【精品论文】农村初中物理分组实验教学探讨(可编辑文本格式).pdf

农村初中物理分组实验教学探讨 教育硕士物理教育专业 研究生张颖康指导教师潘学军 摘要 本文结合国外和国内中学物理实验教学发展趋势 对国内农村中学 物理实验教学现状进行了初步的调查分析 根据农村中学实验教学实际 提出 改进初中物理分组实验教学的策略 其主要目的是想加快农村中学实验教学改 革并同时给从事农村中学物理教学的教育工作者提供一些实践材料 本文主要 包括以下四个方面 第一章前言 这部分主要阐述了实验在教学中的重要作用和教育功能 分析了新课标对 初中物理实验教学的要求并探讨现阶段农村中学物理实验的教学现状和阐述 研究的目的及意义 第二章初中物理实验教学存在的问题及原因分析 这部分对国内外的中学物理实验教学作比较 分析我国初中物理实验教 学存在的问题及其原因 通过对本地区学校进行物理实验教学调查和对大量资 料分析 初步说明农村初中物理实验改革的必要性 第三章初中物理分组实验教学的特点 这部分主要阐述了分组实验的定义 类型和要求 最后指出分组实验设计 的原则 要求和特点 并提出实验设计的方法 第四章改进初中物理分组实验教学的策略 这部分是全文的重点 依据目前农村初中物理实验教学的现状 从理论和 实践相结合的角度深入探究并提出了农村初中物理分组实验教学的策略 着重 对分组实验进行改造设计研究 并在教学实践中得到成功的应用 另外还提出 了合理调整分组实验的教学顺序 加强分组实验的课堂管理和开辟农村教师专 业化成长途径等策略 以提高农村初中物理教学质量 关键词 农村初中物理实验教学分组实验 a bs t r a c t t h i se s s a yh a sap r e l i m i n a r ya n a l y s i so ft h ep r e s e n ts i t u a t i o no fp h y s i c s g r o u p i n ge x p e r i m e n tt e a c h i n gi nj u n i o rh i g hs c h o o l si nr u r a la r e a s b a s e do nt h e s t u d yo ff o r e i g na n dd o m e s t i ct r e n d so ft h i sk i n do fe d u c a t i o n a c c o r d i n gt ot h e i n v e s t i g a t i o no ft h et e a c h i n gr e a l i t y t h ea u t h o rp o s e st h es t r a t e g i e so fi m p r o v i n g t h i sk i n do ft e a c h i n g m a i n l ya i m i n ga te x p e d i t i n gt h ee d u c a t i o n a lr e f o r ma n d p r o v i d i n gs o m ep r a c t i c a lm a t e r i a l st oo t h e re d u c a t o r s i nt h i sf i e l d t h ea r t i c l e c h i e f l yi n c l u d e st h ef o l l o w i n gf o u ra s p e c t s c h a p t e ro n e f o r e w o r d t h i sp a r te l a b o r a t e st h ee f f e c ta n de d u c a t i o nf u n c t i o no fe x p e r i m e n tt e a c h i n g a n da n a l y z e st h er e q u e s t so ft h ep h y s i c se x p e r i m e n tt e a c h i n gi nn e wc u r r i c u l u m s t a n d a r d f u r t h e r m o r e t h ea u t h o rd i s c u s s e st h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft h i st e a c h i n ga s w e l la st h ea i ma n dt h es i g n i f i c a n c eo ft h es t u d y c h a p t e rt w o t h ep r o b l e m si nt h ep h y s i c sg r o u p i n ge x p e r i m e n tt e a c h i n gi n ju n i o rh i g hs c h o o l sa n dt h ea n a l y s i so fi t sc a u s e t h ea u t h o ra n a l y z e st h ep r o b l e m sa n di t sc a u s e b a s i