时间:2022-06-15 10:58:46
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篇演示实验教学,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。
【关键词】演示实验;教学;丰盈
在教学中发现,实验题的得分率很低。并不是题目出得难,即使是考书本上的实验,效果也不好。虽然学校教学条件有限,但教学能做的实验一定做给学生看,从不偷懒、图简单不做。难道是学生不喜欢实验吗?基于教材中90%的实验为演示实验,于是就学生对演示实验的态度做了个小调查:你喜欢演示实验吗?为什么?有66名学生参与调查。其中回答喜欢的有48人,回答不喜欢的有18人。从调查结果看,多数学生是喜欢演示实验的,为什么实验题的得分率却不高呢?
静下心来分析学生喜欢的理由,才发现喜欢还是有不同的。在回答喜欢的学生中,有39名学生的理由是演示实验能增加对化学学习的兴趣,能帮助记忆实验结论,巩固所学知识。在这些真喜欢的学生中,有5名学生说,更喜欢亲自动手做实验,这样不仅可以锻炼动手能力,更能亲身体验化学变化的奥妙;有9名学生的理由是觉得好玩,这样的学生对于演示实验只是抱着看热闹的心态去看,看完热闹就完了,不去动脑思考实验要得到的结论是什么。
在不喜欢的理由中,有8名学生回答因为看不清楚现象;8名学生的理由是不能自己动手做实验,不能亲身体验做实验的乐趣;2名学生回答无聊,反正老师最后还得把结果告诉,不用看也能知道。
了解了学生对待演示实验的态度后,开始在教学上进行了一些改变,充分发挥演示实验的功能。
一、设计好演示实验前的问题情景,让学生带着问题去看实验
就好像一本书或一部电影一样,开始都要有一些悬念,把人的胃口吊起来,这样才有看下去的兴趣。做演示实验也一样。并不是所有的实验都很好看,学生也不知道重点该看什么。这时,教师要在实验前设计好一些问题,把学生的胃口吊起来,并能根据所给问题,知道该重点看什么。例如在做铁丝燃烧实验时,实验前给出下列问题:①铁丝为什么要做成螺旋状?②末端为什么系上火柴杆?③瓶底为什么要放少量水或沙子?④燃烧时有没有火焰,有没有烟?燃烧后的物质是什么样的?⑤燃烧有没有放热呢?学生通过思考这些问题,就知道该重点看什么了,就能比较全面地说出铁丝燃烧的现象,前三个问题也就会解答了。这样做的结果,有利于发挥学生的主体作用,也提高了演示实验的教学效果。
二、多邀请学生参与或独立完成演示实验
陶行知先生提倡在做中学。既然有学生想动手,那不妨让学生参与到演示实验的教学中来。简单的实验,学生能独立完成的就由学生独自完成,有难度的由老师来做,邀请学生来帮忙。当然,完成一个演示实验,需要的学生是有限的,那么,选择什么样的学生来参与实验呢?我是这样选择的:①实验比较简单的,选择那些成绩不太好的、有点粗心大意的学生来做;实验较难的,选择成绩相对好些、平时比较认真细心的学生来做。这样实验成功的可能性比较大,尽量让学生能体会到成功的快乐,尽量减少失败的产生;②对于性格外向的学生,虽然积极性很高,也不能每次都让他参与,多留一些机会给那些性格内向的学生,特别是一些女生,做完实验后一定不要忘记说一说他(或她)的功劳,并且一定要说声谢谢。多了几次这样的体验后,胆小、内向的学生也会变得积极、踊跃地参与演示实验了。
三、改进一些演示实验,增加趣味性和目的性
实验书上的有些实验也是不严密的,例如教材中验证二氧化碳与水反应的实验:把二氧化碳通入到滴有紫色石蕊试液的水中,结果石蕊变红色,结论是水和二氧化碳生成了碳酸。有些学生就产生疑问:怎么就能证明不是二氧化碳使石蕊变红了呢?为了消除学生的疑问和增加学生学习的兴趣,我把实验改成:先把干燥的蓝色石蕊试纸放在制取二氧化碳的导管口,结果试纸不变红色,证明二氧化碳不能使石蕊变色,接着把两端各放一张湿润的蓝色石蕊试纸的T型玻璃管竖着接在导管口,很快就会发现,下面的试纸变红了。这样学生就很容易理解是二氧化碳与水反应生成的碳酸使试纸变红的,同时还能证明二氧化碳的密度比空气的密度大。这样的实验比书上的实验有趣多了,学生非常喜欢。
四、鼓励学生进行“想象实验”,预测实验现象或结果
这所说的“想象实验”是指在一定实验基础上通过“想象”完成的实验。爱因斯坦创立“相对论”,许多实验就是在想象中完成的。有些实验,可以先让学生大胆想象实验的现象或结果,然后再做。例如,在演示二氧化碳灭火实验前,先让学生猜测蜡烛会怎样,是上面的蜡烛先出现那种情况,还是下面的蜡烛先出现那种情况。还有些实验在现有条件下没法做,这时教师也可以通过组织学生进行“想象实验”来完成。例如,在讲“原子的结构”时,无法做α粒子轰击金箔的实验,教师就可让学生根据书上的材料,在大脑中虚构一个空间,想象实验的情况,进而想象出原子内部的结构。指导学生进行“想象实验”,不仅有利于学生想象能力的提高,而且有利于学生直觉思维的发展。
五、利用多媒体来进行演示实验
说看不清实验现象的学生大多是坐在教室后面的学生,为了让他们也能看清楚,我尝试把一些实验改成在多媒体上完成,这样通过大屏幕,所有的学生都能看清楚了。例如,在学习选择实验室制取氧气的装置时,课前设计好课件,上课时大屏幕上展示出各种仪器,通过移动鼠标就可移动各个仪器,把它们组合在一起。并且通过动漫的形式把各种组合的优点和缺点演示出来,这样,学生既能看清楚,又感觉非常有趣,比实物演示的效果要好多了,还能节省药品的使用和上课时间。
【关键词】 物理;演示实验;多媒体技术
在新课程改革发展的今天,探求新的教学模式和教学方法,以提高学生学习的主动性和积极性,激发学生的求知欲望,改进课堂教学的效果,是每一位教育工作者值得认真考虑的问题。中学物理在新课程改革的目标和需求下,演示实验教学是学好物理的重中之重。因为物理学本身就是一门以实验为基础的自然学科,如果离开了实验或者不采用实验教学,也就违背了物理学的发展和物理学科的特点。所以,作为一名中学物理教师,做好演示实验是物理课堂教学中的重要组成部分,它是教师施展教学艺术的独特手段;它能够化枯燥为生动;化抽象为具体。演示实验的内容和方法有很大的灵活性。同一课题,教师可以用现成的实验仪器,也可以自制教具进行演示,有些实验由于实验条件的限制,还可以借助计算机辅助实验教学和实物录像。为了更好地发挥其作用,必须深入演示实验教学。
1 利用实验仪器做好演示实验
为了能更好地满足物理教学和学习物理的需要,国家已为各类学校配备了专用的实验仪器。这样一来,在物理教学过程中提供了有利的条件,我们就得努力为学生服务。物理本身就是一门以实验为基础的自然学科,而我们学习物理,让学生能懂得这些物理知识,不可能让他们离开学校到野外去慢慢地认识,而且只有这短短的一节课。所以,利用现有的实验仪器做好演示实验来模拟这些自然现象,探究这些物理规律。通过学生的认真观察,总结,结合生活实践,从而认识和理解物理,从中获取知识。
但是,对于同一课题,可以用不同的实验仪器,根据实际情况可以选择不同的实验仪器。比如,在八年级物理课的大气压这一课,为了证明大气压的存在和作用,大家都知道用马德堡半球实验来演示。而我又补充一个实验,选择两支试管,其中一支口径略小。在讲述之前先给学生一个悬念,在大试管中装满水,让小试管口朝上,直立漂浮在大试管中,然后倒置,则小试管和水将如何运动,水和试管会不会掉下来?顿时,学生就议论纷纷,直到做完实验,让学生看到了,结果出乎学生的意料之外,水慢慢的往下流,而小试管却慢慢的上升。如果不用实验来证明,只作理论分析,学生是很难理解而且也很难接受的。
