时间:2022-07-11 11:53:26
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇实验论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
谁不想做一个学习好的学生呢,但是要想成为一名真正学习好的学生,第一条就要好好学习,就是要敢于吃苦,就是要珍惜时间,就是要不屈不挠地去学习。树立信心,坚信自己能够学好任何课程,坚信“能量的转化和守恒定律”,坚信有几份付出,就应当有几份收获。关于这一条,请看以下三条语录:
我决不相信,任何先天的或后天的才能,可以无需坚定的长期苦干的品质而得到成功的。——狄更斯(英国文学家)
有的人能够远远超过其他人,其主要原因与其说是天才,不如说他有专心致志坚持学习和不达目的决不罢休的顽强精神。——道尔顿(英国化学家)
世界上最快而又最慢,最长而又最短,最平凡而又最珍贵,最容易被忽视而最令人后悔的就是时间。——高尔基(苏联文学家)
以上谈到的第一条应当说是学习态度,思想方法问题。第二条就是要了解作为一名学生在学习上存在如下八个环节:制定计划课前预习专心上课及时复习独立作业解决疑难系统总结课外学习。这里最重要的是:专心上课及时复习独立作业解决疑难系统总结,这五个环节。在以上八个环节中,存在着不少的学习方法,下面就针对物理的特点,针对就“如何学好物理”,这一问题提出几点具体的学习方法。
(一)三个基本。
基本概念要清楚,基本规律要熟悉,基本方法要熟练。关于基本概念,举一个例子。比如速度,它是表示物体在单位时间里通过的路程:V=s/t。关于基本规律,比如说平均速度的计算公式也是V=s/t。它适用于任何情况,例如一个百米运动员他在通过一半路程时的速度是10m/s,到达终点时的速度是8m/s,跑完整个100米化的时间是12.5秒,问该运动员在百米赛跑过程中的平均速度是多少?按平均速度的规律平均速度等于V=100/12.5=8m/s。再说一下基本方法,研究初中物理问题有时也要注意选取"对象",例如,在用欧姆定律解题时,就要明确欧姆定律用到整个电路即整体上,还是用到某个电阻即离单独的某一个电阻上。
(二)独立做题。
要独立地(指不依赖他人),保质保量地做一些题。题目要有一定的数量,不能太少,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。独立解题,可能有时慢一些,有时要走弯路,有时甚至解不出来,但这些都是正常的,是任何一个初学者走向成功的必由之路。
(三)物理过程。
要对物理过程一清二楚,物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图,有的画草图就可以了,有的要画精确图,要动用圆规、三角板、量角器等,以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析,状态分析是固定的、死的、间断的,而动态分析是活的、连续的,特别是在解关于电路方面的题目,不画电路图是较难弄清电阻是串联还是并联的。
(四)上课。
上课要认真听讲,不走思或尽量少走思。不要自以为是,要虚心向老师学习。不要以为老师讲得简单而放弃听讲,如果真出现这种情况可以当成是复习、巩固。尽量与老师保持一致、同步,不能自搞一套,否则就等于是完全自学了。入门以后,有了一定的基础,则允许有自己一定的活动空间,也就是说允许有一些自己的东西,学得越多,自己的东西越多。
(五)笔记本。
上课以听讲为主,还要有一个笔记本,有些东西要记下来。知识结构,好的解题方法,好的例题,听不太懂的地方等等都要记下来。课后还要整理笔记,一方面是为了“消化好”,另一方面还要对笔记作好补充。笔记本不只是记上课老师讲的,还要作一些读书摘记,自己在作业中发现的好题、好的解法也要记在笔记本上,就是同学们常说的“好题本”。辛辛苦苦建立起来的笔记本要进行编号,以后要经学看,要能做到爱不释手,终生保存。
(六)学习资料。
学习资料要保存好,作好分类工作,还要作好记号。学习资料的分类包括练习题、试卷、实验报告等等。作记号是指,比方说对练习题吧,一般题不作记号,好题、有价值的题、易错的题,分别作不同的记号,以备今后阅读,作记号可以节省不少时间。
(七)时间。
时间是宝贵的,没有了时间就什么也来不及做了,所以要注意充分利用时间,而利用时间是一门非常高超的艺术。比方说,可以利用“回忆”的学习方法以节省时间,睡觉前、等车时、走在路上等这些时间,我们可以把当天讲的课一节一节地回忆,这样重复地再学一次,能达到强化的目的。物理题有的比较难,有的题可能是在散步时想到它的解法的。学习物理的人脑子里会经常有几道做不出来的题贮存着,念念不忘,不知何时会有所突破,找到问题的答案。
(八)向别人学习。
要虚心向别人学习,向同学们学习,向周围的人学习,看人家是怎样学习的,经常与他们进行“学术上”的交流,互教互学,共同提高,千万不能自以为是。也不能保守,有了好方法要告诉别人,这样别人有了好方法也会告诉你。在学习方面要有几个好朋友。
(九)知识结构。
要重视知识结构,要系统地掌握好知识结构,这样才能把零散的知识系统起来。大到整个物理的知识结构,小到力学的知识结构,甚至具体到章节。
(十)数学。
物理的计算要依靠数学,对学物理来说数学太重要了。没有数学这个计算工具物理学是步难行的。大学里物理系的数学课与物理课是并重的。要学好数学,利用好数学这个强有力的工具。
(十一)体育活动。
1.教师思想观念落后
很多教师依然采取传统的填鸭式的教学方法,根本不重视实验教学,认为只要学生会动笔做实验课的考题就可以了,不是在实验课上下功夫,而是在研究考题上下功夫.经笔者走访发现,很多苏北的农村物理教师对实验教学认识不够,甚至认为讲实验比带着学生做实验更重要,认为做实验会浪费课堂时间.另外,很多教师在自己的学生时代就没有做过实验,现在也没有做实验的经验,对自己能不能做出书上的实验效果不自信,导致很多农村教师不愿做实验,更不要说是上实验课了.因此,很多农村的物理教学难以达到预期的目标,妨碍了创新能力人才的培养.
2.教学模式陈旧
很多教师对物理实验教学的认识不到位,在教学过程中很难对实验教学下功夫.一些教师在实验课教学上用的精力很少,教学方式单一而且枯燥,导致的结果是教师不想教,学生不想学,上实验课变成了实现完成新课程标准规定的任务,很难引导学生去主动学习,难以发挥学生的积极性和主动性.有些教师在做实验课时担心学生在规定的时间内完不成任务,不给学生想象和理解的空间,甚至剥夺了学生动手和创新的机会,学生的能力当然得不到提高.另外,由于学校的器材不够,做实验时只能分组进行,导致很多学生没有亲自动手有机会,最后只能问问别人得出的数据是多少,然后根据数据伪造实验过程,根本达不到实验教学的效果.
