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文档简介
实验在中学物理教学中的运用调查研究目录TOC\o"1-3"\h\u19289一、引言 119881二、调查目的和意义 210934三、调查设计 317095(一)调查对象 37002(二)调查问题 325600(三)调查方法 313535四、数据分析 37168五、总结 32771(一)转变初中物理教师实验教学观念 432101(二)完善实验设备,为实验提供支持 59600(三)引导学生积极参与实验 614061参考文献: 82524附录 10摘要:随着素质教育的大力推行,各个学校也逐渐认识到中学物理实验教学对提高物理教学水平,发展学生物理学科核心素养,有着极其重要的用途,实验教学的质量也关系着物理教学的最终成果。应用物理实验教学,不仅能够提升学生对具体规律概念的全面认识,也能够使学生在探索实践中推进理论与实践知识的有效统一,对学生核心素养的培育与发展具有重要的促进作用。而初中物理是一门严谨的科学性学科,以“实验”为基础,物理实验是教师组织教学的重要部分,是学生学习和掌握物理知识以及物理规律的一个重要途径。如果想要在进行教学的过程中,给学生们带来新一轮的教学体验。就现在的物理教学而言,培养学生们的实验探究能力极为重要。通过问卷调查分别从学校地理位置、实验开展次数、实验开展方式三个方面了解不同年龄层不同地区的人中学时期接受实验教学的情况,从这些过程中提出以下解决方法:转变部分教师陈旧的物理观念,严格地跟着初中物理课程标准的步伐走,将观察和动手紧密结合,提高了学生的实验操作水平,培养学生探索、实践、创新的实验精神。关键词:初中物理;理论教学;实验教学一、引言在《全日制义务教育物理课程标准》中明确提到:“中学物理应该从生活走向物理,从物理走向生活,关心现在科学技术的新发展,注重对科学的探究,学习科学调查方法,培养和提高学生的自主探索精神、实际操作能力以及自主创新意识。”要做到这些要求,物理实验必不可少。在义务教育教科版物理书八年级上册中,我们可以清楚地可以看到,物理学从本质上来说就是认识世界、改变世界、蕴涵科学的各种思想、方法和精神的科学,物理学是培养人的科学素养的科学,如何培养?答案很简单,除了必要有的物理知识的学习,还需要培养中学生的实际操作能力,也就是让学生自主实验。在前段时间偶然听到一位初中物理老教师的感叹,他说:“为什么我们国家的创新能力不足?为什么我国在专利申请数排第一、科技论文发表数排第二的情况下,在重大的科学发现和关键核心技术方面依旧比不过那些世界强国?其实说简单点,就是我国的动手能力远远跟不上我们的理论能力,那你觉得咱们作为初中物理老师,又该怎么做?”听完这段话,我心里只有两个字———实验。什么是实验?实验就是检验某一些科学的理论或者假设而开展的一系列操作或者从事的一些活动张作卿,中学物理实验教学的价值及开展策略探究[J].教育调查,2020,3(1).。从小学开始,学生就已经在接触实验,在初中物理的课程标准中更是明确地提出:在初中物理教育的阶段,“科学态度精神”、“科学习惯”张作卿,中学物理实验教学的价值及开展策略探究[J].教育调查,2020,3(1).二、调查目的和意义中学物理在《课程标准》中明确要求了要培养学生的科学探究意识,使学生能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想与假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力;除此之外,实验还可以培养学生的科学态度和精神李琴.初中物理实验教学中学生核心素养的培养[J].宁夏教育,2021(6):2.。教师应培养学生认真对待实验的态度,培养学生尊重实验结果与事实,杜绝编造和修改所得的实验数据,这样可以使学生把实事求是的作风带到平时的学习和生活中去。实验的具体方式和要求,应该根据性质和任务而有所不同,或以验证物理规律为主,或以技能性实验操作为主,或以开放性科学探究为主,有效体现物理实验的育人功能,所以教师应注重物理实验教学,这在培养学生的探究能力和科学态度等方面具有十分重要的地位。