农村物理教师如何有效地开展实验教学.doc

农村物理教师如何有效地开展实验教学 内容摘要 在新课程标准中，物理学科的课程性质界定为：物理学由实验和理论两部分组成一门实验科学。物理实验不仅可以培养学生的观察能力和实验操作能力，还可以培养学生的创新思维能力，是激起学生学习物理兴趣的首要外部因素，必须重视和加强实验教学。 关 键 词 物理实验；兴趣；能力；效果；创新；探究；实践物理是一门以观察、实验为基础的学科，实验能培养学生的观察能力、动手能力、思维能力，是中学物理教学的一个重要环节。在初中物理实验课教学中实施“探究性学习”教学可更大程度的激发学生创新欲望，更有利于培养学生创新精神和能力。但由于受到中考导向、教师教学观念陈旧、实验器材匮乏等等原因制约，使农村物理实验教学成为一种形式。本文就如何有效地开展实验教学进行了探讨。 一、农村物理实验教学的现状及成因物理实验是着重培养学生的实践能力和创新精神，激发学生学习兴趣和强烈的求知欲。教师的任务，既要充分利用物理实验室设备、设施的有利条件，引导学生去观察、感知、探究物理知识，还要通过探究性实验活动，教会学生科学研究的方法，发展学生的思维能力和创新能力。但目前，我区农村中学物理实验教学中，却都不同程度地存在诸多问题。（一）中考导向近年来，我区的高中经过合并，仅二中、张中、实验中学和金觻中学四所中学，而张中和二中集中了全区最优秀的教育资源，位居首位。于是实验中学和金觻中学便成了初中教师和学生以及学生家长心目中的三流高中，无人问津。这便使张中、二中采取高分择优录取政策。为了使学生得高分，有很多物理教师便有了 “做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”的“经验之谈”，从而放弃实验教学。（二）实验器材匮乏实验器材是实验教学的基础保障，但由于各种原因，农村中学物理实验器材严重匮乏，其主要原因有以下三点。第一，学校投入资金有限，实验设备不齐全；第二学校实验设备陈旧,更新速度与教材的改革不同步；第三，由于人员问题，农村中学无专业实验室管理人员，实验器材管理不善，导致大量器材的不必要的损坏。（三）教师和学校的原因（1）受传统的应试教育影响,有些学校的教师和学生不怎么重视物理实验,只重视笔试,对实践能力要求不高,故而出现黑板上讲“实验”,纸上做“实验”的现象。更有高级一点的教师则通过Flash 动画“做”实验，却绝不动手或亲手做演示实验或指导学生进行实验，理由是“实验有风险，可能测不出理想的数据”，而Flash 动画则不然，一切尽在掌握之中，数据要多理想有多“理想”，画出的实验图像要多好看有多“好看”。省时、省力、省心，三省在手，何乐而不为乎？（2）学校要求不严,缺乏相应的配套的实验管理制度和考核措施,让教师有机可乘,削弱了实验教学的力度,影响教学效果,降低学生学习的积极性。 （3）物理教师本身实验素质低,对实验在物理课堂教学的作用认识不够。认为有的实验做不做无所谓,就是连学生分组实验也是能推的就推;或是以时间紧为借口满足于让学生看书或是在黑板上讲讲,要求学生将实验过程死记硬背,最后考起来,效果居然很好,形成初中物理教学的误区,学生的实验能力得不到培养。 （4）课时紧张也是物理教学无法正常开展的又一因素。初中物理，八年级农村中学一周只有两课时，而物理实验从教师准备实验到完成实验教学，都需要有充足的时间去做保障。否则，教师为了完成规定的课时任务，就只能是草草了事，根本无法完成实验培养学生创新能力和探索精神的根本目的。（四）学生能力差长期的课堂教学大多是教师讲，学生听；教师写，学生记；教师问，学生答的教学模式。学生处于回答教师事先设计好的各种问题的被动状态和地位，学生根本就没有想过在课堂上根据教学内容向老师提出问题，只是一味地被动接受。长期的这种教育，使学生的各种能力的都相对较低，使得物理实验教学无法正常进行，或者无法达到预期的实验目标。这也是大多数农村物理教师不愿意上实验课的主要原因之一。 二、有效措施针对以上存在的问题和成因，就“如何提高初中物理探究性实验教学的有效性”这一现实问题，谈几点浅显认识，与大家商榷： （一）教师应转变观念，提高自身实验素质新课程发展的核心是新课程理念的落实教师行为的转化和角色的转变。尤其是对广大农村中小学物理教师来讲更要经过一个艰难的转化历程。