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在整体改革试验中,我们坚持教学的性原则,根据系统论原理——整体大于各部分的总和,结合学生的认知,实验教学的完整性规律,把组成整体结构的各个要素有机地组合起来,在总体上通盘考虑。这样,注意各要素的功能,而且更注意各部分相互联系形成整体结构的新功能。
我们还把课内和课外融为一体,把演示实验和学生实验统筹安排,把小制做、小发明、实验竞赛、专题讲座适时调整。在实验上把科学知识、生活知识全面考虑、互相渗透,把获取知识、科学观察、独立操作、培养实验技能、发挥聪明才智安排于合理的结构中,充分发挥了各部分互相联系、互相作用的整体功能。
经过几年的实践探索,我了比较优化的物理实验教学框架,下面就是这个框架的要点。
一、进行多项实验活动,建立立体交叉体系
如前所述,物理实验教学总的效果并不等于各个要素效果的机械总和。物理实验教学的各个要素分为由课内到课外,由演示实验到学生自制教具和学具等六个方面。在实验中,我们把这六个要素进行综合,认为课堂教学、学生实验、教具学具的制做、小发明和小创造、实验竞赛、专题讲座六个要素组成的实验教学系统的总功能不是各个部门各自直接地、单独地体现出来的。而是通过它们之间的特殊联系间接地、综合地表现出来。例如,在《浮力》这一章的实验教学中,我们首先让学生自制学具——一个茶水杯,几块形状不相同的木块,一块铁皮。
在课堂教学中,教师利用演示实验,调动学生的积极性,激发学生兴趣,并根据教学进度,不断提出问题,如,形状不同的物体受到的浮力相同吗?铁皮放在水里,它一定会沉入水底吗?同一物体分别放在水里、煤油里,它露在液面上的体积相同吗?等等。课堂提出问题,要求学生利用自制的学具在课外活动分小组进行实验,回答上面提出的问题。学生通过自己做实验得出正确的结论,兴趣很高,增添了学生积极进行实验的信心。在学完了这一章以后,教师还进一步提出,浮力在生活、生产中的运用有哪些?一公斤的水能浮起二公斤的物体吗?装在船里石头,卸一部分在水池子里,水面会上升吗?等问题。要求学生通过观察生活或自己动手回答问题。这样,通过课内、课外,演示实验和自己动手做实验的有机联系,学生既学到了物理知识,又会运用于生活,更重要的是培养了学生利用物理实验解决实际问题的能力。这些效果只有通过整体结构这个实验教学体系才能取得。单靠演示实验,学生实验在有限的时间内是难以达到的。因此,每个学期,根据教材进度制定教改方案,确定总体目标,建立配套的组织和确定专人负责。
使各个部分为达到这个目的要求而采取相应的措施。从而发挥整体结构的优势。
二、抓好课堂内的实验教学,寓实验课改革于趣味之中
实验教学能否达到最优目的,系统各部分能否协调运转,关键的问题是看我们在课堂教学中能否引起学生较大的兴趣。如果学生对实验感到乏味,那是难以达到目的的。兴趣的培养必须是通过多种途径,多种形式综合进行。物科是一门实验科学,我们把中学物理的42个学生实验,700多个演示实验,逐一,在揭示物理规律的原则下,每一个实验都做一些趣味性改进。如在演示水的不善于传热的实验时,把事先准备好的小鱼放到试管底部,然后在试管上部加热使水沸腾时,鱼却在管底没有什么异样。学生感到十分惊奇。从而引起了学生的兴趣,增添了学生学习知识的积极性。为了充分发挥学生的主体作用,在演示实验时,我们吸收少数学生参加演示实验,为做学生实验时培养了一批骨干。这样在演示实验时,同学们观察十分认真,收到良好的效果。
三、以学生实验为主要,培养学生实事求是的学风
通过演示实验调动了学生的积极性,同学们跃跃欲试,但由于课堂时间限制只能吸收少数参加。在这种情况下,学生对学生实验就非常重视了。我们除了让学生做完课本上的学生实验外,还通过制做教具、学具,把许多演示实验也改成学生实验,给学生提供了自己动手动脑的机会。如演示浮力的大小,电流强度跟电压的关系等实验。在实验过程中,我们除了要求学生用的态度做好实验外,更重要的是要求学生写出实验报告,这是将感性知识上升为理性认识的一项重要工作。通过认真检查学生的实验报告,促使学生在实验过程中,正确理解原理,明确实验目的,认真设计步骤,详细记录数据,实验结果。特别是一些实验出现了误差后,要求学生认真讨论,分析产生误差的原因。使学生逐步形成了一种严肃认真,一丝不苟的学风。