n go nt h ec o m p a r i s o n b e t w e e nf o r e i g ns c h o o l sa n dd o m e s t i co n e s o nt h eb a s i so ft h ei n v e s t i g a t i o no f l o c a ls c h o o l si nt h ed i s t r i c to ft h ea u t h o ra n dt h ea n a l y s i so fm a s s i v em a t e r i a l s t h i s c h a p t e ri n i t i a l l ye x p l a i n st h en e c e s s i t yo ft h er e f o r mo ft h i se x p e r i m e n tt e a c h i n g c h a p t e rt h r e e t h i sf e a t u r e so f t h ep h y s i c sg r o u p i n ge x p e r i m e n tt e a c h i n gi n j u n i o rh i g hs c h o o l s t h ea u t h o rs e t sf o r t h t h ed e f i n i t i o n t y p e sa n dr e q u i r eo ft h i se x p e r i m e n t t e a c h i n g t h ea u t h o rp o i n t so u tt h er u l e s d e m a n d st h em e t h o d so fd e s i g n i n g c h a p t e rf o u r s t r a t e g i e so fi m p r o v i n gt h ep h y s i c sg r o u p i n ge x p e r i m e n t t e a c h i n gi nj u n i o rh i 曲s c h 0 0 1 i i i t h i sp 矾i st h ek e y s t o n eo ft h ee s s a y t h e a u t h o rp o s e st h es t r a t e 昏e 8o l i m p r o v 地t h ep h y s i c sg r o u p i n ge x p e r i m e n t t e a c h i n g b a s i n g o nt h ep r e 8 e n s i t u 乏岫o n0 ft h i st e a c h i n gi nr u r a la r e a s t h e a u t h o rp u t sf o r w a r d st h es t r a t e g l e so f a d i u s t i n gt h et e a c h i n gs e q u e n c e e n h a n c i n g c l a s s r o o mm a n a g e m e n t8 n do p e n l n gu p aw a yo ft h es p e c i a l i z e dd e v e l o p m e n to ft e a c h e r s i nr u r a la r e a s i no r d e rt o1 m p r o v e t h eq u a l i t yo fp h y s i c st e a c h i n gi nj u n i o r h i g hs c h o o l s1 1 1m r a l 盯e a 8 k e yw o r d s p h y s i c s t e a c h i n g i nj u n i o rh i g h s c h o o l smr u 瓶l 眦a s e x p e r i m e n tt e a c h i n g g r o u p i n ge x p e r i m e n t l v 四川师范大学学位论文独创性及 使用授权声明 本人声明 所呈交学位论文 是本人在导师鲎堂至耋送 指导下 独立进行研究工作所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文不含 任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果 对本文的研究做出重要 贡献的个人和集体 均己在文中以明确方式标明 本人承诺 己提交的学位论文电子版与论文纸本的内容一致 如因不符而 引起的学术声誉上的损失由本人自负 本人同意所撰写学位论文的使用授权遵照学校的管理规定 学校作为申请学位的条件之一 学位论文著作权拥有者须授权所在大学拥 有学位论文的部分使用权 即 1 已获学位的研究生必须按学校规定提交印 刷版和电子版学位论文 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库供 检索 2 为教学 科研和学术交流目的 学校可以将公开的学位论文或解密 