新課標下物理實驗活動應“注重讓學生經歷從自然到物理、從生活到物理的認識過程,經歷基本的科學探究實踐,注重物理學科與其他學科的融合,使學生得到全面發展?!毙抡n標下的物理實驗教學設計應是新課標基本理念的體現,應以完成知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的三維培養目標為標準。
一、實驗教學設計應有利于學生自主探究能力的發展
《物理課程標準》將科學探究列入物理教學和學生學習的內容,物理課程中的科學探究更多的是通過實驗來進行的探究活動。這就要求教師要用實驗去培養學生的探究愿望、探究能力,提高學生的科學素養。
例如,學習串、并聯電路時,教師引導探究:按連接實物電路圖,畫出電路圖,并分析它們有什么不同?學生在老師的引導下去理解串聯和并聯。學生自主探究:每組學生兩個燈泡、一個開關、電池和若干導線,學生用給出的器材組成電路,看誰先使兩個小燈泡同時發光?并探究不同的接法小燈泡的亮度會一樣嗎?甚至可以進一步追問學生:你有什么想法?
從“幫助學生探究”逐步發展到“學生自主探究”。以增進學生對科學探究的理解,發展學生的科學探究能力。
二、增強實驗的趣昧性。激發學生深入地研究
在教學中,教師要用出乎意料的演示和生動形象的實驗,或用學生生活中和社會科技發展史上有趣的事例和小實驗,去激發學生的學習興趣,進而保持下去,促使學生進一步進行科學研究。例如,學習大氣壓前,教師做瓶吞雞蛋實驗,吸引學生的注意力,激起學生的思維,教師及時提出問題,引起學生對大氣壓的進一步研究。教師還可以對這個實驗繼續發揮、挖掘。如不妨問學生:“同學們,雞蛋已經被瓶子吞進去了,怎么才能使它再完整地出來呢?”這是一個培養學生創新意識、創新思維的好時機。類似實驗有很多,如打棋子的慣性實驗、雞蛋落入水杯中的慣性實驗、小試管升人大試管的試驗、紙鍋燒水的實驗、水火箭、用漏斗吹乒乓球等。
三、讓每個學生都動手實驗。注重全體學生的發展
科學探究是每一個學生都必須參與的活動,必須人人動腦思考、動手操作。過去,有些地方在做學生實驗時,往往全班同時做同樣的實驗,限于儀器的數量和受班額太大的限制,一個實驗小組有的多達十幾人,實驗時往往只有少數人動手,大多數學生是旁觀者。改變這種狀況的辦法是進一步充實儀器設備。例如,各活動小組的探究課題不一樣,可以根據不同的探究課題做不同的實驗,又如可以將實驗活動延伸到課外甚至學生家中,以便充分發揮日常器具課程資源的作用。在探究壓力的作用效果實驗中,器材的選擇多種多樣,如:細沙、磚塊、肥皂、細線、海綿、直尺、彈簧秤、鉤碼、橡皮泥等均可,學生根據自己的實驗設計選擇器材,可在家完成此探究任務。
四、挖掘學生身邊的實驗資源。培養學生的創新精神
實驗的課程資源不僅限于實驗室的現有設備,學生身邊的物品和器具同樣是重要的實驗資源。用日常器具做實驗,具有簡便、直觀、原理單一等優點。使用身邊隨手可得的材料進行實驗探究活動可以拉近物理學與生活的距離。讓學生深切體會到科學的真實性,感受到科學和社會、科學與日常生活的關系。另一方面,由于這些材料本身的用途并不是進行物理實驗的,所以這種做法本身就是一種創新。由此可見,提倡用日常器具做實驗,決不是權宜之計,而是豐富實驗室課程資源和全面提高學生科學素養的需要,即使是在發達國家實驗條件相當優越的情況下,仍然將學生身邊的各種器材列入實驗的課程資源。因此,發揚“瓶瓶罐罐當儀器,拼拼湊湊做實驗”的做法,仍然是物理實驗教學設計的基本原則。例如,有些學生利用廢棄的飲料瓶可以做幾十實驗。如探究液體壓強和大氣壓強、制作滑輪等。“模仿帕斯卡”的活動,需要的器材只有飲料瓶、帶塞子的塑料管、水桶和水等:”探究浮力的實驗”只需要水槽、鐵塊、彈簧測力計、清水和濃鹽水等。
五、利用計算機和信息技術進行物理實驗
利用現代教育技術的優勢來豐富物理實驗教學。使實驗教學更直觀、更快捷、更生動。讓計算機成為科學探究活動的工具,要逐步讓學生通過計算機處理實驗數據,分析實驗結果,應用物理實驗軟件,要將現代傳感技術、測量技術引入實驗,讓學生在實驗中接觸現代科技,豐富物理課程的內容。例如:在“眼睛與眼鏡”的教學中。利用電腦眼模仿人眼在屏幕上(相當人的視網膜)成像,電腦眼對著事物,屏幕上有清晰的圖像,模仿人眼看清事物;調節電腦眼的焦距,使屏幕上的圖像模糊,模仿人的遠視和近視;用透鏡來矯正視力,在電腦眼前放映整個過程,生動形象,學生可直接感受到近視和遠視形成過程,體悟到解決問題的方法。