初中物理教学中的演示实验与创新.pdf

四川师范大学 硕士学位论文 初中物理教学中的演示实验与创新 姓名 付勇军 申请学位级别 硕士 专业 学科教学 物理 指导教师 潘学军 20081123 初中物理教学中的演示实验与创新 教育硕士物理教育专业 研究生付勇军指导教师潘学军 摘要 物理学是一门以实验为基础的学科 在中学物理教学中 演示实验 是学生对教学内容获得直观感性认识的重要手段 也是帮助学生建立概念和规 律 理解和掌握物理知识有效途径 实验的成功演示 不仅有利于激发学生学 习的兴趣和求知欲望 而且还有利于加深对书本知识的理解和掌握 有利于学 生创新思维的培养 实践表明 课掌演示实验在物理教学中发挥着重要作用 本文共分四个章节 重点阐述的内容为 初中物理教学中物理实验存在的 问题的初步探讨 并针对问题的改进做了一定的研究 对物理实验中的演示实 验进行了重点的探讨 讨论了演示实验在初中物理教学中的重要作用 以及演 示实验的一些基本要求 着重介绍了演示实验的一些主要方法 做好演示实验 的一些技巧 最后就演示实验的发展提出了创新的思考 介绍了教师学生对演 示实验的自主设计和创新的意义 并有相应的教学实践案例 同时也对多媒体 技术对演示实验的利用和创新进行了探讨与实践 关键词 初中物理实验问题演示实验实验创新 A b s t r a c t P h y s i c si sas u b j e c tw h i c ht a k e sE x p e r i m e n t sa st h ef o u n d a t i o n I nt h em i d d l e s c h o o lp h y s i c a lt e a c h i n g t h ed e m o n s t r a t i o ne x p e r i m e n ti st h ei m p o r t a n tm e a n s w h i c hc a u s e st h es t u d e n tt oo b t a i nt h ed i r e c t v i e w i n gp e r c e p t u a lk n o w l e d g et ot h e t e a c h i n gc o n t e n t i st h ei n d i s p e n s a b l ep r o c e s se s t a b l i s h e st h ec o n c e p ta n dt h er u l e u n d e r s t a n d sa n dg r a s p st h ep h y s i c a lk n o w l e d g e S u c c e s s f u ld e m o n s t r a t i o n i sn o t o n l ya d v a n t a g e o u si ns t i m u l a t e st h ei n t e r e s ta n dk n o w l e d g ed e s i r eo fs t u d e n t ss t u d y m o r e o v e ri sa l s ob e n e f i tt of u r t h e ru n d e r s t a n d i n ga n dm a s t e r i n go fb o o kk n o w l e d g e P r a c t i c ei n d i c a t e dt h a tt h ec l a s sd e m o n s t r a t i o ne x p e r i m e n ti sp l a y i n gt h ei n f l u e n t i a l r o l ei nt h ep h y s i c a lt e a c h i n g F o u rc h a p t e r sa n ds e c t i o n sw i l lb ed i v i d e di nt h i st e x t t om a k eaf i r s ts t e p i n v e s t i g a t i o n r e l a t e dt ot h ee x i s t i n gp r o b l e m si np h y s i c a le x p e r i m e n to fj u n i o r m i d d l es c h o o lp h y s i c a lt e a c h i n g A tt h es a m et i m es o m er e s e a r c hm a d ea c c o r d i n g h o wt oi m p r o v e F a c et ok e yf o r mf a c t o ri np h y s i c se x p e r i m e n t d e m o n s t r a t i o n e x p e r i m e n th a v i n gc a r r i e do u tt h ep r i o r i t yd i s c u s s i o n M a i