二、对苏北农村物理实验教学的思考
1.加大苏北地区农村物理实验教学投入力度
一方面教育主管部门要高度重视,给农村中学提供相应的实验器材,在种类上要补够,在数量上要补足.另一方面,由于受到经费等各面条件的限制和制约,在短期内农村中学的教学条件很难和城市相提并论,为了弥补这一不足,可以让学生自己动手,制作一些简单的实验工具.如在学习弹力时可以让学生去做弹簧计,学习重力时可以让学生去做不倒翁,通过这种方式可以加深学生对弹力和重力的理解,也可以培养学生的动手和创新能力,激发学生学习物理的热情.
2.对苏北农村地区的物理教师进行系统培训
世界在不断地发生变化,教学模式也应该随着时代的变化而变化,不能跟上时代变革的步伐迟早会被时代所淘汰.初中物理教师也要不断地学习,主动转变教学模式,对实验教学要有钻研和创新精神,要主动对实验教学进行研究和提高.另一方面,上级管部门对此要加强培养,给农村中学教师创造学习和进修的机会,定期对中学教师进行培训,让其接受新的教育理念,拥有新的教育思想.针对农村初中物理实验教学的薄弱环节,要加强引导,对教师实验教学要定期考核.
3.改革实验考核力度
在物理课程考试中,目前重点是关注学生对实验过程理论上的情况,对学生真正的动手能力不从考察,这种考察方式难以考出学生的基本技能.很多学生在教师对实验题研究的基础上,逐渐掌握了解题技巧,但真正动起手来却不知所措,纸上谈兵的现象非常严重.因此,对初中实验课考察要改变传统的考察方式,要重点考察学生的动手能力和创新能力,要把理论考试和实验操作结合起来,这样才能考察出学生的整体素质,才能督促教师重视初中物理的实验教学,才能为学生进一步深造打下坚实的基础.
三、结语
实验材料入库之后,整个材料间焕然一新,各项课堂中的实验活动也能有效开展,上课更加得心应手。学校的有些实验材料准备的量比较多,因为使用的频率高也容易损坏,比如试管、烧杯等玻璃器皿;而有些实验材料针对性很强,如显微镜只在六年级才会用到,平时基本上都处于闲置状态。而另一方面,学生探究科学的兴趣很高,却受限于没有合适的工具,找不到合理的获得渠道。如果能够提高这些实验材料的使用率,无疑会促进学生探究科学的积极性,也会极大地拓展学生的探究能力,提高学生动手操作的水平。基于这样考虑,笔者推出了实验材料申领制度,让每一位有需要的学生都能够及时地领取实验材料,完成他们的探究活动。在申领的时候有这样几个原则需要把握:有明确的实验目标,不能无目的地借实验器材瞎玩、乱玩;先还后借,对实验材料的去向有登记,保证材料的完备;借期不超过半个月,确保其他学生也能借到需要的材料,同时也可以督促学生尽快地完成自己的实验;如损坏则购买相同型号赔偿,鼓励学生正确安全地使用实验材料。基于这样的出借制度,笔者又设计了相应的实验材料申领单。学生可以在填写实验材料申领单之后提交给科学课代表,然后在每周二下午的实践活动时间进行统一领取和回收。
二、取之于“生”有序使用
1.需求搜集资源
在学生充分享受学校实验材料出借所带来的快乐时,也要根据需要向学生征集一些实验材料。比如春天来了,校园要开展绿色生态乐园的活动,需要一些种子。如果大批量购买一下子用不了这么多,而且会造成种类单一,不利于学生全面了解各种植物。于是开展了“大梦想小种子校园征集”活动,让学生将自己的梦想写下来,选择一个属于自己的“种子物语”,制作成可爱的便签和自己的种子一起交到材料室。随着种子的播种,自己的梦想也跟着一点点实现。在这个过程中,学生既学习了和植物有关的养护知识,又培养了他们热爱科学、追逐梦想的情感。而在上溶解单元和沉浮单元时,因为对食盐和糖的需求很大,同时各种物体的沉浮状态也不相同,因此在课堂上向学生征集信息。学生带来的实验材料不仅满足了课堂的需要,而且各种材料也丰富了学生对物体沉浮的认识,让他们积累了更多的科学经验,帮助其形成正确的科学概念。
2.合理归类自助取用
学生的材料包也是一个非常有效的资源搜集渠道。实验材料包中以价格较低廉、制作工艺相对简单、不具有长期使用价值的材料为主,所以是比较理想和方便的一次性实验材料。如果在开学初就全部下发给学生,那么就会造成有些学生忘记带、有些学生在需要用之前就丢失了的局面。所以在学期初对材料包进行了重新整合与优化。以教科版五年级下学期的材料包为例。其中对各类材料进行分类包装的小塑料袋,搜集起来既可以用在冷热水的沉浮实验中,也可以用来装种子、捕捉空气等;橡皮泥既可以用来做小船,也可以进行组合用来做“沉的物体会受到浮力吗”这个实验,还可以用来做密封材料;滑轮因为组装之后很难再穿过绳子,用在这一课不太理想,改为六年级的备用材料,这一课用实验室的钩码代替,效果很好,也方便在水中固定;有些材料可以四人小组合用,如果有材料损坏可以及时替换,也可以利用多余的材料进行二次实验;有些材料不够,可以几位同学拼在一起使用,让实验效果更加明显。重新组合过的材料,让学生的实验探究变得更加有效。
三、搭建活动平台有趣使用
实验材料是为学生更好地进行科学探究服务的。如果在整理之后就束之高阁那就违背了新课程的理念。新课程强调科学课程应具有开放性,“这种开放性还表现为,要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习,将学生的科学学习置于广阔的背景之中,帮助他们不断扩展对周围世界科学现象的体验,并丰富他们的学习经历。”基于这样的理念,笔者在课堂之外为学生们创造了同样丰富的科学探究内容。其中,既有学生突然闪现思维火花的短时探究,也有需要耐心的主题式长时探究。
1.奇思妙想动脑玩科学