后的学位论文作为资料在图书馆 资料室等场所或在有关网络上供阅读 浏览 论文作者签名 张颖康 2 0 0 8 年8 月1 2 日 1 日l j 吾 物理学是一门以实验为基础的自然科学 如果把整个物理学比作是一座摩 天大厦 那么物理实验就是通向这摩天大厦的一级级阶梯 在中学的各门课程中 物理课在提高学生的科学素养方面 具有无可替 代的作用 实验在物理教学中更是占有举足轻重的地位 加强实验教学 提高 物理教学效果和开发学生创造能力 在加强素质教育的今天 显得更加突出 尤为重要 1 1 实验在教学中的重要作用 实验教学是物理教学的重要组成部分 无论从物理教学的目的任务 还 是从物理学科特点以及学生的年龄特征等诸多方面考虑 实验教学在物理教学 中都占据着极其重要的地位 实验教学对于中学生在创新能力 理论联系实际 能力 分析问题解决问题能力和科学素养等方面的培养起着重要的作用 在物理学中 每个概念的建立 每个定律的发现 都有其坚实的实验基 础 物理实验在物理学的发展中有着巨大的意义和推动作用 在物理教学中运 用实验的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境 使学生能主动地 获取物理知识和发展能力 促进学生科学的品质和世界观的形成 同时 通过 学生的实验观察 使学生掌握实验的基础知识和基本方法 培养他们的实验技 能和科学素养 1 1 1 实验是物理教学的重要内容 1 物理实验本身就是物理学的不可分割的重要内容 物理学的任何一部分内容 包括物理量 定律 理论等的结构及其发展 都可以分解为三种因素 实验 事实 物理思想 逻辑 方法论等 和数学 表达形式或计量公式 由此可见 物理实验内容本身就是物理学的不可分 割的重要内容之一 也是老师应教好 学生应该学好的重要内容之一 2 实验教学是物理教学的重要组成部分 实验是物理概念 规律教学中必不可少的基础 离开了实验的物理教学 只能是 空中楼阁 若只会照本宣科 或只在黑板上做实验 那将是 纸上 谈兵 就会把本来生动的 有趣的 丰富的物理知识变成一堆枯燥难懂的材 料 不利于激发学生兴趣 调动学生学习的积极性 3 实验是培养学生实验能力的保证 学生可以从各个实验的动手操作中学到实际的基本知识 基本技能和基 本方法 可以提高能力 培养良好的实验素养 这也是实验的重要教学任务之 一 由此可见 不做实验的物理教学是没有完成任务的教学 不做实验的物理 教师是没有完成教学任务的不负责的教师 不具备实验条件的学校是不合格的 学校 1 1 2 实验是物理教学的重要方法 1 实验是物理学研究的重要方法 实验 研究 方法是人们根据研究的具体目的 利用一定的仪器设备 人为地制造 控制模拟自然现象 使某些现象反复再现以便让人们反复进行观 察研究的一种方法 实验方法的优点是能将复杂的条件进行简化和纯化 借助仪器设备 突 出研究对象的主要因素 排除次要的非本质因素 创造一个恰当的实验环境 使需要认识的某种性质或关系以比较纯粹的形态表现出来 以便人们能比较容 易 比较准确地发现规律 2 实验是学生学物理的重要方法 通过观察与实验 使学生知道科学家探索物理规律的过程 培养和提高 学生观察能力和逻辑思维能力 培养学生的实验动手和创造能力 帮助掌握科 学的学习方法 要做到这一切 离不开实验 不让学生亲自动手实践是不可以 的 要让学生像物理学家那样去探索物理世界的秘密 就应该让学生像物理学 家那样 主要靠观察 实验和思考去探索 去学习 把实验当作学习物理的一 种重要方法 1 1 3 实验是物理教学的重要手段 好的教学方法需要通过适当的教学手段才能发挥它应有的作用 实验 直观具体 形象生动 实验教学 从感性到理性 从具体到抽象 从简单到复 杂 适合学生的身心特点 符合学生的认知规律 实践证明 在教学中运甩实 验手段能取得很好的教学效果 实验是物理教学中必不可少的重要手段 1 2 物理实验的教育功能 1 2 1 物理实验的教学功能 1 物理实验的感觉功能 实验教学过程中 学生必须看 听 动手等进行实践 通过感觉和知觉 对客观世界进行认识 并通过头脑反映出物体的各种物理属性 各个部分及整 体运动与静止的形象 这就是物理实验的感觉功能 美国物理教师协会主席乔 梅尔曾引用一段他的老师的格言说 讲给我听 我将忘记 演示给我看 而我将记得 与我有关 我一定要学 这说明 听 看 动手教学中的作用并不完全一样 在实验教学过程中能 将学生的听 看 动手几方面同时都调动起来 物理实验的感觉功能 有助于培养学生手脑并用的能力 学生自己动手 做实验 必须先了解实验原理 在操作实验仪器 观察实验现象时 学生都必 须有思维的指导 而在思维指导下的熟练操作 往往又是创造产生的源泉 2 物理实验的训练功能 中学物理实验教学的过程中 物理实验还有着训练学生学习掌握测量工 具 物理仪器的教学功能 通过物理实验训练学生学习掌握科学研究的方法 实验即是一种基本的科学研究方法 将中学物理实验按其训练功能大致可分为五类 各种类型在教学中均有 不同的训练功能 基础性实验 主要目的是训练学生掌握测量工具和仪器基本技能 为后续的物理实验做 准备 例 a 用温度计测量某液体的温度 b 用天平秤某物体的质量 c 练习使用万用表测 某电阻丝或某导体的 电阻 这类实验教学的基本程序 了解一检查一测量一掌握 观察性实验 主要目的是训练学生掌握科学观察的基本方法 了解某些基本物理现象 例 