n l yt h ei m p o r t a n c eo f d e m o n s t r a t i o ne x p e r i m e n tt oh a v ed i s c u s s e dt h a tp h y s i c st e a c h i n gi nj u n i o rm i d d l e s c h o o l a n dd e m o n s t r a t e ds o m ef u n d a m e n t a ld e m a n d so fd e m o n s t r a t i o ne x p e r i m e n t A n di n t r o d u c eal i t t l em a i nd e m o n s t r a t i o ne x p e r i m e n tm e t h o da n ds o m et e c h n i q u e s o fm a k i n gb e a e re x p e r i m e n t A tl a s th a s p r o p o s e d i n n o v a t i o ni d e at ot h e d e v e l o p m e n to fd e m o n s t r a t i o ne x p e r i m e n t H a si n t r o d u c e di m p o r t a n c ea n dc a s eo f d e s i g n e da n di n n o v a t e dt oa c t i n go nt e a c h e r sa n ds t u d e n t st h e m s e l v e so w n M e a n w h i l ea l s ot oM u l t i m e d i ah a sd i s c u s s e dt h eu s ea n di n n o v a t i o no f d e m o n s t r a t i o ne x p e r i m e n t K e yw o r d j u n i o r m i d d l es c h o o l p h y s i c a lE x p e r i m e n tp r o b l e m d e m o n s t r a t i o ne x p e r i m e n t E x p e r i m e n ti n n o v a t i o n J I 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 是本人在导师一渣堂芏墼拯 指导下 独立进行研究工作所取得的成果 除文中己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 已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 年月 日 引言 一 对初中物理新课程的认识和思考 一 关于初中物理新课程 1 9 9 9 年 国务院转发教育部 面向2 1 世纪教育振兴行动计划 同年 国务院在第三次全国教育工作会议上颁布了 关于基础教育改革与发展的决 定 这两个文件都提出要改革现行基础教育课程体系 研制和构建面向新世 纪的基础教育课程教材体系 2 0 0 1 年 教育部印发 基础教育课程改革纲要 试 行 新一轮基础教育课程改革正式启动 2 0 0 1 年 教育部制订了义务教育阶段18 个科目的课程标准 实验稿 其 中 全日制义务教育物理课程标准 于当年7 月出版发行 全日制义务教育 物理课程标准 倡导的新课程理念为 注重全体学生的发展 改变学科本位的 观念 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 注意学科渗透 关心科技发展i 构建新的评价体系 全日制义务教育物 理课程标准 制订以后 根据它进行的物理教材编写工作随之启动 2 0 0 2 年9 月 初中物理新课标教材首次在实验区试用 二 关于初中物理新课程的思考 新课程以提高学生的科学素养为核心目标 促使学生在知识与技能 过程 与方法 情感态度与价值观方面得到全面发展 强调课程与生活 与社会的联 系 关注科学技术的发展和学科问的渗透 注重科学探究 提倡学习方式的多 样化 构建促进学生发展的评价体系 该理念的强化 来自于现代科学技术发 展的影响 人们对科学本质认识的发展 以及一系列学科 如教育学 心理学 研究成果的影响 反映了国际科学教育发展的趋势 也是为了满足我国新世纪 发展对基础教育课程的需求 lJ 新课程理念应该引领着教学实践工作不断改革与创新 但面对传统的现实 教学 究竟应当怎样去突破 很显然 首先要学习有关教育心理学理论 学习 有关科学教育和物理学科教育的知识 了解物理学的发展及其对人的影响 了 解学生是怎样学习的等等 然而观念的转变并不是仅通过理论学习就能实现 的 它还需要教师自己对新课程理念有着的理解 能有效利用理论指导自己的 教学行为 并在自己的实践中反思和总结 才能不断提高自己的认识 把正确 的理念转变为教学行为 