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物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,回顧物理學產生和發展的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。無論是經典物理學的建立和發展,還是現代物理學的進展都與物理實驗息息相關。可以預言,未來物理學的發展一定離不開物理實驗。在職業高中的各門基礎課程中,物理課在提高學生的科學素質方面起著無可替代的作用,實驗在物理教學中更是占有著舉足輕重的地位。加強實驗教學,提高物理教學效果和開發學生創造能力,在加強素質教育的今天,顯得更加突出,尤為重要。
實驗在物理教學中的地位和作用
在新的職業高中物理教學大綱中,已明確指出:觀察現象、進行演示和學生實驗,能夠使學生對物理事實獲得具體的、明確的認識,這是理解概念和規律的必要的基礎。觀察和實驗對培養學生的觀察和實驗能力,培養實事求是的科學態度,引起學生興趣,具有不可代替的重要作用可見沒有物理實驗,很難達到物理教學目的。
回顧物理學產生和發展的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。所有的物理知識,都是在實驗的基礎上建立起來的。物理實驗作為物理教學的基本手段,有其特殊的教學功能。
)通過實驗可以使物理教學理論聯系實際,引起學生學習興趣,引導學生發掘問題,激發其求知欲望,從而調動他們學好物理的主動性和積極性,引導他們熱愛科學。
)通過加強實驗,不僅可以使學生具備一定的感性認識,更重要的是使學生進一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎上建立起來的,從而有效地幫助學生形成概念,導出規律,掌握理論,正確而深刻地領會物理知識。
)通過實驗培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發現問題、分析問題和解決問題的能力;培養學生良好的實驗方法以及基本的實驗能力和動手能力,并且在此基礎上進一步培養他們的獨立工作能力和創新能力。
)通過實驗培養學生從事科學研究應當具備的嚴格的科學態度,科學的思維方法,嚴謹的科學作風,逐步學會物理研究中基本的科學方法。
鑒于實驗教學的地位和作用,我們不僅應該重視實驗,而且應該在理論教學中認真貫徹以實驗為基礎的原則。
職業高中物理實驗教學的現狀,隨著素質教育的進一步深化,我們國家不少專家學者和廣大物理教師對職業高中物理實驗的重要性的認識和感受逐步加深,物理實驗教學改革也正在密鑼緊鼓地進行著。但是應看到,到現在為止,物理實驗教學的現狀在我們國家還是不容樂觀的。
)職業高中物理實驗教學的基本情況。據抽樣調查,現在有些職業高中對專業課的實驗要求普遍較高,投入的資金也很足,而作為基礎課的物理實驗卻普遍重視不夠。不少學校的物理實驗數目達不到教學大綱的要求,甚至有相當一部分學校基本上一個學生實驗都不做。即使有的學校按要求完成了,但是實驗教學的效果往往不理想。
)學校和教師受傳統教育的影響,普遍存在著重理論輕實驗的思想。教學方法普遍采用講授法。有的老師甚至認為學生不會動手做實驗不要緊,只要會動筆考實驗就行。由此而引發了做實驗不如講實驗,講實驗不如背實驗的荒謬作法。加之科技的飛速發展,多媒體進入課堂,使得部分教師過分追求,迷戀多媒體的模擬實驗,讓學生看看了事,不重視讓學生看實物,實際操作.總而言之,目前相當數量的教師不做或少做實驗,放棄了運用實驗的直觀教學方法,這一現象嚴重妨礙了培養具有創新能力的人才.這樣教出來的學生一遇到實物就束手無策,不知道如何動手。
)由于認識上的不足,教師在實驗教學的組織上、在教學過程中、在物理成績的考核上都存在著問題。例如:由于教師不愿在實驗教學方案的設計上下工夫、花時間,導致實驗教學方法形式單一、陳舊;單純為了完成教學任務而安排實驗,對學生實驗能力的培養顯得沒有計劃、沒有目的、缺乏系統性。同時對引導學生積極、主動地學習,培養學生獨立思考的能力和習慣的指導思想不夠明確,教,師在實驗教學中一手包辦現象嚴重,學生最多只是機械模仿,缺少動手和動腦的機會,能力得不到相應的提高。
