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物理学论文让学生在动手中体验摘要建构式学习环境与中学科学教育研究课题是在中央教育科学研究所九五重点课题中学物理教育改革研究的基础上开展的.该课题于2002年3月被审定为教育部十五重点课题。建构式学习环境与学具研究是该课题的子课题,我校课题组已于2002年9月开展以实验教材为主的该课题研究.改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,是基础教育课程改革的目标之一。本文试从学生动手实验这一课堂教学环节的重要性、具体做法等进行一些探讨。关键词新课程探究动手体验一、学生动手实验的重要性1、学生动手实验是是物理教学的学科要求物理学是一门实验科学。在当前的物理教学中,普遍存在着这样一种教学模式教师的理论讲授(也做少量的演示实验)学生的大量笔头练习,实验是极其薄弱的环节。这种状况将影响学生的知识能力结构和非智力因素的发展。在物理教学中,通过学生动手实验,更接近人类认识客观规律的过程,使学生对物理事实获得具体的、明确的认识,理解概念和规律,培养学生的观察和实验能力,从而逐步掌握物理学习和研究的基本方法,即学会学习。同时,学生动手实验对培养实事求是的科学态度,具有不可代替的重要作用。2、学生动手实验更好地体现以学生为中心的现代教学法之总特征正如学会关心21世纪的教育报告中指出学习越来越应当成为学习者主动和由学习者推动的过程.因此,给每个学生提供动手、动脑、表现及成功的机会,充分发挥学生的主体作用,是初中物理教改的关键.学生的学习主要集中在课堂,因此,教学中强调学生的主体参与意识,培养学生主体参与能力,发展师生的双边活动,是新世纪教育的要求.动手实验是教学中发挥学生主体作用和教师主导作用的最好途径.丰富的动手实验为课堂教学提供了真实物理环境,为学生进行实验探究提供了机会。3、学生动手实验是获取情感体验的重要过程探究活动是一个主动学习的过程,而这个过程强调直接体验。动手实验是有利于形成学生对知识主动探求并重视解决实际问题的积极的学习方式。当代瑞士心理学家皮亚杰根据他的研究,提出知识源于行动和认识发生了主、客体之间的相互作用的观点,他认为学生的学习必须是一个主动的过程,只有学生自我发现的东西,才能积极地被同化。他还强调活动法教学,认为让学生在活动中学习是学生教育的最高原则,只有学生自己具体地和自发地参与各种活动才能形成他自己的假设,并给予相对合理的证实或否定,才能获得真实的知识。而学生动手正是一个主动学习的活动过程。新课程特别强调重视学生情感体验。列宁说没有人的情感,就从来没有,也不可能有人对真理的追求。在动手实验中,学生的心理变化经历了思启趣激感受体验领悟升华的过程,最关键的是学生必须借助体验来达到领悟升华。经历从认识到自己心理品质的现实,到出现改善、完善它的愿望,再到改善、完善的方法探讨,最后到实践运用后的喜悦的多次的思维、情感的冲突与碰撞,学生的知才真、情才深、意才坚。一切停留在情感体验之外的知识是死知识、假知识。例如,在电路教学中,有时我们一直谆谆告诫学生,不能用导线把电源两极直接连接起来以免短路,但是对刚学电学而对这样一个我们很想让学生谨记、明白的问题,学生并没有体验,如果一味用强调和纪律来约束学生想尝试一下的好奇心,结果无非是要么这种来之不易的好奇心不得不被压抑、消退,长此以往,学生不再对新鲜事物感到惊奇,成为感情淡漠、体验荒芜、缺乏内心敏感性的单向度的现代机器人要么越禁忌越好奇,越好奇越想试,就象我几年前看到的一个学生在做照明电路实验时,把导线两端悄悄插入电源插孔的惊吓一幕,而其实,这位学生并不是真的想破坏。