2 利用模型和实物来演示实验
在物理教学和学习的过程中,有些现象和实验没有专门的实验仪器或者是不便于用实验仪器,这样,我们就得借助于生活中的某些机械或者物体直接展示给同学们。比如,在讲八年级物理杠杆一节,书上介绍一些生活中常见的杠杆,而用仪器来演示的是滑轮。为了激发学生的学习兴趣,我选择一种学生都熟悉的玩具挖掘机,同学们也感兴趣,而且也有同学看到过真实的挖掘机;然后来讲述它的工作原理,这样又直观、又生动,学生又容易接受。而且物理本身就是要变抽象为具体,变枯燥为生动。在探究压力、压强与受力面积的大小的关系时,我选择了三块同样的砖和一块厚的海绵来探究。选择这些实物来做实验,学生很快就接受了,而且都很深刻。
3 利用计算机辅助物理实验教学
在科学技术迅猛发展的今天,出现了诸如幻灯、投影、录音、录像等大量新媒体。这些媒体承载信息的能力有很大的提高,并被广泛应用于教学领域。在物理课堂教学中,利用实验仪器做演示实验给同学们提供了很大的帮助,但是也有不足之处。因为我们所做实验时是教师为主动,学生为被动,在教室里,由于空间大,而实验仪器并不是很大,学生在获取数据、观察到的现象和实验条件的改变不是那么的容易,而且有些控制条件难以满足。这样,我们就得要借助今天的多媒体信息技术。
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而利用多媒体教学,是教学现代化的重要标志,是教学改革的重要组成部分。因为多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察和方法,组织多媒体信息,形成合理的教学结构,以实现教学优化,使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时间以及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。
利用多媒体进行物理实验教学,不但为教和学增添了信息的传输和接收通道,而且为教学创设了良好的情景,师生们置身于“情”、“景”中,以“物”思“理”,又以“理”认“物”,这对物理的各种题型的实验教学有着积极的意义,对提高物理课的素质教育教学有着广泛的前景。
关键词:演示实验;物理教学;改革思考
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0237-02
一、引言
物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。坚实的试验基础,贯穿于物理学发展的整个过程。大学物理演示实验能够把抽象的概念、定律形象的展示出来,不仅能够帮助学生更好地掌握物理原理,更给学生指明了探索真理的科学道路。
二、演示实验在教学中的作用
在物理理论的教学中借助于辅助理论教学为最初目的的演示实验来再现物理过程、验证物理规律是十分重要的教学手段。
1.演示实验能激发学生学习的兴趣和求知欲望。孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”爱因斯坦说:“兴趣是最好的教师。”一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣,就会主动去求知、去探索、去实践,并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。现代教育教学观认为,教育是个开放系统,促进学生持续健康发展的根本是提高学生学习的积极性,激发学生的学习兴趣才能取得理想的课堂教学效果。通过演示实验,教师把日常生活中不易观察到的物理现象真切地展示给学生,让学生由好奇到深思,从而产生努力探索的兴趣。在教学中,选择演示实验模式既要考虑学生的认知规律,也要兼顾学生身心发展特点,精心设计教学情境,鼓励学生独立思考、协同研究、大胆质疑、小心求证,培养学生发现问题和解决问题的能力。例如:在光的折射现象中,将一把笔直的木棒放到盛水的烧杯中,水面以下的木棒就变弯了,而把木棒从水中拿出,木棒仍然是笔直的。让学生自己提出问题、开动脑筋,大胆想象,激发学生的求知欲,提高学生解决问题的能力。
2.演示实验通过对抽象概念的形象展示,能够帮助学生真正理解概念,从而认识规律。只凭老师语言叙述,学生难以对物理现象,透过现象看本质,难以真正理解其本质。物理演示实验,形象地再现了概念的形成和规律的建立。为学生的思维活动提供必要的感性材料。学生通过对物理现象的深入思考,完成了从表到里的能够体会到现象背后的客观规律。例如:动量定理,如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。若教师用数学推导来讲解这个过程,就会非常复杂且效果难测。当教师用弹性碰撞仪,演示等质量球体弹性碰撞时,物理规律结合数学推导,就使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有了更清晰的理解。
3.演示实验使书面知识立体化,多媒体化,学生通过多种形式接触物理知识,通过多种感官体会物理知识,从而更加深刻地理解物理知识,真正的掌握物理知识。在演示实验中不仅有文字而且更多的是图像、音频和动画等,全方位,多侧面地将物理现象和原理展现出来,弥补了大学物理书面说教、内容苦涩难懂的不足,使讲授内容更生动有趣,直观形象、富于启发性,既能够培养学生的认知能力,又让学生更好地学习物理知识。
4.演示实验对于培养学生的科学创新能力有着举足轻重的作用。物理学的发展过程本身就是不断探索和创新的过程,创新是物理学的灵魂。古人云:“读书无疑者,须教有疑,有疑者确要无疑,到这里方是长进”。可见,疑点是创新的起点,是诱发学生创新能力的理想载体。而演示实验恰恰能够以疑引思,以趣引思,以用引思。让学生明白小疑则小进、大疑则大进的道理。“想象力是科学中的重要因素,想象力比知识更重要,知识是有限的,而想象力概括着世界的一切,推动着世界的进步……”,这是爱因斯坦曾经说过的。当今社会是创新型社会,只有创新型人才才能追赶上创新型社会的滚滚浪涛,成为时代的弄潮儿。演示实验教学必将在创新型人才培养中和大学物理教学中发挥更加积极的作用。
5.现代物理知识和科学技术取得了飞跃式的发展,很多新的理论和技术不断涌现。演示实验也在这个过程中不断创新、革新,积极吸收新产品、新技术,缩短学生与科技前沿的距离,消除现代科技的神秘感,使学生切实地体会到现代科技的庐山真面。声波悬空动物、超声GPS定位、超导磁悬浮列车、燃料电池、光纤通信、核磁共振及其应用、液晶、从单摆到混沌的应用等,这一部分现代科学技术创造的仪器设计非常巧妙,把它们引入教学能使学生实实在在地触摸到现代科技,激发学生动手实践的能力和创新精神。
三、演示实验教学改革思考
1.以素质教育为目标,培养学生的创新能力。科技贵在创新,创新需要归纳综合,更需要科学的直觉和想象。以往的物理教学强调严格的演义推理和严谨踏实的学风,这远远不够,还要有创新意识,不人云亦云,鼓励学生探索新途径和新观点、尝试新方法、敢于向旧理论挑战、提出新的见解。
中国的物理教育应当把创新教育作为素质教育的核心。把培养学生的实践能力、创新精神和团队合作能力作为重要内容。具体在演示实验中应使学生发挥主体作用,使学生通过运用各种感官认知实验过程中的具体现象,启发学生进行抽象概括,综合分析,得出实验结论,在使学生获得了理性认识的基础上,更加锻炼其思维和动手能力、培养创新精神。