学生通过科学课堂的学习,对生活中与科学有关的事物产生了浓厚的兴趣。有些是与季节更替有关的,有些是看书看报时得来的灵感,这些思维的火花如果进行适当的引导,就会成为火种,点燃他们进一步探究科学的欲望。小雪花大学问冬天的第一场雪让学生对水结冰产生了浓厚的兴趣,伴随着同学们的欢呼声,却给大家的出行带来了大问题,好多同学放学回到家都特别迟。原来,很多汽车因为下雪地面结冰而打滑,发生了不少交通事故,造成了线路拥挤。那么,在遇到道路结冰的情况下,交警部门是如何除冰,保障大家的出行安全的呢?钱塘科技组的同学们和科技杨老师一起对这个问题进行了研究。首先,杨老师准备了两份冰块。让同学们在一份冰块中加入足量的食盐,另外一份不加食盐。然后,分别将装有自来水的小塑料袋放入冰块中。接着,各拿一个碗盖住,上下摇晃。倒数二十下,见证奇迹的时刻到了!加了盐的冰块中的水已经结成了冰,而未加盐的冰块中的水还是液态。这是为什么呢?原来,冰盐融化的过程中不断从外界吸热。起初,冰吸热在0摄氏度下融化,融化水在冰表面形成一层水膜;接着,盐溶解于水,变成盐水膜,由于溶解要吸收溶解热,造成盐水膜的温度进一步降低,从而让塑料袋里的水迅速结成了冰。除了可以用盐来除冰,同学们根据所学的知识,还想出了很多雪天出行的好方法。比如适当慢一点,对挡风玻璃进行除雾,刹车不要太急,在道路上铺上草垫增加摩擦力,特别恶劣的情况下还可以考虑给汽车轮胎绑上防滑链,等等。书包减负“神器”出炉!“看到青年时报给书包减负的报道,我们想,是不是可以把我们的科技社团的制作加工一下,变成书包超重报警器,也能帮助减轻书包的重量!”学生通过一则新闻报道,想到前段时间学习过的和电路有关的科学知识,突发奇想。说做就做,大家从科学工具袋和学校的实验器材室里挑了一些东西——3根导线、1个灯泡或1个报警器、1节电池、1个弹簧、1个注射器或管状容器、1根用来捆绑的绳子、1个挂钩、1段铁丝。大家找齐了材料聚集在科学教室,吭哧吭哧地捣鼓起来。经过几天的“奋战”,一个书包减负“神器”诞生啦!还引来了青年时报牛通社和杭州市电视台等媒体的关注。
2.主题活动动手学科学
试验结果
1试件破坏过程
该试验中,与传统节点相比较,核心区采取加强措施后,夹心节点试件的破坏过程和破坏特征并没有明显改变,与国内其他类似试验研究[4-7]情况基本一致。试验过程中最先出现梁弯剪裂缝,而后是核心区剪切裂缝出现;随着裂缝的开展,梁纵向钢筋与节点箍筋及部分竖向短筋、柱纵筋先后进入屈服状态;加载后期框架梁裂缝发展缓慢,核心区裂缝迅速发展成网状,并向上下柱端延伸,直至节点混凝土破碎、剥落。试件失效时,框架梁变形明显,核心区破坏较严重,试件均为节点箍筋屈服后核心区斜压型剪切破坏导致失效。各个试件试验过程中核心区形成比较明显的X形裂缝,梁端破坏也比较严重。后期加载过程中,核心区保护层混凝土劈裂成锥形,延伸至柱端,损伤部位基本都集中在节点核心区;但加插短钢筋后的试件G2-G4核心区裂缝发展及柱端破坏情况要轻于传统构件G1,试件损伤主要集中在梁端和节点区。
2试件破坏形态
反复荷载作用下,各个试件的裂缝分布图和试件的破坏形态照片如图2所示。
3梁外端竖向荷载-竖向位移曲线
梁端的荷载-位移滞回曲线见图3(只列出左侧梁端的曲线)。
试验结果分析
1受压承载力
对夹心节点采取加插短钢筋措施主要是用来解决抗压的问题的,通过对4个试件的柱纵筋应变的研究,发现即使到了较高位移延性下,柱筋也只是个别测点才屈服,且短筋较多的G3柱筋屈服程度明显轻于其他构件,这说明加插的短钢筋抗压效果比较明显。依照国内外单调轴压试验的研究结果[8-11],楼盖采用较低强度等级的混凝土时,夹心节点核心区可能出现受压破坏;当柱与楼盖混凝土强度比小于1.4时,夹心节点试件核心区轴向受压承载力不低于柱端,此时受压破坏的部位可能出现在柱端。由于我国规范有严格的轴压比限值,轴向压力作用下框架柱发生受压破坏的可能性较小,但承受弯矩较高时可能发生偏心受压破坏。因此对夹心节点采取一定加强措施是必要的,采取加插短筋措施的构件提高了夹心节点的抗压能力,短筋分担了柱筋在节点周围的压力,使核心区和柱端发生受压破坏的可能性减小。该次试验中,试件的试验轴压比超过0.4以上,这种情况下,没有发生核心区轴心受压破坏、偏心受压破坏,也没有出现轴压比较高导致试件抗震性能严重降低的情况,夹心节点的抗压性能并不低于传统节点试件。因此可以看出,加插短筋是一种行之有效的解决抗压的措施。
一、改“观看”实验为“观察”实验
根据学生的认知水平和实验内容设计具有启发性的引导措施,使学生能够明确在实验中应该观察什么,找出门道。比如,在演示测定小灯泡额定功率的实验中,老师要引导学生按照一定的思路进行观察和思考,先让学生观察电路图的特点,然后老师引导学生观察在实验中变阻器的作用,电阻器被调节以后会出现什么情况等等。在演示实验中,老师要引导学生认真观察,对每一个细节及变化都要引起学生思考,只有在实验中认真观察,学生的思维才能更加活跃,并学到知识、提高能力。
二、改演示实验为分组实验
为了在教学中能关注全体学生,老师改变演示实验的操作实施方法。将实验的形式分为小组合作的形式,即在教师的引导下,由教师的操作变为学生的操作,使学生在独立操作的过程中懂得如何获得物理知识。学生在物理实验的操作过程中和其他学生共同参与,锻炼了合作的意识和精神,这是教师在课堂上单独做演示实验所不能达到的效果。例如,在做凸透镜成像这一物理实验时,如果教师单独做演示实验,学生只是从视觉感官上去感知物理现象,不能真正理解物理现象的本质,如果将这种演示实验改成学生分组去做,学生就会真实地观察到物理现象,从而对于物理原理的理解会更加深刻。所以,对于一些学生容易操作的物理实验,教师完全可以让学生分组去操作,让学生在分组实验过程中,既能锻炼自己动手操作的能力,又加深了学生对物理知识的理解,学生之间又可以相互交流、相互讨论、共同探究、共同提高,增强实验教学的效果。
三、重视实验操作,让学生到实验室去做一做