农村的初中学生具有的基础较差，知识面较狭窄，反应能力较低，厌学情绪较严重等特征。这就要求我们农村一线物理教师付出更多的努力，使物理实验教学落到实处，真正起到培养学生创新能力和探索精神的作用。所以，我们更应该在理解新课标理念的基础上，在构建新型的师生关系，让学生经历探究过程，优化物理实验教学环节等几个方面作出了一些大胆的尝试。让农村初中学生找回“自我”，找到“信心”。使他们懂得怎样去学，最终学会学习物理。具体我有几点自己的做法：1、变教师演示实验为学生演示实验，激发学生探索热情演示实验是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学，演示实验通常是教师演示学生看，但是很多实验由于距离较远学生根本看不清。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展，直接影响学生实验能力的提高和创新能力的培养。变教师演示为学生演示，可充分体现学生的主体地位，能很好地调动学生学习物理的积极性。我在这一年的教学实践中遇到要做的实验总是将教材中的演示实验提前安排给学生，并把事先印制好的实验报告单发给学生，用以填写实验者姓名、时间、实验目的、原理、器材、步骤和结论。每次课前我总要做好充分的指导工作，确保学生能熟练完成实验。例如：演示“液体压强特点”实验时，我首先让学生上台来演示：将矿泉水瓶去掉底，用橡皮膜（可用气球）将底扎起来并绷平，把适量水倒入瓶中，橡皮膜向下凸出；把瓶中倒满水，橡皮膜向下凸出更多；把瓶中倒满酒精，橡皮膜向下凸出比少；取一矿泉水瓶倒满水，然后用针在瓶的侧壁上下不同的位置扎几个孔，水向外喷出。演示完毕后师生讨论并总结出液体向各个方向都有压强。紧接着提出问题：液体压强大小与哪些因素有关呢？让学生根据前面的演示实验猜想（时间可长些），然后提出如何研究两个或两个以上变量问题，待学生明确研究方法（控制变量法）后，利用压强计来演示（可以是多个学生），教师指导。整堂课中学生的思维非常活跃，脸上洋溢成功的喜悦。整个教学过程，层层递进，环环相扣，在激发学生探索热情的过程中，使学生在“动中思”，“思中探”，学生的思维潜质得到最大限度的挖掘。2、变验证性实验和演示实验为探索性实验，培养学生的创新意识。验证性的实验是先有结论，后来再用实验去验证结论的正确性。而探索性实验则是先做实验，通过观察、记录、分析、讨论，去粗取精，去伪存真，了解物理现象和规律，逐步把感性认识上升为理性认识。教师可以把某些学生实验和演示实验设计为探索性实验，因为探索性实验有广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的学习积极性与探索创新欲望学生在自己“探索”物理规律的过程中可以把手脑结合起来，培养创新的思维，提高创新能力教师应选取合适的、需要探索的问题作为实验内容，并设计一写有针对性、有启发性的问题以激起学生思考的兴趣，设计问题时应充分渗透创新能力的培养，要利用学生的原有知识，引导学生在利用运有知识的基础上探索新的规律例如在讲“物体的浮与沉”这节课时，我给学生准备了小玻璃瓶（内有配重物），把它放入一杯水中，要求小玻璃瓶在水中处于悬浮状态，刚开始时学生很难把握所加配重物的多少，造成不是漂浮就是下沉，从而引出了物体的浮沉条件，也增强了学生控制物体浮沉的动手能力。教师给学生有计划地组织进行这些探索性的实验，有利于学生把实验和实际联系起来，这样既能掌握物理知识和规律，又能培养学生的创新思维和能力。3、搞好分组实验，保证实验的有效性有效的物理实验，其最根本的目的就是在学生通过自主、合作、探究的学习方式，在实验中经历探究过程，学习探究方法，培养探索精神、实践能力及创新意识。分组实验其主要形式就小组合作。在进行小组合作探究时，应注意以下几点问题：小组分组合理、分工明确（可轮换）；组长相当于小老师，一定要培训好；教师扮好自己的角色指导者、合作者、促进者；注重交流评价，给学生以展示的机会和体验成功的快乐，增强学生信心。例如：在探究“摩擦力的大小与什么因素有关？”的实验中，首先分组讨论，猜想影响摩擦力大小的因素，接下去的环节是验证猜想。由于学生合理猜想有多个，如：压力、接触面粗糙程度、接触面积、接触面材料、接触面湿度等。