a 探究晶体和非晶体的熔解和凝固 b 观察布朗运动 c 探究物体的 平抛运动轨迹 这类实验教学基本程序 设疑一观测一分析一结论 归纳性实验 训练学生掌握实验归纳的方法 例 a 研究加速度与力 加速度与质量 的关系 b 全电路欧姆定律的演示 c 演示电磁作用的法拉第电磁感应定律 这类实验教学基本程序 命题一观察一归纳一结论 验证性实验 训练学生掌握实验验证法 鼓励学生大胆设想 勇于创新发展预见能力 例 a 共点力的合成 b 碰撞中的动量守恒 c 验证玻马定律 这类实验 教学基本程序 推理一测量一验证一结论 理想性实验 是在已有实践的基础上经过合理推论 判断得出在理想条件下 研究物理 规律的方法 这可以帮助学生建立概念和认识规律 可以发展学生想象与逻辑 推理能力 例 a 伽俐略研究物体惯性和无摩擦斜面实验 b 建立 电场强 度 概念 c 建立 即时速度 概念 这类实验基本程序 假设一想象一推论 一结论 3 非语言传播功能 中学物理实验教学 如同春雨滋润万千生物 无声地用自己的言行举止 教育着学生 这种非语言传播功能也叫身教功能 通过自己的行为方式 培养 学生的科学态度和科学作风 生动直观的实验 可以大大吸引学生的注意力 激发学生学习物理的兴 趣与求知欲 当学生积极主动学习时 教学就达到事半功倍的效果 阻 4 例如 声音的产生 实验 在鼓面上放一把绿豆 用槌敲击 绿豆跳跃 敲击音叉 靠近吊起静止的乒乓球 乒乓球来回摆动 又如 隔瓶吹蜡烛 准备一只较大的瓶子 一根蜡烛和一盒火柴 提出问题 你们相信吗 我可 以把放在瓶子后面点燃的蜡烛吹灭 学生们都睁大好奇的眼睛看着教师的表 演 教师把点燃的蜡烛放在瓶子后面 并让瓶子和蜡烛稍微离开一点 用嘴一 吹 蜡烛果然被吹灭了 这些实验激起了强烈的悬念兴趣和求知欲望 协 实验中 使用一件件仪器及组合仪器进行实验时 教师的行为方式 一 举一动都是一种无声的语言 而这种无声的教育是不可低估的 科学的实验本身就要求实验者具有实事求是 老老实实的态度 我们可 以通过自己的实验行为和实验态度严格要求学生 实事求是 忠于实验数据 尊重客观事实 避免主观臆断 严谨治学 切忌粗心大意 理论联系实际 不1 怕困难与失败 活跃思维 培养创新精神 实验教学中 会发生许多偶然事件 有些是意料之中 但大多数是意料 之外 若偶然事件出现后既不可忽视它 以为是微不足道的事情而轻易放过 也不可以惊慌失措 胡乱解释进行敷衍 伫 1 2 2 物理实验可发展和提高学生的能力 1 实验是培养创造性人才的必经之路 1 9 4 0 年 我国著名物理学家吴有训先生写了 理学院 一文阐述了他与叶 企荪先生的教育思想 有些欧美留学生返国开了一些高调而空虚的功课 如 数学 物理学等由普通至最深的课程 无不应有尽有 要是专以课程的名称 互相比较 中国的大学程度 似较世界任何大学为高 教者只是糊涂地教 学 者只是糊涂地昕 均在似懂非懂的微妙境地 这种高调的课程 对具有谈玄传 统习尚的中国人 非常适合口味 结果学生对于实验常识 一无训练 每日谈 自由研究不知研究为何事 把科学的实验性完全忽略 抗战前1 0 年至1 5 年的时间 国内有了真正的科学工作 理学院的训练力戒兴高调与空虚之弊 一方面对于课程不尚高深和数量 唯着重于基本的学程 力求切实与彻底 基 本原理和事实的了解 问题的解决 为施教重要的部分 另一方面 充分必需 的仪器与图书 使教学设备足敷应用 因必须仪器的充实 重要的实验 均可 举行 实验科学的意义 学生得以了解 此外对于实验的技术 手眼的训练 将加留意 如木工 金工和吸吹玻璃等 表面看来 似极琐屑 其实实验工作 之能否成功 有时全在这些工作之是否精巧 国内科学不发达的最大表现 便 是学生手眼之未受训 由此可见 正是他们重视物理实验的教育思想造就 了王淦昌 钱伟长 李政道 杨振宁 钱三强等一大批著名的科学家 实验是手 脑并用的实践活动 在实验过程中 通过富有启发性的问题 或者用有效的激发起问题的事物或现象 驱动学生积极 主动地进行观察和操 作等收集事实证据的活动 提出和求证假说以及做出解释等积极构建知识的活 动 通过评估 交流甚至辩论 使学生得以评判自己和他人的解释 不仅扩展 自己对知识的理解 而且能提高质疑 推理和判断性思考科学现象的能力 通 过真正地 做 科学 学生既学到知识 技能 又掌握更深入地适用和探究那 些知识所必需的思维方法 使探究能力得到提高 同时形成正确的对待科学问 题的态度 2 实验能培养理论联系实际能力 实验与物理理论越来越紧密地结合成为不可分割和相互依赖的结合体 物 理实验更加需要理论包括实验理论的指导 在理论的预测和条件范围内去进 行 而不是盲目地瞎碰 亚罩士多德说 重的物体比轻的物体先落地 真的如此吗 伽俐略对这个 说法提出了怀疑 并利用实验 解决了力与运动的关系 自由落体规律等问题 促进了物理学的长远发展 推翻了亚里士多德的观点 著名的科学法论者波普 尔说 正是怀疑 问题激发我们去学习 去发展知识 去实践 去观察 培养求实精神的关键是教师要在求实方面为学生做出表率 教师要真心实 意地重视实验 重视实践检验 重视得出知识的过程 为学生创造学习科学的 环境 让学生切实感到学科学 做科学必须有一个老老实实的态度 来不得虚 假 另外 要引导学生相信科学 尊重科学 增强识别封建迷信和伪科学的能 力 还让学生明确认识到 求实并不意味着不加分析地相信某种实践的表面结 果 