新课程下高中物理设计性实验演示性实验探索性实验教学的新应用.doc

新课程下高中物理 设计性实验 演示性实验 探索性实验 教学的新应用摘要:新形势对物理实验教学的改革和发展提出了新的要求，本文探索以实验来组织物理课堂教学培养学生创新意识、探究能力，并对演示实验，随堂实验，探索实验，设计性等实验提出一些自己的看法。关键词: 新课标; 演示实验; 随堂实验; 探索实验;探究能力;创新能力高中物理新课程标准反映了现代物理教学鲜明的时代感和使命感。为了适应这种新形式,物理教师必须在新的课程理念的指导下,积极主动地改革自身的教学方式,用新课程理念指导教学。新课程标准明确指出:物理学由实验和理论两部分组成,物理实验是人类认识世界的一项重要活动,是进行科学研究的基础,高中物理课程应该促进学生自主学习,让学生积极参与,乐于探究,勇于实验,勤于思考。新课标的理念重视学生的学习过程和良好习惯的养成,新形势对物理实验教学的改革和发展提出了新的要求。正因为如此,我在物理教学中充分发挥物理实验的这些功能,探索以实验来组织物理课堂教学, 对新课标下高中物理实验教学提出一些自己的看法。一，演示实验激发学生的兴趣我们知道,兴趣是求知外在表现,它是促进学生思考、探索、创新、发展思维、激发主动学习的原动力。而学生的兴趣总是在他们的自身的创造欲望得到充分满足时才能进入最佳的状态,所以我在进行物理实验教学时,要改变传统的一讲到底的做法,要善于创设能够激发学生学习兴趣的情景。例如：讲到“静电屏蔽”这部分知识的时候,教师可以创设一些有趣的演示实验,比如:把一只小鸟放入一个金属的笼子中,用静电感应器与金属笼子的外壁相接,摇动静电感应器的手柄,使静电感应器和金属笼子的外壁不断积累电荷击穿空气放电,笼外火花飞溅,而笼内的小鸟却安然无恙。此实验一做,课堂上一片哗然,学生们兴趣大增,议论纷纷,为什么会出现这样奇妙的实验现象?学生们产生了种种疑问和好奇心,学习气氛空前高涨。这个实验激发了学生们的学习兴趣,取得了较好的学习效果。我们要通过类似的实验直接唤醒学生对活动本身的好奇心来满足其认知的需要,激发学生的求知欲望。再如：在讲授楞次定律时,我用纸条把条形磁铁包裹起来,问学生:你们能用什么方法来判断哪一端是这一根条形磁铁的极(或)?学生会用学过的知识:同名磁极互相排斥、异名磁极互相吸引来判断。我肯定了他们的方法,再问学生还有什么方法?学生茫然。这时,我请一位同学将条形磁铁用纸包好,让他将用纸包好的条形磁铁插入和灵敏电流计连接好的线圈内。我根据电流计的指针的偏转方向正确地告诉学生哪一端是极,哪一端是极,并让学生拆开包裹的纸进行验证。学生在观察这一过程时会流露出极大的兴趣,我便抓住这一时机切入主题,启发学生探索规律。我在讲授新课时,往往利用演示实验,创设问题情境,使讲授的内容和学生求知心理间产生一种“不协调”(认知冲突),将学生引入一种与问题有关的情境中。二，日常生活实验为载体，随堂实验形成科学思维。在可能的情况下,创造机会进行学生的随堂实验, 让学生自己动手做实验,互相讨论,自己得出结果,随后在课堂内交流。这样不仅可提高观察效果,还能锻炼实验操作能力，形成科学思维。在日常生活中经常会看到一些比较奇特、有趣的现象，学生对其产生了浓厚的兴趣，并想探求为什么。这时，我们可以有意识地指导学生去查找资料，创造机会进行学生的随堂实验。例如：在 “弹力”中有一个演示微小形变的实验。在上课之前，我安排学生预习课文内容，并且要求每位学生准备一个塑料瓶（或玻璃瓶）及吸管，一个扁玻璃瓶。学生在大玻璃瓶和矿泉水瓶中装满了水，瓶口用中间插有细管的瓶塞塞上，用手挤压矿泉水瓶时，能够很清晰地看到矿泉水瓶发生的形变，同时看到管中的水面上升，松开手，水面又降回到原处，说明矿泉水瓶容易发生形状改变。用手挤压玻璃瓶时，用眼睛观察不到玻璃瓶的形状变化，但可以观察到细管中的水面却上升了，松开手水面又降回原处，这说明玻璃瓶受到挤压时确实发生了形变。在这个实验中，通过实验的方式观察到了微小的形变，但同时也使部分学生产生了“水面只能上升”的错误观点，这时再用扁玻璃瓶演示从不同方面挤压扁玻璃瓶时，水面可以上升也可下降的不同情况，从而加深了对这个现象的理解和认识。三，探索性实验培养学生的想像探究能力“让学生积极参与,乐于探究、勇于实验、勤于思考”是新课标的基本理念,因此,在实验教学中,教师应该注意培养学生独立思考,勇于创新,勇于探究的能力。探究既是学习目标,又是重要的教学方法,它是学生学习和掌握知识的重要途径。它的内容与形式包括:提出问题、假设和制定实验方法以及分析论证。