需要灵活运用各种教学策略和方法 它既不可能像套 用数学公式那样机械 也不可能按某种不变的程序去执行 而需要辩证地认识 和处理许多看似对立的矛盾 如学生主体与教师主导 知识技能与过程方法 现代教育技术与传统教学手段 过程评价与结果评价等 因此 新课程实践的 过程是学习 实践 反思 交流 小结的循环反复与相互渗透的过程 是不断 创新的过程 教师将在实施新课程的实践中成长 新课程也将在实践中不断得 到发展与健全 三 本课题研究目的及研究意义 物理实验蕴含着丰富的物理思想和物理的教学与研究方法1 2 J 物理学是一 门以实验为基础的学科 物理的教学离不开实验 特别是在初中物理教学中 实验教学贯穿始终 初中生对抽象的物理概念接受能力较弱 研究初中物理实 验教学对提高初中物理教学质量有着不可替代的作用与意义 而演示实验作为 初中阶段物理实验的重要组成部分有着举足轻重的作用 研究好演示实验对物 理实验的教学以及物理理论知识的教学都具有积极的意义 但是目前 应试教育 在很大程度上在冲击着 素质教育 实验课仍然 是仅仅作为形成 理解 巩固物理概念和知识的手段 它依附于初中物理理论 教学 实验教学始终处于从属地位 忽视对学生实验能力 科学态度 科学方 法的培养 使初中物理实验教学缺乏系统性和实用性 实验教学的作用仍没有 充分发挥出来 特别是很难适应新一轮基础教育课程改革对物理实验教学提出 的新要求 物理实验教学是实施素质教育的重要途径 也 是实现教学目标的有效手段 途径 实验教学能使学生在理解的基础上掌握物理基础知识 实验教学有助 于培养学生手脑并用的能力 实验教学有助于训练学生的科学方法 实验教学 能促进学生认知水平的发展 实验教学能培养学生的科学态度和科学作风 实 验教学能激发学生学习物理的兴趣 3 1 许多教育专家调查表明 中国大学生的理论水平远比国外学生强 但创新 性动手能力却远远不如人家 追究起来还是中学的实验教学中先天不足 研究 2 初中物理实验教学对提高全民素养有重要的意义 对提高人才的综合素质也同 样有重要意义 本研究试图结合自身的教学实际 以对部分教师与学生的相关调查与访谈 等调研途径获得的相关信息为参考 进行深入分析与研究 期望找出目前我国 初中物理教学存在的真实问题 同时借助于相关理论与新课程改精神进行深刻 分析 探讨物理演示实验的作用和意义 就如何做好物理演示实验进行了一定 的研究 更好地理解新课程理念 落实初中物理课程标准 提高物理教学质量 真正实施素质教育 为国家的建设提供高素质的人才 4 这是本文的主要研究 目的 第一章目前初中物理实验教学中存在的问题及对策 随着素质教育的不断推行 初中物理课程改革的进一步深化 我国不少专 家学者和广大初中物理教师对初中物理实验教学的重要性的认识越来越深刻 物理实验教学改革也在深入地进行着 部分教师在物理实验教学中作出了自己 的努力和尝试 并取得了一些成果 但是应看到 到现在为止 初中物理实验 教学的现状还是不容乐观的 具体体现在 教材中设计的学生实验大部分可以 完成 但很多时候流于形式 教师的演示实验完成情况较差 数量上和质量上 都有落差 另外不少学校的物理实验次数达不到课标的要求 即使有的学校按 要求完成了 但实验教学效果仍然不够理想 实验教学中存在的问题较多 一 初中物理实验教学中存在的问题 一 实验教与学理念的落后 1 教师观念上的误区 有的教师认为实验是可有可无的教学辅助手段 他们认为 做实验不如讲 实验 讲实验不如背实验 学生不会动手做实验不要紧 只要会动笔答实验 就行 5 在平日的物理教学中 教师为难情绪比较明显 表现为怕麻烦 行动 上缺乏积极性 在进行演示实验和探究实验时 基于担心学生不会规范操作 损坏器材 或实验比较费时且效果不明显或是结果错误等原因 能不做的就不 做 必须做的就自己做 部分教师对待演示实验和探究实验极为不重视 习惯 将学生动手实验改为教师黑板讲实验 改学生探究为教师讲解 改做实验为讲 实验 其实质是一种急功近利 忽视学科教学的教育性的教学态度 这种教学 理念与素质教育 新课改精神极度不和谐 有待更新与改进 一些教师对物理 科学性 理解有误区 认为物理是严密科学 试题的答 案应该是统一标准的 就是习题和作业 老师都少不了把 标准答案 在黑板 上做统一公布 这种只重结果的同一性 往往忽略过程的多样性 抑制学生个 体思维的差异性 至于物理实验更是甚之 不但注重追求结果统一性 而且控 制过程的统一性 实验教学中教师按照教材 详细讲解实验原理 严格要求实 验步骤和实验方法 学生只能机械地按流程操作 这样的结果只能是扼杀学生 的主动性和创造性 制约着学生思维的发展与想象力的提高 在这样的情况下 4 从学生的角度讲 学科学就变成了背定理 记公式 循法则等 被动的接受知 识 记忆知识成为的事顺理成章 使学生在科学教育中感受到的科学只是一套 刻板的符号和概念的体系 考试的时候只要按照相应的定理 公式和法则依葫 芦画瓢地套用就完全可以解决问题了 考试中能取得了一个高分是唯一目的 至于通过实验探究培养学生的科学素养就显得有些多余了 这显然是讲求实效 的传统学术思想以及功利主义在人们头脑中发生作用 这种片面的科学教育带 来了科学教育知识化的倾向 必然导致了大众科学素养的缺失 也有部分教师意识到实验的重要 但考虑到实验课教学费时费力 