四、把课外活动纳入实验教学的范围是实验教学改革的重要环节
为了从多方面培养学生做物理实验的兴趣,在学生掌握了一些基本实验技能后,应按统一计划,组织好课外活动,配合课堂实验教学,具体措施,一是根据教材实验特点和青少年的心理要求,精心设计课外活动的内容。做到既注意内容和形式的统一,又注意活动的趣味性。保证两课的内在联系。二是抓好落实,一学期的实验内容要事先确定,建立活动小组,安排好辅导老师,以保证课外活动经常化、制度化。
例如:在液压机前,借来油压千斤顶,利用课外活动操作给学生看并让学生自己操作,在学了光学后,指导学生自制望远镜、潜望镜等等。这样把课内和课外内容衔接好,课内课外就能相互补充。
此外,利用课外活动这块阵地,我们还举行了许多别开生面的专题讲座、专题答辩会、信息讲座、小制作、小发明等,对促进实验教学起到了很好的作用。
五、举办综合性实验竞赛,将知识性、趣味性、科学性和群众性融为一体
为了巩固实验教学的质量,使课外活动具有更大的吸引力,每学期定时举办两次规模较大的实验竞赛活动。如:每学年秋季,当初三学生学完了电学知识后,举行一次“自制直流电路接线板”的竞赛活动,要求在规定的时间内,同时用串、并混联把三个灯泡接亮,?方法是以班编队,每队若干人。举行物理实验60m接力赛。分别接力领取试题,画电路图,安装,读数,优胜者给予奖励。在这一活动中,初三学生人人动手就地取材,自己设计安装,自己测试评价,当电路接通,小灯泡以各种明暗程度发光时学生们都欢呼雀跃。这样既增加了学生学好电学知识的信心,又培养了学生集体主义的思想和设计能力。特别是有自卑心理的差生,当发现自己能够设计比较合理的电路图,迅速安装电路时,一种我不比别人差,我能学好物理的自信心油然而生。除了在初三年级举行外,还在二年级和高中一年级进行“小制作”,“小发明”竞赛活动,五分钟的实验操作竞赛活动,一分钟实验题竞赛活动。
六、引导学生日制学具、教具,参加“小发明、小制做”活动,培养创造型人才
物理学中有不少实验很难演示和观察,尤其是对于聋生来讲,他们缺少了听觉,对一些抽象的物理现象很难理解。因此,利用多媒体技术辅助物理课堂教学,聋生很快就能掌握和理解,提高了教学效率,信息技术媒体的应用对教师素质和教学都发生了质影响,利用信息技术媒体和资源突破教学过程中的重点、难点。例如,在讲解“光的直线传播”这节内容时,通过多媒体演示小孔成像的实验让聋生了解光的直线传播,提出日食和月食的成因,多媒体演示让聋生一目了然,学生易学易懂,记忆深刻,突破教学的难点,提高了课堂教学效率。又如,在“热机”这一节,利用多媒体显示动画课件,使学生了解汽油机的基本工作原理,每个工作循环的环节,四个冲程的衔接都看得清清楚楚,增强了聋生的定性印象,提高了课堂教学的效率。
二、研读学生,发挥其主观能动性
由于听力障碍,聋生感知速度较慢,语言识记能力差,但他们的视觉优势是非常明显的,聋生可以不受噪音干扰,用眼睛感知事物,他们的观察非常细致,思维形象性较正常学生强。例如,在学习“透镜”这一节,实验凸透镜对光线有汇聚作用,凹透镜对光线有发散作用。将凸透镜和凹透镜都正对着太阳,问学生在光屏上能观察到什么,实验简单易操作,学生参与性很高,焦距测量的问题也迎刃而解,让学生主动参与到实验中来,激发了学生的学习兴趣,学生的动手能力也得到了培养。又如,在讲“密度”一节,准备一个杯子,放一个冰块,然后倒满水。提问学生当冰融化后,杯内的水会溢出来么。有一部分学生说水会溢出来,另一部分学生说不会溢出来。增加了趣味性,更是激发了学生的学习兴趣,提高了教学效率。
三、改进实验,培养聋生的发散思维
思维的发展水平直接影响学生的学习效果,尤其是聋生,思维更是关键。物理是一门逻辑思维强的学科,教学中,教师要巧设问题,引导学生深入、发散、灵活思考,提升教学效果。
1.引导学生对实验现象和实验结果进行猜想