2.把心理素质的培养融入演示实验教学。心理素质是学生素质的一个不可缺少的方面,心理学认为,心理上健康的学生必定具有正常的智力、健康的情绪和情感、健全的意志、健康的性格和人际关系。有的学生在学习过程中表现出恐惧、羞怯、懒惰、犹豫等不正常心理,教师应调动他们的积极性和主动性,帮助他们消除这些心理障碍,使其心理正常发展。在演示实验中有效地促进教学过程中的“外部刺激”与学生心理过程间的相互作用,使教学能够真正的促进学生心理素质的不断发展和提高。
现代科学发展有着与过去不同的显著特点,它往往需要多学科交叉,很多科研人员的共同协作。因此,教师应引导学生正确把握自己的情绪、妥善控制自己的情绪,认知他人的情绪、处理好人际关系的协调性,以及心理上的自我调节、自我激励能力,才能够适应社会飞速发展的需要。
总之,物理演示实验作为大学教育中的一门科学实验课程,不仅能够激发学生学习的兴趣和求知欲望;通过对抽象概念的形象展示,能够帮助学生真正理解概念,从而认识规律;还能够提高学生的科学思维能力和创新精神,特别是培养学生与科学技术的发展相适应的综合创新能力。我们还应当以素质教育为目的,把提高学生的心理素质融入到演示实验教学中。为物理演示实验教育探索新的授课方法和途径将成为一个十分重要的课题。
参考文献:
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关键词:大学物理演示实验;应用型人才培养模式;动手操作能力;创新思维能力
1引言
物理是一门以实验为基础的学科,实验在物理教学中具有十分重要的作用,因此演示实验在大学物理教学中具有举足轻重的作用,是其他科目不可替代的。那么什么是物理演示实验呢?物理演示实验是通过对具体物理现象的展示,从而将抽象的理论形象化、具体化。学生通过观察演示实验中的现象,来激发他们的好奇心和求知探索真理的能力。趣味性、直观性是物理演示实验的两大特点,通过物理演示实验,我们可以把瞬时的、不易分辨的或难以理解的、甚至是日常生活中无法观测到的物理现象以及定律转化成直观的、清晰的、持久的物理图像或数字电信号,帮助学生加深对抽象的物理定理、定律、法则等的理解和掌握,巩固记忆。在物理实验的演示过程中,不仅会用到大学物理中力、热、光、电、磁的知识,还会用到近代物理学中原子、量子等知识,甚至可联系到科学前沿领域,这对于巩固学生的理论知识,奠定专业基础,激发学生的创造力具有不可忽视的作用。
2大学物理演示实验的教学现状
国外高校对大学物理演示实验十分重视,如美国加利弗尼亚州立大学伯克利分校、北加利弗尼亚州立大学以及马里兰大学,都做得十分出色,这三所学校不仅建设了完备的大学物理演示实验网站,而且演示实验项目数量多,其中美国加利弗尼亚州立大学伯克利分校的演示实验总数多达660多个,北加利弗尼亚州立大学的演示实验总数多达437个;种类全,涵盖力、热、光、电、磁各个物理学领域;选材广泛,且特别注意理论与实践相结合,每个实验项目都有一定的应用性。很多实验仪器并不是很复杂,但演示效果却非常显著。如在北加利弗尼亚大学的力学演示实验中,为了让学生理解质量标准、长度标准的含义,教师取来两个分别为1kg和1磅的黄铜棒及一个米尺进行演示,为了让学生理解矢量加减的含义,教师用几根自制的棒子来演示。[2]近年来,我们发现,随着大学物理教学改革的呼声高涨,国内一些高校对大学物理的学时不断缩减,在教学中,教师除了正常理论授课外,学生还要进行分组实验,所以大学物理演示实验的学时几乎被砍杀殆尽。且一些高校没有认识到演示实验的重要性,持“有没有无所谓”的想法,甚至于在整所高校中不设置演示实验室,这为大学物理教学改革的开展带来了诸多困扰。教育部在《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》中明确指出,大学物理课程应具备演示实验(实物演示和多媒体仿真演示)的内容,其中实物演示实验的数目不应少于40个。著名物理学家杨振宁教授在谈到人才培养的问题时说:“要增加中国的社会生产力,需要的是很多会动手的人。”而事实上,从学校走出去的大学生很多只是空讲理论的书呆子,毫无实践经验,更不具备创新开发能力、动手操作能力。为了适应社会需求,我院制定了人才培养目标,即培养应用型人才,这就要求作为专业基础课的大学物理课程不能只讲抽象的理论,而要注重培养学生的动手能力、空间设计能力、创新能力、科研创作能力。而大学物理演示实验室恰好为学生提供了这样一个教学平台。
3开设大学物理演示实验课程的必要性
3.1培养学生的综合能力
提高大学生的创新意识和能力是大学教育的目标之一,因此,教师在授课时要注重学生探索精神和创新意识的培养,提高学生的认知能力及应用能力。大学物理演示实验即可在理论教学,也可在实验教学中发挥其独特的教学功能与作用。通过观察物理现象来学习物理是一条有效的学习途径,演示实验能起到激发兴趣、促进思考、加深理解的作用。
3.2与其他知识联系紧密
大学物理演示实验不仅仅与大学物理相联系,其中还会涉及到机械、电气信息、化学、环境等专业的知识,同时也与科技发展的尖端领域相联系,如磁悬浮地球仪、激光监听试验仪、磁悬浮(跳环)实验仪等。科学技术的发展特点是各学科间的相互渗透、交叉和综合,紧跟当代科技发展步伐,,密切联系工程生产生活实际,其目的是让学生了解物理学原理在科技发展中的作用,了解其在工程技术中的应用,而物理学理论和实验的发展正是众多新兴学科、交叉学科和新技术产生、成长、发展的基础。
3.3提供科研创作的平台
大学物理实验课不仅仅可做为理工科学生的必修课,还可以做为文科学生的选修课,因为演示实验对于学生创造力、思考问题、探索问题能力的培养是不受专业限制的,这无疑鼓励了更多的学生参加大学生创新创业活动。有了大学物理演示实验室,我们可以鼓励学生动手设计、改良实验仪器,也可以开展一些关于大学演示实验的报告会,丰富学生的文化底蕴,拓展信息含量,还可以推荐学生参加相关比赛,并参与到科研项目的研究工作中去。大学物理演示实验室提供给学生的是一个声、光、电共同作用的奇妙世界,带给学生的是新奇和震撼,能够创造浓厚的物理氛围,启迪学生思维,激发学习兴趣,培养创造能力。同时,更有充足的时间和技术条件允许学生自行操作,提高和培养学生自主学习的积极性,还可以给饶有兴趣的学生提供一个实践动手的天地。图1为我院学生动手设计的LED星空旋转时钟的效果图,该实验项目已被推荐到由省教育厅举办的大学物理实验竞赛中参赛。
4大学物理演示实验教学方法的改革与创新
4.1培养学生自主学习能力
教师在授课时,提前1~2周的时间,将演示实验项目做成表格发给每名学生,学生可在自己感兴趣的实验项目上标注上记号。然后利用教材进行自学,也可以去网上寻找相关知识,并整理出来备案。这样学生在上演示实验课时,就不会毫无头绪、茫然无知。而且学生通过课下的调查研究,对要研究的物理现象、涉及到的物理学原理进行自主式学习,这样学习的效果是大家意想不到的,很多学生会因为某个理论知识内容没有理解而来请教教师,在教师讲解的同时,他们对理论知识的理解更加深刻,同时教师能深深地感受到他们对物理知识的学习充满了渴望,极大地激发了学生的学习兴趣。
4.2培养学生的动手操作能力