同样的仪器,同样的课时,不同的实验教学方法、教学模式会产生截然不同的教学效果。在新课改中,最重要的是要确立实验教学在培养创新型人才中的主体性地位,选择适合学生发展的实验教学,有利于激发学生的学习热情和探索真理的欲望,使学生真正成为学习的主人,培养学生的创新思维、创新能力和科学实践能力李琴.初中物理实验教学中学生核心素养的培养[J].宁夏教育,2021(6):2.林唐满.中学物理实验教学的现状及改革措施分析[J].人文之友,2020.三、调查设计(一)调查对象此次问卷调查主要调查在初中阶段开展物理实验的情况,目的在于通过对部分学生的调查来全面地了解国内初中物理实验教学开展情况,通过数据了解分析原因。本次问卷调查的对象对A中学初三阶段的学生,从A中学学生中随机抽取学生,对年龄、性别、年级、物理学习成绩情况等均不做要求。(二)调查问题本次调查问题主要以《义务教育课程标准(2011年版)》制成的,像调查问卷中的3、4、5、12、14题均是根据课程标准中第二条课程理念制成的,主要要求学生能够从物理走向生活,增强学生的动手能力,培养学生对物理的兴趣。(问卷内容见附录)。调查方法问卷调查法,通过此次问卷案调查均在A中学学生放学后组织进行并采取匿名作答,当场收回。本次调查总共派出300份问卷,收回问卷291份,其中有286份是有效问卷,问卷的回收率达到了97%。四、数据分析调查结果显示,非常喜欢物理的学生占28.7%,大部分学生都属于比较喜欢物理,但对于物理实验来说,非常喜欢物理实验的学生占55.9%,从这个调查结果来看,部分学生虽然对物力没有那么热爱,但是对物理实验都非常有兴趣,物理实验是物理教学中必不可少的一个环节。对于现在的初中物理实验教学,演示实验占比18.8%,观看视频实验占比54.5%,而分组实验仅占比20%,而且实验时大部分学生都没有采取分组实验的方式进行实验,这是教师实验观念的落后。80%的学生在课后都不会动手制作小实验,建立了家庭实验室的学生少之又少,学生的实验能力、科学思维素养方面还需要加强。五、总结在我国教育的大环境下,如何平衡初中物理理论知识教学与实验教学显得尤为重要,物理的实验教学本身就是物理教学的一部分,在初中的物理教学阶段,我们的主要任务应该是充分培养学生对物理的兴趣,培养物理学习的习惯,彻底落实物理教学的三维目标,即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观,通过物理实验教程学可以有效地提高学生的物理核心素养。就如何平衡上述两者关系提出以下几点建议:(一)转变初中物理教师实验教学观念教师在一堂课中应该占主导地位,教师的物理实验教学观念直接影响了物理实验教学的实施效果。在日常生活中的一些物理小实验中,教师可以自行制作简单易得的实验器材或者学生自行制作实验器材进行实验,让学生亲身体验、感受实验过程,例如在探究流体压强与流速的关系时,就可以让学生自行设计实验。[15]教师引出问题,学生进行猜想,可能压强与流速成正比,可能与之成反比等等,然后再引导学生自行设计实验去探究,这个时候相当于给了学生一片鱼塘,学生可以自行思考、设计、验证、得出结论等等,这样对于学生的思维就是没有固定化的,学生有许多奇思妙想都可以进行验证,比如在教学“在流体中运动”这一节时,教学片段如下:教师:猜想一下如何使乒乓球在玻璃漏斗中不掉下来呢?学生:把漏斗放置成细管向下的样式,乒乓球不掉下来。教师:教师展示学生所描述的实验并提问,如何解释这一现象呢?学生:对于这个乒乓球来说,在竖直方向上受到重力与支持力,这两个力是一对平衡力,使小球保持静止而不掉下来。教师:如果将玻璃漏斗反过来放置时,如何使乒乓球不掉下来呢?学生甲:向漏斗里面吸气
