验。而新课改后的实验教学,要求学生尽量自己设计实验方案、独立做实验。所以,在45分钟实验课上,学生忙于器材的选择、组装、实验操作、数据的收集、整理、结果的分析等。
但如何根据有限的线索确定数据的收集方向,如何在不止一个可能合理的解释面前做出决策呢?这是至关重要的环节。如果经常由老师来给出实验器材、实验过程、结论等等,这样缺乏真正意义上的探究。例如:浸入水中的物体所受浮力的大小与其排开水的多少有关,如果把物体排开的水收集起来称一下,就会发现水的重量刚好等于物体受浮力的大小,这个结果无疑可以作为著名的阿基米德定律的实验基础,关键是,人们一开始怎么会想到要设法去收集那一部分刚好由于物体浸入而被排挤开的水呢?楞次定律的发现为什么会想到研究感应电流的磁场与原磁场变化的关系呢?因此,实验设计要具有探究意义是指:所设计的实验包含的物理规律往往隐藏在较深的层次,需要学生应用已学知识去挖掘,发现新知识、新规律;实验条件和结果之间往往存在较大的距离,需要学生去跨越;解决问题的方法与途径往往不太明确,需要学生在尝试失败和错误的过程中,得出假设并验证自己的假设来寻找规律。
(二)设计内容上抓重点,过程上重质量的实验
以往的教学急于让学生懂得知识的结果,淡化甚至不管结果获得的过程,一些教师用“高效益”的方式将实验的结论、得出的规律传授给学生,让学生用大量的时间和习题进行反复练习、消化,从而理解掌握规律,这样做是本末倒置的。学生对不是很理解的定理、定义、规律,即使用大量的时间做练习,反复演练,其知识的迁移能力和掌握应用能力仍是比较薄弱的,一旦出现新情况、新问题,学生仍将束手无策。在新课程改革中,虽然“探究”学习方式开始比较耗时,但由于学生根据旧知来理解和学习新的相关知识,这样较为深刻、掌握牢固,完全可以在后续的学习中通过少量的练习查缺补漏,加以巩固。
在探究性实验上,教师没有必要将所要求的内容都设计成探究性的,最值得选择的内容应该是对于学科来说具有核心和基础地位的那些概念和规律性知识,因为学生真正理解了这样的知识,就等于掌握了本学科知识的主干,形成了扩充和扩展自己知识结构的能力,达到掌握知识、应用知识的目的,从而提高了学生的自主探究自主学习的能力。
(三)设计符合学生知识储备和实际状况的实验
探究性教学是一种回归儿童时代和科学发展本来面目的教育追求,从这一观点出发,我们没理由深化探究活动,也没有必要去深究一堂课是否完整地经历了探究的几个环节,在每一环节学生是否达到了自主探究的程度,也没有必要去深究学生在做实验的程序上、形式上是否重复科学家的发现过程,关键看的是活动的质量是否使学生从中收获到了新知识、掌握了新知识、提高了综合能力。例如:α粒子散射实验我们可以侧重于让学生分析实验现象,总结得出结论。对测定电源的电动势和内电阻实验,应让学生在电路设计上下工夫,给定一块安培表、一块伏特表、一个滑动变阻器如何设计电路;给定一块安培表、一个电阻箱如何设计电路;给定一块伏特表、一个电阻箱如何设计电路等等。因此,探究性实验教学的设计并不是一种程序化设计,而应当挖掘实验本身具有探究意义的因素.应考虑学生的实际状况和学生掌握知识的多少。当然,自由式的探究实验教学缺乏教师的设计与调控,会导致许多学生在课堂上无从下手.也失去了探究的意义。
二、实施探究性实验教学的体会
(一)增强了学生自主学习的意识
在新课程中如何使学生由“要我学”变为“我要学”是一个很关键的问题,在探究性活动中,学生有了更多自主学习的空间。在这样的课堂教学活动中,他们习惯了自己提出问题,自己猜想假设,自己设计方案,并从自主学习的过程中增强了学习的积极性和主动性。
学生应用物理知识制作简单的传感器,进而应用到生活中。如当你听到hello,welcome这是迎宾小熊对你走过它时表示欢迎呢。如当你夜晚走在漆黑的楼道时,听到了你的脚步声楼道的灯就会为你而亮,这都是传感器技术的贡献。如制作磁力小车、蜡烛灯、电子称、自动门、烟雾报警器、探雷器、酒精浓度测试仪等。学生不仅应用自己的知识动手制作了自己满意的作品,更体会到学习物理的意义和重要性,物理与生活是密不可分。
(二)优化了学生的知识结构
探究式物理实验教学方法强调,让学生自己设计方案,并具体实施实验操作,这一系列的过程,使学生真正参与到实验中来。而过去的常规实验方法,教师常常在草草做完一遍实验后,紧接着进行分析,以引出概念,而没有注意实验过程、现象是否给出学生留下了深刻的印象。当学生头脑中还是残缺的表象时,教师却根据自己头脑中早已存在的表象进行分析,得出结果,学生跟不上教师的思路,造成不得不机械背诵概念定义的现象,他们对概念的理解,往往是在以后的逐步练习、运用中获取。探究性实验教学方法,是在使学生在还没有抓住物理概念本质时,就会主动查阅资料,自己设计方案,增强迁移效果,优化学生的知识结构。
(三)改变了教师的教学观念
在探究性实验教学的实践过程中,教师们对其在物理教学中的作用逐渐有了更为深刻的认识,对教育过程本身也有了全新的感受。“过程即是知识”,过程是理解的基础,过程中渗透着科学研究的方法.使学生学会学习是走向社会和终身发展的基础。因此,教师要将教育过程看作是把凝固文化激活的过程。在实践过程中,许多教师意识到经验型的教学已经不能适应新课程的要求,教师们还应成为自己教学行为的研究者。
综上所述,在物理实验教学中,通过探索研究使学生获得有意义的学习经历,使学生学到了物理学的科学研究方法,学生在质疑中发现问题、在探究中提出问题并独立解决问题,培养了学生的思维能力和实践能力,使学生逐步实现由学会到会学的转变。实践证明,每个学生具有的学习发现、丰富知识和经验的潜能在一定条件下是能够释放出来的。为此,教师在进行物理教学过程中要注重情境的创设,让学生自主挖掘学习的动机,激发学生学习物理的兴趣并积极主动参与到学习中来。在各环节的过渡和衔接上要巧用方法导入,并适时的设置各种生动有趣的问题,调动学生学习的积极性、主动性,让学生成为学习的主人,营造一种良好的学习探究氛围。
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