因此,我在教学中,索性打破常规,让每位学生用铜丝短路自备的干电池,感受铜丝发热,一方面,学生体验到短路的特征、危害和正确操作的重要,另一方面虽然浪费了一节电池,却让学生也肉痛了一下,教师这时爱护公物的教育相信也会更有说服力。二、努力多创设学生动手实验和探究的机会我国中学物理实验教学的现状是学生动手的机会太少。正如扬振宁教授所说中国人没有天生不会动手的问题,事实上给了机会是很会动手的。因此,针对实际情况,我们采取了以下做法。1、将一些演示实验改成学生动手实验演示实验是教师为学生提供感性认识材料的过程,不少演示实验学生没法看得很清楚,尤其是它无法代替学生自己的亲历性的动手活动,教学中我们尝试了将演示实验改为学生的动手实验,收到较好的效果。例如,在初中光的反射中我们用激光笔、购买的电筒和采制的镜子、花纹玻璃等研究光的反射。通过把手电筒发光调到比较平行,分别在镜面和花纹玻璃上研究镜面反射和漫反射的特点,用激光笔、镜子和白色硬纸板探究光的反射规律的学生动手实验,替代原先用激光演示仪做的演示实验在光的折射的教学中,我们采用了大烧杯、激光笔和采制的毛玻璃(可以沿玻璃照射,对比在空气和玻璃内的传播情况)等器材的学生动手实验代替原先用水箱做的演示实验。再如在透镜成像规律这一节的教学中,教材安排的是由老师通过演示实验总结透镜成像规律,教学中发现,对透镜成像规律,学生总是不久就忘记或者对规律的探究方法掌握很欠缺,因此我们把它改为让学生随老师一起通过自己动手用实验探究总结凸透镜成像规律和凹透镜成像规律。学生通过自己动手总结出的透镜成像规律,印象深刻,记忆牢固,为后面的光学学习打下了扎实基础。2、尽量准备一些份外的实验,可以收到很好的效果有演示实验同时,我们可以因陋就简地增加学生动手实验,比如,在惯性教学中,有了惯性球的演示实验,还可以让学生动手抽出竖立钢笔帽下的纸条进行体验。还可以让学生课后做一些有趣的实验。有的课原先既没有安排演示实验又没有分组实验的情况,比如在杠杆这节课的教学中,我给学生准备了每人一把羊角锤,通过直接用手拔不出木板上的钉子和用羊角锤拔出钉子的对比引入新课,学生的气氛非常热烈。鉴于羊角锤是画杠杆的五要素的难点,让学生再拔一次钉子,很轻松地解决了难点,我还让学生用铅笔和直尺撬书本代替实验室里很难施展的撬石头,让学生自带剪刀、指甲剪等边动手边解决一个个通过直接讲述、图片或演示都很难起到良好效果的问题。从动手中,学生的好奇心、真实的感受、成功的喜悦等都得到了很好的体验。3、将一些分组实验改成新课教学中的学生动手实验学生分组实验大多是题目是由教材定下的,结论多是已知的,方案是教材或教师决定的,甚至步骤也被一些实验册陈述得一清二楚。学生只是照方抓药,按步就班地操作、读数和记录。这和真正地解决实际问题的模式有很大差距,不利于培养学生分析和解决实际问题的能力。而且一般都安排在新课或一个单元教学之后进行,与课堂教学内容结合不够紧密。这样的实验,我们把它改成探究性的学生动手实验再比如滑轮的教学,实验最有说服力的应该是用力大小的测量,而演示实验中由于观察不到的原因最欠缺的也是这一点,在新课教学中我让学生两人一组探究定滑轮、动滑轮以及滑轮组的有关问题,一方面使学生体会到如何安装滑轮、如何绕绳,另一方面学生通过动手对自己得出的结论深信不疑而印象深刻。再如学生实验研究弹簧的伸长与拉力的关系、研究杠杆平衡条件等,我都采取了结合新课教学,让学生边动手实验边进行探索。