以新课程为背景的中学物理实验教学研究

[原创论文]以新课程为背景的中学物理实验教学研究6作者亦辛日期2006-3-116:41:00堂实验需要教师和学生制作—些有创意的学具，它有利于启发学生动手动脑，培养他们科学的刨新精神和实践能力。随堂实验可以明显提高课堂教学效率，提高物理教学质量，体现了知识、技能、人格、品质等方面的素质教育。4．学生的课外实验教学物理教学并不仅仅局限于课堂内的活动，由于物理变化时时处处在发生着，学生生活在丰富多彩的物理世界中，自然界有许多可供观察的物理现象，日常生活中蕴藏着无数可供探索和研究的物理现象。因此，物理教学应结合学生的生活实际，组织学生开展课外物理实验活动，教师应针对学生发展的特点设计课外实验教学内容，如“小实验”制作，实践考察活动，科学“研讨会”等活动。学生的课外小实验可以强化学生对物理学习的兴趣，发展学生的个性特长，从认知角度来讲可以加深对物理知识的理解和巩固，学生通过课外实验可以更进一步丰富感性认识，深化和活化所掌握的物理概念，使课内外学习互补，达到事半功倍的教学效果。如初中物理学完“天平”以后，布置学生课外利用废弃材料制作小天平，学生通过制作更深刻理解了天平的构造原理和使用方法。学生送来请教师评价的自制天平五花八门，令教师眼花缭乱，制作精美令教师叹为观止，学生的创造精神和实践能力在课外小实验制作中被焕发了出来。如高中物理上完自由落体运动以后，可以布置如下实验，请二位同学一组合作完成用直尺测定个人的快速反应所需的时间。—个学生手持直尺的顶端，并使直尺垂直向下，当另—同学在下端用食指弯曲作好握尺准备，随后直尺下滑后由另一同学用手指握住直尺，测出木尺降落的长度，就可以算出反应时间。这一实验很能引起学生兴趣，一方面通过实践测出了自己的反应灵敏程度，更重要的是学生在课外实验过程中弄清了研究对象和研究过程，以及自由落体运动的规律。又例如让学生分组上教学楼三层或四层楼的走廊里，目测楼上走廊离地面的高度，楼上的学生自由释放重物，(如钥匙圈之内的小物品)楼下的学生用计时器测量重物自楼上下落到地面的时间，利用上述数据通过计算测出本地的重力加速度。通过上述实验可以培养学生观察、动手、动脑的能力。学生的课外物理实验教学可以有下述三种形式：(1)课外家庭作业形式：结合教材内容，将实验的内容、要求、方法及完成的时间布置给学生，让学生利用生活中的一些废弃物制作简单的测量仪器，完成一些定性分析的实验。(2)对学生进行辅导，指导课外活动：有组织地集中一部分爱好物理小实验制作的学生进行有计划地辅导，列出专题性课题，让学生选材、设计、制作，培养学生创新精神和创造能力。(3)全面开放学校实验室：为鼓励学生积极参与课外小实验，学校应面向全体学生在规定的时间里开放实验室，教师在实验室值班，指导学生设计方案，选取器材，组合装置，开展不同层次的物理实验活动，可以重复教材规定实验，也可以创新研究探索自己选题的设计的较高水平的“科学实验”。让各类学生在开放实验室的操作学习中部有所收获。要使课外小实验达到预期的教学效果，则必须加强对学生的指导，帮助学生选题，所布置问题的科学性准确，趣味性强，同时还应具备取材容易，制作简便、安全可靠、效果显著等待点，课外活动小组或活动课的开展形式要丰富多样，最后教师还必须认真评价学生的课外实验报告和作品，积极肯定学生的成就，耐心地指出存在的问题与不足之处，使学生始终保持创造的积极性，不断地向更高的目标迈进。5．实验教学的评价实验教学评价是物理教学过程中一个不可缺少的重要环节，它可以确定学生对实验教学的适应程度，帮助学生找到学习上误区，达到自我诊断目的。强化学生学习物理动机，以评价手段促进学生重视实验学习，主动参与动手操作，在技能学习上取得进步。进一步促进对物理基础知识的理解和巩固，养成手脑并用的良好学习习惯。同样实验教学评价的过程也是促进教师教学进步的过程，如教师编制实验评价命题的过程是进一步明确了解教材的实验教学目标的过程，学习和提高命题技巧和水平的过程。