高中物理实验中有许多验证性实验,验证性实验是指在学过相应的知识之后通过实验进行验证所学知识的正确性。虽然,这类实验有利于学生理解所学的物理原理和规律,巩固和发展实验技能,了解科学实验的主要过程和发展;但是,这类验证性的实验对于学生们探索新的知识,培养他们获取新的知识的能力,激发创新精神,则起不到应有的作用。如果在实验教学中,我们能把部分演示实验、验证性实验改成探究性实验,效果则大为提高。因为探究性实验实质上是指学生通过自发地研究活动达到培养创造意识和实践能力的实验模式。这类实验未必有一定的正确研究结论,其目的重在培养学生的科学精神、科学的态度和科学方法,锻炼和培养学生自己的创造能力和探究能力。我们应选取合适的需要探究的问题作为实验内容,在实验教学中利用新旧知识间的联系提出需要解决的问题,并设计一系列有针对性、启发性的问题作为铺垫,充分渗透探究能力的培养,利用学生的原有知识引导学生运用知识探索地解决问题。因此,这一教学方法与科学研究过程相类似,具体过程如下:观察发现问题提出问题干涉变量的测量方法确定各变量自变量与因变量的测量方法设计表格、实验、记录数据处理数据、解释数据、（作图或计算）结量和讨论结论例如,在“验证机械能守恒定律”的实验教学中,放弃以往教师演示并且一讲到底的教学方法,可采取学生自己做做实验,教师进行引导的教学方法,让学生自已总结。可以提出以下问题:实验中哪些条件要控制?(1)是否需要测重锤的质量?(2)如何保证纸带竖直?(3)如何做到空气阻力不变?(4)如何计算物体的动能和重力势能?(5)动能和重力势能之间存在着什么样关系?(6)该实验产生的误差因素是什么?这样,通过探究性实验教学,使学生处于主动学习的状态,使其思维处于创造性活跃状态,达到较好的学习效果,长期坚持这种教学方法,便能激起学生强烈的主动学习的欲望。再如：在高二物理“磁场对电流的作用”一课，教材中强调了“导线垂直于磁场方向”时，F=BIL。有部分同学就会提出“导线如果和磁场方向不垂直”的疑问，通过演示让学生观察现象，自己得出了结论：不垂直也行，而且通过比较知道：导线方向与磁场方向垂直时安培力最大，导线方向与磁场方向平行时安培力最小，导线方向与磁场方向斜交时，电流所受安培力介于最大值和最小值之间。学生在从实验中掌握了物理学的一个研究方法，而且在这样的氛围下放开了思路，活跃了思维，有利于发现问题、提出设想、解决问题，他们的创新意识、探究能力就自然而然地得到培养。四，利用设计性实验,培养学生的创新思维能力所谓设计性实验,就是要求学生自己设计实验方案的实验。这涉及到实验方案的确定、步骤的安排、表格的设计和误差的分析等,具体地:(1)教师指明实验目的。从弄清实验原理、方案设计到器材选择、装备操作、收集及处理信息和数据、得出结论等都是由学生自主完成,教师适当指导。(2)组织学生讨论各人(组)的设计方案,选出数组认为可行的方案分别实验,并从中找出最佳方案。(3)实验后再组织学生讨论各方案的成功或失败原因、误差来源及如何减少误差等。例如：要求学生设计测重力加速度的实验,显然这是一个灵活性较强的开放性问题,它可以引起学生从不同的角度思考,得出不同的实验方案:(1)是重力和质量的关系=测;(2)用落球法测:让小球自由下落,测出球下落的高度和时间,由=得;(3)用纸带法测:利用“验证机械能守恒定律”的实验装置及重物自由下落中打出的纸带测;(4)利用单摆测;(5)用物体在光滑的斜面上从静止开始下滑的运动由=得(、分别是物体运动的位移、时间和斜面的倾角);(6)利用跨过定滑轮悬挂的两物体的运动由=得。在实验前,学生还要把实验方案具体化,学生还要面临很多问题要解决。实验结果发现各组测出的值相差较大,这时引导学生对每个方案以及实验过程进行分析,找出原因,通过比较得出较理想的方案。通过这些自由度大、自主力强的实验,学生能学到许多知识,又能培养学生的观察力、动手能力和思维能力,更以其趣味性和探索性在培养学生创新精神方面发挥其独特的功能和作用。学生在实验过程中有时不可能一步到位,需要反复修正,这些过程本身能很好地多种锻炼学生的实验能力,使他们的发散思维得到充分发展。教育家苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在青少年的精神世界中，这种需要特别强烈。”所以要在实验过程中激发学生心灵深处那种强烈的探索欲望。教师要在挖掘教材内容、组织教学的形式、选择教学方法上多下功夫，使自己的教学艺术达到引人入胜的境地，促使学生积极思维，不断地发现和探