以往的演示实验课程常常是教师自己演示,学生只是用眼去观察,结果学生只看到了现象,却抹杀了其动手能力。我院在演示实验课堂中,不限制学生的动手欲望,在保障学生和仪器的安全的情况下,几个学生为一组动手操作,教师在旁边辅助。学生在操作过程中,往往会提出一些奇思妙想,教师要适时引导。如在做旋转系列演示试验中,两个完全相同的小钢球在离心力的作用下,在环形轨道中上升到同一高度。但当旋转频率过大时,两个小钢球极易脱离轨道飞出伤人。教师可针对此实验的弊端,向学生发问,引导学生对实验仪器进行改良。我院学生将其环形轨道改装成一个U型管,完全避免了本实验仪器的弊端。再比如,辉光球中的惰性气体可否更换种类,梦幻时钟的时间日期可否实时更新,这些问题对于学生来说,极富吸引力,大大地激发了学生的创作欲望。如图1中的LED星空旋转时钟,就是学生对梦幻时钟进行改良,从而实现了时间日期的实时更新。
4.3展示设计成果
学生上完演示实验课后,教师要布置给学生书面作业和设计作业。书面作业是以学生感兴趣的一个或几个实验项目为主题展开讨论,写下心得体会或创作灵感的小论文。设计作业是以小组为单位,要求学生设计出一个实验展品,无论是实验仪器还是小发明创作均可以,号召大家随地取材,如有的学生将二手电脑中的零部件拆下来做实验。并定期举行成果展示会,这不但增加了学生的自信心和自豪感,开发了他们的创新思维能力,培养了他们的设计能力,同时也充实了我院的大学物理演示实验室,为学院节省了一部分资金支出。
5结语
大学物理演示实验室不仅仅是学生学习物理知识的课堂,也是学生实践演练的场所,在这里,学生可以动手制作实验仪器,可以动手改良实验仪器。教师还可以指导学生对仪器定期进行检修,解决一些常见问题。我们还可以推荐一些同学参加大学物理演示实验比赛,甚至可以提供给学生一些科研课题,培养学生创新思维能力。学习、思考、动手、再学习,这样一个良性循环的过程,正是我们教师所希望的。这样的学生毕业后,由于其各方面知识的平衡发展,完全可以适应未来工作中的各种挑战,成为社会所需求的应用型、技术型、创新型人才。
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关键词:初中生物 演示实验 教学 创新思维能力
中图分类号:G63文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)07(b)-0000-00
1实验前认真准备,强化自身实验技能
生物学属基础学科中的自然科学,演示实验是自然科学教学最有效、最直接的教学形式之一。在讲课时,教师做演示实验的每一步都是一个示范操作的过程,对学生的学习起着潜移默化的作用。由于学生模仿能力强,因此,教师的演示不仅要规范,还要熟练,做到有条不紊,以严谨的科学态度去影响学生,促进学生动手能力、实验能力的提高。每次演示实验前,我都要向学生说明演示实验的目的、实验准备的器材和材料、实验操作的步骤、实验的效果以及实验的时间。为防止实验过程中出现意外,我一般准备两套实验仪器,万一失败可及时补救。另外上课前还要反复试验证实实验的方法,找出最佳方案。如讲《绿色植物对有机物的利用》一节时,教材上安排了三个演示实验,课前3―5天,我就开始准备这些实验,先自己做一遍,这样课堂上才能做到心中有数。上课时,我首先让学生明确实验目的。第一个实验是演示《种子在萌发过程中发生了能量变化》,第二个是演示《种子在萌发过程中放出了二氧化碳气体》,第三个是演示《有机物在彻底分解时需要氧的参与》,让他们明确做这三个实验的目的分别是:说明植物在呼吸作用中释放了能量、植物在呼吸作用中放出二氧化碳和有机物在彻底分解成二氧化碳和水时,需要氧的参与。在此基础上让学生认真细致地观察实验现象,经过讨论分析,得出结论。这样,使教学过程紧凑,有条不紊,在强化教师自身实验技能的基础上,学生的综合能力也得到了提高。总之,教师只有课前把实验准备好,才能在课堂上操作自如,真正起到示范的作用。
2强化演示实验的探索性,激发学生的创新
思维探索性实验是学生在实验和观察的基础上通过科学抽象来获得结论的一种实验。通过做探索性实验可以激发学生的创新思维和培养他们科学的学习方法。因此,在实验教学中,教师必须坚持以学生为主体,巧妙地引导学生主动地去探索,并努力营造“问题情境”,把新信息和已知信息结合起来,寻找出某些联系,就会有所发现,有所创新。如在教学《探究呼吸发生的秘密》时,笔者探究胸廓扩大和缩小的原因,激发学生的创新意识。
(1)教师提出问题:胸廓扩大和缩小的原因是什么?
(2)学生作出假设和猜想。
(3)播放相关“肌肉引起骨骼运动”的视频启发学生。
(4)教师演示自制模拟模型探究,观察肋间股收缩和舒张与胸廓运动变化的关系,验证学生的猜想。
(6)得出探究结论:胸廓扩大和缩小是由肋间肌的收缩和舒张引起的。
模型演示、工作单的建构,呈现了学生的思维建构过程和问题解决的过程,体现了科学探究的思想和方法。
3改教师演示实验为学生实验,发挥学生的主体作用
有一些演示实验,仪器简单,易于操作,效果明显。把这样的演示实验改为学生自己操作,这样增强了实验过程和结论的真实性、可靠性,学生的积极性、主动性、创造性在实验中得到充分发挥。如讲《绿色植物参与生物圈的水循环》一节时,课前教师可以布置学生在家里进行《植物体内能否散失水分》演示实验,让学生可以按照课本上的要求做,也可以将一个不漏气的干燥的透明的塑料袋套在一片叶子上或一个枝条上,袋口一定要扎紧。将这个实验装置放在温暖的地方,过一段时间就可以看到塑料袋的内壁有许多小水珠出现。这样,在讲该节内容时,教师再对该实验加以演示说明,学生通过事先观察到的现象就可迎刃而解了植物的蒸腾作用可以散失大量的水分。又如在讲《绿色植物与生物圈中的碳――氧平衡》一章时,本课开始的一个演示实验《光合作用还产生氧气》可改为学生实验。教师可指导学生操作,当他们看到快要熄灭的卫生香遇到金鱼藻在光下释放的气体,立刻猛烈地燃烧起来时,他们兴高采烈,体会到绿色植物在光下进行光合作用可以释放出氧气这一事实的真实性,便很容易地接受和掌握了这一知识点。
4增加演示实验,优化理论教学
生物概念的形成和理论的建立,离不开实验事实的探讨和论证。在生物教学中,通过演示实验引入概念,寻求规律,得出结论,验证假设,发展思维,培养学生探究新知的兴趣和能力。因此,多增加演示实验,优化理论教学,是生物教学的一条十分有效的途径。如在《输送血液的泵―― 心脏》一节教学过程中,学生对动脉、静脉、动脉血和静脉血这几个概念以及心脏四个腔相联通的血管这些知识,难于理解;对于动脉血管中流的不一定是动脉血,静脉血管中流的不一定是静脉血这一事实难以理解。过去讲解只是让学生死记硬背。心脏是人体内最重要的内脏器官,但是它是怎样搏动的以及它的一些功能学生却从都没有亲眼看到过。我就用“人体血液循环电流模拟装置”做演示实验,让学生认真观察,当接通电源后,可以看到心脏在不停地舒张、收缩,看到血液在不同血管内呈现鲜红色、暗红色两种颜色流动的情况,便会绘声绘色,动态的呈现出来,也把同时进行着的体循环和肺循环这一抽象的生理现象变得直观、形象,便于学生理解了,弄清了易混淆、不易理解的知识。这样便活跃了课堂气氛,引起了学生的好奇,思维开始活跃,产生了积极的探究的欲望。
总之,生物教学中加强演示实验教学不仅有利于减轻学生的课业负担,提高生物教学质量,而且还能培养学生的观察能力、实验能力和创新思维能力,这对进一步加强素质教育,培养学生的生物学科学素养,提高生物课堂教学效果尤为重要。因此,在生物教学中,我们教师应十分注重演示实验的教学探究和创新,以培养学生坚强的意志、严谨治学的自主创新精神。
参考文献
[1] 李瑜. 提高生物实验教学有效性的策略[J]. 实验教学与仪器,2015(40).
[2] 朱暾. 演示实验教学的创新[J]. 实验教学与仪器,2003(1).