课堂组 织难度大 加上学生自律性差 容易导致课堂纪律混乱 另外还会出现实验仪 器的短缺或损坏的现象 教学效果不如在课堂上教师讲得好 所以 多上实验 课效果不一定好 即使上实验课 也是为了完成任务走走形式 根本谈不上拓 宽学生的思路 创造性地进行实验教学 实验结束后不总结 不进行能力考察 和评价 2 学生对物理实验重视度不够 学生们都喜欢追求新鲜 喜欢有新奇现象 重复性的操作容易抑制他们学 习的热情 特别是那些已知结论的验证性实验 从而放松了对基础知识的理解 和基本技能的训练 这种盲目的心理不仅有碍实验能力的提高 还极易发生事 故 有的学生自尊心强 唯恐被人认为实验能力差 因而在实验过程中 总是 喜欢和优生接伴 依赖他人的实验能力 也有应付实验的 缺乏实验素养的学 生 他们观察随意甚至都不观察 就急于操作 目的是想早做完实验 少数学 生做实验时总是喜欢弄虚作假 为了抢先得出结论 对实验数据任意篡改 甚 至拼凑实验结果 长此以往 他们实验操作的基本技能 技巧和观察能力 科 学素养不仅得不到正常的训练和提高 反而误入一种恶性循环的学习怪圈 也有部分学生认为考试不动手操作 试卷上的实验试题只需考前背背就 行 做实验费时费力 实验操作也不计入考试成绩中 因而实验课上经常做其 它的事情 或随意缺课 有时间不如多做些计算题 概念题 这些对提高考试 成绩效果来得明显 二 实施过程中存在不足 虽然教师都知道探究性实验对学生的发展有利 但在实施过程中 都自觉 不自觉地按照验证性实验来进行 先将实验在黑板上讲一遍 然后让学生到实 验室验证一遍 有的教师虽然没有在实验前先讲一遍 但在教学中也是将实验 原理 操作步骤 实验现象 实验结论在黑板上都己详细列出 这种验证式的 教学模式使学生进入实验室后不必思考 分析 只需单纯模仿 重复 照方 抓药 按图索骥式的机械做法 就可以完成实验 实验结束时有的学生甚至 连最起码的实验原理也不知道 尤其是旧教材上大多数实验是按照验证式实验 方式编排的 这种验证式的实验教学模式是 实验前教师讲清有关的新知识 然后进行实验的验证 把实验的现象 结果与新知识进行对比 最后由教师作 概括和总结 这种实验教学的价值仅仅在于它把物理学科主要的一些既成事实 的原理 概念 定律 规律等传授给学生 并验证其正误 促使学生掌握这些 知识 并运用这些知识解析题目的能力 这种教学模式忽略了学生能力的培养 不利于提高学生发现问题与解决问题的能力 不利于学生创新思维的发展 除上述问题外 在实验教学实施过程中还存在很多的问题与不足 1 教学手段选择的不当 随着科学技术的发展 计算机 多媒体己被广泛地应用在教育教学领域 在物理实验教学中有很多的教师喜欢使用计算机辅助教学 部分教师将实验用 多媒体或播放录像的方式代替学生动手实验 或是在实验前先播放一遍 以 看 或 听 的方式代替 做 的实验 在某种意义上说是一种倒退 这一 实验教学模式无法引起学生对理论知识的感性认识 学生实验操作的技能 科 学态度 科学方法只有在学生自己的实验活动中才能悟到 如果说过去只能以 较多的时间 讲科学 那么 今后将能做到以较多的时间 做科学 可以说 物理实验对于学生实验技能的形成来讲 是其他任何教学活动所无法替代的 2 实验设计本身的不足 新教材上有些实验的可操作性差 实验本身所需的时间过长 实验过程中 学生无事可做 教师要用大量的精力来维持教学秩序 实验的现象缺乏趣味性 6 新颖性 不能够吸引学生 例如 科学探究 冰的熔点和水的沸点 学生在 进行此实验之前对酒精灯的正确使用从未接触 教材中也没有介绍 而酒精灯 的使用也带有一定的危险性 很多学生不知道如何操作才是正确的 只能靠经 验或一种假象经验进行猜测判断而尝试着操作 另外 加热冰熔化后再加热水 到水沸腾的时间过长 且在开始的过程中没有任何反应 学生会失去兴趣 同 时这样两个实验安排在一起做 从教学时间上看也是不充足的 会影响到学生 的正常休息 因此给完成实验带来了一定的困难 3 实验室教师配备不够 教师精力有限 教师工作量较大任务重导致没有足够的时间和精力去准备实验 部分实验 教师业务水平偏低 特别是专业实践能力 有少数人充其量是一个保管员 实 验的全部任务由物理教师承担 大部分物理教师担任3 叫个班的物理课 教 师任课时数多在每周1 2 节以上 甚至部分教师任课时数在每周1 6 节以上 准 备一个实验往往要花费几个课时的时间 如果长期没有实验教师的协作配合 势必加重物理教师的负担 挫伤他们的积极性 大部分学校的实验员很少有专 业的 多为其他人员兼职 物理教师既要担负教学任务又要担负实验员的工作 工作任务量大而繁重 实验教学工作量得不到肯定 所以 他们只想把仪器 管 好 以不损坏为宗旨 有时新的仪器不舍得让教师使用 或有时对仪器不能 做到正确的保养 有的实验员要求转岗 他们不能够安心干好本职工作 4 物理实验教学资源匮乏 近年来 教育理念 教学大纲 教材都有较大的变化 而部分学校特别是 乡村中学的实验仪器大多为上世纪80 90 年代的产品 无论在数量和质量 上都与新教材不相适应 能够按照新课标要求实验仪器配置齐全的中学很少 一些相对条件较好的中学 虽然在硬件设施上基本符合实验教学的要求 但实 验仪器设备和物理实验器材的更新与修补跟不上实际需要 因为有些是易碎品 