而是要深入到事物本质 让学生初步形成的白求恩精神对进一步学习科学 十分必要 对于学会做人 做事也很有帮助 6 实践是人们主动地认识世界和改造世界的 社会性的 客观相互作用的活 动 实践是认识的源泉 人们在实践中接触事物 感知事物的现象 进而揭示 其本质 实践是认识发展的动力 实践的需要推动着认识的发展 实践改造了 人们主观世界 发展和提高了人的认识能力和智力 而实验是学生实践的重要 途径之一 f 4 3 实验教学有助问题解决 当一个人想要达到一个构建的目标 但又不能立即找到达到该目标的适合 的方法时 他所从事的活动都被称为问题解决 问题及其解决是社会中每个人 每天都面临的活动 也是每个人都必须具备的基本能力 知识与学习的目的就 是为了解决人们在学业和生活中面临的各种问题 因此问题解决及其教学成为 教育的重要内容 杜威在1 9 1 0 年出版的 我们怎样思维 一书中 提出问题解决的五个教 学步骤 1 真实经验的情境 2 在这个情境内部产生一个真实的问题 3 要占有知识资料 从事必要观察 以对付问题 4 一步一步展开其所想出的 解决问题的方法 5 通过应用来检验其想法 物理实验的教学成为问题解决 的必要途径之一 旧 选择一些生动 有趣 新奇和学生感到意外的实验引入新课 能够有效 地激发学生的兴趣和求知欲 按照新的教育理念 这是远远不够的 导入新课 的实验还要使学生通过观察与思考 有所联想 萌发或可以提炼出科学问题 体现 提出问题 及 猜想和假设 等科学探究的要素 有利新知识的构建 例如 学生猜想 一个生鸡蛋从高处落下 是否会摔破 当学生紧张而意外地 发现鸡蛋从高处落入铁盘后又反弹起来 倍感惊奇 再让同一个鸡蛋从同一高 度落下 鸡蛋摔破了 引导学生提出问题 查找原因 发现其中的奥秘 从猜 想经历科学思维到现实 实验不仅可为构建知识提供感性认识 还可以让学生在实验中以科学的 态度和对科学探索的浓厚兴趣经历科学探索过程 去发现 思考 探讨 在经 历科学设计实验 实施实验 得出结论的过程中 达到获取知识的目标 学生获得某一物理知识之后 让学生组建课题并运用新知识探索新思路 新方法 通过猜想 制订计划 查阅文献 调查研究 小组讨论等系列科学探 索过程 分工合作 集思广益设计新的实验 制作新教具 之后展示成果 相 互研讨交流 在学术研讨气氛中进行评价 质疑和答辩 通过研讨交流相互学 习 借鉴 分享成果 进行思维碰撞 使学生切身体会到学习科学知识的实际 价值和运用科学知识解决实际问题的乐趣 训练学生分析 综合 演绎 推理 抽象 概括等科学思维能力 培养学生猜想 假设 独创 评价 交流与合作 等科学探究品质以及实事求是 追求真理 热爱科学精神 巩固 深化 活化 所学知识 怫 4 物理实验有助科学素养的形成 科学素养无法像知识那样直接 教 给学生 只有通过长期 有计划地开 展多种形式的课外实践活动 使学生产生了关注周围世界 探索其中奥秘的欲 望 并在活动过程中形成科学态度 科学意识及科学的价值观 才能体会到科 学精神和人文精神的和谐统一 r 1 通过实验教学能够使学生对物理事实获得具体的 明确的认识 能够让 学生切身体验物理概念 物理规律内容的实质性 通过在实验中的创新设计 实验仪器的科学选取 操作过程的规范化 物理现象的仔细观察 实验数据的 记录 实验结论的归纳等 培养学生实事求是的科学态度 加强实验教学对激 发学生学习物理兴趣有着不可替代的作用 是培养学生科学素养的重要途径 也是物理学理论转化为生产实践的重要桥梁 若对实验有足够的重视 用科学 的发展统领教学过程 学生的内在潜力和创造力就能更好地发挥出来 这样就 能不断提高学生的科学素养和科学品质 1 3 新课标对物理实验教学的新要求 如何培养中学生的实验能力 是新课标下中学物理教学探讨中的重要课 题 要做好这一点 不仅要注意学生对物理知识体系的掌握 更应该在实验活 动中培养学生的科学态度与科学方法 新的 物理课程标准 对中学生实验能力的基本要求有八个指标 观察 实验能力 基本操作能力 信息处理能力 创新能力 投入的态度情感 意志 毅力 合作能力 自我认识能力 要达到基本要求 观察能力 动手能力 探 索能力 创新能力的培养是关键 1 观察能力 它是指准确 迅速 深入 全面地捕捉对象特征的能力 是善于察觉事物之间典型却未必显著的特征能力 毫无疑问 一个优秀的中学 生必须具有一定的观察能力 而物理观察能力的培养必须依赖于实验教学 2 动手能力 它主要指实验的基本操作技能 实验教学除了教师的演 示实验外 主要的形式便是学生动手的实验活动 大量实验教学能够让学生逐 渐掌握实验的基本操作技能 并充分发挥学生的主观能动性 我们必须从实践 与思维 动手与动脑的相互联系来认识实验对培养实际技能和发展创新能力的 作用 发展学生能力 3 探索能力 它主要指运用实验手段去探索物理知识的能办 奢醌教 学的内在冲动 应该是在师生共同参与下 在前人已有知识的基础上为探索物 理规律而进行的对于大自然的神秘的追问 要叩响自然世界之门必须培养学生 探索性实验态度和方法 4 创新能力 由于新教材一改过去单纯强调对实验仪器的操作技能培 养 而要求教师教学贯彻学生通过实践进行探索得出结论的教学原则 着眼于 学生观察 动手 探索能力的培养 全面发展学生的智能结构 全面发展学生 的创新能力 1 4问题研究的 目的和意义 1 4 1 问题研究的目的 做实验变成讲实验 讲实验变成背实验 