一、教师在思想上一定要重视演示实验教学
中学生的思维方式主要还是形象思维,而物理学在很多时候显得很抽象。学生普遍感到物理“难学”,其原因之一就是物理教学中缺乏化抽象为形象的载体——恰当的实验。这里面有客观原因是很多学校实验条件不行,也有主观原因,就是一些老师怕麻烦,不重视演示实验,其实很多演示实验只用我们身边的素材就能达到很好的效果。在这方面,世界上许多发达国家重视演示实验的经验值得我们借鉴:他们认为:“没有演示实验的课,不算是一堂成功的课”。美国物理教师普遍都很重视演示实验。在他们上的每一节课中至少要做一个演示实验。而且这些实验很多都是他们自己设计,所用器材都是他们自己动手制作的。可见,他们的学生在实验方面得到训练和能力培养比我国的学生多得多,他们学生的实验心理素质比我国中学生强。因此,在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中,我们对物理实验教学,必须引起高度的重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,例如:用看立体电影的眼镜演示光的偏振,用示波器演示调谐电路的电谐振等。在实验教学中,可在规定的实验中,适当增加相关演示项目,使教学内容更加丰富,使学生的眼界更加开阔。例如将同学们分为两排相向站立利用有序的下蹲起立演示波的传播。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野丰富他们的想象,而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力,为素质教育及学生素质提高打下坚实的基础。
二、在演示实验中增加直观性和学生的体验性
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高。因此,在演示实验时,实验内容的确定不仅要与教学内容联系还要与学生生活实际相联系;实验器材的选取时应注重选择便于观察的器材,若实验室的器材不能满足要求应由教师发动学生动手自制器材、甚至有的抽象的物理现象可以用多媒体演示;在演示实验中应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结,甚至在实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。
例如:在“平抛运动”一节的教学中,让每两位学生一组用一套实验器材,实验中让学生观察平抛小球与水平匀速运动的小球及同高度自由落体运动小球的的运动关系,把直观的材料作为培养学生知觉、观察力的材料,引导学生仔细、准确地进行观察,然后引导学生讨论、研究、对比、总结出平抛运动水平方向及竖直方向的运动特点,最后训练学生用科学的语言描述,并解释所观察到的现象,从而顺理成章地得出平抛运动的规律。可见,演示实验在教师指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学态度和科学方法。
三、在演示实验中增加趣味性
兴趣作为主体的一种内驱力,直接导致学生主动地去关注实验、完成实验,理解实验。例如用铁屑模拟磁感线;用不倒翁研究物体的稳定性;用多个音叉演示共振等。用此种实验方法对学生的吸引力更大,学生不仅能表现出浓厚的探究兴趣,而且印象很深,很长时间都忘不了。
四、演示实验应简易
限于中学生的理论水平和操作技能,演示实验设计在能达到目标的前提下要尽可能用较少的仪器,仪器要尽可能简单,实验原理尽可能在中学范围以内。首先就地取材,用简单的器材做实验容易使学生感到物理就在身边,研究物理并不神秘,因此老师可以用易拉罐、可乐瓶、胶带、饮料吸管等生活中常见的物品来做物理演示实验,如虹吸现象。长久下去,学生对周围生活的关注意识就会增强。其次采用简单的器材还容易突出实验的物理原理,而不为器材复杂的结构所干扰,因此能获得更好的效果。麦克斯韦在评价简单仪器时曾经说过:“这些实验的教育价值往往与复杂程度成反比,学生用自制的仪器虽然经常出毛病,却会比用需仔细调整的复杂仪器学到更多的东西,仔细调整的仪器学生易于依赖,而不敢拆成零件。”
五、演示实验应变“广播式”的教学模式为“探究式”实验模式
无论是演示实验还是分组实验,传统的教学模式是老师介绍实验的原理、器材、步骤、要观察的现象、记录的数据、要得出什么结论、产生误差的原因等等,这种方式对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵”。
关键词:初中物理教学 演示实验 可视度 趣味性 学生分组实验
实验教学包括教师演示实验和学生实验。演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种实验教学方式。它能化抽象为具体,化枯燥为生动,把要研究的物理现象清楚地展现在学生面前,从而激发学生学习兴趣。它是学生实验的前提和示范,是培养学生观察能力和实验能力的基本途径,是实施素质教育的基本方式。它在初中物理教学中具有十分重要的作用。
通过多年的教学实践,笔者认为在初中物理教学中,要充分发挥演示实验的作用,不仅要开足演示实验,还应做到以下几点。
一、提高实验的可视度
演示实验最基本的目的是将实验过程和现象展示给学生,让其观察,如果学生无法观察或观察的清晰度低,那演示实验就有名无实、形同虚设,白白浪费课上宝贵时间。在看不清实验现象时,学生会不自觉地站起来,特别是后排学生。在教师一声声“安静”、“坐下”声中,学生期盼的心情、求知的欲望被扼杀了。学习效果自然不好。因此,教师要想方设法提高演示实验的可见度。方法一:增加演示实验的高度。例如:演示电路的连接、压力的作用效果等实验,可在讲台上加一张凳子,在凳子上演示,使所有学生都能看到。方法二:放大实验现象,放大的途径有三条。一是将小的仪表换为大的仪表;二是将微小现象放大;三是充分利用投影、视频展台将实验投影到大屏幕上,其可视度当然会大大提高。方法三:将实验器材拿到学生中间演示。如研究磁铁周围的磁场分布时,可以将洒有铁屑的玻璃板拿在左手上,将磁铁拿在右手上,走到学生面前再演示。学生看到被磁化后铁屑的分布形状后往往感到很新奇,同时会留下深刻的印象。方法四:创造条件变不可视为可视:最典型的例子是观察光的传播路线时,用激光手电发光,在其传播路线上散布烟雾,光在液体中传播时在液体中撒些面粉等,其可视度会大大提高,效果也十分显著。
二、增强实验的趣味性
在物理教学中,若能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性,就能创设出生动的情境,使学生思维活跃、兴趣倍增。因而,增强实验的趣味性是提高课堂教学效率的有效途径。例如在学习平面镜成像时,我设计了“镜中认字比赛”实验,即各学习小组派一个代表参加比赛,每个参赛选手坐在竖直放置在墙上的大平面镜前,在各个选手的身后展示一张写有文字的纸片,让各选手看到平面镜将纸上的字认出并读出来。谁能在最短时间准确无误地将字认出并读出,则为胜利者。再如在进行压强概念教学时,为了激发学生兴趣,增强课堂感染力,我以惊险型表演的形式设计了“鸡蛋站人实验”。当人成功站在鸡蛋上,而鸡蛋却丝毫无损时,学生惊叹不已。以此实验引入压强教学,效果很好。
三、增强设计的激疑性
演示实验不仅要能提供丰富的感性材料,还应考虑能否更好地使学生完成从具体到抽象、由感性到理性的思维过程,使学生更好地认识客观规律、发展能力。如教学浮力时,笔者设计了“鸡蛋与浮力实验”,老师先向水中加入少量盐,然后问学生:“老师已经向水里加了盐,鸡蛋怎么没有浮起来?”我让同学们思考找原因,有同学提出:是不是盐不够?也有同学提出:是不是盐还没有熔化?等等。我请一个学生上成了这个实验,看着鸡蛋终于从水底浮出水面,他高兴地说:“我知道原因了,我成功了!”在此过程中学生既动脑又动手,不仅掌握了浮沉的条件,而且提高了分析、归纳和动手能力。
四、要安全可靠,确保成功
演示实验是学生进行观察和获得感性认识的重要源泉,是教师讲解物理概念、规律的基础。首先,教师在课前要做好充分准备,熟悉仪器的使用性能,了解实验的准确程度,估计实验所用时间,考虑教室的实验环境,亲自用所选仪器装置预演几遍,便于掌握操作的技巧。其次,在课堂演示时,教师一定要严格遵守操作规程,认真仔细,确保人身和仪器设备安全,存在不安全因素的实验,不要让学生上台操作,要由教师自己进行。有些实验较难做成功,如静电实验,受天气,仪器清洁程度,以及室内环境的影响很大,教师课前要认真准备,擦净、烘烤、通风,确保实验成功。要正确对待实验中的失误,一旦失败,就要尽快查找原因,迅速排除故障。万一不能及时排除故障,也不能搪塞,编造数据、弄虚作假,要以负责的精神和科学的态度向学生说明情况。