和易耗品 每次每位学生实验都要有一些经费的投入 因此 相当一部分学校 开不出或很少开设学生实验 在一些偏远和经济落后地区问题更为严重 大部 分的学校至今无法开齐课标所要求的实验活动 即使能开出实验的学校也是由 于仪器 实验室的严重不足 使学生实验时4 5 人一组 甚至7 8 人一组 在 这样的实验教学环境中大部分学生在整个实验中没有动手的机会 只是 观摩 与 点评 更多时候是个旁观者 5 学生实验的时间 空间狭窄 学生实验只能按教材上指定的实验内容在教师指定的时间内集中进行 平 时学校的实验室大部分不对学生开放 学生根本无法再进实验室 学生无法根 据自己的兴趣和爱好自行设计实验 自行进行实验 这样抑制了学生做实验的 自主性 不利于学生科学精神和探索精神的培养 三 实验考核制度不健全 学生实验能力的测试比物理知识能力的测试要困难 目前我国初中物理实 验能力的终结性评定测试主要有两种方式 首先 初三的实验加试 据对部分教师和学生的访谈中了解到 初三的实 验能力的测试 就是走一个过场 应试型的实践考核 基本上都能过关 有教 师认为 这种考核仅仅是简单纯粹的操作技能考核 考核中的实验技能操作题 目 是事先布置好的 教师在考试前将实验操作步骤细化到每一步 学生只需 将老师印发的操作单背下来 就能得高分 传统教学很重视实验技能的训练 实验技能当然是一个不应该忽视的方面 它有利于学生手脑并用 但现实情况 是 在中学物理实验教学中 由于过分强调技能训练 使实验思维和其他训练 被冲淡 学生的精力和注意力被分散 而学生往往并不理解技能要领 只能机 械地模仿学习 甚至是学生都不需要进实验室进行操作 只要将操作步骤背一 背 就能通过实验加试 其次 是中考 近几年的中考命题中加大了对实验的考查力度 从实验的 数量上和所占的分数比例上都有所体现 但考查的内容上仍是认知领域的笔试 考核 仍是纸面上进行实验操作 中考中无法直接考查学生动手实验的能力 试卷题不能全面反映学生的实际操作技能水平 对只有在实验过程中才能出现 的问题 仍没有引起足够重视 还在人为的设想 中考实验题的命题对教学有 导向作用 少数教师误以为即使没有认真做过实验 只要记住实验内容 甚至 背实验仍可以应付考试 而且考分不一定低 因此中考试题中的实验题 仍难 以将实验能力强的学生选拔出来 这样不利于在日常教学实现对学生实验能力 的培养 也不利于提高学生综合实验素质与能力 二 改进初中物理实验教学的对策 我们应当看到当前初中物理实验教学薄弱 是由于多方面的原因造成的 针对初中物理实验教学的现状 从素质教育的高度来分析问题 解决问题 力 求做到对症下药 使实验教学能充分发挥其在培养学生的素质方面所独有的作 用 操作过程应该从以下几方面入手 一 树立现代科学的教学观与态度观 根据教育心理学的观点 课堂教学的目的不在于教师完成某种教学过程 而在于通过某种教学活动促使学生在行为上发生某些重要的变化 如在学生身 上引起的认识上 理解上 技能上 态度上的发展与改进 如果学生在教师的 积极指导下主动参与教学 获得物理知识 则知识的掌握就会更加深刻 进而 增强他们的学习动机 引导学生的自主学习进入良性循环 长期的科学教育仅 是重视知识的灌输 不能有效地增强学生的学习动机 提高学生的科学探究能 力 也不能有效地培养学生的科学态度和科学精神 新课程的基本理念 注重科学探究 提倡学习方式多样化 今后的教学 必须在义务教育课程标准理念的指导下 结合当地的实际情况 包括学校的教 学环境 教学资源 学生基础等等 做出符合实际的整体安排 注重两个转化 由 教 向 导 的方向转化 由 学 向 用 的方向转化 教师要转变观 念 用新的科学方法和思想处理教材 教师要切实把科学探究引入课堂 今后 要通盘考虑课堂内与课堂外的教学活动的衔接 正如布鲁纳所说 发现并不 限于那种寻求人类未知晓之事物的行为 正确地说 发现包括用自己头脑亲自 获得知识的一切形式 7 在布鲁纳看来 学生的发现与科学家的发现仅属 于程度不同 没有本质的差异 新课程标准把教师从旧教学大纲的束缚中解放 出来了 教师采用 用科学方法教 教科学方法 的方式来培养学生探究科学 的能力 让学生通过探究方式学习科学 并将其用于解决生活和生产实际问题 9 科学态度是人们能够J 下确对待客观事物的一种持久的 内在的反应倾向 是经过实践活动而习得和养成的 实验本身是严谨的 科学家之所以取得令人 瞩目的各项成绩 除去他们具有常人所缺少的勤奋拼搏和优异的才智以外 最 基本也是最重要的一点是他们具有为追求真理锲而不舍的科学精神与严谨治 学 实事求是的科学态度 这是唯物史观在科学实践活动中的体现 所以学校 实验教学中应当坚持以实验为载体对学生进行科学态度的教育 二 提高物理教师实验教学能力 教师在整个教学过程中处于主导地位 是保证课程实施的关键 任何教育 改革的成功都离不开教师的参与 如果没有合格的师资就不会取得理想的教学 效果 认真抓好师资培训工作对教育改革有深远的意义 教师应不断提高自身的理论业务素质与学历水平 现代教育发展要求教师 应以先进的科学理论为指导 在实践中不断探索教育科学的新规律 新内容和 新方法 一名合格的教师要有精深的专业知识 广博的相关学科知识 必备的 教育科学知识 深厚的专业学科知识 使教师得以正确处理教材 准确地讲授 