三、有关学生动手实验的几个问题1、要注意保护学生动手实验的积极性笔者在教学中发现,每次当动手实验前,学生总是非常兴奋、急不可待,这其实表明学生对动手实验的兴趣非常浓厚。教师如果因此而大加叱喝学生,或者因此而取消动手实验,实为不妥。不能因为学生贪玩而不让他们玩,而是应该通过耐心的教育和习惯的养成,逐渐地在师生间形成一种配合。在实验中,由于学生个体的差异,有的学生动手实验一时并不能取得预期的效果。如果我们把处在学习过程的学生就象一杯没有倒满的水,我们不要总看到一半是空的,而应多鼓励学生另一半是满的,更何况动手实验本身注重以学生为主体,不同学生情况并不相同,因材施教、引导学生认识没倒满的那一半,并帮助他们在合适的时候将它倒满,才能体现动手实验的目的。在动手实验中学生有时有些新的发现和想法(有时教师也没有预料到),教师应加以充分地肯定和鼓励,哪怕有时这些发现和想法有些偏颇。因为这正是探究教学所追求的目标之一。四、有关学生动手实验的几个问题1、要注意保护学生动手实验的积极性笔者在教学中发现,每次当动手实验前,学生总是非常兴奋、急不可待,这其实表明学生对动手实验的兴趣非常浓厚。如果因此而大加叱喝,或者因此而取消实验,实为不妥。不能因为学生贪玩而不让他们玩,而是应该通过耐心的教育和习惯的养成,逐渐地在师生间形成一种配合。在实验中,由于学生个体的差异,有的学生并不能取得预期的效果。处在学习过程的学生就象一杯没有倒满的水,我们不要总看到一半是空的,而应多鼓励学生另一半是满的,引导学生看清没倒满的那一半,并帮助他们在合适的时候将它倒满。在动手实验中学生有时有些新的发现和想法(有时教师也没有预料到),应肯定和鼓励学生新的发现,哪怕有时这些发现和想法有些偏颇,因为这正是探究所追求的目标之一。2、注重培养学生独立思考的能力、习惯和与人合作的精神在学生动手实验中,应让学生明确实验目标,设置合适难度的问题,做出猜想,预示现象的发生和发展过程,再进行实验和观察,使他们手脑并用。例如在欧姆定律的教学中,我采用了学生动手探究规律的教学思路。首先让学生明确研究电流与电压、电阻的关系这一目标,引导学生思考对多变量问题的解决思路(控制变量法)。由于一开始学生学生对问题的探究缺乏一定的方法和经验,因此我把探究过程分成两大步,第一步,在老师的问题引导下完成电流与其中一个变量的研究,即猜想怎么设计电路图学生两人小组动手实验实验怎么记录写出结论小组报告,有了第一步的套路,研究电流与另一变量的关系我就放手让学生自己探究。学生在亲自动手实验探究得出规律的过程中,体会了方法,获得了较好的情感体验。在动手实验中,我注重加强学生在操作过程和问题讨论等方面的合作,培养他们的合作精神。除了尽可能安排两人一组做实验、以小组为单位报告实验结果,在时间许可,并且操作要求较高的实验,经常让学生转换角色做第二遍,还注意多让学生展示、多用学生对学生进行评价。3、提倡利用随手取材进行实验动手实验的设计应当符合学生的心理特点,注意从学生熟悉的事物出发,设计动手实验。由于原有的实验配置有限或者说很多我们想让学生动手的实验是购买不到的,这种随手取材的实验对学生来说,比较亲切,参与的吸引力强,简单明了,易于突出事物的本质,富有创造教育的因素,且成本低廉、易于推广,也给学生课后实验和制作带来便利和启发。动手实验的一些器材可以由教师和实验室提供,有些可由学生自己采制、筹备。李政道博士在对中国科技大学少年班的一次演讲中说,美国的孩子从小就有动手做各种用具、家具的习惯,动手已成为不可缺少的内容。