五、改部分演示实验为学生分组实验
一、演示实验的操作要注意规范,不能随心所欲
演示实验是学生实验的榜样,教师的操作态度及操作方法,对学生的影响是很大的。在演示实验中,教师的一举一动都会成为学生独立操作的依据和榜样,对学生的实验技能起到示范作用。近几年,我在听课过程中发现了一些老师在演示实验时容易犯的错误:取用液体药品时占试管的一半甚至更多;用同一药匙取用不同药品时,没有擦净就去取用另一种药品;取用药品后没有及时盖上瓶盖;称量完药品没有将砝码放回原处,未将游码移回零处;实验后的废水、废渣直接倒入下水道;不注意保持演示桌面的干净、整洁。我们在平时的演示实验中应严格进行规范操作,这样才有利于培养学生严肃认真的操作态度和科学的操作方法。
二、演示实验应充分发挥学生的主动参与性,不能唱“独角戏”
演示实验不同于一般科学实验的最大特点是它是做给学生看的,老师实验,学生观察,充分调动学生的学习积极性,使学生化被动接受为主动探索。因此,老师不能仅专心于实验操作而忽视了学生的情绪和观察效果。一是要给学生的观察提供便利,如在试管中进行的实验,可多做几个让学生传着看,或在课堂巡回演示,等等。二是要对学生的观察进行具体指导,使学生观察时仔细深入,而不应只是让学生“看热闹”。三是要让一部分好胜心强、动手能力强的同学轮流参与演示。例如:在《二氧化碳的实验室制法》中,关于药品的选择时我分别请了五位同学上讲台演示。第一位同学用大理石和稀盐酸,第二位同学用大理石和稀硫酸,第三位同学用碳酸钠和稀盐酸,第四位同学用碳酸钙粉末和稀盐酸,第五位同学用大理石和浓盐酸,分别在试管中反应,并让他们分别观察现象的不同。这样,他们很容易明白实验室制取二氧化碳为什么选用大理石和稀盐酸反应最合适。通过这样的学生演示实验,学生不仅能牢牢地记住现象,而且能培养学习兴趣。
三、演示实验应做好充分的准备,不能仅凭经验上课
演示实验是学生对相关化学知识的第一感知,留在学生大脑中的印象是很深的,如果演示实验没有取得预期效果,甚至出现反常现象,学生就会存在很多疑问,以后要给学生解释清楚将要花很大的气力。所以,在演示实验之前,要做好充分的准备。如仪器药品是否备齐,药品的浓度是否合适,试做实验的现象是否明显。例如:我听课时发现,有个别老师做NaOH溶液使酚酞试液变红的实验时,当酚酞试液滴入NaOH溶液时酚酞试液不变红或变红后马上又消失,学生产生疑问:为什么与课本上的结果不一样呢?而此时老师也手忙脚乱,满头大汗,不知所措。这就是对NaOH溶液浓度没有充分考虑,实验准备不充分的结果。
四、演示实验可根据教材内容适当改进,不能照本宣科
传统的教学方法不仅造就了大批缺乏创新意识的学生,而且使教师惰于创造。因此,我潜心挖掘教材,对教材中实验存在的缺憾大胆改进。如“白磷燃烧前后质量的测定实验”,白磷属于剧,取用不太方便,有时将白磷置于锥形瓶内,还未称量好整个装置的质量,白磷就自燃了(特别是在南方温度比较高的地区)。因此,我这样改进:取一小粒火柴头(将火柴折断后得到)置于试管内,用橡皮塞塞紧,并用试管夹夹住,一同置于天平上称量,然后加热试管,让火柴头燃烧完再称量,可以观察到天平仍平衡,同时还清晰看到试管内生成的白烟且白烟不断下沉,进一步说明五氧化二磷密度比空气大。再如用铁钉投入硫酸铜溶液中的实验验证质量守恒定律,若用铁钉投入溶液中,通常只能看到铁钉表面“有红色物质生成”,但却很难观察到“溶液变成浅绿色”的现象。因此,我这样改进:用铁粉代替铁钉投入硫酸铜溶液中,这样溶液颜色变化非常明显,而且能观察到“粉末变成红色”这一现象。
改进后的实验不仅激发了学生探求科学知识的兴趣,而且在潜移默化中启迪了学生的智慧,活化了学生的创新思维。
五、演示实验要注意分析探究,不能“做完了事”
传统的教学方法是在演示实验之后,教师一边收拾讲台上的仪器,一边让几个学生复述看过的实验现象,然后“言归正传”,又“照本宣科”。对演示实验缺乏必要的分析与讨论,在实验之后,急于交代书上的结论,这样必然会压抑思维激情,长此以往,将给学生的智力发展带来不利的影响。事实上,在目睹了生动、鲜明的演示实验之后,学生的思维是非常活跃的,他们会想到:为什么是这种结果?为何要这样操作?等等。例如:在做“用镁带燃烧来验证质量守恒定律”这个实验之后,我们通常会发现燃烧后物质的质量不是增加而是减少了,我与学生一起探讨引起这个结果的原因:镁带燃烧时产生了大量的白烟,白烟逸散到空气中;进一步讨论:如何才能减少白烟的散失?同学们很有兴趣,有的说将镁条拉直,有的说燃烧时让“镁条朝下”,这样燃烧没那么剧烈白烟不会散失那么多,等等。所以,在演示实验结束时教师应因势利导,充分利用实验所激发的学生求知欲,大胆引导学生讨论分析实验现象和结果,让学生从中得出自己的结论,这对培养独立分析、解决问题的能力是很有意义的。
六、演示实验要注重与家庭小实验的结合,不能使学生“可望不可及”
新课程下的初中化学课本与我们的实际生活是联系非常紧密的,我们在演示实验课时,也应体现这点。演示实验时用的药品应尽可能取材于生活,让同学们体会到:化学实验就在身边,我们在生活中也可以做化学实验。这样能大大提高同学的学习兴趣,也能很好地锻炼他们的动手能力。比如:我在做过氧化氢制取氧气时所用的双氧水是从学校附近的药店里买回来的,很多同学平时都见过甚至用到过的;催化剂除了用了课本上的二氧化锰之外,我还从生活中取了一些常见的铁锈、红砖粉末等。这样,课后很多同学都到药店买双氧水自己制取氧气,并且探究了不少能做催化剂的药品。再如演示碳酸钠与盐酸反应时,我同时做了一个类似的演示实验:取少许从超市里买的“发酵粉”及少量白醋在试管中混合,然后将气体通入澄清的石灰水,观察现象。类似的实验还有很多,让取材尽可能生活化,不仅能达到演示教学的目的,而且能激发同学们学习化学的积极性。
参考文献:
一、演示实验要想达到预期的目的效果,课前要做到精心准备
俗话说“台上一刻钟,台下十年功”。教师课堂精湛的教学技艺完全在“台下”练就。要在课堂上发挥得“游刃有余”,教师在课前必须精心准备每节课的演示实验。初中物理教材中每个演示实验都有一个明确的目的,而说明同一个物理概念或物理规律的演示实验可以有好几个,教师要根据教材要求及设备条件精心选择实验器材,在实验室里先自我演示,确保在课堂上万无一失。对一些探究性实验,课前要能设计出多种探究方案,准备多种方案的实验器材,为学生在课堂上进行探究活动创造条件。例如在探究大气是否存在压强时,可以准备如下器材:玻璃杯、水、硬纸片、矿泉水瓶、塑料吸盘、两端开口的笔管等,这样学生在课堂上就能设计出多个显示大气压强存在的实验。既能达到建立大气压这一物理概念的目的,又能活跃课堂气氛,激发学习兴趣,培养学生的分散思维能力和科学探究精神。
二、要让学生积极参与课堂的演示实验
演示实验是教师为了达到一定的教学目的,利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学。传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看;教师“导”的太多。学生“演”的太少,甚至有时教师直接充当“演员”,学生却变成了“观众”,这样不利于学生主体地位的发挥。演示实验有时受到可见度的影响,很多实验学生根本看不清,特别是坐在后排的学生,不同程度地限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,不利于调动学生学习的自觉性和主动性。因此,在演示实验中,除了应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳和总结外,还应在实验操作上让学生积极参与,使学生充分了解实验的方法、步骤及内容,从而加深学生对物理现象和物理规律的理解。有些探究性实验,教师还可提供实验器材,让学生制定探究方案,然后到前台来演示,并向其他同学展示探究结果。学生满怀兴奋与激情,参与寻找解决问题的途径和方法,对学生学好物理起到积极有效的作用。
三、做演示实验时,要注意引导学生分析实验
有些问题,即使老师从理论上说明了,学生也不信服或难以接受。教师可以先做演示,再作分析。如“把船上的石块放入水中,液面如何变化”?教师可先通过演示实验让学生一眼就看出“液面下降了”这一现象,然后再让学生从理论上阐述“下降”的原因,会收到事半功倍的效果。再如,进行电功率的教学时,教师可先做演示,将“220v,25w”与“220v,60w”的两只灯泡分别串联和并联后接入220v的电源上,观察它们亮度的变化。在学生获得感性知识的基础上进行理论分析,这样就顺理成章地达到一定的理性认识的高度,从而取得比较理想的教学效果。