教材内容的基础知识 广博的相关学科知识 有利于增进教学效果 掌握一定 的教育理论与技巧 决定教师从事教育活动的成败 物理教师不仅要不断地学 习新的科学技术知识 新的科学仪器设备和新的实验方法 使得自己跟上科学 技术的发展 而且还要不断学习与社会发展相适应的教育理论 教学方法 并 利用所学的理论与科学方法来指导自己的教学实践工作 学习并利用新的教学 技术和设备以提高自己的教学水平 新课程体系在课程功能 结构 内容等方面都比原来的课程有了重大的创 新与突破 这就要求每位教师都将在这场变革面前实现新的 蜕变 和跨越 要求教师对各种新教材和新课程有深入的了解 要求他们绝不能做 传声筒 不能只把专家所编的教材原封不动地灌输给学生 新课改对教师的专业发展提 出了更高的要求 也营造了良好的外部环境 教师培训是教师职业的终身需要 教师培训计划应与基层学校合作 通过培训引导教师树立正确的教学态度 主 动博览相近学科的知识 积极主动深入思考当今的教师教育教学工作 能够将 所学的理论和原则指导课堂实验教学活动 并能根据不同的教学要求和不同特 1 0 点的教育对象设计教学实验 这样的实验教学可以成为有理性 有原则 能够 符合实际需要的教学 这样的教师才能称为有特色的教师 三 加大教育经费的投入 自创仪器改善实验教学的条件 有关部门要加大对物理实验教学教育经费的投入 以及做好教育经费的合 理使用 学校要根据教学的需要及时补充易耗品和易损仪器 要把实验教学管 理真J 下纳入常规管理的轨道 由于实验条件的限制 一些学校不能开设所有的 实验 为了不影响实验的正常进行 在中学实验教学中提倡因地制宜 利用身 边随手可得 平常使用的生活用品 废旧甚至废弃的物品 如饮料瓶 易拉罐 废光盘 废笔杆 注射器 等 身边随手可得器材制作成实验教具或改造旧 仪器进行实验教学 当学生看到那些用生活物品与身边的常见材料来做实验 会使学生觉得物理离自己更近 容易激发学生热爱物理 热爱科学的情感 四 改革初中物理实验教学的评价 1 明确评价的目的 评价的目的是为了激励学生 是为了有效促进学生在知识与技能 过程与 方法 情感态度与价值观方面的和谐发展 发掘学生多方面的潜能 了解学生 发展中的实际需求 使每一个学生通过评价都能看到自己在发展中的长处 增 强学习的信心 评价应全面客观地反映教学的真实情况 为改进教学提供真实 可靠的依据 2 评价的内容应与课标一致 在义务教育阶段 命题应体现课标的要求 不应追求区分度 笔试应逐步 做到开卷与闭卷相结合 中学物理实验评价总体要求是把考核理论和实践操作 结合起来 全面反映学生实验课的基本要求 评价学生的观察能力 提出问题 的能力 做出猜想和假设的能力 收集信息和处理信息的能力 交流的能力 要特别注意形成性评价与终结性评价的结合 通过学生在学习过程中的表现来 了解学生在情感 科学态度 科学的价值观方面的现状和进步 并与过去学生 的表现进行比较 注重学生的发展与进步 3 评价形式多样化 笔试只是评价学生学习的方式之一 中考应不断加强学生实验能力的考 核 并积极探索考核学生动手能力的新途径 各级教育行政部门应狠抓中考的 实验加试 改变过去学生能够背背就能合格的局面 发挥评价促进学生发展 教师提高和改进教学实践的功能 今后对学生实验的考核不能简单以分数来衡 量 也不能以学生的升学率来评价教师和学校教学水平 对学生的学习进行全 面的评价应该采用笔试 实验操作与学习档案等多种方式进行评价 不宜给出 一个 综合 的分数或等级 如何开展全面 科学的实验教学评价是 个在理 论和实践上期待探索的问题 1 2 第二章初中物理中的演示实验 演示实验在整个中学物理实验中占有重要位置 物理演示实验中教师能结 合教学内容 引导学生对所研究的物理现象进行观察 分析 思考 从而使学 生深刻理解物理概念和规律 掌握研究物理的科学方法 培养学生严谨细致 认真负责的科学态度 使学生了解人类是如何通过探究自然规律而推进科学和 文明发展的过程 因此 物理教学中 认真做好演示实验对于学生学会物理知 识 提高素质能力是十分重要的 一 演示实验的分类 演示实验就是把物理现象直观地向学生展示的过程 广义地说 除了通常 用物理仪器和实物进行的实验演示之外 还包括教师出示的模型 实物 用投 影教具 模拟教具进行的操作演示 放映物理录像片 电影片 幻灯片等声像 教学以及利用微机进行的模拟实验等1 6 J 演示实验的主体可以是教师 也可以是学生 学生既可以是实验演示的主 体 也可以是实验观察的主体 物理演示实验可分为两种形式 一种是以师生 互动方式为主的演示实验 一种是以学生独立完成为主的分组实验 演示实验可以在课堂上进行 也可以在课外进行 课堂演示实验容易受课 堂时问 空间的限制 而课外演示实验则不受此限制 可以因人而施 同时因 地制宜 教学方式灵活多样 内容丰富多彩 一 演示实验按内容可分为单一性实验 综合性实验 单一性实验经常是为了创建一个物理学习情境 从而引入一个物理概念或 知识 也可以为了一个物理定律的讲解而演示的 以帮助学生正确的理解 单 一性演示实验相对简单 且与课堂教学联系密切 是初中阶段演示实验的重要 组成部分 综合性实验同时包含了几个物理内容 一般适合于在讲授了有关物理现象 和规律之后演示 特别是在进行一个单元的物理知识总结和对不同概念或规律 