从新课改理念来看,高考物理非常重视学生的动手操作能力,物理实验的分值比例越来越高,实验考试的目的就是将经过实验操作的学生和没有经过实验操作的学生区别开来,进而提高物理实验的重要性。同时,即使高中物理教材中的实验如果学生不去独立操作,也不能真正理解实验背后的物理原理。所以,对于在高中物理阶段所要求的实验目标和任务,学生必须要按照要求亲自去操作和锻炼,只有学生自己亲自操作物理实验,才能准确把握实验背后的物理原理,增强对物理知识的理解和掌握。
四、重视实验的归纳与总结
学生到了高中,学到的知识越来越多,难度也越来越大,所以,学生的思维也就越活跃,到了高三阶段,应该站在更高的角度,对以前的物理知识和物理实验做好总结,把所学到的知识系统起来,比如“电源电动势和内阻的测量”,这样实验可以利用多种方法进行测量。学生通过对实验的总结和归纳,会对旧知识有了更加系统的复习,加深了对知识的理解和掌握,提高了学习效率。
五、开展实验设计方案评比活动,让学生施展创造才智
在物理教材中,有很多关于实验的题型和需要讨论的问题,针对这些问题,老师可以引导学生找到研究的方向,鼓励学生自主设计实验的方案,通过老师对学生设计方案的审阅,选出有创造力的、有一定水准的作品,定期给学生机会让他们展示和实践,这样会激发学生不断创新的兴趣,并能长久保持这种创新欲望。总而言之,在高中物理实验教学中,教师要起到引导作用,使学生从看实验转变为观察实验,从传统的教师演示实验转变为学生的自主实验,给学生提供相互交流和观摩的机会,只要符合学生的发展特点,实验的效果就会明显提高。同时,在实验中注重培养学生的观察能力和创新能力,使学生生动活泼、积极主动地发展,提高学生的综合素质和教学效果。
作者:顾先伟 单位:江苏省盐城市射阳县高级中学
VRML(VirtualRealityModelingLanguage)是一种用于建立真实场景或三维场景的建模语言,它和HTML一样,是一种ASCII码描述语言,具有较好的硬件平台无关性。该语言通过文字描绘定义雾、动画、光、纹理映射等概念,然后再通过创建一个在三维空间中航行的命令,这些指令由再现器(Render,一个内置于Internet浏览器中或外部的程序)解释执行。1997年12月正式VRML作为国际标准,1998年1月正式获得国家标准组织ISO批准,简称VRML。VRML文件通常由文件头(Header)、事件的路由(Route)和场景图(SceneGraph)组成。文件头表明其遵循的国际标准及文件的属性。事件的路由可以将一些节点产生的时间传给另外的节点,从而使物体产生改变颜色、发出声音等特殊效果,使或三维空间里的物体产生运动。场景图定义了三维空间的物体及其属性。由于通过VRML可以将复杂的3D术语转换成动态虚拟场景,尤其是其可跨平台性和交互性强,从而使虚拟现实(VR,VirtualReality)在Internet上的应用更加广泛。
2构建虚拟世界
虽然VRML文件比较小,用户在创建虚拟场景时,较为困难的是如何构建一个相对复杂的三维几何体。让困难加倍的是,一切都需要用户从几种最基本的几何体入手,因为VRML并没有提供更高级的几何造型。因此,这就需要一个颇为有效的VRML生成工具。一般情况下,三维虚拟世界的建立依据的是现有的商业CAD软件。比如,在具体实践中,我们可以提供最常用的VRML输出接口,而且具有即时修改和所见即所得的特点。我们用3Dmax与VRML相结合的方法来进行演示制作。构建成一个基于VRML的三维虚拟世界需要我们在操作过程中,制作与修改同时进行。具体流程如图1所示。构建虚拟世界的具体操作:
①在3Dmax环境下制作动画及三维模型。
对于那些比较复杂的机械零部件要先用AuCAD来建模,然后通过3Dmax制作动画。
②优化处理三维场景。
3Dmax语言提供的优化器用来优化三维场景。尽可能地减少常用模型的分段数,以减小文件所占的内存空间,当然前提是不影响实际效果。
③VRML文件的输出。
VRML文件的输出是通过3Dmax软件文件菜单下的输出实现的。
④加入VRML节点以实现动态功能控制。
基于没有经过任何组织3Dmax输出的VRML文件,只是一些相对独立的节点放到了一块,就没有办法对他们进行控制。所以,应该加入VRML节点。再用Group、Transform把它们按照层次组织起来,构成示意图;并通过Route语句、TouchSensor节点和TimeSensor实现鼠标来控制动画;利用Anchor节点实现VRML虚拟世界中不同视点之间的相互切换等,一般的实现过程如图2所示。
⑤优化处理VRML文件代码。
我们对VRML文件代码进行优化的同时,要考虑到目前Internet的浏览速度、网络资源等限制因素。比如减少后续编程及VRML文件大小可以利用VRML语言本身提供的语法特性减少重复定义和描述。要提高网页的浏览速度,用LOD节点定义复杂模型的不同细节减少复杂模型重现时多边形的数目;避免重复描述结构相同或者相似的构件,可以采用DEF/USE节点来处理。
3实现交互功能
真实性和实时交互性是三维虚拟世界的远程虚拟物理实验教学系统最重要的特点。VRML支持的交互功能共有两类:
①Script节点产生的交互。
VRML的Script节点是一种控制传感器和内插器的节点,用来改变和定义场景中对象的行为和外观、VRML与外部编程语言程序的实现、VRML的交互性。通过程序设计(Script节点)可以解决利用交互节点产生的交互对网络及服务器要求较高,产生的反应延时等问题。当Script初始化时,程序会调用Script节点中的Java,并将命令从Java传递到VRML,由VRML文件中域的定义在Java程序中使用。事件在VRML场景中被检测到并传递给Java,由Java作出反应,反向进行也是这种传递的一大亮点。通过Script节点可以开发一些实时性的、多线程的交互操作程序,也可以实现场景与数据库的实时交互。
②由交互节点产生的交互。
一、分组实验生活化