郭沫若说“:教学的目的是培养学生自己学习,自己研究,用自己的头脑来想,用自己的眼睛看,用自己的手来做这种精神。”例如,在研究金属导体的电阻与哪些因素有关时,在实验进行前,先要求学生对有可能发生的现象或者结果先进行猜想,之后再做实验,启发引导学生猜想导体的电阻可能与哪些因素有关,鼓励学生进行大胆的猜想,然后再利用实验对学生做出的各种预测进行检验。
2.改验证性实验为探索性实验
验证性实验更能激发学生的兴趣,但许多学生,尤其是听力有障碍的学生,在学习过程中只是被动地接受,丧失了探索的乐趣。探索性实验,让学生充分地动脑、动手,发挥了学生的主体作用,从而有利于学生思维能力的提高。如,在教学“验证机械能守恒定律”的实验之前,可先不进行相关规律的教学,将实验教学移到规律教学之前,改验证性实验为探索性实验,过程如下:先准备相关实验器材,让学生按照要求让重物做自由落体运动,利用打点计时器记录重物的运动情况;然后,选定纸带让学生进行分析,分别计算纸带上任意三点0、1、2所对应的动能、重力势能,并算出三点的机械能,学生根据一系列数据分析讨论就可以得出机械能守恒定律;最后,师生共同讨论重物在下落过程中系统机械能守恒的原因:物体在运动过程中只有重力做功,动能和重力势能相互转化,系统机械能守恒。
3.引导学生设计实验
启发引导学生设计实验,例如,压力的作用效果跟什么因素有关的实验,利用身边的物品进行实验,先用一支短铅笔或圆珠笔做实验,再用矿泉水瓶、水、沙做实验。后者的实验方法如下:在矿泉水瓶中装半瓶水,盖上盖,先把底部朝下放在沙上,再把瓶倒转过来放在沙上,探讨“压力的作用效果跟手里面积的关系”。在矿泉水瓶中装满水,盖正放或者倒放在沙上,与前一次实验比较,探讨“压力的作用效果与力的大小关系”,我们就地取材进行实验,每个学生都能在课堂上或者课外进行探讨物理规律,这样可以有力地促进物理教学。
一、实验目的
1.培养学生树立实事求是的科学精神。
2.掌握科学的实验方法。
3.培养学生初步的观察和实验能力。
4.培养学生的创新精神和团结协作精神。
二、实验重点:本学期实验教学的重点是部分演示实验分组实验。
三、实验难点:
1.将探究方法和创新精神用于教学中。
2.将演示实验变为分组实验。
四、实验措施:
1.对所有演示实验和分组实验都要填写实验通知单和实验记录。
2.严格要求,按程序进行操作。
3.认真组织,精心辅导。
4.开展形式多样的实验竞赛活动。
5.积极组织并指导物理课外兴趣小组开展实验活动。
五、实验配档:周次日期演示实验(节次)分组实验
第一周
星期一决定动能大小的因素(3、4)
星期二动能和势能的转化(6、7)
星期四用刻度尺测长度
第二周
星期一二氧化氮的扩散(3、4)
星期二决定扩散快慢的因素(6、7)
星期三做功与内能的关系(2、7)
星期四热传递与内能的改变(3、4)
星期五研究比热容(5、6)
第三周
星期四测平均速度
第四周
星期二一切声源都在振动(2、3、5、7)利用内能来做功
星期三研究声音的音调和音色(24、5、6)
第五周
星期一摩擦起电(3、4)
星期二用手感觉水的温度(2、3、5、7)
星期三电流的形成(2、7)用温度计测水的温度
星期四观察熔化现象(3、4、6、7)导体和绝缘体(3、4)
第六周
星期三组成串联电路和并联电
星期四观察水的沸腾
第七周
星期二压缩体积可以使气体液化(2、3、5、7)电流(6、7)
星期三观察碘的升华(2、4、5、6)
星期四用电流表测电流
第十一周
星期三研究光的反射定律(2、4、5、6)用电压表测电压
星期四观察平面镜成像(3、4、6、7)
第十二周
星期一决定电阻大小的因素(3、4)
星期二光的折射实验(2、3、5、7)变阻器(6、7)
第十三周
星期二照相机
第十四周
星期三电流跟电压电阻的关系(2、7)<
星期四幻灯机放大镜
星期五伏安法测电阻
第十五周
星期三用天平称固体和液体的质量
星期四用天平测物体的质量(3、4、6、7)
第十六周
星期一电功(3、4)
星期二额定功率(6、7)用天平称固体和液体的质量
星期三测定小灯泡的功率星期五焦耳定律(5、6)
第十九周