进行比较 这种实验对于激发学生的兴趣 培养思维能力和分析能力尤为有利 也是物理演示实验一个较高层次的要求 二 按实验的目的以及实验中对思维和技能要求的不同 可分为验证性演示 实验 应用性演示实验和探究性演示实验 验证性演示实验 要求学生检验按物理规律和理论预言 期望的物理现象 特征及其变化足否确实存在 并对引起变化的原凼进行分析 返回来再判断和 证实物理规律 理论的正确性 例如 大气压强的存在 日的和要求 认识大气压强的存在 实验器材 平口玻璃杯 硬纸片 翅料片 水 罐 实验方法 杯子内盛满水 用纸片把杯 盖严 手按二一 住纸片把杯子迅速倒过来 如图1 所示 纸片不掉 水 不流出 应用性演示实验 一力面是指基本测量仪器的使用 隔1 基本实验技能的训练以及物理量的测量等 另一方面指让 学生了解理论知识在实践中的具体应用以及如何运用已学过的知识解决实际 问题等 例如 光导纤维通讯 的演示实验 就是使学生了解全反射等原理 在实际生活中是如何应用的 例如i 长度的测量 目的和要求 对长度的各个单位形成具体的观念 尺进行长度的测量 实验器材 最小刻度为厘米和毫米的刻度尺各 实验方法 1 出示最小刻度分别为厘米和毫米 的两种刻度尺 让学生观察它们的量程和晟小刻度 并对1 厘米 1 豪米的长度形成具体观念 2 用上 述两种刻尺测量同一物体的长度 如图2 所示 并 记录测量结果 探究性演示实验 这类实验要求学生根据实验 知道怎样1 1 F 确使用刻度 支 待测物体多个 图2 现象的特征和变化规律 分析其变化的原因 在原有认知结构的基础上进行猜 测 联想 归纳等思维活动 以探索酸现象和变化中潜藏的客观规律 从而形 成新的认知结构 这类实验对思维活动水平要求较高 有利于发展学生的知识 迁移能力和创造性思维能力 也有利于学生掌握物理学科的研究方法 培养对 物理学的探究兴趣 例如 探究平面镜成像 目的和要求 探究平面镜所成的像的性质 以及像与物体和镜面之间的位 置关系 实验器材 小玻璃板1 块 棋子2 个 刻度尺 白纸 橡皮泥 三角扳 或 量角器 实验方法 1 将白纸平放在桌面上 取一块玻璃板竖直立在黑 纸中间 两下角用橡皮泥固定好 如图3 所示 2 将一个小棋子A 竖直立在玻璃板前面的黑纸上 这时从小棋子这边向玻璃板看去 可以看到玻璃板后有小 棋子的像 3 将另个小棋子B 放到玻璃板后面 改变它的位置 直到从玻璃板前面各个角度看玻璃板后面 这个小棋子B 都与小棋子A 的像重 合为止 4 用一张白纸放在玻璃板后棋子B 处 移去棋子B 用眼睛直接观察 白纸 看纸上有没有棋子A 的像 平面镜所成的棋子A 的像是实像还是虚像 5 用笔画下玻璃板及玻璃板前后两棋子所在的位置 移去玻璃板 通过 两棋子所在位置的圆心做一条直线 用刻度尺测量出两棋子的圆心到玻璃板的 距离 用三角板的直角测量通过棋子圆心的直线与玻璃板是否是直角 或用量 角器测量出所成的角度 6 改变玻璃板和棋子的位置 重复测量上述数据二次 填入自己设计的 表中 7 分析所得到的数据 对于像和物体的连线与镜面是否垂直 以及它们 到镜面的距离是否相等 可以得出什么结论 三 按演示场所的不同也可分为课堂演示实验和课外演示实验 课堂演示实验是教师或学生在教室内进行 这也是演示实验的主要模式 课堂内演示实验一般与当堂的教学内容紧密相连 并且实验的器材规模较小对 场地的要求不高 课堂演示实验不受环境的制约受到教师的欢迎 课外演示实 验是为了教学的需要而在室外进行的 课外演示实验一般是由于受到室内条件 的限制而转移到室外的 遮其中包括了场地的原因 安全的原因 或者是教学 的需要等等 例如 在进行 太阳光的分解 演示时可能由于阳光不能照射到 教室内而需要到室外进行 按照学生参与程度的多少可以分为学生分组演示和教师演示 学生分组实验是一种越来越受到学生欢迎和教师喜欢的演示实验形式 它 一般是学生两人或3 4 人为一组进行 学生分组演示对学生获得感性知识有着 不可替代的作用 它有利于学生对物理知识的理解与记忆 教师演示实验主要 是在新课教学过程出现 特别是当实验具有一定的危险性时 其优点是教师对 实验的过程非常了解 对所得到的结果能过进行有效地控制 教师演示实验主 要是教师为主 但也可以是学生参与 甚至是学生代替教师 这种演示一般都 是在讲台上进行 它要求实验一定要便于全班学生的观察 二 演示实验的作用 中学物理就其内容来讲主要是经典物理学中最基本 最简单 与实际联系 是密切的部分 其主要概念 规律都是在实验基础上建立起来的 物理实验本 身就是教学内容的重要组成部分 演示实验是学生最集中地获得物理现象的主 要来源 同时演示实验在培养学生观察能力 实验能力 提高学生学习物理的 兴趣等各方面都起着十分重要的作用 J 它在教学中的作用主要体现在 一 为教学创建一个好的物理情景 很多时候要进行一个物理概念或知识的教学时如果缺少了一定的环境就 显得很苍白也很突兀 此时 将一个与之相关 的物理情景通过实验进行演示 将学生的注意 力自然而然的吸引到教学内容上来 从而使后 期的教学显得顺理成章 满足学生的兴趣需求 例如 在 大气压强 的教学中 先通过 图4 如图4 和图5 所示的 易拉罐变瘪 和 纸片托水 的演示 让学生很自然的 联想到大气是有压强的 从而为教学扣开大门 