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关键词:初中物理;实验教学;创新
物理是一门以实验为基础的自然科学,在讲究创新的时代背景下,如何实现初中物理实验教学的创新呢?笔者对此持有如下两点认识与看法:
一、适当将演示实验转化为发展学生技能的探究性实验
当前初中物理实验的教学模式多固定为演示实验,即物理教师一边讲解操作步骤、注意事项,呈现的实验结果一边进行验证性质的实验。不可否认,演示实验有利于学生从实验操作步骤中明确一定的实验操作流程,但演示实验也存在着明显的弊端,具体表现为:在演示实验中多是教师唱独角戏,学生被动地聆听实验步骤或者结果,不仅学生的实验参与兴趣得不到很好的激发与调动,而且演示实验并不利于学生的实验设计、实验操作、实验验证、实验结论归纳等在内的实验自主探究能力的有效锻炼与发展。
因此,笔者在自身的教学实践活动中,要有意识地将一些难度适当的物理实验由教师演示实验改为学生自主探究性质的探究性实验,即鼓励学生依据已有的知识积累尝试自主设计物理实验操作步骤。如,笔者曾在实验课上向学生提出如下问题:“粘贴式挂钩是我们日常生活中的好帮手,可以帮助我们挂各种不同的物品,大大节省了空间。那么,请问粘贴式挂钩所能承担物体的重力大小是否与粘贴式挂钩的面积有关呢?”并要求学生自由结合成学习小组,以小组为单位设计一个能验证上述问题的物理实验方案。
由于给予了学生充分的自,因此,他们的实验参与兴趣格外热情高涨,并都积极投入到小组探究实验活动中。以下,即为某学生小组凭借小组成员智慧所制定出的最终实验验证方案:
1.选用两个材料、形状完全相同,但挂钩面积不同的两个粘贴式挂钩,将其分别用力粘贴到实验室的墙上;
2.用物理弹簧测力计竖直向下用力拉动挂钩,记录挂钩脱离墙面时的各自数值F1和F2;
3.对F1和F2进行对比,得出结论。
由此,我们不难看出,将演示实验适当转化为学生自主合作性质的探究实验,既有利于调动学生的物理实验参与兴趣与积极性,更能给予学生充足的自主、合作探究空间,有利于切实促进学生物理实验自主探究技能的进步与发展,有着一举两得的良好教育效果。
二、适当将课堂实验转化为贴合学生生活实际的家庭实验
任何学科知识都来源于与学生密切联系的社会生活实际,初中物理实验也不例外。纵观我们的现实生活,其中蕴含有丰富的物理实验资源。对此,笔者认为,初中物理教师不应将实验教学固定为实验课课堂上,而应当适当将其扩充、转移到广阔的现实生活中。
在对其形成了深刻的认知之后,笔者将其灵活运用到自身日常的教学实践活动之中,并真正收获了预期的理想教育效果。如,在学习了“声音是怎样传播的”这节内容之后,笔者要求学生结合课堂上所学的理论知识利用各自家庭中随处可见的生活物品尝试进行“声音不能在真空中进行传播”的实验。有位学生就利用家庭中的真空收纳袋以及可以播放铃声的手机进行了如下家庭小实验:
1.将手机调整到铃声播放页面,并确保其能持续进行音乐的播放;
2.将播放中的手机放到真空收纳袋中,并利用抽气筒将收纳袋中的空气完全抽离出来,尽量还原其真空状态;
3.观察真空状态中的手机声音传出情况,得出结论。
再如,另一名学生则利用家中常见的玻璃瓶、暖水瓶设计了如下的实验方案:
1.将正在播放音乐的儿童模型手机放入普通的玻璃瓶中,用盖子将该玻璃瓶塞紧,观察手机模型是否能发出声音;
2.将正在播放音乐的同款儿童模型手机放入完整的暖水瓶瓶胆中,用木塞塞紧,观察手机模型是否能发出声音;
3.对比玻璃瓶及暖水瓶瓶胆的声音传播情形,得出结论。
上述两名学生利用普通家庭中随处可见的手机、抽气筒、真
空收纳袋、玻璃瓶、暖水瓶瓶胆等物品进行了一个简单的物理小实验,很好地证明了“声音不能在真空中进行传播”的结论。这表明,将课堂实验转化为贴合学生生活实际的家庭实验,可在创新初中物理实验教学模式的基础上切实获取高质量的实验教学效果。
