淺談物理分組實驗的設計和教學

董淑蘭

[摘要] 高中物理實驗是物理課程和物理教學的一個重要組成部分,是物理教學的重要基礎,也是學好物理重要手段。加強物理實驗教學,特別是認真組織好學生分組實驗,能有效激發學生濃厚學習興趣,培養學生的獨立操作能力和創新思維能力,是全面提高物理教育教學質量和學生的科學素質的必要途徑。通過分組實驗,可發揮學生主體作用,培養學生動手能力和創新能力,提高實驗合格率。

[關鍵詞] 主體作用 主導作用 分組實驗 學習效率

筆者根據自己數年來的物理教學實踐,在認真組織、精心設計學生分組實驗的過程中,探討摸索出了一些切實可行、行之有效的方法,簡說如下。

一、提高認識,及時開出實驗通知單

著名的《百科全書》作者達?芬奇說過“實驗是科學知識的來源,智慧是實驗的女兒。”一切自然科學理論都是從科學實驗和生產實踐中總結和概括出來的,是人類認識自然、改造自然地經驗總結。因此,教學過程中要避免“重知識、輕方法;重講授、輕活動;重結論、輕過程;重機械訓練、輕實質體驗”。新課程標準也要求我們在教育、教學中要充分發揮學生的主體作用,教師的主導作用也只有在重視學生的主體作用的前提下,根據學生認識的特點,才能真正得以發揮。

在物理實驗教學中,如果片面夸大教師主導作用,教師怎樣說,學生就怎樣做,學生的主體功能就會被扼殺,思維能力就會受到遏制;也不能片面夸大學生主體作用,實驗過程由學生隨心所欲,缺乏嚴密組織與指導,教師的主導作用與學生的主體作用也就不能得到正常、正確的發揮。教學過程中要加強對實驗教學的認識,不能只讓學生“看實驗”,即通過多媒體展示實驗過程或老師講、做實驗,學生只是聽或看,整個過程中學生不參與實驗過程,學生用“耳朵做實驗”,或由教師編制的大量實驗試題讓學生通過“筆做實驗”,不僅增加了學生的學業負擔,而且挫傷了學生動手實踐的積極性。加強分組實驗教學,讓每一個學生都有動手的機會,是培養學生動手能力,全面提高學生素養,提高學習效率與學習興趣的重要途徑。因此,對教材中安排的學生實驗要想方設法,確保及時開出實驗通知單,通過分組實驗,努力提高實驗合格率。

二、精心設計,認真準備實驗器材

對于學生分組實驗課堂教學的設計,結合新課程要求并對學生提出更切合教學目的和考綱的實驗要求,設計要更精,考慮要更周全。首先,教師要對學生進行恰當分組,確保每小組成員人人都有動手的機會;其次,教師要認真備好課,既要在思想有充分準備,又要在實驗器材的準備上有絕對保證,以及課堂教學過程中有具體的應急措施。要對本次實驗全面、徹底了解,包括實驗目的、器材、依據、操作步驟、實驗結論、儀器的規格、性能以及課堂教學中容易出現的各種不利因素等諸多方面。教者課前還應該深入實驗室,檢驗儀器是否齊全,對個別難度較大的實驗還應親自動手做2到3次,確保心中有數。如在伏安法測燈泡的功率的實驗中,安培表、伏特表的底腳接線螺絲容易脫落,準備螺絲刀、尖嘴鉗、小扳手之類的工具,導線接頭容易脫落,應備剝線鉗等,有些導線外層絕緣皮完好無損,而內部金屬線開路,外觀上不易發現,個別小燈泡因質量問題燈絲最易熔斷,就必須備有萬用表等及時予以檢查并更換,以確保實驗的合格率,否則學生在實驗室會因欠缺某一器材而使實驗無法進行,影響課堂效果。

三、加強引導,促其分組實驗成功

好奇心是積極進行探索活動的基礎,是激發學生不斷鉆研與創新活動的內部動力。在學生分組實驗中,教師對學生的好奇心和求知欲應予以正確的引導,讓學生在解決問題、獲得知識的過程中得到心理上的滿足。在實驗的準備階段,學生的心理活動主要是在教師的指導下建立積極的意識明確實驗的目的要求,能使學生根據實驗的意圖制定實驗方案,并先通過想象“預演”實驗的整個或部分過程,再現實驗所需的理論知識。這就是說,學生明確實驗目的要求是完成實驗的內部動因。

指導學生正確選擇實驗儀器,掌握各種儀器的精確度、量程以及正確的使用方法。幫助學生設計實驗方案,擬定實驗步驟。在實驗過程中,及時指導學生敏捷、仔細地觀察有關實驗現象及其變化,同時要求記錄實驗所得到的現象和數據。如何安裝電動機模型實驗中個別學生的電動機安裝完畢,接通電源后不能正常動轉。這時應提醒學生是否線圈內部開路,電刷與換向器接觸不良,線圈與極靴間摩擦力過大,實際電壓與額定電壓不符等。讓學生自己思考找出原因加以解決。在實驗中,教師應有目的的穿插于實驗桌間,進行巡回指導和答疑,還根據噓聲的個性特點,施以個別的引導,確保實驗的合格率,在幾十指導學生完成實驗報告,以加深對所學知識的鞏固,理解和提高。

四、認真總結,加深印象

普通高中《物理課程標準》提出要讓學生通過分組實驗理解實驗在物理學發展中地位和作用,能正確觀察和如實記錄實驗現象和數據,會用有效數字表達測量結果,能對實驗誤差進行分析;培養發現問題、提出實驗研究課題的能力;能根據實驗目的,設計并討論實驗方案,確定科學合理的實驗步驟;根據實驗要求合理安裝實驗器材,正確進行實驗操作,養成實事求是的科學精神;在實驗過程中能與他人合作交流,對實驗方案結果進行評估和反思,能夠用科學語言,正確書寫實驗報告。讓學生通過對實驗現象的觀察,分析、歸納、總結出物理規律,或按照提出問題、猜想假設、設計實驗方案、進行實驗與收集證據、分析論證、評估、交流與合作的步驟探究物理規律,使學生體驗科學探究的過程,感悟物理規律的形成過程,掌握探究自然規律的思想方法。

實驗結束后,教師要引導學生對本次實驗進行簡要回顧、總結、查漏補缺,對實驗認真、操作規范的學生應給予表揚,對存在的問題也應該認真分析、指出,并采取相應的措施(如極個別學生課外補做等)。

組織好學生分組實驗是物理教師的工作,分組實驗搞得好,理論與實踐就能有機結合,學生再也不會紙上談兵,而是學以致用,能通過動手動腦,掌握技能技巧,從而解決實際問題,提高科學素質。

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