说明 将易拉罐中放入少量的水加热 当罐1 3 开始冒 白气 时迅速用橡 皮泥将罐口密封让其冷却 发现易拉罐在大气压的压力下慢慢变瘪 纸片在大 气压的作用下将瓶中的水托住 而使水不往下流 二 引起学生的兴趣和注意 兴趣是最好的老师 有了兴趣就有了内在的动力 可以得到好的学习效果 中学生持续注意的时间一般不超过2 0 分钟 教师在上课时要采用多种教学方 法 演示实验则是物理教学中虽有效的方法之一 一个精彩的演示实验 往往 会使学生兴趣盎然地观看 留下深刻的印象 引起热烈的讨论 例如 在光的直线传播这一教学中 让学生通过做如图 6 所示的手影游戏演示各种动物从而激发学生的学习兴趣 将学生的注意力聚焦到教学内容E 来 广 图6 三 为学生提供必要的感性知识 中学物理的内容虽与日常生活中许多现象有密切的联系 但由于中学生物 理知识的普遍匮乏 分析现象的思维能力的欠缺 往往不能深刻地领会现象中 隐含的本质问题 难以技出这些现象所反映的物理规律 而且有些物理现象似 乎与日常生活中给学生的印象不一致 因此有必要通过演示实验把物理现象的 特征突出地显示出来 使学生获得丰富 深刻 正确的感性认识 例如中学生对光的反射定律有一定的感性认识 但他们对其严格的数量关 系 特别是对入射光 反射光和反射面的法线 在同一平面却无充分的感性认识 在讲解时 可以用如图7 所示的装最进行演示 光线由一 侧入射到平面镜上 转动F 平面直到显示出 反射光 使学生看到反射光与入射光在同一平 面上 且光线与法线的央角相同 这样学生不 仅容易记住结论 而且在头脑中形成了一定的 嘲鬻 雩 一 物理图像 四 是归纳物理概念和规律的基础 中学物理中的大部分概念 规律都是在实验的基础上得来的 例如 凸 透镜的成像规律 规律本身非常容易混淆 并且抽象不便于记忆 如果不做 实验 或实验不成功 学生就会对结论表示 怀疑 或印象不深 因 此 如图8 所示的探究 演示实验就显得尤为 重要 说明 通过实验演示引导学生发现现象 物体离透镜距离的不同会呈现不 同性质的像 启发式的情境有效激发学生的探究欲望 探究凸透镜成不同性质 的像时 物距 像距 焦距之间存在某种关系 从而得出凸透镜成像的规律 五 培养学生的观察能力 实验能力 通过对演示实验讲解 分析 引导学生观察 使学生不仅看到实验现象 也学习了观察的方法 培养学生全面 细致的观察能力 例如 在讲解物质的汽化和液化问题时 可做如图9 所示的演示实验 被 加热沸腾的水汽化 汽化后的水蒸气喷出 遇到冷的玻璃片上凝结成水滴 靠 近壶嘴处有团团白雾 要求学生仔细观察现象 并注意现 象中的一些细节 即沸水瓶中水面上方的气体 水蒸气 j 弋 t 是无色透明的 玻璃管口附近的气体 水蒸气是无色透 譬奠 廊 明的 靠近烧瓶处的是 白气 白气不是水蒸气而是细 蠹 幺 小的水滴 通过细致的观察 学生不仅认识了现象 而且 i 雾 提高了观察能力 尤其是提高了学生观察的敏锐性 黛蛾蹦 图9 三 演示实验的基本要求 一 演示实验要注重科学性 在教学中 学生观察演示实验的主要目的 是为了更好地建立概念 掌握 规律 所以演示实验必须注重科学性 演示实验的科学性主要指实验装置的科 学性 实验操作的科学性和实验解释的科学性 实验装置的科学性体现在装置简单明了 实验现象的启发性 规律性强等 方面 例如 在演示大气压存在的实验中 可以先用一块医用橡皮胶粘住杯底 的d L 当杯中装满水盖上纸片后倒置 纸片及杯中的水均不落下 说明大气 压的存在 然后将杯底的橡皮胶撕去 使杯中的水与大气相通 水和纸片立即 下落 这样的演示实验附加装置简单而不乏创意 对比效果强烈 对学生认识 大气压的存在有很好的启发作用 当然 在演示实验的设置上 也要防止为了 追求简明而出现科学性的错误 实验操作的科学性体现在操作的规范上 例如 不要用手拿砝码 不要用 嘴吹酒精灯 不要用插头的插入与拔出代替开关的通断 连接电路必须依据电 路图等 实验解释的科学性体现在对演示实验现象能正确依据物理规律 做出 学生可以理解和接受的解释 在对演示实验现象的解释上 如果出现了科 学性的错误 必将给学生以后的学习带来障碍 这是应当极力避免的 二 演示实验要有利于学生观察 演示实验是教师在讲台上 借助于组装好的仪器和设备 分步骤地操作 将实验现象展示在学生面前 用以帮助学生学习的一种教学实验 方便所有学 生对实验的观察是对演示实验最基本的要求 在演示实验的仪器设置上要做到 前低后高 主体突出 X C 比强烈 现象明 显 例如用磁性板或接插件将实验装置竖立在示教板上 借助摄像头将实验中 学生很难看清的部分或指示的刻度放大显示在屏幕上 借助黑色的幕或白色的 板作背景衬板 增强对比效果 在水中滴入肥皂水或空气中产生烟雾 使光路 明显 让运动的被观察对象面对学生左右运动或上下运动而避免前后运动等 均是从实验的设置上采取利于学生观察的有效措施 1 9 三 演示实验要有利于培养学生实验能力 以 学生发展为本 这是现代教育的基本理念 中学物理教学作为中学 教育的一个重要方面 不仅应关注人类发展和文化传承的需要 更应当关注人 的全面发展的需要 不仅应注重物理知识的学习 更应当注重相关科学能力的 培养 科学观点与科学精神的树立 科学方法的掌握 科学态度的端正 演示 实验可以从知识 能力 观点 方法 态度