要逐个进行研究需要时间较长，此时就以小组为单位，分别有重点的落实以上其中的一个任务或两个任务，学生在小组长的带领下自己动手实验，学生在实验中获得感知，再对数据进行分析、对比、概括、小组内或小组之间讨论，最后共同归纳结论。甚至有的组提出此实验在操作过程中有不足之处：弹簧测力计匀速不易控制。此时教师及时引导，组织学生讨论分析，提出改进方法：在实验操作中可以拉动木块下面的长木板，无论从操作性还是误差方面都得到改进。操作性方面，长木板可以是变速的。误差方面，弹簧测力计处于静止状态，便于读数。这样不但提高了学生批判性思维，而且实验得到了升华。（二）学校管理制度改进1、注重实验教师的培养虽然我区现在教师队伍建设有了很大的发展，学历达标也不断上升。但对物理教师而言，学历远远不能满足于实际物理实验教学真正要求。由于师资配备问题，许多农村中学物理教师，并不是专业的物理教育专业毕业，实验经验和实验素养不高。所以，实验教师的培养是实验教学有效开展的措施之一。2、时间保障。针对课时紧张问题，学校或其它有关管理部门应该及时做出相应调整。我认为，物理课应该由两部分组成，理论课和实验课，而且实验课课时绝对不能少于理论课课时。3、学校实验室应该有专人来管理，其主要职责除了很好地管理实验器材，更主要的责任则应该是配合实验教师，更加有效的完成实验教学。4、学校在对实验教学应该加大管理力度，出台相应的制度，对实验教师的工作进行监督和管理，以促进实验教师的工作。同时也对实验教师的工作成绩，给予足够的肯定，以提高实验教师积极性和自觉性。只有这样才能从根本上改变农村实验教学现状。（三）利用身边的物品做实验，克服实验器材匮乏标准指出：“使用身边随手可得的物品，进行探究活动和各种实验，可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。”著名物理教育家朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，就是说在物理实验教学中要大力倡导做简单易行的替代性实验。其实，组织学生共同研究和制作一些简单实用的实验器材，本身就是培养实践能力的有效方式，而且在很大程度上能改善农村中学物理实验器材严重匮乏的现状。我们可以在课后或是课处活动时间，组织学生在课外进行一些小制作、小发明活动。其实小制作、小发明本身就是物理实验整体探究性学习一重要途径，学生在这种活动，可以充分发挥自己。小制作活动可以一人完成，也可以几个人合作完成。虽然最终不一定能做的很好，但在做的过程中，学生认真的思考了，钻研了，冥思苦想了，已然学会了很多的东西，又因为自己的亲身参与，所以兴趣一直很浓，并把这浓厚的兴趣从课外带到了课内，在基础知识的学习中起到了良好的作用。这种活动分为验证性小制作和探究性小发明。即使是验证性的小制作，它制作的过程本身就是一种探究性的活动。如学生在“孔明灯”的制作过程中，看似简单的“孔明灯”制作起来还真不简单，学生做了一个又一个总是飞不起来，通过总结分析，“飞”不起来的原因是因为浮力小于重力，改进的方向就是增大浮力减小重力，浮力的增大可以通过增大体积，而重力的减小方法由几道支撑的细竹丝减小到一道，就连糊的胶水都不能多涂一点，热源也由原来的蜡烛，换成酒精棉球，最后“孔明灯”总算成功地飞上天了。看着自己多次探索换来的成功，学生的高兴的心情也跟着“孔明灯”飞上了天。这种探究性的活动，对培养学生的兴趣和特长具有重要意义，并能为学生今后的创造活动奠定良好的基础。为避免实验制作的盲目性，事先应制订好目标，保证有充足的时间讨论设计可行的实验方案，学生可以小组为单位，在完成实验方案后进行交流取长补短，再次讨论修改实验方案，拿出可行的实验方案可进行制作实验。值得注意的是在小制作、小发明完成后教师千万不能忽视对学生作品的评价。学生为自己制作或发明出的作品喜悦的同时更希望其他同学老师一同分享他的快乐，教师及时的评讲或评比，既给学生一种满足感，又能够自然巧妙地指出作品中的不足，这样才体现了教师的主导作用，突出了学生的主体性，有利于学生自我意识的提高和自立、自信、自强的精神风貌的塑造。活动消除了师生的对立的情绪，联络师生关系，密切了师生的感情。取得了一定的开展探究活动的经验，为新课程的教学做了有益的准备。一、 做导游，引导明确目的，弄清原理和方法导游的任务是为游客提供服务，向导服务、讲解服务、处理团队中的突发事件等，我们这里的导游任务也大同小异，是为学生提供指导，指导学生明确实验目的，弄清实验的基本原理和基本方法。