总而言之,初中物理教师应当正视实验教学的重要意义,并致力于物理实验教学理念及模式的更换及创新,使实验教学能真正发挥出巩固课堂所学知识点、发展学生实验操作技能、提升其实践运用能力的良好作用,并切实获取高质量、高效率的最终实验教学效果。
初中物理是一门包含应用性和基础性学科的综合型学科。实验教学是农村初中物理课堂教学中重要构成部分,对于提高物理教学质量具有重要的有意义。但物理学科过于复杂,对于学习基础较差的学生而言,根本无法理解,导致他们兴趣较低,物理实验教学质量也一直无法提高。因此,如何提升农村初中物理实验教学的效率,是所有物理教师必须思考的问题。
一、营造实验教学情境,积极引导学生的积极性
在初中物理实验教学过程中,教师应积极营造出实验教学情景,激发学生学习物理的兴趣,增加实验教学过程的趣味性,这样才能勾起学生的求学欲望,从而提高整个实验教学的效果。例如展开《光的折射》的实验教学,教师可以准备白色透明薄纸、白色透明玻璃杯等工具,在实验中,教师将薄纸剪成与玻璃杯周长、宽高相等的长方形,然后将右半边的纸涂黑,并开一条缝隙。当光从缝隙进入玻璃杯中,教师再向学生讲解光的折射,从而让学生能够真正明白该知识内涵。教师不仅需要营造实验教学情景,还需要设法调动学生参与实验的积极性。在教学中,学生成为物理实验教学的主体。学生之间存在差异,对于物理的兴趣存在差异,教师需要加强重视,充分发挥引导作用,积极调动学生的兴趣,通过各种教学理念的运用,活跃实验教学氛围,从而推动学生积极参与到实验教学中。
二、结合实际,培养学生的自主探究能力
物理实验性教学不应该受到物理教材的局限,而是应该结合实际的活动,将物理实验结果应用在实际生活中,并再次检验实验结果。学生在实验过程中,对物理现象的理解可能会停留在表面,而对其本质却无法完全理解,所以需要学生在实际生活中主动发现相关现象,并进行思考。例如,光的传播,在雷雨天气,学生先看到雷电,而后才会听到雷鸣声,对于这个现象,学生需要思考为什么是先看到闪电,后听到雷鸣声,而不是先听到雷鸣声,后看到闪电呢?带着这样疑问,教师带领学生展开实验,通过实验让学生们明白光的传播速度要远快过声音的传播速度。这样既可以培养学生在实际生活中对各种物理现象的自主探究能力,也能够让学生积极通过实验解答各种无法理解的物理现象,从而提高实验教学的效率。
三、开设兴趣小组,培养学生的创新能力
绝大多数的初中物理实验教学的开展离不开许多学生的参与。教师通过分组方式开展实验教学,这样一来,学生可以在实验教学中体会不一样的角色。在分组教学过程中,教师可以开展学习竞赛,让每组学生参与,进一步提高学生的学习热情,从而让全体学生都能在竞赛中完成各自的物理实验学习。在学生操作物理实验过程中,教师还应积极培养学生的创新意识,提高他们的创新能力,将学生在实验教学课堂上的被动转为主动。例如进行电阻教学过程中,教师应引导学生自主依据欧姆定律动手设计电路,并测出各电阻的阻值。然后让学生通过操作,归纳其中的串联电路公式。学生在这个过程中主动设计电路、总结规律,将理论通过实践进行论证,从而提高对电阻知识点的理解度。同时学生的创新能力也在这个过程中得到培养,学生的学习热情也被激发出来,进而有效地提高物理实验教学的效率。
四、培养学生良好的动手习惯,反思教学过程的不足
1初中物理实验教学中主要存在的问题
1.1实验设备仪器配置不足
当前,科技发展迅猛,实验设备、仪器不断更新,而许多学校在初中实验方面往往投入不足,实验室的建设严重滞后,导致实验设备陈旧落后,仪器不配套,不能及时得到维护和更新,学生的分组实验仪器不足,从而制约了演示实验和学生分组实验的开展.