通过对学生的实验教学评价，教师可以获得丰富的评价资料，从中可以分析得到自身实验教学活动的成功和失误之处，为积累教学经验形成个人教学特色和进一步提高教学补救措施提供可靠依据。实验教学评价的依据是实验教学目标，同时评价的结果也为实验教学目标的动态调整提供信息。(1)实验教学评价的组合式体系物理实验教学与纯理论的物理知识教学之间有一定的差异，实验教学不仅涉及认知领域，还涉及操作技能领域和情感领域。所以要全面评价实验教学必须从上述三个方面同时制订相应的评价指标体系。以下仅从观察和操作的角度出发列举实验教学的评价分类；套用布鲁姆的认知领域目标分类的研究成果，我们将物理实验教学的评价目标界定为五个等级水平，而且后级水平包容了前一级的内容，简述如下：五级水平的界定术浯为“感知”、“学会”、“技能”、“技巧”“没计”，以下为所界定目标的操作定义：感知一一知道观察活动的常规，了解操作规程，了解常用仪器及用途，知道实验的目的，装置和实验结论。学会——知道抓住对象的主要特征；能重复教师的演示实验，逐步做到组装正确、操作无误，能作简单记录，会写简单的实验报告。技能——明确观察对象变化的条件；能独立准确进行实验操作；能排除简单故障；能正确解释实验结果和了解误差成因，进行初步数据处理。技巧——能独立、准确、熟练地进行实验操作，排除较复杂的故障，能进行误差分析；会选用较好的实验方式进行定量分析。能写出一定质量的实验报告。设计——能改进实验装置、完善实验手段，针对课题要求自己组织器材设计实验，自己完成实验过程，提出科学合理的实验报告。一般来说对初中要求至多达到“技能”级别，而对于高中则视教学对象情况，可以将评价的目标要求定位在“技巧”或“设计”级别上。(2)物理实验操作评价的可行性研究经验表明：合理的组织形式是实验操作技能评价可行性的保证，同时实践又告诉我们；很难找到一种尽善尽美的实验教学评价的组织形式，方便易行的组织形式往往得不到可靠性较高的评价结果。而精确程度高、可信度大的评价形式很难面向全体学生。因此，在实验教学的操作评价上面临这样的选择；要么牺牲可靠程度面求得简单易行，如一名教师，同时面对全班学生进行实验操作性评价，当然其评价结果是可想而知的，任课教师即使有三头六臂的观察能力也不可能顾级全班每个学生的实验操作过程，所以可行程度高的评价是不可取的。或者安排教师与学生一对一地进行实验操作技能评价，详细观察学生实验操作过程，其评价的精确程度极为可靠，但事实上这种评价方式没有推广的价值，学校不可能开展工作量如此之大的教学评价活动。因此要使实验操作评价真正落实，其把握的度肯定是建筑在评价准确度和可行性之间的某一适度的相交点上。事实上许多地区已经积累了很好的物理实验操作评价经验，其执行的方式正是做到评价既有很好的信度，而且可以大规模地展开面向全体学生。操作评价的命题都以教材中出现的实验为依据，并且提前公布命题，其内容主要是实验的数量、名称、操作要求，(不提供评分标准)意在指导教师在教学中突出实验教学的地位。实验操作考试一般十分钟为一场，每位教师监考4名学生，教师观察学生实验的全过程，并按评分要求给予打分。每场可容纳24名考生同时进行实验操作，由六名监考教师监试。一个班级分二场考核便可完成，因此可行程度较大，同时实践证明；由一名教师监考4名学生，其观察实验操作过程的准确度和可靠性也还是比较客观的。阅读全文(144)|回复(0)|引用(0)[原创论文]以新课程为背景的中学物理实验教学研究5作者亦辛日期2006-3-116:40:00学生的认识视野，同时也加深理解杠杆的函义。又如同样一个本质相同的串并联电路可以呈不同形态的变式接法。演示实验是物理实验教学重要组成部分，它的改革应该从实验教学目标，学生可接受性、效益、方法论等方面去考虑，只有这样才能把演示实验教学提到一个新的水平高度。2．学生实验教学的策略学生实验是中学物理实验教学主要形式之一，是培养学生科学技能、素养、品格、意志、作风的重要途径。