这是在很多教师实验教学中普 遍存在的一种教学模式 实验是学生极其薄弱的环节 有些教师思想上不够重 视 教学中少做甚至不做实验 其原因之一是应试教育心态严重 原因之二是 担心仪器的精确度低 实验误差大 引起学生的质疑 花费太多的精力到头来 得不偿失 原因之三是分组实验时 控制学生纪律的难度较大 还有部分教师 过分依赖计算机多媒体的模拟实验 忽视了给学生看实物 不重视实际操作 放弃了运用实验的直观教学法 分组实验时 学生照规定的实验步骤做 记录了几组数据 算出结果 9 填写表格 就草草完成了实验 一些班级课尾省略检验 评价学生实验效果这 个环节就一轰而散 学生失去了对错误操作进行纠j 下的机会 学生上完实验课 仍是一知半解 收效甚微 在教学方面存在种种不足和困难 教师如何在实验教学中占主导作用 如何从传统实验教学模式中走出来 是本文研究的目的 1 4 2 问题研究的意义 本课题将着重对农村中学分组实验教学进行研究 分别从分组实验设计 改造 合理调整教学顺序 加强分组实验课堂教学管理和农村教师专业化成长 途径四方面进行研究 对提高分组实验教学质量具有很大的意义 1 纠正教师教育观念的偏差 有助于更好理解物理实验在物理教学中 的地位 充分认识和理解物理实验的教育功能 培养学生的创新能力 动手能 力 理论联系实际能力 分析问题解决问题等能力 2 能够更好地实施初中物理新课程的理念 理解新大纲 落实新大纲 可以帮助我们转变观念 从课程整体改革的高度来认识物理课的变化 以适应 社会的需要 3 优化教学 提高教学质量 农村学校实验器材缺乏 学生人数多 课堂纪律难控制 教师求学无门是阻碍农村初中物理实验教学的主要因素 本 文从这几方面进行探讨 得出一些可行的方法和措施 为教育工作者更为一线 的农村物理教师提供一些有用的实践资料 以推动农村初中物理实验教学改 革 提高中学生物理实验教学的质量 1 0 2 初中物理实验教学存在的问题及原因分析 国际理科教育改革 不仅关注学生对科学知识的学习 且越来越倾向于 培养学生的科学探究能力 科学观与科学品质 各国都趋向于提倡自主 合作 探究的学习方式 重视培养学生的科学探究能力以及科学态度和科学精神 虽然各国教育体制和教育背景不尽相同 但中学物理课程 教材改革的 变化趋势 还是有很多共同点 国外学校一般都非常重视方法教育而且各国的 物理教育越来越重视学生创新意识培养 发现法 问题解决 开放性问题等 曾成为国际物理教育界的重要议题 美国 国家科学教育标准 把问题解决作 为学校物理课程目标之一 匈牙利 日本 英国 德国的中学物理教学大纲 都把培养学生解决问题能力放到重要的地位 对于问题解决 开放性问题的倡 导 核心目标是学生的创新意识的培养 no 物理实验在培养初中学生的创意新 意识上将起到必不可少的作用 重视实验 提高物理实验教学效率 可更好地 发挥物理课程的功能 2 1 初中物理实验教学的现状及存在问题 2 1 1 我国现行教学现状 1 学生知识面太窄 杨振宁在出席清华大学高等研究中心成立大会时认为 平均起来 中国 学生整体素质比起美国学生的整体素质 我认为是好的 不管是大学生也 好 平均起来 国内出去的学生 成绩 学识都是好的 假如我有一点批评的 话 就是知识面不够宽 美国的教育比较重视启发式 中国教育比较重视 接受式 从国内出去的学生到美国各个大学考试都考得特别好是因为他们从中 学开始 好好做题 好好听老师讲 所以他们的知识肯定比一般美国学生丰富 但不够广而且越念胆子越小 2 学生的动手实践能力较差 中国人并没有天生不会动手的问题 事实上给了机会是很会动手的 关键 是 我们的教育 无论是家庭教育 学校教育还是社会教育都没有给学生充分 动手的机会 大多数学生以及家长的目的都是考上一所好大学 教师的教学目 标是教出好成绩向学校和家长交待 这样的传统和教育体制下培养的学生往往 是理论扎实 动手实践能力极差 3 教育的共性压抑了学生的个性 在中华人民共和国5 0 年周年国庆各种成就展上 人们看到了中国半个世 纪以来在科技领域取得的举世瞩目的辉煌成就 然而令人遗憾的是 诺贝尔奖 这项代表世界科技最高成就的荣誉总与我国科学家无缘 著名教育专家包国庆 教授作了深刻的分析 他认为最重要的是 a 教育规范的共性 压抑了学生 发展的个性 b 知识和方法论的分离 学生只是知识的容器 使学生越学越 蠢 越学越麻木 摧残了学生的好奇心 求知欲 想象力 创造力从小被湮灭 4 教育重视了对学生的知识传授而忽视了对学生的能力培养 经过改革开放以后2 0 多年的发展 我国教育事业有了长足的进步 但必 须清醒地看到 我国的教育还没有从传统教育的禁锢走出来 教师仍习惯于让 学生消极被动地接受知识 重视学生的模仿性训练 一味使学生通过获得既有 的知识和经验来解决问题 这种接受型的教学模式使学生走进 死读书 读 死书 的死胡同 成为分数的奴隶 极大束缚了学生的能力培养 中学实验教学虽说不上推动物理学发展 但中学生做实验可以让学生经历 过程 让学生学习科学知识 提高操作技能 3 2 1 2 我国现行的实验教学现状 新课标出台 大力倡导素质教育和课程改革 但现行中学物理教学 实验 教学仍存在一些普遍问题 1 采用 背多分式 的学生实验 即背实验多于做实验 只求在考试中 得高分 使中学物理实验几乎成了 菜谱式 制约对学生思维的训练 2 忽视探索性实验的作用 不愿意花时间和精力去引导学生发现和探索 物理规律 