1.2教师的教学观念落后
有的教师从应试教育的角度,认为考试尤其是高考不进行学生实验操作能力以及创新能力的考查,学生会不会动手进行实验操作没关系,只要学生记住实验的一些要点.例如:实验的原理、仪器、操作步骤、注意事项等,只要能够动笔去考实验就行了.感觉“做实验还不如讲实验”来得实在.物理实验的教学往往停留在 “重知识,轻方法”、 “重结论,轻过程”、“重讲解,轻动手”上,忽视了学生实验素养的培养以及实验习惯养成训练.同时,由于现代化教学手段在物理教学中的运用,有的物理教师采用多媒体动画来模拟物理实验,用电脑模拟替代实际的实验操作和实验现象,通过视频“看实验”,实验操作变成了“看录像”、“看投影”,认为这样可以省去实验过程中的各种麻烦,感到既省时又省力,对于学生进行分组实验的积极性就更不高了.事实上,由于学生缺少了经历实验的实际过程,没有亲自动手操作,缺乏对实验的实际体验和真实感受,在遇到一些实际的物理问题时常常会感到束手无策.
1.3物理实验教学模式单一,教学方法不够灵活
过去传统演示实验模式无非是“教师做,学生看”,而学生分组实验则是按照给定的操作步骤一步一步地照着做.因而,教师对于物理实验在教学方案设计上缺少深入的研究,物理实验没有计划,实验目的不明确,实验没有针对性,从而导致物理实验的教学模式单一,教学方法缺少必要的灵活性,只是为了单纯地完成物理教学的任务安排实验.在物理实验教学中,教师往往是“一手包办”,或让学生“机械模仿”,不让学生动手,学生也不敢动手.由于教师缺乏必要的具体指导,学生缺少自己动手实验以及动脑的机会,从而导致学生的动手能力低下,学生在面对实际物理问题时就不知所措,更谈不上如何培养学生独立思考问题的能力以及培养学生良好的实验习惯.
1.4学生对物理实验态度不够端正,缺乏热情、积极和主动
由于有的学生认为考试时不会考到实验的操作过程,考试中物理实验试题只须在考试前“背一背、记一记”就行.因此,在教师进行演示实验过程中,只是看看热闹,不进行认真、细致的观察,不注意教师的实验操作过程以及实验中所要注意到的有关问题,更不进行深入地思考.在进行学生分组实验的过程中,由于一般是2至4人一组,由于全班同时做同一实验,且又用相同的仪器、同样的实验方法,最后得到同样的结论,因此就出现:有的同学看别人如何做,自己照着做;有的同学只看不做;有的同学甚至在一旁自己玩,也不留意观察.有的随意观察,随意操作,实验过程马马虎虎;有的为应付教师的检查,对错误的实验数据进行篡改;有的同学实验之前不作必要的准备,教师讲解时又不注意认真听讲和思考,实验时对实验的仪器与设备的性能和使用没有认真地研究,对实验的操作规范和操作流程不熟悉,在实验时胡乱操作,从而导致实验的失败,甚至是实验仪器的损坏和酿成实验事故.
2初中物理实验教学问题解决策略
2.1更新初中物理实验教学理念,提高物理教师实验素质
初中新课标对初中物理实验教学提出了新的要求,这就要求广大物理教师认真学习物理新课程标准和新的教学理念,在初中物理实验教学中积极地解放思想、更新教学理念,教师不仅要具备理论教学的素质,同时必须具备进行实验教学的素质,即:实验观察、实验思维、实验操作、数据分析和处理的基本素质.教师要适应教育教学改革的形势,走出传统的实验教学模式,实现角色的转变,成为初中物理实验教学的研究者、实施者、创新者.同时,教育部门各级领导也要更新观念,重视物理实验的教学工作,在实验课程的设置、实验经费的投入、师资配置方面以及其他有关方面能充分地考虑到初中物理实验教学的实际需求,加大物理实验教学设备和仪器的投入,以保证物理实验教学的需要以及教学改革的顺利开展.同时,我们的教学必须注重确立学生的主体性地位,提高学生思维的可见度.
例如,笔者在和学生一起学习“伏安法测灯泡电阻”时,提出问题:“如果灯丝断了,电流表、电压表示数如何变化?”如果没有做过实验,用欧姆定律进行推导,往往耗时,而且有些同学还不能得到准确的答案,安排学生分组实验,学生以该问题为观察点进行观察,很自然地可以观察到了“结论”.那么,为什么是这样的结论呢?能否用物理规律进行解释呢?结合欧姆定律对现象进行解释,学生的印象更为深刻了.