指导学生明确实验目的，是让他们做好学生实验的第一步。所谓“明确实验目的”即要使学生清楚本实验要解决什么问题及要达到什么目的。如果实验目的不明确，不能根据教材要求很好地理解它，则会在实验时面对眼前的仪器束手无策，此次实验活动必然“收获无几”。也只有明确了实验目的，才能使自己成为实验的主人，为实现真正的科学探究打下坚实的基础。实验原理和实验方法是指导学生完成实验的根本依据，若不能很好地掌握实验的原理和方法，做实验时就没有了可遵循的原则，当然也多半会在实验中“事倍功半”。此过程中，教师作为引导着学生徜徉于知识海洋的导游，既要告诉学生知识的要点，也要让学生有自我发现的乐趣。既有有组织的指导预习，也应让学生自主学习与本实验有关的知识和方法。二、 做工程师，精心设计实验，细心选取器材来源：(/s/blog_3f673f8f0100jcwr.html) - 动手动脑话实验浅析初中物理教师在物理实验教学中_wbj3274056_新浪博客实验的设计和选材，可是关系到本节实验课的效率是否高的关键因素之一，如何在不长的一节实验课上尽可能收获更多的细节，实验前的精心设计是不可或缺的一步。这就需要作为物理教师的你作一个非凡的工程师，精心设计学生的实验过程，并根据实验细心选择适合当下学生需要的实验器材。实验的设计包含的要素较多，注重实验方法；尽量减小实验误差；设计的步骤科学可行；符合初中阶段学生的认知规律等。器材的选择往往被部分教师所忽视，其实：它是实验设计过程中的异常重要的一环，有时甚至能左右实验的成败。以笔者教学熔化与凝固一节为例，其中的一些经验与教训很能说明问题。课前，先确定本节的主线为利用对比法探究晶体与非晶体的熔化、凝固过程中的区别与联系。先在10班上时，师生共同学习了熔化、凝固定义后，很自然过渡到熔化、凝固过程中的吸放热关系及温度变化规律的探究上来了，共同讨论实验方法时，同学们都认识到物体吸放热不均匀有可能影响本实验，不失时机推出“水浴法”及通过不停搅拌等手段来使吸热均匀。然而“百密一疏”，在冰的选择上，我采用通常的碎冰（即用锤子将冰块一一敲碎）装入大试管，进行实验，结果却并不理想。小结如下：缺少冰在低温吸热升温而物态不变的过程发现；冰在熔化过程中，虽经不断搅拌，即温度却仍有小幅振荡；熔化过程过短（3.5min），不足以在学生中产生强烈印象痛定思痛，在3班再上本节课时，我对实验的器材作了根本改变：变贮冰保温瓶单层为“双层”，在夹层中装入10的20%酒精，从而可控制实验时碎冰的初温达6左右，可让学生发现晶体固态物质在未达熔点前吸热升温而物态却并不变化的过程；变碎冰为霜，使颗粒更细小，受热更均匀，甚至无需搅拌；变水浴为空气浴，即通过冰从空气中吸热给冰“加热”，使冰得以缓慢吸热。实验中，经45 min后，冰温度达到了0，此后经历了“漫长”的15min的熔化时间，这期间学生们还发现这些细冰熔化后形成的一个个气泡在冰水中缓慢上升这一以前老师也未见过的过程，收获到了许多意外之喜。学生们充分理解了“盘中水冰，冰化水水温不升”这句话的含义。 怎么样，工程师的地位不可或缺吧！三、 做主持，启发思维碰撞，引来百花齐放学生实验时，应创造一个相对开放的环境，对其探究内容不过统得过死，否则可能会扼杀了学生的创造性。而开放实验的结果必然会带来百花齐放的局面，此时的物理教师更应是一个激情澎湃的主持人，为这一伟大的思维碰撞时刻推波助澜。以笔者去年上的一节公开课光的折射为例，即可见一斑。我给每位同学准备了一杯热水（热水的水雾可用于显示光在空气中的光路），一只激光手电筒，一张硬白塑料片，一只空塑料杯，一只长吸管等，让学生在学习了光的直线传播及光的反射的基础上，结合自习，自主探究光的折射规律。得到的结论比平时单纯由老师演示得出结论要好得多。实验讨论时，我作为“主持人”，让同学们广开言路，各抒已见，结果呢？经统计，本节课，学生探究后，共提出了这样一些有意义的探究结论参与实验后的总结交流：、光从空气中斜射入水中，改变传播方向，且偏向法线；、增大入射角，折射角也随着增大；、光从空气中垂直射向水中时，不改变光的传播方向；、光从水中斜射入空气中时，光的传播方向改变且偏离法线；、在结论中，当入射角增大到一定时候，没有光线进入空气；、光线在水中也是沿直线传播的；、光斜射到空杯底某点，慢慢加水后，点向法线方向靠近；