常常把探索性实验变成验证性实验或是一般练习性实验 从而影响 学生对知识的理解和能力的培养 3 没有开放的实验室 使学生实验机会受到限制 一些学校往往强调设 施不足等客观原因而不搞开放实验室 4 课题研究流于形式 没有实质性的开展 州 我国中学物理教学长期以来在相当封闭的状态中运行 多年不变的体制 和教学内容 陈旧过时的教学设备 特别是趋于僵化的传统实验教学模式的沿 袭 使本来应该充满变数 生机勃勃的物理实验 成为单纯的知识验证活动 如演示实验由教师当堂操作 学生对现象进行观察或记录数据 经分析推理或 数据处理得出对自然界某一方面规律性的认识 学生实验则往往由实验人员提 前摆好仪器 而实验目的 原理和实验步骤早已在理论课中进行了分析 对某 些程度偏低的班级 教师还要事先给学生演示一遍 实验过程中 每遇到学生 的误操作 教师会立即加以改正 以免影响实验的进度或损坏实验仪器 钆 这种实验教学方法的缺陷 不仅表现在实验设计与迅速发展的科学技术 及日益多样化的生活实践相脱节 还表现为理念上的陈旧僵化 不仅缺少对现 代科技前沿的求真性眷顾和对科学服务于生产力发展的务实性的关怀 从更深 层次来讲 它是对科学自起源时便视作生命所在的科学精神的漠视 富于智 慧的大胆假设和小心实证不断地探索自然的奥秘 揭示自然的规律和以充满理 性的怀疑态度去质询人类既有的认识成果 探索与怀疑犹如创新思维之两翼 共同成就科学的航程 而当前中学物理实验教学中恰恰存在着这二者的缺失 使我们的科学课程面临着丧失科学因子的危险 这种科学因子具体缺失表现为 教学环节上 以演示实验为主而缺乏自 主成分探索实验 目的意图上 以验证既有公理 定律为主而缺乏怀疑意味的 反验证实验 相当多的中学物理实验都按照预先编排好的 程式化程度极高的 实验程序去完成 最后填充早己设计好的实验报告 并以得出唯一j 下确的实验 结论为目的 这种实验过程的不断重复 使学生成为实验教学中只看不作的观 众或做而不想的机器 也使学生实验因缺少主动性 创造性而降格为验证性实 验的同时 腐蚀了学生怀疑和探索的科学品性 因此 依据新的课程标准的内在要求 要彻底改变把物理实验作为一种 教学手段或理论知识灌输的辅助手段的做法 还物理实验教学对真理探索追寻 过程中的人为再现或再探索的性质 特别是还实验教学中 试验 本性 强化 学生综合科学素质和技能的培养 引 从1 9 9 1 年7 月至1 9 9 3 年 国家教育委员会教学研究所组织了北京 辽宁 江苏 河北 山东 湖北 甘肃 四川 武汉 成都等十个省市初中生和高中 生的物理实验能力调查 被调查对象是上述十省市1 9 9 2 年春季初中三年级 高中三年级的学生 全国测试结果是 中学生物理平均成绩在及格线以下 折合成百分制 高中学生物理实验平均成绩为5 5 9 分 初中学生物理实验的平均成绩为5 8 2 分 但因参加测试的城乡学生数量相等 实际农村初中学生数量远远大于城市 农村学生的测试成绩比城市的低 因此加权后的结果是初中学生物理实验成绩 平均值低得多 初中学生测试结果显示 学生实验中常用仪器的一般用法掌握较好 但 对于需要灵活运用已学知识解决实际问题的题目 例如给出刻度尺 铅笔和一 副三角板 要求测量细口瓶外径和瓶颈的实验 许多学生面对如此简单工具 不知该怎样测 得分较低 高中学生测试结果显示 基本仪器使用方面多数学 生能掌握 但解决实际问题的能力较差 结果还显示全部做过大纲规定的学生分组实验的学生 其测试成绩统计 平均在及格线以上 演示实验全部做过的学校学生的实验成绩比较好 教学仪 器配备齐全的学校 实验成绩也比较好 n 刮 在2 1 世纪 要使我国的全体公民都受到科学精神 科学观点和科学方法 的教育 教育的发展 要求物理教育者更加全面地思考 怎样培养学生 才能 满足国家在科学技术发展上对于人才的需要 怎样规划物理教育 才能使学生 适应现代化的生活 怎样才能使学生的中学物理学习终身受益 怎样才能使 学生主动地学习 应该怎样进行大众的物理教育 怎样才能使得物理教学取 得最大的效益 6 2 2 初中物理实验教学存在问题的原因分析 随着素质教育的进一步深化 我们国家不少专家学者和广大物理教师对 中学物理实验教学的重要性认识和感受逐步加深 物理教学发展也在密锣紧鼓 地进行 但是应该看到农村中学物理实验教学的现状并不很乐观 1 实验教学的效果往往不理想 没有达到物理实验教学的目的 1 4 2 学校和教师受传统教育的影响 普遍存在重理论轻实验的思想 目前 相当数量的教师少做或不做实验 放弃了运用实验的直观教学方法 这一现象 严重妨碍了培养具有创新的能力的人才 这样教出来的学生一遇到实物就束手 无策 不知如何动手 3 由于认识上的不足 教师在实验教学的组织上 在教学过程中 在物 理成绩的考核上都存在着诸多问题 4 实验教学模式僵化 物理实验教学的基本原则没有得到充分体现 教 学方式呆板 从教学内容到教学方式没有给学生留出足够空间 教学模式不利 于引导学生提高发现问题和解决问题的能力 不利于引导学生突破思维定式 不利于创新思维和方法的形成 不利于学生智能的发展 以上实验教学现状 极大地影响着物理实验教学质量 与实验教学目均盘 教育改革的要求和物理实验教学的重要地位很不相称 与时代发展对人才的要 求很不适应 2 2 1 物理课堂教学时间分配情况课堂教学时间分配情况 徐州师范大学物理系2 0 0 1 级物理教育专业本科生在2 0 0 4 年1 