2.2改革演示实验的教学模式,重视师生互动教学
初中物理演示实验能使学生比较直观、形象地观察物理现象,理解物理概念的形成.演示实验要做到重点突出,易于观察、操作,实验现象明显,通过演示实验还要能够培养学生观察能力,并能让学生从所观察的物理现象中去寻找、发现其它一些不太明显、不显著但又极为重要的物理属性和物理特征.演示实验既能培养学生的观察能力,获取感性认识,同时还能在教师的一步步地启发、引导之下,将学生抽象思维、逻辑思维不断深入下去,增强学生学习物理的兴趣,激发学生的求知欲.
例如在讲《大气压强》时,把玻璃杯装满水后用纸蒙在杯口上,问学生玻璃杯倒置之后水会怎样,大多数学生会认为“一张纸是封不住一杯水的” ,“水会因受重力而流出”,而实验结果却恰恰相反,又如讲《流体压强和流速的关系》时,用漏斗倒置吹乒乓球,实验现象也是完全与学生之前的猜想相反的……在这些情境下,学生往往会抓耳挠腮,迷惑不解,急于想知道个中缘由,接下来他们肯定是“不到黄河不死心,搞不清问题不罢休”,教师还要担心他们上课时思想“开小车”吗?实验的作用是任何精妙的理论无法代替的.
2.3引进激励机制,促进学生发展
新课程指出学生是教学的主体,这里的学生应该是“全体学生”,为此,我们的初中物理实验教学也要关注全体学生的能力、思维的发展,不过学生间的个体差异是客观存在的,学困生更需要我们给予信心激励,笔者认为,所有的学生在动手操作这个环节上困难是不大的,而且容易集中注意力,采用小组合作探究的形式能够实现“生教生”的教学效果,组间交流和良性竞争更是能够促进学生更好地学习物理,带动学习情感的正向发展.
1物理实验教学的作用与功能
初中物理是一门实践性较强的学科,实验教学能够帮助学生加深对知识的理解,物理实验教学在初中物理的教学过程中发挥着不可替代的作用。可以说实验教学是学好初中物理的基础。
1.1实验教学是培养学生学习兴趣的有效手段
实验具有生动、直观的特点,初中生对未知的事物具有强烈的好奇心,因此,实验教学更能够唤起学生对学习的关注和兴趣,激发学生求学的欲望。当学生对学习充满欲望和兴趣时,就会产生强烈的自信心,由此就可以转换成为学习物理的动力,这对初中生的发展具有重要意义。
1.2实验教学能够提高学生的综合能力
实验教学不仅是一种教学方法,更是一个实践的过程,对于培养学生的自主学习能力,提高学生的知识水平,具有不容忽视的作用。可以说,物理实验教学能够有效地提升学生的知识水平;在实验的过程中,可以培养学生的自主动手能力和探究能力;在实验的过程中很多时候需要学生与其他学生合作,因而能够培养学生的沟通能力和合作能力;能够帮助学生将学习到的知识运用到生活实践当中。由此可知,实验教学能够有效地提高学生的综合能力,培养学生的综合素质。
1.3实验教学能够提高学生的思维能力
由于初中生所接触到的事物较少,知识面较窄,因此,其思维形式仍然停留在形象思维的阶段。也就是说,初中生的思维,还处于运算阶段。在这种思维阶段,学生的思维离不开实体的支撑。实验教学能够培养学生的逻辑思维能力。
2当前初中物理实验教学中存在的问题
2.1实验器材设备不配套
大部分普通初中院校的物理实验仪器配置无法满足物理实验课程的要求,根本不能向学生开放所有的实验,导致因为实验设备无法进行有效的物理实验教学。众所周知,初中物理课程每年都会在一定程度上发生改变,但是实验室配置却无法满足教材实验的要求。部分院校的实验器材购置年限较长,大多数设备已经陈旧或者损坏,根本无法正常进行实验。
2.2实验室管理不到位
实验室管理不到位已经成为初中学校的普遍现象,部分学校中仅有一个专门的实验员,还有部分学校的实验员是由任课教师轮流负责的。此外,大部分学校普遍对实验室进行封闭管理,学生很少有机会进入实验室进行独立的实验。即使是学生能够到实验室进行操作,也是在教师的带领下,以班级的形式集体进行实验教学。大部分时间是由教师携带实验设备在教室里进行演示,除此之外实验室大门紧闭,这造成了有限的学习资源的浪费。
2.3实验教学效率低下