十八世纪前,许多发明创造都是中国人搞的,因此不会动手,绝不是中国人的传统。现在的学生不重视动手,不重视实验,显然是错误的。物理实验教学是培养与训练学生动手操作能力与创新素质的重要途径,加强学生动手实验,将为学生动手能力的提高,创新素质的培养提供更多的机会。在新课程强调主动参与、乐于探究、勤于动手、强调为学生的终身发展提供基本技能和良好的情感态度与价值观,以创新精神和实践能力为核心的课堂教学中,加强学生动手实验,让学生在动手中学习在动手中体验是物理教学改革的方向。附动手体验杠杆教学实例思启趣激感受体验领悟升华在新课程标准指导下的杠杆教学科学课程的总目标是提高每一个初中学生的科学素养。具有科学素养的人能够提出、发现和解答与日常体验有关的问题①。对于初中学生来说,虽然抽象逻辑思维在个体的智力发展中开始占优势,但在很大程度上,这时的逻辑思维还需要经验支持,因此最好从学生身边的现象引入概念,逐步让学生理解和应用科学概念②。新课程特别强调重视学生的情感体验。科学只有与情感相交融,吸引人心,激发想象,才不会象一堆死的无机物质③。对于杠杆的教学,可以设定为三个方面的目标知识目标理解杠杆的定义理解杠杆的五个要素(支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂),并会标会画。能力目标培养观察和动手能力、归纳和抽象能力。情感目标让学生体验杠杆在生活、生产中的作用,感悟科学技术与社会的密切联系。这三个目标的后两者尤其是第三者在以往的教学中是不够重视的。围绕教学目标,应该设计注重认知过程和方法能力的教学思路,实施学生主动参与、勤于动手、乐于探究的教学过程。让学生在过程中体验,在体验中认知。一实际问题动手体验感性认识引出课题(准备好钉有几枚钉子的木板、羊角锤、老虎钳、扳手、螺丝刀等工具)教师提议请学生直接用手把钉子从木板中拔出来(小心弄破手),(学生拔不出钉子)教师提示用提供的工具来试着拔钉子,试试并注意仔细观察。(学生的兴趣一下子调动起来,迫不及待地进行操作)教师问用哪种工具拔出钉子时最省力学生答羊角锤教师问用羊角锤拔钉子这么省力你们知不知道,这里隐含着什么物理知识学生答杠杆原理教师引题好,这节课我们就来学习杠杆(二)体验归纳抽象建模在实际的生产劳动中,撬石头是杠杆应用的一个典型例子,在课堂中我用这样的方法让学生进行模拟体验假如你桌上的字典是一块很沉重的石头,你想什么办法移动它呢试试看,并注意观察,(学生用笔、直尺等撬字典)请学生动手后谈做法还有一些过往体验如跷跷板等再让学生观察演示铡纸刀铡纸让学生观看实地拍录的抽水机的工作过程。然后教师问刚才大家看到的拔钉子的羊角锤、撬石头的棍棒、跷跷板、抽水机的手柄这些物体有什么共同之处,学生回答得到硬棒。教师再问在力的作用下,这些硬棒做什么运动学生回答转动。教师追问它们的转动有什么共同之处学生回答都绕着一个固定点转动。至此,杠杆的模型已是呼之欲出,随即得到杠杆的定义。在这一过程中,通过多个实例,借助现象观察和体验,在归纳的基础上进行抽象得到理想化模型,学生体会了研究方法,得到了相关能力的培养。(三)动手体验突破难点建立概念本课教学中,力臂的概念既是重点又是难点。以往的教学中通常是直接告诉学生力臂的概念,因为是教给他们知识缺乏获取知识的过程,学生以后在画力臂时通常出错。通过学生打开课桌盖板的动手体验突破理解的难点。
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