教师:请同学甲上来展示一下,如何吸气使乒乓球不掉下来。学生甲:学生甲展示实验,发现乒乓球未掉下来。教师:这又如何解释呢?学生:由于吸气,乒乓球上方的空气被“吸出”,于是上方空气减少,气体压强变小,乒乓球下方的空气压强不变,因此乒乓球不会掉下来。教师:非常正确。那如果老师想对乒乓球吹气,乒乓球会不会掉下来呢?学生乙:会学生丙:不会教师:那为了验证同学们的猜想,请同学们上来完成实验。学生:多次吹气,均发现乒乓球没掉下来。教师:这是为什么没掉下来呢?从现象如何分析呢?学生:乒乓球保持静止状态且乒乓球受到竖直向下的重力,必然有一竖直向上的力与重力平衡,而乒乓球只与空气接触,这个力只能是空气提供的,所以上方空气的压力小于下方空气对乒乓球的压力,故而可以得到上方空气压强小,下方空气压强大的结论,而由于吹气,上方空气的流速会变大。教师:那我们可以得到什么结论?学生:空气流速越大,压强越小;空气流速越小,压强越大。教师:对的,这就是我们今天要学习的伯努利原理,同学们学会了吗?学生:学会了。让所有学生都学会发现问题并通过实验去解决实际问题,培养学生“实践是检验真理的唯一标准”的价值观,让学生喜欢上动手实验。这是课堂中的关于日常生活的实验,还可以在课外进行实验以及建立和家庭实验室,关于课外实验的进行有许多方式,例如举行折纸行空比赛,让学生们自行查阅资料,了解飞机飞行的原理,设计一架自己的纸飞机,探究如何在不使用动力学系统的情况下将飞机飞得更远,当然在此次活动中,教师需要具备大量的相关知识,在活动中为学生介绍飞机的历史,让学生了解飞机模型的发展过程,展示不断创造创新的过程。那么在加啊婷饰演是建立过程中,老师要教会学生如何去发现实验并且自行查阅资料,到最后能够给老师和其他同学们分享实验过程,不仅仅提高了学生的实验操作能力,还培养了学生的创新精神以及演说能力,对学生的成长与发展有着重要的作用。教师在进行物理实验教学中一定不能“怕麻烦”,要改变保守的物理实验教育观念,在教学中不断地将物理实验渗透其中。(二)完善实验设备,为实验提供支持物理实验教学中必不可少的是高质量且充足的物理实验器械,针对很多学校设备的不完善,由于经济原因导致的要通过申请政府加大对此的投入,添置好学生学习过程中必须的器材。同时,学校也要根据我国新课程教学体制改革对于实验室的特点和要求,对于学校目前物理实验室设施进行了一些改善,合理的添加不同类型的物理实验室,保证安全性和纪律性的同时提高实验探究的可行性和效率。物理教学因为课时计划有局限,深深出现“演示为主,分组为辅”的教学局面。为了培养学生的思维能力,提高学生的动手能力,老师可以将一部分演示性的实验转变成分组实验,让学生自己动手操作。而这样会导致出现实验仪器和设备不足的情况出现,因此教师应该因地制宜,因材施教,充分利用现有实验教学资源的基础上,仿制简单可行的实验器具,尽可能的让所以学生都能参与实验操作。例如,在“物体浮沉条件的应用”教学时,可以让学生准备一支钢笔,将吸墨水的橡胶胆露出,准备好一杯清水,将钢笔竖直放入水杯中,慢慢地增减橡胶胆中的水量,让它上浮、悬浮和下沉,这样学生可以更加直观地观察和理解物体的浮沉条件。像这种简单易操作的物理实验应多多在教学中实践,实验设备不够并不是最大的困难,只要老师们肯钻研,提高实验教学资源的优化能力,就能让实验教学的条件得到改善。这也是物理实难教学中的一个小小创新。(三)引导学生积极参与实验提高学生学习物理实验的自主性,这是最重要的方面。个体的主观能动性在学生的身心发展中起主导作用,这是人的一种内在需要和动力,那么提高学生做物理实验的兴趣,让学生积极参与到实验中就显得尤为重要。在带领学生探究实验的过程中,教师应该精心设计好实验,引入问题,引发学生猜想与假设,让学生设计的实验,并自行验证实验,记录数据并得出结论,最后进行评估与反思。就八年级上册第二章第三节《测量物理运动的速度》为例,以下为相关教学案例片段:【创设实验情境、提出问题】把小车放在斜面的顶端,挡板放在斜面的底端,静止释放小车,再把小车放在斜面中点静止释放小车,让学生观察两次小车运动情况,思考两次小车的平均速度大小关系。【猜想与假设】教师:这两次运动小车的速度大小有什么关系呢?从顶端开始下滑的后半段速度与从中点开始下滑的速度一样吗?学生甲:速度可能相等。学生乙:小车的速度可能越来越快。