分组实验是学生在实验室中,在教师的指导下,自主进行的实验。在《科学》七至九年级的教材中都安排有一定的分组实验,如《科学》八年级下册的学生实验“二氧化碳的制取和性质研究”。此类实验都是使用实验室的仪器和药品做实验,做多了学生容易产生疲劳感。为了给学生一个新鲜感,同时也更好地了解生活中的科学知识,笔者对分组实验“二氧化碳的制取和性质研究”作了如下改进。首先在实验器材上,把稀盐酸换成白醋或醋精(超市有售,乙酸的浓度可达30%,酸性不比实验室的稀盐酸弱,而且生成的乙酸钙易溶于水,不会包裹在大理石表面);澄清的石灰水让学生用茶叶、饼干里废弃的石灰干燥剂泡制(主要成分是氧化钙);紫色石蕊试液用紫罗兰花瓣代替;锥形瓶用带密封盖的塑料杯代替,盖子上钻孔,插漏斗和塑料管后,用粘合剂密封;烧杯、集气瓶和试管用玻璃杯或塑料杯代替(见图4,可用作集气瓶);橡皮管和玻璃导管用塑料管代替。其次在实验过程中组装一个跟图5类似的装置来制取二氧化碳。接下来把一支点燃的短蜡烛固定在玻璃杯底部,缓缓倒入二氧化碳来验证二氧化碳的灭火性;取一只小一点的塑料杯,注入少量澄清石灰水,通入二氧化碳,观察现象;取一只塑料杯加少量水,放一瓣紫罗兰花瓣,通入二氧化碳,观察花瓣颜色的变化。(注意:用作收集气体的塑料杯上的盖子不要盖得太紧,以便让上面的空气能排出。关注生活、关注问题是科学实验教学的两大重要支点。将分组实验生活化,有助于学生发现生活中的科学问题,再应用科学知识去解决问题,既培养了学生的学习兴趣,又提高了学生的实验和探究能力,同时也启迪了学生的思维。
二、实验作业生活化
作业是巩固知识、反馈教学效果的重要环节之一,是促进学生认知、技能与情感协调发展的重要途径。在实验教学中,学生对书面作业做多了,往往会觉得很单调、乏味,没有成就感。因此,笔者把一部分作业变成了只需动手而不用动笔的实验作业,效果很好。例如,在《科学》七年级上册做完“测量石块和盐水的密度”实验后,笔者给学生布置了一个家庭小作业:“测量红豆和糖水的密度”。实验器材调整为:电子秤(见图6)、塑料量杯(一部分的止咳糖浆中有,只需注意收集)(见图7)、红豆(黑豆、黄豆等均可)、塑料杯、开水、糖。测量的结果填入课本P137的表格,跟石块和盐水的密度进行比较。作业的功能不应局限于巩固和检查学生知识的掌握情况,而应遵循学生生活的规律,以密切联系学生生活的主题活动为载体,重在体验和实践。笔者的实验作业便是基于这个思路去设计与实践的,尝试后发现效果不错。这样的作业既丰富多样,又能引起学生的学习兴趣,还能让学生在完成后获得成就感。教育家陶行知先生提出了“生活即教育”“社会即学校”的教育理念。当代心理学研究也表明,青少年认识和感知事物,是有一定的过程和规律的,它往往是由感性到理性、由现象到本质、由直观到抽象等。课堂是学生成长的场所,科学实验教学中融入生活情境,多了一份生活的自然,不牵强、不刻意,在不经意之间让学生掌握了所学的知识和实验的技能。“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”,在科学实验教学生活化,把课堂还给学生的探索上,我也会将一如既往地不断努力探索,以促进科学实验教学的有效高效发展!
作者:项仁土 单位:浙江上虞区永和镇中心学校
一、明确目的,把握整体
《动物生物化学实验》的课程安排是由10个小实验和1个综合性的大实验组成的,每个实验从表面上看都有很强的独立性,相互之间联系不大,但其实不然,整个实验的安排有内在的联系,组成了一个统一的整体,使学生在学习实验理论、培养动手能力的同时,对整体动物生物化学的理论课程有了更加深入的理解和认识。为了达到好的教学效果,在每次实验前进行讲解时,都要首先明确每个实验的目的,使大家能更好的理解为什么要做这个实验,这个实验有什么实际或者理论上的应用。目的明确了,才能使大家理解更深,知识掌握也更全面。除了明确每个实验的目的外,在给学生讲解实验的时候,还需要把看似独立的一个一个的小实验,放到实验的整体背景下,让学生对每个实验存在的地位和目的有整体上的把握,尽量减少“只见树木、不见森林”情况的出现。根据实际效果来看,通过把每次实验的背景和意义都讲解清楚,学生对实验课的理解就更深入,减少了每个具体实验学习的时候都明白但在整个实验课都学完后又糊涂的现象,提升了整体的教学效果,也加深理解相关的理论知识。
二、做好预习,认真准备
学习知识的时候,预习是必不可少的一个环节,很多时候学生在学习理论课的时候,还能够进行预习,但对实验课的课前预习重视不够。每次实验结束后,笔者都把下一次要做的实验告诉大家,在下一次实验前需要预习,预习的重点有两个方面:一个是实验的基本原理,因为实验是与理论课相结合的,所以实验的基本原理学生基本很容易就可以掌握。预习的重点就更侧重另外一个方面:实验步骤。预习不仅仅是把实验步骤简单看一下,了解一下要做的实验过程,笔者要求大家能把实验步骤总结出来,最好能做成一个简易的流程图,在不看课本实验报告的时候能够把实验步骤背出来。比如在《动物组织中DNA的提取》实验中,至少让大家总结出来实验步骤是取组织破碎细胞去除RNA去除蛋白质和其他杂质沉淀DNA。这样在进行实验时,学生就会对整个实验有所了解,有效地避免了很多学生看一个步骤,做一个步骤,最后不了解自己到底做了什么的情况出现。实际上预习可以看作是学生对实验课理论知识的准备,除了理论知识准备外,还需要作实验材料、实验试剂以及器材的准备,而实验试剂及器材的准备在实验教学中往往容易被忽略,因为这些一般都是实验教师提前准备好的。学生做实验的时候基本都是按照实验步骤,找到相应的已经准备好的试剂器材取用,往往对试剂或者器材本身的作用和特点忽略掉。笔者在上课时常常告诫大家:“做实验和做菜很相像,做菜的功夫固然重要,但是食材的准备隐含的东西在某种程度上更为关键”。例如蛋白质盐析实验中最重要的是饱和硫酸铵试剂,大家取用的时候常常发现烧杯玻棒包括手上经常会粘上白色粉末状物质,这个试剂笔者常常让学生在上一个实验结束的时候,挑两个同学当面配置,这样大家对饱和硫酸铵试剂的配置过程就有了了解,对于饱和硫酸铵中硫酸铵的量有了直观认识,有助于大家理解盐析的原理,下次取用试剂时也会注意到很多细节,比如取用过后迅速洗干净容器等,养成一个良好的习惯,认真的实验准备对提高实验教学能带来事半功倍的效果。