四、演示实验的过程,也是启发学生积极思维的过程
教师应当设计一些富有启发性的问题,在关键时刻提问学生,让学生边思考,边通过演示实验来分析,以求达到培养学生思维的目。如讲浮力时,先用弹簧测力计测出重力相等的铁块和铁盒的重力,并强调它们的重力相等,都是铁做的。然后先把铁块放入水中,结果铁块下沉,问:若把铁盒放入水中会怎样?学生会产生争议,然后再做实验,这样既加深了印象又引起了学生的好奇心,实现使学生注意力的高度集中,激发了学生的学习动机。通过一系列的边演示边启发,教师和学生共同讨论,既活跃了课堂气氛,学生又能较好地掌握和理解物理规律。
五、变验证性实验为探究性实验
初中物理演示实验可分为验证性实验和探究性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但学生的思维能力和创新能力得不到锻炼和提高,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力。而探究性实验对培养学生思维能力、创新能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵。”因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探究性实验,引导和启发学生参与到演示实验的全过程,让学生亲身经历和体验丰富的探究活动,逐步领悟科学探究的基本思想和方法,从而使学生由学知识变为探索自然规律,变被动学习为主动获取知识的目的。
六、合理运用多媒体,优化演示实验教学
一、目的明确,充分准备,保证成功
课前,教师应仔细钻研教材,把握教材的体系和重点,弄清每个演示实验的目的,从中让学生学到什么,得出什么结论,要重点示范哪些操作,要培养学生哪些能力,等等。
对刚学化学的学生来说,上好第一课是至关重要的。做两个有趣味性的、现象明显的成功的演示实验,如“魔棒点灯”、“自制牛奶”等,既能提高学生对化学学习的兴趣,又能使他们的注意力高度集中、思维活跃,增强他们对化学学习的求知欲。所以,要求教师必须在目的明确的基础上充分准备演示实验,并确保成功。
二、注意示范操作规范,确保安全
教师在进行示范操作时,操作要规范,实验速度要适中,选用仪器要保证准确、完好无损,对可能出现的事故或不良效果的演示实验,必须掌握操作关键。要对学生进行实验安全教育,让学生学会一些常见事故的应急处理。这些都能在教学过程中对学生的具体实验操作起到潜移默化的作用,使学生在观察中养成操作规范、严肃认真、一丝不苟的科学态度。
三、利用电教手段,提高演示实验可见度
有些演示实验可见度低,后排学生往往看不清。为了使全体学生都能看到实验现象,教师则需要在课堂上巡回操作,既浪费药品,又浪费了时间。若运用投影仪将实验现象放大,则全班同学都能清楚地看到现象,效果良好。
四、创设问题情境,激发学生参与意识
如“将酒精和水以1∶1体积比配制成溶液,点燃蘸有这种溶液的手帕,熊熊火焰过后,手帕却没有被烧坏”这一实验,先让学生猜手帕会不会被烧坏,预设问题情境,然后再实验。看到现象后学生感到不解,他们会想要知道答案。让学生带着问题观察、思考,并能激发他们也想试一试的愿望。
五、创新实验,培养探究能力,激发学习兴趣
一个同学在做氢氧化钠与二氧化碳的实验时,仿照检验盐酸和氢氧化钠反应的方法,在氢氧化钠溶液中先滴加无色酚酞试液,液体变红,然后通入二氧化碳气体,发现液体红色没有退去,该同学得出氢氧化钠和二氧化碳没有反应的结论。我上课时让同学们讨论这个同学的结论是否正确?问题出在哪里?应怎样改进此实验才能得出正确结论?同学们大胆思考、讨论,有两位同学提出他们的设计思路,把实验改为:收集两塑料瓶二氧化碳气体,向其中一瓶倒入氢氧化钠溶液,另一瓶倒入水,震荡后观察现象。并让他们亲自动手实验,通过对比发现两只塑料瓶都变瘪了,只是瘪的程度不同。向二氧化碳中倒入水的瓶子变瘪的程度要小的多,应该能够证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。这样既增加了学生动手的机会,体验了实验的快乐,又便于及时发现问题,及时纠正问题,同时培养了学生探究问题、设计实验的能力。化学科学的形成和发展离不开实验,通过探究性实验,充分发挥了学生的自主性、创造性,主动探究自己还未认识的世界,拓宽知识面。
六、改进演示实验,培养创新意识
在演示实验教学中常有一些实验所用时间太长,或设计不合理,为提高课堂效率,使实验更加合理化,需要对这些实验进行改进。改进实验装置可由学生提供思路,教师评选;也可由教师提供几种改进方案,供学生选择出最佳方案;也可由学生分组进行改进实验,讲述原理、依据,由师生共同评价得出最合理的方案。让学生在改进实验装置的过程中,培养学生的创新意识和对知识的综合应用能力。
七、注重指导,取得演示实验教学最佳效果
第一,演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时有引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理教学方式。因此除基本操作和得出理论外,演示实验中应该还注意几点;
一、演示实验中应让学生积极的参与
传统的课堂教学,演示实验通常是教师演示,学生看,但很多实验学生根本看不清,特别后边的学生,不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高。因此,演示实验中,在实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深学生印象,巩固其记忆。
例:在“电磁感应”教学中,演示实验为边做边讲实验,给学生发实验器材(干电池、电流表、线圈、条形磁铁、导线),实验中让学生首先观察电流方向与电流表指针偏转方向的关系,再观察线圈中电流方向与线圈运动方向的关系,把直观材料作为培养学生知觉、观察力的材料,引导学生仔细、准确地进行观察,然后引导学生讨论、研究、对比、总结出感应电流所引起的磁场方向与磁铁运动方向的关系,最后训练学生用科学的语言描述,并解释所观察到的现象,从而顺理成章地得出结论。
二、适当运用多媒体
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而应用多媒体课件可以使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力。并让学生能清楚地看到明显的现象,直观感悟到变化的规律。如:凸透镜成像实验,在课件演示中能让学生直观地感悟到像距与物距的变化过程,从而得出物距变小时,像距变大这一规律,并让学生直观地看到特殊点成像的规律。
三、注意实验的整体效应
许多的实验中,实验的分散、脱节,让学生思维不同程度的受到干扰,试验的整体效应是不可缺少的。例:在“功的原理”教学中,我把杠杆、动滑轮固定在同一演示板上,用红纸条标好刻度,然后演示用他们提起重物的情况。这样既增加了实验的可视性,又便于学生注意用杠杆、动滑轮做功的共同点,总结出使用机械不省功的原理。排除了分散实验对学生的思维干扰,提高了课堂效率。
四、实事求是的科学态度
物理实验教学中,要求学生有坚持实事求是、尊重客观事实的科学态度,以客观事实为依据,如实记录实验中观察到的各种现象,甚至一个数据,一个标点符号,严格做到把实验事实和自己对事实的解释区别开来。坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生的科学素质,培养创造型人才的需要。
例:观察水沸腾的实验现象时,就明确提出以下观察目标:水开始加热杯底和杯壁上出现许多小气泡,这些小气泡将发生怎样的变化?加热过程中,水温将怎样变化?随着温度升高,气泡将怎样变化?水沸腾时温度将怎样变化?将沸腾的水停止加热,水是否沸腾?引导学生明确观察目标,有目的、有秩序的进行观察,避免观察时手忙脚乱。由于温度计本身制造和环境气压的关系,水的实际沸点不一定是100℃,这时,教师应要求学生实事求是地记录数据,并分析、评估实验数据。
第二,学生实验是学生亲身去探究和体验的过程,是培养学生能力的一个重要方面,是培养学生能力的向导,通过实验可培养学生多方面的能力。能让学生在动手能力,操作能力得到提高的过程。
