浅谈物理分组实验的设计和教学

董淑兰

[摘要] 高中物理实验是物理课程和物理教学的一个重要组成部分,是物理教学的重要基础,也是学好物理重要手段。加强物理实验教学,特别是认真组织好学生分组实验,能有效激发学生浓厚学习兴趣,培养学生的独立操作能力和创新思维能力,是全面提高物理教育教学质量和学生的科学素质的必要途径。通过分组实验,可发挥学生主体作用,培养学生动手能力和创新能力,提高实验合格率。

[关键词] 主体作用 主导作用 分组实验 学习效率

笔者根据自己数年来的物理教学实践,在认真组织、精心设计学生分组实验的过程中,探讨摸索出了一些切实可行、行之有效的方法,简说如下。

一、提高认识,及时开出实验通知单

著名的《百科全书》作者达•芬奇说过“实验是科学知识的来源,智慧是实验的女儿。”一切自然科学理论都是从科学实验和生产实践中总结和概括出来的,是人类认识自然、改造自然地经验总结。因此,教学过程中要避免“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”。新课程标准也要求我们在教育、教学中要充分发挥学生的主体作用,教师的主导作用也只有在重视学生的主体作用的前提下,根据学生认识的特点,才能真正得以发挥。

在物理实验教学中,如果片面夸大教师主导作用,教师怎样说,学生就怎样做,学生的主体功能就会被扼杀,思维能力就会受到遏制;也不能片面夸大学生主体作用,实验过程由学生随心所欲,缺乏严密组织与指导,教师的主导作用与学生的主体作用也就不能得到正常、正确的发挥。教学过程中要加强对实验教学的认识,不能只让学生“看实验”,即通过多媒体展示实验过程或老师讲、做实验,学生只是听或看,整个过程中学生不参与实验过程,学生用“耳朵做实验”,或由教师编制的大量实验试题让学生通过“笔做实验”,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。加强分组实验教学,让每一个学生都有动手的机会,是培养学生动手能力,全面提高学生素养,提高学习效率与学习兴趣的重要途径。因此,对教材中安排的学生实验要想方设法,确保及时开出实验通知单,通过分组实验,努力提高实验合格率。

二、精心设计,认真准备实验器材

对于学生分组实验课堂教学的设计,结合新课程要求并对学生提出更切合教学目的和考纲的实验要求,设计要更精,考虑要更周全。首先,教师要对学生进行恰当分组,确保每小组成员人人都有动手的机会;其次,教师要认真备好课,既要在思想有充分准备,又要在实验器材的准备上有绝对保证,以及课堂教学过程中有具体的应急措施。要对本次实验全面、彻底了解,包括实验目的、器材、依据、操作步骤、实验结论、仪器的规格、性能以及课堂教学中容易出现的各种不利因素等诸多方面。教者课前还应该深入实验室,检验仪器是否齐全,对个别难度较大的实验还应亲自动手做2到3次,确保心中有数。如在伏安法测灯泡的功率的实验中,安培表、伏特表的底脚接线螺丝容易脱落,准备螺丝刀、尖嘴钳、小扳手之类的工具,导线接头容易脱落,应备剥线钳等,有些导线外层绝缘皮完好无损,而内部金属线开路,外观上不易发现,个别小灯泡因质量问题灯丝最易熔断,就必须备有万用表等及时予以检查并更换,以确保实验的合格率,否则学生在实验室会因欠缺某一器材而使实验无法进行,影响课堂效果。

三、加强引导,促其分组实验成功

好奇心是积极进行探索活动的基础,是激发学生不断钻研与创新活动的内部动力。在学生分组实验中,教师对学生的好奇心和求知欲应予以正确的引导,让学生在解决问题、获得知识的过程中得到心理上的满足。在实验的准备阶段,学生的心理活动主要是在教师的指导下建立积极的意识明确实验的目的要求,能使学生根据实验的意图制定实验方案,并先通过想象“预演”实验的整个或部分过程,再现实验所需的理论知识。这就是说,学生明确实验目的要求是完成实验的内部动因。

指导学生正确选择实验仪器,掌握各种仪器的精确度、量程以及正确的使用方法。帮助学生设计实验方案,拟定实验步骤。在实验过程中,及时指导学生敏捷、仔细地观察有关实验现象及其变化,同时要求记录实验所得到的现象和数据。如何安装电动机模型实验中个别学生的电动机安装完毕,接通电源后不能正常动转。这时应提醒学生是否线圈内部开路,电刷与换向器接触不良,线圈与极靴间摩擦力过大,实际电压与额定电压不符等。让学生自己思考找出原因加以解决。在实验中,教师应有目的的穿插于实验桌间,进行巡回指导和答疑,还根据嘘声的个性特点,施以个别的引导,确保实验的合格率,在几十指导学生完成实验报告,以加深对所学知识的巩固,理解和提高。

四、认真总结,加深印象

普通高中《物理课程标准》提出要让学生通过分组实验理解实验在物理学发展中地位和作用,能正确观察和如实记录实验现象和数据,会用有效数字表达测量结果,能对实验误差进行分析;培养发现问题、提出实验研究课题的能力;能根据实验目的,设计并讨论实验方案,确定科学合理的实验步骤;根据实验要求合理安装实验器材,正确进行实验操作,养成实事求是的科学精神;在实验过程中能与他人合作交流,对实验方案结果进行评估和反思,能够用科学语言,正确书写实验报告。让学生通过对实验现象的观察,分析、归纳、总结出物理规律,或按照提出问题、猜想假设、设计实验方案、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作的步骤探究物理规律,使学生体验科学探究的过程,感悟物理规律的形成过程,掌握探究自然规律的思想方法。

实验结束后,教师要引导学生对本次实验进行简要回顾、总结、查漏补缺,对实验认真、操作规范的学生应给予表扬,对存在的问题也应该认真分析、指出,并采取相应的措施(如极个别学生课外补做等)。

组织好学生分组实验是物理教师的工作,分组实验搞得好,理论与实践就能有机结合,学生再也不会纸上谈兵,而是学以致用,能通过动手动脑,掌握技能技巧,从而解决实际问题,提高科学素质。

参考文献:

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[3]孟昭辉.物理课程与教学论.长春:东北师范大学出版社,2005,6.

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[5]中华人民共和国教育部.全日制义务教育物理课程标准(实验稿).