部分学校的教师不了解实验教学的意义,在进行实验教学的过程中,对实验教学重要性认识不深刻,实验教学的教学效率极其低下,这也是目前初中物理实验教学所面临的主要问题之一。
3影响初中物理实验教学效率低下的主要原因
3.1教师的思想观念落后
调查结果显示,部分学校的教师对物理实验教学的重要性认识不深刻,部分教师自身的专业水平较低,缺乏专业的技能训练,对实验教学的教学目标不明确,从而对整个实验教学的开展产生了消极影响,无法适应新课程要求。目前,受应试教育的影响,部分教师仍然没有改变教学观念,将学生的考试成绩看成重中之重,从而忽视了学生综合素质的培养。很多教师没有认清教学形势,对初中物理实验教学的重视程度不够,很大程度上学生仍然是在被动学习,无法发挥学生的主体地位。
3.2教师的教学手段落后
部分教师在进行实验时,不明确实验教学的目的所在,在进行物理实验教学中,对学生关注度、学习方法的指导以及课后的反思等都存在一定程度的不足。如果教师不采取有效的补救措施,一直任由这些问题存在,将无法提高物理实验教学的效率。并且许多教师安于现状,缺乏上进心,在教学上也存在敷衍了事的心态,这严重阻碍了实验教学有效性的提高。
3.3学生的学习兴趣较低
兴趣是学生最好的老师,如果能够培养学生的学习兴趣,那么就能够使学生主动的学习,不由自主地形成自主学习的良好习惯,从被动的学习转变为主动的学习。学生如果能够主动的学习,也就意味着学生明白了学习的重要性和学习的价值,也会明白考试成绩只是检验自己学习成果的工具,而不是对自己的定位。此时,学习将会是一种乐趣,是人生成长过程中的重要体验。目前,学生的学习热情并不是十分的强烈,甚至有逐渐减退的迹象。这主要是因为学生在学习的过程中始终处于被动的地位,被动的被灌输知识,学生的自主性和创造力完全被抹杀,这也严重打击了学生的学习兴趣和学习积极性。
3.4考试制度和评价制度不合理
尽管教育体制不断的改革创新,但是在应试教育的影响下,教师对学生的评价方式较为单一,只是依靠学生的学习成绩来评定学生的优劣。这种考评方法无法考查学生的真实水平和综合能力。物理实验课程的考查方式仍然是以卷面形式为主,近几年来,虽然增加了实际操作考查,但是考试的内容事先告知了学生,并在考试前让学生在实验室自主地进行操作演练,教师一步一步地进行讲说。学生在考试时只需要将之前演练的步骤重复一遍就能够通过,这种考试方式毫无意义,也就导致了物理实验教学有效性较低。
4实验教学和实验管理的有效措施
构造并切实实施有效的实验教学模式。教学策略是对教学思想、教学方法以及教学手段等方面的综合,但是教学策略并非是这几部分的简单集成,而是对这3方面的加工深化。实施物理实验教学策略的目的是实现教学大纲的要求,因此,构造有效的实验教学模式必须十分了解教学大纲的要求,并对学生的具体情况有一定的了解,这样才能结合教学大纲的要求与学生的具体情况来制定实验教学策略。这种策略的内容包括具体可行的教学方式、有效的实验课堂管理以及与教学大纲的有机结合。下面就来简单地说一下如何构造并实施有效的实验教学模式。
4.1做好实验教学的准备工作
4.1.1充分挖掘教材教师在准备制定教学策略前需要对教学大纲有一定的了解,明确教学大纲的要求,然后对实验过程以及实验过程中的要领、可行性等进行明确的分析,抓住重点、突出重点。找准理论依据,合理设计整个教学过程,搜集丰富的教学资料,拓宽学生的知识面。在搜集到的资料中提炼新信息,教会学生学习方法,不断提高学生的学习能力。4.1.2充分突出学生的重要性教师应当树立学生的主体地位,强化学生的主体意识,培养学生自主学习、自主探究、自主思考的能力。同时教师要走近学生,了解学生,真正站到学生的角度为学生着想,这样才能加强教师与学生之间的沟通,教师也能够及时地了解到学生存在的问题。同时,教师要给予学生充分的信任,留出足够的时间给学生自主探究。在具体的实验教学之前,教师可以采取分层教学法,对班里的学生进行分组,合理搭配,禁止学生进行自由组合,这样才能保证实验的有序性。在实验过程中,教师要先让学生认真阅读实验教材的使用方法及保护措施,避免实验器材被损坏。另外,教师要让学生在认识仪器的同时做好记录工作以便于后来翻阅。教师要不定期地考察学生的学习成果,切实解决学生在学习过程中遇到的难题,做学生的良师益友。4.1.3教师要充分认识自己的责任教师是教学的组织者、引导者,因此,教师要在教学过程中充分发挥自己的作用,引导学生学习,调动课堂气氛,做学生学习的推动者。同时,教师要充分认识自己的长处与不足,向学生展示自己的特长,并不断改善自己的不足,给学生树立一个好的榜样。