从顶端开始下滑的后半段速度与从中点开始下滑的速度不相等。【设计实验】图5.1小车测量平均速度示意图在学生学习过实验探究的环节、时间与长度的测量以及物理的运动速度公式之后,思考并设计相关的实验方案,由于学生是第一次接触实验,此次实验目的主要在于提升学生的实验操作能力以及培养学生的科学思维素养。教师需要提供实验所需仪器和设备,学生通过讨论汇报自己的实验步骤。【进行实验与收集数据】处理实验数据可以采用表格法。实验步骤:使斜面保持一定的坡度,把小车放在斜面顶端,挡板放在斜面的底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s,记录在表格中。用秒表或停表测量出小车从斜面顶端滑下到撞击挡板的时间t,填入表中。根据测得的s和t利用速度公式算出小车通过斜面全程的平均速度v,填入表中。将挡板移至中点,测出小车从斜面顶点滑过斜面上半段路程s1和所用的时间t1,算出小车通过上半段路程的平均速度v1,并记录在表格中。测量出小车的下半段路程s2,时间t2,计算出平均速度大小v2,记录在表格中。测量出小车从中点出发的时间t3,计算相关平均速度v3,记录相关数据。表5.1实验数据记录表格路程(m)时间(s)平均速度(m/s)s=t=v=s1=t1=v1=s2=t2=v2=t3=v3=注意事项:1.小车运动距离为车头到车头的距离;2.小车静止释放;3.测量过程中不改变斜面的坡度;4.多次测量路程与时间,减小实验误差。【分析并得出结论】分析:为什么实验中的v1和v2速度大小不一样?小车越走越快,因此下半段速度大于上半段速度,两速度大小不一样。测量同一段距离的速度,为什么v2和v3大小不一样?由于小车速度是越来越快的,速度v3就会小于v2,速度v3是从中间开始静止释放的,与v1的情况类似。实验误差主要来自哪些方面?实验测量工具的精密度;实验者的反应速度以及读速误差;装置光滑度不均匀导致的误差。减小误差应该注意些什么?(1)安装时斜面倾斜程度不要过小和过大。(2)测量时间开始与小车释放同步。(3)测量工具使用规范。结论:实验中小车沿斜面下滑运动越来越快。实验中从顶端静止释放的后半段平均速度与从中间释放的速度大小不一样。【交流与评估】教师:大家在此次实验中学到了什么呢?有没有什么新的发现?我们得出的结论是否可靠?鼓励学生进行大胆地质疑,培养学生的科学思维素养,要充分并充分地利用资源,不断提高学生的科研创新精神。[17]多鼓励学生去亲自动手参与到实验中去,减小实验中的性别差异,让每位学生都能快乐学习,充分调动和发散他们的思维,不断思考,不断总结,不断创新。参考文献:[1]张作卿,中学物理实验教学的价值及开展策略探究[J].教育调查,2020,3(1).[2]李琴.初中物理实验教学中学生核心素养的培养[J].宁夏教育,2021(6):2.[3]林唐满.中学物理实验教学的现状及改革措施分析[J].人文之友,2020.[4]孟继明.浅谈中学物理教学中的演示实验[J].我国校外教育,2020(4):2.[5]侯园园.有关初中物理实验教学的探索[J].国际教育论坛,2020,2(7):134.[6]孟根巴根,冯楷森,吴晓天.论中学物理实验教学中学科核心素养的培养[J].现代中小学教育,2021.[7]刘高福,王平瑞,丁曲.物理实验教学中学生创新能力的培养[J].教学与管理,2020(6):3.[8]韩春霞.浅谈中学物理实验教学[J].新丝路:上旬,2021.[9]赵辰晨.中学物理实验教学的策略调查[J].成长,2021(9):2.[10]黄陆金.初中物理实验教学中学生探究能力的培养--以"探究杠杆的平衡条件"为例[J].中学物理教学参考,2022.
附录中学物理实验开展情况调查学生问卷亲爱的同学们,你好!首先衷心地感谢您能在学习之余抽时间来完成这份问卷,该问卷主要是为了调查贵校初中物理实验的开展情况而设计的,答案没有对错,只是为调查提供反馈信息,并且本问卷为不记名问卷,您可以放心
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