1.培养学生的观察能力
认真、细致、深入是观察能力的重要品质之一,也是科学工作者的基本素养和要求。许多自然现象和实验中的物理现象,有时稍纵即逝。只有认真、仔细地观察,才能捕捉到所要观察的现象;只有深入观察,才能发现细微的变化和隐蔽的特征,半点马虎不得。如:上面说到的观察水沸腾现象时,若不去认真、仔细观察,就没法总结水在沸腾过程中的规律。根据观察到的现象发现新的问题,促进进一步的观察和对观察材料的思维加工,辨别本质现象和非本质现象,去伪存真,得出正确的观察结果。
2.促进创新意识的形成和创新能力的培养
教师要适当引导,但也不可包办代替,要让学生适当经受挫折,从中总结经验教训,不断改进实验,发挥学生的创造性,从而获得成功,这样将会增加学生学习的乐趣,让学生得到更多锻炼;有利于培养学生的实验技能,增强学生思维的独创性。让学生对同一问题,善于全方位、广角度、多途径去分析思考,从而发展了学生的求异思维和创新能力,撞击学生的创造灵感,促进创新意识的形成和创新能力的培养。如:在做“用天平和量筒测液体的密度”实验时,充分把握学生设计实验环节和选择实验仪器的过程,是培养学生思维能力的好时机。有些学生把课本上的玻璃杯换成了口杯;在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量……,对学生肯动脑筋应给予表扬。步骤上,肯定学生将盐水全部倒入的合理性,引导学生讨论先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法是否可取,学生通过分析后得出这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,由于杯底和杯壁还粘有盐水,使测得的体积小于杯中原盐水的体积,会造成较大误差。学生最终会找到减小误差的好办法。这个分析过程,会占用一定的时间,但学生在这个思考、分析、设计、否定、再思考、再设计、再评估的过程中,增强了减少误差的意识,变思维的单向性为多向性,培养了学生的创造性和发散性思维能力。
3.充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位
学生实验中要充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位。应充分相信学生,使学生主动参与,让学生独立设计实验,利用实验,发挥学生的主观能动作用,最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。
【关键词】高中物理 电学演示实验 教学策略
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2016)12B-0113-02
物理中的电学是一个抽象的概念,电看不到又摸不着,使得学生在学习中无法直观化与具体化地理解电学,无法更好地掌握电学的规律,所以教师在教学电学时会使用电学演示实验教学的方式来进行辅助教学。电学演示实验能够帮助学生感知和理解电学中抽象的知识,能够让学生直观地“看”到电,认识和理解电学概念,并能提高学生学习物理的兴趣,提升物理成绩,本文对此进行分析。
一、高中物理电学演示实验教学现状
新课改提出,教学不仅要让学生掌握学科知识,而且要培养学生的思维与创新能力。但我国高中教学在高考的压力下,过分关注学生的学科成绩,而忽略了学生的兴趣与思维的培养。就高中物理电学演示实验的教学现状来说,存在以下问题。
(一)学生对电学演示实验教学不感兴趣
电学是一个抽象的概念,学生在理解上存在一定的困难,利用实验能够更好地帮助学生理解这个抽象的概念。但部分学生对物理有恐惧心理,认为物理知识点繁多,公式难背,物理概念生硬难懂,自己根本就学不会高中物理,在没开始实验前就打起了退堂鼓。这在心理上影响了学生对物理实验的兴趣,使得教师在电学演示实验教学时,老师讲的累,学生也没有心思听,教学质量无法提升。
(二)教师对物理演示实验教学不重视
在高考压力下,许多教师认为学生只要将高考这一关过去了,就是“人生的赢家”,因此不太重视学生的兴趣发展与思维创新能力的培养,一味地让学生做题,通过题海战术来提升学生的物理成绩。而电学演示实验教学需要在实验室中进行,需要比较多的时间,因而部分教师认为,在实验室教学是在浪费自己的课时,从而忽视演示实验教学,更愿意按照原本的教学过程进行“填鸭式”教学。有的教师甚至认为,实验对物理教学而言影响不大,也不那么重要,只要让学生理解了物理中的理论知识,并不断地做题,就能够将成绩提升。这让学生无法更好地理解抽象的概念,也使得部分学生在课业的压力下对物理产生抵触心理。
为了节约课时,有的教师通过语言描述来代替演示实验操作,有的教师虽然也会做一些简单的演示实验给学生看,但没有给出更多的时间来让学生消化,更不会让学生做。对需要学生参与的实验课,也只是让学生在实验室里跟着教师的步骤进行实验,没有自己独立思维的过程。这样以教师为主体的教学使得学生在学习过程中的主动性降低,甚至让学生认为物理实验教学不需要自己动脑,只要跟着老师做就不会有太大的失误。这无形中降低了学生对物理的学习兴趣。实验课本身是一个充满乐趣的课,但在这种教学模式下让学生失去了学习的兴趣。
二、提升高中物理电学演示实验教学质量的策略
(一)提高电学演示实验效果,激起学生的学习兴趣
教师在进行电学演示实验时,为了提升实验效果,可以让学生在课前进行预习,让学生通过预习知道这节课需要做的实验,步骤是什么,并通过自己的思考提出问题,以便在实验中找到答案。例如在进行“测电动势和内阻”实验时,教师可以让学生进行课前复习,通过已学知识点预习新知识点;可以让学生自己设计测量电路来测量家用小电器的内阻,比如测量干电池的内阻。之后到课堂上,教师分别利用内接法和外接法进行演示实验,让学生去感知这两种接法的明显区别,提高实验效果。由此让学生知道对不同的电器,当我们要测量它的内阻时,要考虑什么条件。只有根据电器的特点选择不同的测量方法,才能精确地测量出电器的内阻。以此激发学生的学习和探究兴趣,学好物理。
(二)教师边教学生边学做实验,增强师生互动性
传统的电学演示实验,学生都是按照教师设置好的步骤一步步进行实验,对实验的原理以及所表达的物理意义,学生自己并不一定知晓。如果教师不充分利用好实验时间,那么要想在短短的45 分内让学生自主掌握实验过程还是有一定困难,所以我们可以利用边教边学的模式来进行演示实验教学。例如在教学“测定金属的电阻率”这项电学实验时,教师可一边做演示实验一边对所做实验进行讲解,分析其中的物理原理,让学生在实验中掌握电学概念。教师在进行演示实验的过程中,也可以让学生参与实验,甚至让学生亲自动手做实验,并在学生做演示实验过程中在一旁进行教学与分析,使学生自然融入课堂中,发挥学生的主体作用,增强学生的动手能力。教师还可以在学生做实验的同时让学生对实验原理进行思考,把一些已学过的知识引入到新知识学习中,进行自我探索,并在课堂探索中与教师进行互动,共同完成演示实验。
许多高中学生对物理有兴趣,但在实验时常常因为时间不够或是只跟着教师做,渐渐失去了兴趣。使用边教边学的方式,能够很好地调动学生的主动参与热情,增强学生的求知欲与师生的互动性。
(三)使用多媒体技术进行模拟实验教学
国家对教育的不断重视使得大部分学校都配备了多媒体设备,教师可以利用多媒体设备进行辅助教学。对于电学演示实验教学来说,部分实验操作复杂的实验,如果让学生自主进行实验,课程时间完全不够,也无法让学生透彻地理解实验内容。有些实验因为学校器材不完善,不能够进行实验。面对这些情况,教师可以利用多媒体中的实验软件,模拟一些复杂实验,例如模拟电分布的变化,或是电在不同电表中的反映状况以及复杂电磁场的运动等,利用计算机模拟可取得较好的效果,通过模拟实验使学生明白其中的原理。
网络上有许多模拟的物理实验,教师可以让学生下载一些物理实验来进行观看,直观、形象地感知实验,以此增强学生的理解能力,提升学生对物理实验的兴趣。
电学内容部分有许多演示实验,教师进行电学演示实验教学时要以学生为课堂主体,根据学生的物理基础及其对物理的理解能力制订切实有效的实验方法,使学生主动地参与到电学实验教学中,提升学生对物理的学习兴趣,让学生在学习电学的同时拓展自己的思维能力与创新能力。
【参考文献】
[1]张忠政,张春红.新课程改革下高中物理电学演示实验教学研究[J].教育教学论坛,2013(50)
[2]余淡远.两个电学实验的创新[J].中学课程辅导(教学研究),2015(35)