4.2切实实施实验教学策略
在实验教学的过程中,教师要根据具体教学情况不断细化教学行为。首先,教师可以创设具体的物理情景,激发学生的学习兴趣。教师在模拟具体情境时,可以采取多媒体课件的形式,动态地分析物理过程,帮助学生了解实验过程,激发学生的学习兴趣。实验课堂上,教师要积极与学生进行互动,随时了解学生的学习动态,及时解释学生遇到的难题,深入挖掘学生的潜力,充分发挥学生的主体能动性。其次,教师在演示实验的过程中,要严格按照规定步骤规范操作,在操作的同时要引导学生仔细观察,深入思考,培养学生科学严谨的态度。通过科学演示的过程,使学生学会实验的基本思想方法,为以后独立进行实验奠定基础。最后,对学生进行分组,分层训练学生的实验技能。在进行实验教学的过程中,学生要自己动手亲自制定实验计划,并根据实验计划选取需要的实验器材,然后按照计划进行实验操作,在操作的过程中要注意观察实验现象,认真记录实验数据。实验结束后,小组之间进行交流讨论,并将讨论结果公开,再和全班学生讨论。在讨论的过程中,教师要进行释疑解惑,帮助学生解决实验中遇到的问题,防止在今后的实验中再次出现。这样不仅可以培养学生良好的观察能力,还可以提高学生的身体协调能力。
4.3加强教学研讨,丰富实验设施
目前,大部分学校的实验器材无法满足实验教学的需求,教师在进行实验教学时只能将有限的能够使用的实验器材搬到教室,向学生演示实验过程,这样不仅演示效果较差,并且后排的学生也无法看清楚实验的具体步骤,学生也没有实际操作的机会。针对这一问题,学校应当加大教学研讨力度,开发出适合学生在课堂中使用的实验器材。同时,加大实验器材的资金投入,购置一批新的实验器材,满足学生的实验要求。
4.4将实验操作纳入教学评估体系
加重实验操作考查在教学评估考核中的权重,引起学校、教师以及学生对实验操作的重视,进而促使教师能够花更多的时间和精力向学生展示实验过程的细节,学生也能够正视实验操作,改变以往的学习态度,加强对实验操作的学习,熟悉并掌握操作流程。教师也应该改变重视理论知识考查、轻视实验操作考查的传统观念,制定合理的评价体系,帮助学生树立正确的学习观。
4.5加强实验经费投入和管理
学校要重视实验操作,投入更多的资金,不断丰富实验教材和实验器械,成立专门的实验教学领导小组,全面组织协调实验教学的运行以及经费,并进行明确的分工,将责任落实到个人,调动全体教职工的积极性。定期组织实验教学管理人员进修,不断提高他们的自身素质。同时还要做好实验设备的维护、保养工作,延长实验设备的使用寿命。
5结束语
1培养学生从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理相关的问题的敏锐洞察力,并形成书面或口头表述的能力
发现问题,不仅是学生探究学习的开端和基础,也是学生进行探究学习的内驱源动力.作为教师平时应在教学中引导和鼓励学生注意捕捉日常生活、自然界或实验中所发现的物理现象,并积极思考其所涉及的物理本质,进而把发现的现象演变为一个有价值的科学问题,并尝试着用口头或书面语言表述出来.
例如:我国首颗探月卫星“嫦娥一号”比较“惹眼”的外观-金色“外衣”.不少同学看到后,都会觉得非常漂亮,但却不会产生任何疑问.这是因为学生对事物的认识仅停留在表象这一层次,缺少对事物深层次探究的意识,也就不可能产生“为什么要用金色外衣或金色外衣的作用是什么?”这种有价值的疑问.这时就要求我们教师引导学生查阅相关资料或观看相关视频讲座,得出“惹眼”外观-金色“外衣”是为了防止卫星局部过冷或过热,并进一步引导生提出“过热或过冷会对卫星的材料产生怎样的影响”或“材料的保温性能与哪些因素有关”等探究性问题.