三、严谨操作,紧抓细节
记得笔者上大学实验课的时候,笔者的老师就教导我们“实验课最重要的不是获得了一个好的实验结果,也不是学会了操作一个仪器,最重要的是养成了一个好的习惯,一个科学的做实验的习惯”。笔者对这个思路是非常认同的,实验理论可以学习,实验操作经验可以慢慢积累,唯有实验习惯很多时候一养成是陪伴终身的。那么如何培养好的实验习惯呢?笔者的做法是从细节入手,从一进入实验室开始,就从细节上对大家严格要求,从最基本的桌面整洁做起,试剂归类放置好,并在实验过程间隙随时整理。整个实验过程是由一个一个仪器的小操作集合而成的,如果仅仅笼统的要求大家认真做实验,并不能起到很好的效果。在做实验前,笔者会把重点仪器的实验规范教给大家,比如移液器的用法、离心机的用法等,尤其在大家进行操作的时候,笔者会不断巡视,发现问题及时纠正,有些共性的容易犯错的地方,再召集大家强调一下。很多仪器在多个实验中都会用到,这样经过多次使用巩固以后,基本做到了每个学生对仪器都能按照正确操作流程进行操作,养成了一个良好的习惯。
四、课后报告,完善总结
由于实验课程的特殊性,实验课的成绩在很大程度上都是实验报告的成绩决定的。在早期的实验教学中就发现很多学生为了实验报告更出色,对实验结果进行修改抄袭甚至编造,由于每位实验教师经常要面对20~30位学生,即使把实验结果记下来,也不能及时杜绝这种现象。笔者在教学中不断摸索总结,提出了一个新的解决问题的思路,在每次上课前都会给学生讲清楚,一定要如实记录实验结果,如果发现有抄袭甚至伪造数据等有违科学精神的行为,本次实验成绩一律0分。这样从打分制度上进行了小的修改,结果是显而易见的,学生在做实验准备时比原来认真多了,并且也严格按照操作规程来进行,因此就取得了较好的实验结果,有些偶然因素或者失误导致的结果不理想,学生都能积极主动的要求重复实验,有些客观原因不能重复实验的,就把实验失误的原因分析清楚,一样可以取得好成绩。通过这样一个小小的改革,结果是显而易见的,已经杜绝了完全追求实验结果的现象,大家的精力被吸引到了认真准备和谨慎操作上面,同时对实验过程及出现的结果,学会了进行详尽的分析总结,即使没有取得预期的实验结果,也能从里面学到很多知识,为以后的学习打下坚实的基础。在新的形势下,《动物生物化学》实验教学也面临着新的机会和挑战,这就要求教育工作者要不断开拓思路,适应外界环境的改变,提出新的方法和见解,从调动学生学习的主动性入手,努力把学生培养成高素质的人才。
作者:鲁维飞单位:河南农业大学牧医工程学院
一、改变转化反应的速度
一些化学实验需要较长的时间才能完成,而由于受到课时的限制,教师难以将化学实验搬进课堂,为学生演练整个实验过程。然而,如果使用多媒体手段,这个难题就迎刃而解。比如针对“铁生锈”这个实验,做完整个实验流程一般需要10天左右的时间,教师可以利用电视录像记录整个实验过程,然后再加以一定的技术处理,将整个实验过程中有明显现象变化的部分剪辑出来,再在课堂上播放给学生看,就可以让学生在短时间内知晓铁生锈的过程,不仅节约了课堂时间,还可以让学生观察到明显的实验现象,增强认知感。另外,还有一部分化学实验是在瞬间完成的,整个过程很难分步观察,教师可以利用多媒体虚拟实验,采用“重放”“定格”和“慢放”的技术功能帮助学生观察。比如可以设计Flas模拟实验室制取二氧化碳气体的过程,帮助学生清晰观察整个实验反应过程。
二、扼杀危险因子
在化学实验教学中,有许多实验现象是无法直接感知的,而且不乏一些危险系数较大的实验,教师不能为了加深学生对实验的印象,而冒险用危险实验去直接验证结论。但是使用多媒体技术模拟这些实验,可以将危险因子扼杀在摇篮之内,让学生留下终身难忘的记忆。比如演练“加热高锰酸钾制氧气”这个实验,实验结束前的最后一个步骤是熄灭酒精灯并撤走水槽。在实际教学中,对于这个过程的留心之处在于先撤走水槽,然后再熄灭酒精灯。如果顺序颠倒,有可能导致水倒流,进而导致试管炸裂,伤害人体。对于这样一个错误的操作过程,教师不能用实验直接演示给学生看,而是可以通过Flas来模拟水的倒流与试管炸裂的过程,加强学生的印象,促使他们养成严谨的科学精神。诸如此类的实验还有很多,比如将水倒入浓硫酸中,稀释浓硫酸;一氧化碳还原氧化铁时,先加热后通一氧化碳。这类危险性实验都可借助多媒体演练。
三、化抽象为具体
化学概念基本都是繁杂、抽象的,诸多概念难以让学生在短时间内接受和理解。比如对于物质的微观结构内容,既看不到,又摸不着,很难让学生充分把握这些化学内容。在传统教学模式下,教师基本借助挂图和模型,再加以一定的语言讲解让学生理解这部分知识。虽然这样的教学方式有些许成效,但是对于微粒运动变化的过程却无法利用挂图与模型充分展示,这样的教学方式固定、僵化,因而难以收到应有的教学效果。借助多媒体计算机技术可以将微观抽象的化学内容进行二维或三维模拟,利用图形、图像、文字、动画或视频等方式为学生提供丰富的感性材料,将难以演练的实验具体化,将难以想象的微观世界宏观化,使学生透过现象看本质,突破化学教学的难点与重点。比如教师可以利用多媒体动画方式将“原子”的内容宏观化,让学生通过氧化汞分子的分解实验理解原子改变,这种变小为大的演练流程可以帮助学生更好地理解化学知识。
总之,在化学实验过程中借助多媒体技术演练实验流程可以收到意想不到的效果,不仅可以使化学实验直观化,还能培养学生的观察、推理和综合概括能力。教师要正视多媒体的作用,促进学生的全面发展!