0 月到1 1 月 对江苏省十所中学进行 中学物理课堂教学时间分配情况 调查 通过调 查发现 1 学生的 受控学习 时间偏多 体现不出 主体性 初中物理课堂教师活动时间与学生活动时间之比为3 1 1 高中两者之 比达4 8 l 而西德中学物理课堂教学时间分配是教师活动时间 包括讲解 演示实验 评估 为4 1 学生活动时间 包括学生实验 课堂议论 课堂学习 占5 8 我国教师活动时间远多于学生活动时间表明在课堂教学中教师和学生明 显是不对等的 教师基本上 控制 着课掌教学 学生们的学习时间安排完全 受教师控制 缺乏自主学习的时间 学生主动获取 构建知识的过程常常被忽 视 学生的学习处于被动的状态 缺乏应有的主动性 基本上体现不出学生的 主体性 这种状况与我们一直倡导的 教师主导 学生主体 以及新课程 改革提倡的 探究性教学 研究性教学 研究性学习 观念严重地背离 2 实验时间太少使学生缺乏过程经历 物理课堂上的实验就是学生直接经历科学研究过程的机会 但过低的时 间比例反映出在我们的课堂教学中科学的过程与结果的严重不对等 致使学生 普遍缺乏对科学过程的经历 发现意义 领会意义是经历的结果 经历可以说 是发现意义的中心环节 在没有经历的情况下 学习者难以产生有意义的物理 学习 3 习题时间越来越多制约解决问题能力的培养 中学物理课堂教学中 用于练习题的时间也从初中的1 4 上升到高中的 1 9 6 到高三比例不知还要高多少 物理教学越来越重视解题能力的培养 大量 去情境化的 练习题 培 养的主要是 套公式 的应用能力 解习题的迁移能力 高中物理教学已经异 化为 解题教学 练习题虽然也属于应用性问题的能力 但是培养出来的只 是学生机械地 程式化 地解决问题的能力 这就造成了学生在面对现实生 活的实际问题时 往往束手无策 非常缺乏对学生高端思维能力的培养 非常 不利于学生运用批评性的思维 创造性地解决所面临的实际问题 7 2 2 2 现在的农村初中物理教学制约了实验教学的开展 2 0 0 1 年7 月教育部颁布了 全日制义务教育物理课程标准 实验稿 其基本理念是注重全体学生的发展 改变学科本位的观念 让学生从生活走向 物理 从物理走向社会 注重科学探究 提倡学习方式多样化 改变过分强调 知识传承的倾向 让学生经历科学探究过程 学习科学研究方法 培养学生的 探索精神 实践能力以及创新意识 改革以课本为主 实验为辅的教学方式 提倡多样化的教学方式 鼓励将信息技术渗透于物理教学之中 课程总目标是使学生 1 保持对自然界的好奇 发展对科学的探究兴趣 在了解和认识自然的过程中有满足感及兴奋感 2 学习一定的物理基础知识 养成良好的思维习惯 在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学研究 方法 3 经历基本的科学探究过程 具有初步的科学的探究能力 乐于参与 和科学技术有关的社会活动 在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的 意识 4 具有创新意识 能独立思考 勇于有根据地怀疑 养成尊重事实 大胆想象的科学态度和科学精神 8 1 实验对理科教学 尤其是物理学科的重要 无人不晓 但根据查阅的物 理教学现状调查资料及自己在中学物理实验室管理和多年教学的体会 强烈感 受到现阶段农村中学的物理实验教学离新课程的要求还差很远 教师以及学生 的实验积极性还没有激发出来 实验能力欠佳 认为实验与否对教学 成绩等 影响不大 加上农村中学学生自觉性较差 课堂纪律有时混乱 使更多的教师 趋向于讲实验 画实验 认为既节约时间又可以提高效率 农村中学教学条件简陋 设施缺乏 部分易损易耗仪器得不到及时修理 及补充 加上教师不重视物理实验教学 实验能力欠佳 造成了低效的实验教 学 因此 不少校领导及物理教师普遍有疑问 花如此多时间和精力做寓融 值不值 花大量的资金补充实验仪器值不值 这些都是值得思考的问题 它说明农村中学的物理实验功能有待进一步 开发 怎样改进现在的中学物理实验教学现状 怎样提高物理实验教学效果 减小低效教学 增加有效教学 成为刻不容缓要解决的问题 这些问题都需要 我们加强研究和探讨 2 3 教师实验教学与学生实验情况调查分析 南沙区是广州市于2 0 0 6 年新划出一个规模较小的区 全区有十所中学 其中初级中学七所 学校间并没有分重点与非重点 都是按地区招生 本人于2 0 0 6 年5 月 对本区五所初中学校进行物理实验教学调查 接受 调查老师4 0 人 初中学生4 0 3 人 调查结果如下 1 教师对物理新课程标准认识较充分 实验也基本上完成 演示实验有 四分之一教师全部完成 分组实验只有五分之一教师全部完成 但课后小实验 和习题实验做得较少 2 有差不多一半的教师认为演示实验较重要 认为两者同样重要的有三 分之一 课本有部分演示实验不能达到教师期望的要求 但较多改进实验的教 师只有一成 大部分教师安于现状得过且过 3 4 3 的教师认为分组探究实验要求过高 也只有4 3 的学生能每次实验 探究出结果 这也反映了现行人教版的初中物理课本的探究实验对于我区农村 初中学生来说有些偏难 4 调查结果还显示了有四成教师认为自己的实验教学十分有效 但有六 成教师认为实验教学效果一般 认为造成教学效果低的原因是仪器不足 性能 差的有一半以上 认为教材器材选取不合理的有2 5 3 4 7