2培养学生根据已有经验和已有知识对问题的成因提出猜想的能力
我们在探究教学中强调对研究的问题作出猜想与假设,是因为它不仅是制定实验计划与设计实验过程的指南针,而且是发展学生简单逻辑推理思维能力的一种手段.在学生猜想与假设时教师要让生明白猜想与假设不是天马行空而是要有一定的事实依据.可以以生活经验、自然界的物理现象或科学事实为基础提出猜想与假设,同时还应该注意对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设,且提出的猜想必须能够用实验进行检验.
例如:对“材料的保温性能与哪些因素有关?”这一问题的猜想,可引导生根据自身衣着厚度随季节变化这一生活事实猜想材料的保温性能可能与材料的厚度有关;依据真空棉与普通棉保暖效果不一样猜想材料的保温性能可能与材料的种类有关.
3培养学生制定实验计划与设计实验过程的能力
制定缜密的实验计划与设计合理的实验过程是将猜想与假设程序化、具体化的过程,是探究活动能否成功的关键.在教学中首先应引导学生自己根据猜想与假设弄清探究目的以及已有条件,初步制定探究计划,选择科学的探究方法及所需的器材,再按选择的科学探究方法设计好实验操作步骤和记录数据的表格等.
例如:关于探究“材料的保温性能与哪些因素有关”这一问题,可以将学生分组,在组内讨论明确实验探究目的、利用什么原理、需要什么器材、选用什么研究方法、实验步骤怎样实施,再让学生独立完成实验报告的初步撰写.
4培养学生实验操作与收集证据的能力
实验操作与证据收集是培养学生动手能力、观察能力和自学能力的重要环节.平时在实验中遇到未使用过的仪器,可放手让学生自己阅读仪器的使用说明书,从使用的角度看懂说明书所表述的仪器的工作条件、操作要求和注意事项,从而按要求正确地操作仪器.同时引导学生在操作前对实验中不安全因素应预先考虑,预测操作不当会给器材本身和实验操作人员带来哪些不良后果,进而制定安全措施,保证在实验中按要求谨慎操作.从而培养学生在实验前评估实验中器材安全和操作人员安全的能力.另外实验过程中要培养学生依据实验目的,自己找准实验中观察的对象和排除干扰因素准确地收集数据的能力,并简单明了地将实验现象和数据记录于表格之中.
例如:对于天平、电流表、电压表等这些测量工具都可以放手让学生自己去阅读它们的使用说明书,找出关键字词,弄清操作流程和操作的要求.读完后,对其中不懂或不清楚的内容可小组讨论或请教老师.
5培养学生处理实验数据,用文字表达或用数学方式表达实验结论的能力
平时实验中应引导生对收集到的现象、数据进行处理,通过整理、列表、画图、数学建模等方法,判断推理物理量相互之间有何关系,尝试进行简单的成因分析,以训练学生以实验数据为依据运用一定数据处理方法归纳科学规律得出科学结论的能力.
例如:列表能使数据呈现简洁明了,便于对比、分析、寻找数据之间的相互关系,教师平时应引导生重视表格设计,告诉学生这些物理量的数据关系通过计算发现有可能是相等、之和、之差、乘积、比值等数学关系.在列表的基础上也可进一步用坐标图依据列表的数据描点连线形成图像,从而借助于直观、形象的图像思考其所包含的物理意义和规律,在此基础上归纳出科学的结论.
6培养学生评估探究过程和探究结果并尝试改进探究方案的能力
实验结束后,要及时引导学生比较各组探究过程的优缺点,思考各组在探究过程中所使用的实验器材、实验方法、以及外部环境对探究结果所造成的具体影响.从而培养学生从评估中发现问题,吸取经验教训,改进实验的器材和方法的能力.
例如:测滑动摩擦力可以有如下两种方案.
如图1所示,方案一和方案二从理论上讲,只要实验中保证匀速拉动都可以测出滑动摩擦力的大小,但比较两种方案,我们会发现按方案一实际操作时要保证匀速拉动是非常困难的,而方案二就巧妙地将木块固定,拉动木块下面的木板读出弹簧测力计的示数就能较准确地得到滑动摩擦力的大小,从而回避了方案一中存在的问题.
7培养学生在探究活动中与他人交流合作的能力