作者:陈岭单位:邵伯镇昭关中学
一、从课程标准到实践教学
化学原本就是以实际操作为基础的一门科学。《课程标准》指出:“化学实验是学生学习化学、实现科学探究的重要途径,也是全面实现化学课程目标的基本保证”。课程改革针对化学教学进行了翻天覆地的改革,强调了以实验为主要真的的教学方式,不仅仅能提高学生的动手能力,培养化学学习的学习热情,还能促进学生的严谨科学态度。化学实验室就是一个阵地,是学生把自己学到的知识真正运用到实际操作当中去的重要阵地,只有我们把实验室的建设和管理到位,才能为一切提供重要前提,发挥实验室的阵地作用,它是唯一而又不可代替的。
二、实际教学过程中的实验课程开展的思考
在课改形式下,我们要提高教师的实验能力,把过去的书本教再动手做的模式转变成学生产生疑问,我们再引导学生深度探究的新的化学教学模式。有一些化学实验很难看到效果,或者效果十分不明显的情况下,引导学生多次反复验证,让学生自己在实验室中寻找问题的解决方法和结论,而不是直接告诉学应该怎么做,从而提高化学教学质量。
三、顺应当今课改状况下的实验室使用状况,调整实验室建设
当今的教学模式有了很大转变,我们面对教学的重大改革也发现了许多问题,比如,过去我们实验室中已有的各种器材、药品都远远不能满足当前教学的需要了,大大的阻碍了实验教学的有效性,正因为如此,我们要增加与一线教师的沟通,共同研究教材和教学大纲,制订实验室的采购计划,无论是实验仪器,还是药品,都需要详实确切,不能有一点马虎,这直接影响到实验室的有效开放和化学教学的有效开展。
四、树立为教学服务的大局观念
化学实验室负责教师的素质,直接影响到化学课程改革的进程,这样说一点都不为过,有了过硬的教师队伍,才有了最优质的实验室。我们要改变思想观念,把过去只是管理的思想转变为一种大局服务观念,开放实验室接受教师和学生们的监督,更好的为化学课程服务,更加人性化的管理,提升实验室的应用效率,把课堂和实验室有效的结合在一起,充分发挥资源的作用。实验室教师秉持着更好的服务教学的态度,为学生和课程之间架设起一座桥梁,使化学教学走向成功成为一种必然。
五、结语
总之,在课程改革的前提下,实验室已经越来越重要的存在于课程之中,能够利用这一阵地,提高教学质量,让学生真正的在学习中培养能力,都取决于我们对于实验室的实际运用是不是有效,这一课题值得我们实验室教师深度思考,认真研究。
作者:高扬 单位:河北省秦皇岛市山海关区第二中学
思维的灵活性反映了思维过程的灵活程度。具备了这种灵活性的学生能从不同角度运用不同的知识与方法思考和解决化学问题,并得到多样化的思维结果。课堂上,学生能否迅速地引发联想,建立联系,能否进行自我调节,迅速地调整原有的思维过程,是训练学生思维灵活性的关键所在。换言之,联想能力的强弱关系到思维的灵活程度。因此,在实验教学中,教师可以有意识地将典型的化学实验进行多角度的“变式”,有针对性地训练学生的联想能力,进而促使学生领悟知识间的纵横联系、加强演绎推理能力、丰富和发展自己的想象力,最终提高学生思维的灵活性。
1.1以问题指引探究,训练正向联想
正向联想是有预定目的的,并以完成某项任务为方向的联想。按问题所属,执因索果,沿着隶属关系、因果关系的途径探索方法,进而推断出问题的结论。案例2一次“试管版”气体制取装置的“展示会”在案例1的基础上,教师向学生巧妙地设置新的“疑惑点”,明确提问:“在你所组装的实验装置中,哪些适合于实验室制取气体?”学生们以“气体制取装置”为方向,迅速展开正向联想,回忆学过的制取氧气、氢气、二氧化碳等典型的气体制取装置,对不同的气体制取装置进行研究,总结关键要素,进而根据“反应物状态、反应条件以及气体的性质等因素确定试管口的朝向,并从组合好的装置中筛选或改装适合制取气体的实验装置(如图2)。
1.2由结果领悟方法,训练逆向联想
教师在实验教学中应当加强学生逆向思维的培养,引导学生从问题的相反面进行深入的探索。案例3一套试管简易装置的功能“开发”如果把案例2中由“实验目的”设计“实验装置”的思维方法看作正向思维,那么由“实验装置”分析“装置功能”则可视为逆向思维。在学生们展示完如图2所示等实验装置后,教师适时向学生展示了另一套装置(图3)并提问:“这套装置能否代替上述的气体收集装置?”此时,教师引导学生不要停留在该装置的形态分析上,鼓励学生自己动手将这套装置连接到气体发生装置中进行探究。学生在组装过程中发现了导管口的多种连接方法(图4),进而通过对各套实验装置的探究验证,终于得出结论:该装置具有多项功能,可以用来收集气体,即向上排空气法、向下排空气法和排水集气法,还有洗涤气体的功能。
1.3迁移实验情景,训练相类联想
相类联想,即从性质接近、形状相似的同类内容入手。案例3中,教师将相同的装置(图3)倒过来组合到气体发生装置中成为新的两套气体制取装置(图5),将其与学生的实验装置(图4)放在一起,引导学生再次仔细对比导管的连接方式,通过探究得出对该装置功能的新认识。上述的联想方法是相互贯通、相互渗透的。教师在实验教学过程中,应该根据实验教学内容的特点,通过化学实验转换问题情境和条件,因时制宜地对实验问题进行“变式”、“类化”,以促进学生思维灵活性的发展。
2拓展学生实验过程的宽度,提高学生思维的批判性
传统教学中,照本宣科多于讨论研究,抑制了学生批判性思维的发展。所谓思维的批判性,就是思维活动中的独立分析和批判程度。化学实验思维的批判性表现为:敢于质疑实验结果或有关结论的错误;敢于改进和优化实验的操作和装置;敢于对实验思维过程或方法作出评价,并根据问题及时调整思维的过程和方法,善于对思维过程和结果进行检验反思,并从中筛选最佳的方案。案例4一套“用试管制取气体”实验方案的优化过程在前例中,教师选取了如图6方案1的实验装置,让一组学生向全班演示用双氧水制取氧气的实验。演示结束后,教师引导:“请同学们评价一下这套装置用于制取气体的优点和缺点。”学生回答:“该装置优点是操作简便,缺点是不便添加药品和气体收集。”教师提问:“鉴于该装置的缺点,你们能否将其进行改进?”学生们经过进一步讨论分析后,各小组纷纷展示其改进的实验方案。学生展示1:“我们的方案(图6方案2)不仅便于添加液体药品和气体收集,还能控制反应速率。”学生质疑1:“该装置收集到的气体会混有空气,不纯净。”学生展示2:“我们的方案(图6方案3)通过多功能装置,采用排水集气法即可避免空气的混入。”学生质疑2:“双氧水分解反应后的水蒸气也会混在收集的气体中,该装置收集到气体仍会混有水分。”学生展示3:“我们的方案(图6方案4)通过使用干燥剂来解决水蒸气的问题。”……上述实验方案的优化过程,实质就是学生锻炼和提高批判性思维的过程。拓展学生在实验过程中的思维宽度,并非是增加实验内容和学习难度,而是通过抓住要领、质疑辨析、严格推断等思维过程,找出已知知识与未知问题之间的联系,实现思维结果的丰富和完善。