但学生实验的教学现状仍过于传统，学生只能按图索骥，面对由教材规定的，由物理实验室统一提供的器材，根据课本要求一步亦趋地完成实验过程，填写由课本提供格式的实验报告，这种被动灌输的实验抑制了学生的实验操作热情，使之兴趣索然，“按方抓药”式的操作顺序令学生厌学、甚至出现编造数据，杜撰结论的现象。学生实验是物理教学重要的一环，也是物理课堂教学改革提高教学效率的核心之一，所以学生实验的教学策略研究对培养学生创新精神和实践能力无疑是有积极意义的。对初中物理学生实验能力的具体要求主要有：明确实验的目的和要求，理解实理的原理或物理规律；能根据实验目的和原理，自主选取实验仪器和器材；能在教师指导下正确进行实验，培养良好的实验习惯、操作能力和良好的互助协作精神；根据实验步骤自行设计具备个性的实验报告，写出实验报告。对高中学生物理实验能力的具体要求主要有：正确理解实验的物理规律和理论的背景原理，把握高中物理实验的科学方法，(包括操作、数据的采集、分析、整理、计算的方法)能自主选取仪器或器材，准确使用器材，科学合理安排实验步骤，能够独立思考完成实验操作全过程，能正确描述所观察的现象，采集必须的数据，并能按科学规律分析整理数据，得出合理的结论；能运用实验报告形式恰当地表达实验过程和实验结果。除此之外还应要求学生了解影响实验结果准确性程度的因素，会判断实验结果的合理性、可靠性；知道减少误差的方法。更新教育观念加强学生实验的组织，管理和指导传统的学生物理实验的教育观只是把它作为物理知识学习辅助手段，其目标抽象，内容上以知识为主体，强调实验的状态和结果，而对整个实验过程体验却很笼统、模糊，甚至硬性规定操作步骤，把活生生丰富的物理变化规律演绎成“广播操”式的划一动作操作，抑制了学生创造精神，实践能力的发展。现代物理教学论认为学生实验是让学生通过自主活动且在活动的过程中体验操作学习的思想、方法、情感，在认知、操作、情感方面都有所收获。在操作学习中“重过程，轻结论”，否定传统模式下仅仅追求实验结果的实验方式，通过实验教学应使学生在科学精神、科学态度、实事求是的科学作风、合作精神等人格，品德、意志、个性特长上有所发展。要提高学生实验课教学质量和效率，则应在组织、管理和指导上做好以下工作：首先，对于学生实验课应注重学生自主活动，从以学生为主体的角度进行教学设计，备好学生实验课，教案应根据教学内容的目标界定学生实验的类别和层次，如学会使用仪器；验证物理规律；探索物理规律；测定物理量；实践物理方法，等等。并针对实验类别和学生实际，确定实验进行方式，事先考虑实验过程中可能会出现的问题和应该注意的事项。第二，在学生实验过程中要做好启发、指导工作，教师通过创设情景、示范、提问、讨论，指导学生根据实验要求设计实验过程，选取器材，组合器材。教师既要作全堂讲课式的指导，更应该在实验过程中对学生个别指导，对不同学习背景的学生予以重点指导，对优秀学生可启发指导向更高目标的思维、操作要求发展，对于困难学生则应帮助他们达到学习基本要求，维持学习兴趣，使他们通过自主实验活动在技能、方法、情感上获得不同程度的发展。第三，对于学生实验要进行认真的评价，积极的评价会鼓励学生的学习积极性，传统的学生实验评价方式是教师批阅学生的实验报告作业，是一种静态的书面方式评价，它在时效和评价效率上都是消极的。新的评价机制是在学生实验教学的设计中把评价作为教学内容的一个部分，由教师指导学生从物理规律变化过程，操作水平，数据采集，分析处理能力，科学精神、方法。实验室工作作风等方面开展相互评价，同时还应注意让学生评价自己所操作物理实验变化过程与现代生活，工农业生产的应用知识方面的联系。由此可以看出，这里所提出的学生实验过程是一个较为完整的、有利于学生创造性学力发展的全过程。如初中物理“测定物质的密度”、“装配直流电动机模型”等实验都是运用学生为主体自主活动方式展开实验过程的方法来设计教学的。如高中的“闭合电路欧姆定律”“平抛运动”“单摆”等实验都是运用学生为主体自主活动方式展开实验过程的方法来设计教学的。物理课的“随堂