物理实验教学初探

一、初中物理实验教学的现状

初中物理实验及其教学是物理课程和物理教学的一个重要组成部分, 它既是物理教学的重要基础, 又是物理教学的重要内容、方法和手段, 在培养学生科学素养的教育中具有独特的地位和全方位的功能。当前, 初中物理实验教学必须注意以下几个问题, 那就是:实验教学的重视与加强, 实验设备的添置与更新, 学生动手实践能力、创新思维能力的提高。在物理实验教学的课堂上, 经常可以看到一些见怪不怪的现象, 试举二例:

现象一:程式化实验, 虽然学生动手, 但以单纯的机械操作为主。学生根据教师讲解的实验目的、器材、步骤, 像做广播操那样, 按照规定的程式进行操作, 去获取教师 (或书本) 所要求得到的实验数据 (或实验结果) , 而不需要去考虑实验为什么要这样做, 怎样去做, 更不必考虑实验中可能会存在什么问题, 以及需要如何去解决。

现象二:试题实验, 就是学生用笔“做实验”。由教师编制的大量实验试题不仅增加了学生的学业负担, 而且挫伤了学生动手实践的积极性, 使实验教学在“应试”的泥潭里越陷越深。

这些现象从一定程度上反映了初中物理实验教学存在的问题, 那就是“重知识、轻方法;重讲授、轻活动;重结论、轻过程;重机械训练、轻实质体验”。长此以往, 学生实验学习的积极性必然会受到压抑, 实验教学也将流于形式, 事倍功半甚至劳而无功。由此想到, 能否通过教师更新教学观念, 转变陈旧的教学方式, 促进学生物理实验学习方式发生改变, 使实验教学走出困境?

二、初中物理实验学习方式的改变

为全面推进素质教育, 课改提出“以改变学习方式为突破口, 重点培养学生的创新精神和实践能力”。从初中生的心理发展特点看, 相对初中生, 他们具有更为强烈的探究未知的动机, 他们思维活跃, 兴趣广泛, 自尊心强, 绝不会满足于“按图索骥”、“按方抓药”式的实验学习, 因而改变陈旧的实验学习方式是必然的、合理的选择。

1、学生实验学习目标的改变。

实验学习目标是学生实验学习的灵魂。上海新课程方案将“态度与价值观、过程能力与方法、知识与技能”三方面整合起来, 作为各学科课程目标的共同框架, 体现了新课程的价值追求, 即由以知识为本位转向以发展为本位。充分挖掘物理实验的教育功能, 研究制订初中阶段各个物理实验具体的学习目标, 使之成为实现知识、能力、态度有机整合的载体, 并进一步形成初中物理实验学习的总体目标, 为物理实验学习明确了方向。

2、探索有效的、多样化的实验学习方式。

在物理实验活动中, 学习方式应该多样化。单一、被动的实验会使学生感到枯燥、乏味, 必须增强实验的趣味性、问题性、探索性和应用性。让学生成为实验活动的主人, 教师成为学生实验的组织者和合作者, 而不是权威的讲授者和示范者, 特别关注学生亲身的感悟与体验。基于不同的学生对象和不同的实验环境, 这些形式可以选择, 各有侧重, 又互不割断。各种形式举例如下:

自主活动

通过学生自觉地参与实验活动, 确定实验目标, 制定实验方案, 选择实验方法, 监控实验过程, 评价实验结果, 从而完成实验任务。活动过程特别强调的是学生实验的主动性, 教师的作用是对学生实验的困难提供必要的指导和帮助。

初一年级学生开展“落体运动加速度的研究”。要求学生二人一组, 运用频闪照相研究钢球下落的加速度。学生必须完成以下任务:方案设计 (直接测什么?如何测?) ;装置调试;标尺制作;实地拍摄;照片分析;实验报告。教师提供的帮助:方案设计提示;频闪技术指导;参与讨论, 提供器材, 进行质疑, 点拨思维。学生在实验活动中扮演的是主角, 以实践者、研究者的身份积极参与, 主动性得到充分的发挥。

合作学习

合作与交流是一种高效的学习方式。教师在实验教学过程采用小组合作的学习方式, 让学生在合作交流中获得知识, 促进理解, 提高能力, 增长才干, 形成学习团队, 对学生的发展会产生积极的促进作用。

实验设计

实验设计是初中物理实验学习能力的较高要求, 是对学生操作技能和思维品质的综合检测, 是有效的实验学习方式之一。实验设计的特点是情景新、方法活, 具有开放性, 要求学生对实验的原理有透彻的理解, 对实验器材有所取舍和组合, 能根据设计的要求和条件, 进行分析和判断, 制定实验的方案, 通过实验全过程的描述和具体步骤的实施, 得出有关的结论并做出必要的说明。

实验设计应遵循如下原则:合理性;准确性;可行性;简洁性。

初一学生研究单摆及其规律之后, 教材提供了测重力加速度的方案。然而许多物理场景, 如运动学中的自由落体、竖直上抛, 动力学中的超重、失重现象, 斜面上的匀变速运动等都涉及到重力加速度。所以, 当教师提出“能否自行设计测定重力加速度的其他方案?”时, 立刻激发了学生的发散思维。同学们提出了多种方案, 并走进实验室, 通过实验活动去体验真实, 检验设计方案的合理性, 分析测量结果的可靠性, 而不是仅仅停留在理论的假设上。

实验报告

学写实验报告是培养学生科学态度、习惯, 学会科学表达的重要环节, 也是实验活动的必要形式。课题组不赞成过去那种“填充式”的实验报告, 主张学生自己撰写实验报告, 设计数据表格。明确要求学生对实验进行全面总结, 包括实验目的与原理、实验仪器选用与步骤、数据测量与处理过程、实验结果与问题讨论, 以及实验条件与干扰因素等。实验报告应力求准确可靠、完整简明、表达规范、有创意。

摘要：为全面推进素质教育, 课改提出“以改变学习方式为突破口, 重点培养学生的创新精神和实践能力”。从初中生的心理发展特点看, 相对初中生, 他们具有更为强烈的探究未知的动机, 他们思维活跃, 兴趣广泛, 自尊心强, 绝不会满足于“按图索骥”、“按方抓药”式的实验学习, 因而改变陈旧的实验学习方式是必然的、合理的选择。

关键词：合作学习,自主活动,实验设计,实验报告