3突破教材实验素材的限度,促进学生思维的深刻性
思维的深刻性反映了思维的抽象程度和逻辑水平,以及思维活动的深度、广度和难度。化学实验思维的深刻性是培养和发展化学实验思维品质的前提和基础,也是学生通过实验现象的分析切实掌握有关知识的重要条件。案例5一个由“装置气密性检查”衍变出的“化学多米诺实验”检查装置的气密性,常规的方法如教材介绍(图7①),如果只靠机械背诵和记忆,难以深刻理解气密性检查的原理。教师在实验教学中,可以通过增加辅助仪器(图7②)、变换辅助仪器(图7③)、改变装置形态(图7④)等方式呈现实验问题,使学生在思考和解决各种形式的化学问题中,真正掌握装置气密性检查的原理:先让装置密封,再通过改变温度达到产生压强差的目的。此外,教师还可通过“化学多米诺趣味实验”(图8)帮助学生加深对压强与实验装置关系的认识。总之,化学实验为学生思维的深刻性的培养和发展提供了良好的条件。教师应该深入挖掘化学实验的教学功能,在教学中积极引导学生思考,使学生通过化学实验的“形”养成深刻的思维,以实现能力跨越的“实”。
4立足实验探究能力的高度,发展学生思维的独创性
初中生的知识建构水平相对较低,不可能脱离教师的指导独立探究,但是独创性思维必须从入门阶段就开始有意识的培养,因此,教师有必要在向学生传授各种实验方法、规范学生探究程序的基础上,根据学生的具体情况给予针对性训练,实施诱导型探究实验教学。在探究的过程中既扶又放,逐步培养学生的探究设计能力,促使学生的独创性思维发展。例如:根据前面五个案例,鼓励学生自主探究新问题“试管在固体反应体系是否也有各种不同的应用呢”,或者“将木炭还原氧化铜的实验装置中的试管口由略向下倾斜改为试管口朝上(图9)是否可行呢”,或者“改装后的装置具有什么优点”。图9木炭还原氧化铜的实验装置“木炭还原氧化铜”实验是教材中的典型反应,但按照教材的操作方法,这一实验并不容易做成功。与其牵强地对学生解释实验不成功的原因和“本应该有而事实上却没看到的现象”,不如以此来设置问题,逐步引导学生独立地探究这些问题。在本例中,学生的思维定势主要源于已学的“固固加热”装置中,试管口必须略向下倾斜,以防止冷凝水回流到热的试管底部而使其炸裂,据此,改装的“木炭还原氧化铜”装置似乎是“不可行的”,但通过实际操作却又能顺利地观察到明显的现象,学生由此而产生认知冲突,继而转变为对装置改装后的优点与注意事项等衍生问题的独立思考,获取更高层次的认知,包括:直立式装置比平卧式装置能在较短时间内获得持续稳定的高温,反应更快、现象更明显;直立式装置需要注意反应物的混合与用量;实验前需必要的预热操作等等。更重要的是,学生在这类问题的剖析过程中,开始养成敢于质疑、独立思考的习惯,不再唯课本而论,这不仅能使学生避免进入思维定势的误区,更能完善学生的认知结构,对优化学生的探究思路和实验作风,尤其是思维独创性的发展大有帮助。正如美国心理学家哈佛大学教授布鲁纳所认为:应当尽可能使学生牢固地掌握科学内容,还应当尽可能使学生成为自主且自动的思想家,这样的学生在正规学校的教育结束之后,将会独立地向前迈进。
5结语
一、要引导学生多观察、多提问和勤思考,培养学生的实验能力.
建构主义认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式获得的.学习是学习者主动地建构知识的过程,不是被动地吸收信息.所以教师在物理教学中不能为实验而实验,要有意识地留出时间,让学生自己去观察,对出现的各种现象,应多问几个“为什么”,教师在组织学生观察时应精心设问,启发学生的思维.例如,在讲“牛顿第三定律”时,教师可提出问题:(1)把铁球浸没在水中,弹簧测力计的示数怎样变化?圆盘测力计的示数怎样变化?两种测力计示数变化的关系如何?(2)两个测力计示数的变化说明什么?这样设问,鼓励学生积极思考,大胆质疑,使学生思维活跃起来,从而培养学生的观察能力、提问能力及创新思维能力.
二、把部分演示实验改变为师生协同实验.
在传统的物理实验教学中,课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于学生探究能力的培养.而将物理演示实验改为师生协同实验,让学生充分地动脑、动手、动口,能够发挥学生的主体作用.教师可边提出问题,边指导,学生进行实验,在实验中学生得出的结论有可能与应得的结论不吻合,经过教师的指导,学生反复实验,直到实验成功,让学生在主动否定自我和超越自我中得到能力的提升.
三、重视探究实验.
在物理实验教学中,教师应当把握科学探究的主要环节,运用实验启示学生自主地提出问题,作出猜想与假设,设计探究方案,进行实验操作,收集相关信息,得出相应结论,对实验进行评价,交流实验探究的成果.这里一定要注意有意识地让学生按照自己的想法设计实验方案,培养学生尽可能做到一个物理规律可用多个实验方案来探究.例如,在探究“自由落体运动的加速度”实验中,经过学生思考,分组讨论设计出多个方案:(1)利用打点计时器,打出反映重锤做自由落体运动的一系列点迹来进行探究;(2)用光电门计时的自由落体实验仪进行探究(获得多组速度v与时间t数据,描绘v-t图象进行探究);(3)利用直尺、停表记录物体下落高度和所用的时间进行探究;(4)用滴水法进行探究(找一敞口输液瓶,在其下方放一个金属盘);(5)利用在本地拍摄的频闪照片进行探究;(6)利用单摆进行探究.通过多个实验探究同一个物理规律,不仅让学生感到通过探究所获得结论是可靠的,更让他们感到课本上的实验不是唯一的,而且用不同的器材、不同的方法进行实验,更有利于发展学生的个性,活跃学生的思维,激发和满足不同层次学生的探究与创新欲望,达到不同层次学生的创新能力都得到培养的目标.在物理实验过程中,将同一套器材尽可能地应用于不同实验之中,凸显尽可能多的实验现象,发掘实验器材的新用途,从而实现创新.
四、拓宽实验方法.
物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理过程中常用的方法.常见的物理方法,如模型法(即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示)、叠加法(物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来,测量后求平均值的方法)、控制变量法(为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较、研究其他两个变量之间的关系)等.在物理实验教学中,教师不仅要让学生学会实验的具体做法,掌握一些基本的实殓技能,还要能根据典型的物理实验,引导学生及时总结归纳研究物理问题的实验方法.