)實驗教學模式僵化,物理實驗教學的基本原則沒有得到充分的體現,教學方式呆板.從教學內容到教學方式沒有給學生留出足夠的發展空間.就分組實驗來說,教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項,寫得面面俱到.然而每次實驗課教師還要花相當長的時間根據教材講實驗目的、原理……,然后學生照著現成的實驗步驟或跟著教師動幾下,取幾個數據,實驗就算完成了.這樣做實驗,收獲不大.再說,現階段往往是一個班的學生同一時間做同一個實驗,用同一種方法、相同的儀器,都要在規定時間內做完,得出同一結論,這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做,自己就怎么做,特別是兩人合做時,有極少數學生只看不動手,也不留心實驗觀察,不記錄有關數據,更談不上去思考.這種教學模式不利于提高學生發現問題和解決問題的能力,不利于引導學生突破思維定勢這個思維障礙,不利于學生創新思維方法的形成,不利于學生智能的發展。
以上實驗教學的現狀,極大地影響著物理教學質量,與物理教學目的、教育改革的要求和物理實驗教學重要地位很不相稱,與時展對人才的要求很不適應。
促進實驗教學改革的幾個配套措施
我們應當看到當前職業高中物理實驗教學薄弱,是有很多方面的原因。在分析問題、解決問題的時候也應從這些方面進行,應針對職業高中物理實驗教學現狀,從素質教育的高度,從這些制約因素出發,進行職業高中物理實驗教學改革,使實驗教學能充分發揮其在素質教育中的特殊作用。那么要加快實驗教學改革的步伐,首先要抓好幾個配套措施:
轉變觀念
職高學校上至領導,下到學生,對基礎課普遍不夠重視,認為可有可無。職業高中物理實驗教學的現狀在很大程度上與觀念有關,要促進實驗教學改革,轉變觀念是關鍵問題。
教育是培養人的一種社會大行動,應該要從家庭、學校、社會來統一考慮。我們不能把物理實驗教學的現狀單單的歸咎于物理教師,其實不少教師是深知物理實驗的重要性,而且也曾經設想或嘗試采用較好的教學方法,但迫于各方面的壓力,教學課時上的限制,最后不得不放棄。因此要轉變觀念,就要轉變整個社會的觀念。要讓學校和教師,特別是社會上的人們認識到教育不能追求暫時的表面的效果,不能急于求成,而要著眼于未來,特別要著眼于學生在未來社會的作用與價值。教育不能帶有功利性,而要為社會培養真正的人才。
學校領導樹立了新觀念,觀念端正了,才能在課程設置、經費投入、師資調配和其他相關方面充分考慮到物理實驗教學的實際需要,并在一定程度上對實驗教學改革給予保證。同時也只有讓學生、家長知道素質教育的重要性,使他們從以前單單追求短期學生成績和升學率的片面認識中轉變過來。這樣才能給廣大物理教師一個廣闊的發揮才干的空間,使他們能自由地投身于物理實驗教學改革中去,充分發揮主觀能動性,在教學中大膽采用創新教學方法。只有這樣得到各方面的大力支持,物理實驗教學的改革才能大步向前邁,才能改進現狀。在物理實驗教學上,以教師為中心的教育觀,把物理實驗教學作為教師傳授知識、學生鞏固和理解知識的輔助教學手段。于是,有的時候會出現忽視實驗教學,或出現認為可有可無的情況。以學生發展為中心的教學觀,則把物理實驗教學作為整個物理教學過程的一個重要環節,啟發學生主動地獲取知識,培養和發展學生的能力。因此,改變傳統的教育觀,樹立新的教育觀念,實施素質教育,就要不斷提高對實驗教學基礎地位的認識,從提高實驗教學的效果,激發學生學習興趣,提高學生的能力出發,認真改進、大力加強實驗教學,把實驗教學真正移到以實驗為基礎上來。職業高中物理教師樹立了這個教育觀后,教師就會千方百計地重視實驗教學,努力做好實驗。
改革教材。
要推進實驗教學的改革,應改革現行的教材。改革的主要思想是,教材應重視學生實驗能力的培養,應體現以實驗為基礎的學科特色。在物理教學中,注意讓學生通過自已動手實驗學習物理知識。
)現行有關實驗的教材甚少,有關教育部門應召集這方面的專家學者根據各種實驗教學類型編出相應的物理實驗教材,供學生用書,并作為教師教好實驗的參考用書。編成一個由正規的學生實驗、實驗練習題、課后隨堂小實驗以及課后小制作等組成的系列實驗教材。當然還要適當增加一些能提高學生操作技能和拓寬知識面的課外讀物。
)對于學生實驗應有一套專門的正規的實驗教程。這個教程能與課本獨立開來,有培養學生閱讀能力和自學能力,提高實驗技能,掌握科學思維方法等功能。這一教程的編寫應注意以下幾個方面:
一)要讓學生上好實驗課,預習是非常重要的環節。教程應根據實驗內容布置一些預習思考題,讓學生在閱讀中思考,加深對原理的理解。例如:在研究勻變速運動的規律實驗中可提出:)根據紙帶上的點,能判斷小車的運動性質嗎?什么情況下作勻速運動,勻加速運動,勻減速運動?什么情況下作加速運動,減速運動?)為什么我們不一定從運動物體剛剛運動時打出的點作為起點,而從中間某一個作為起點?這樣做有什么好處?在紙帶上可以把任一個點選作起點(不一定從第一個點選起),為什么?)兩個連續的記數點怎樣選擇?是不是選兩個相鄰的點?為什么我們常用打點計時器打五個點的總時間為時間間隔,而不是逐點選取?)通過紙帶上打下的點怎樣計算加速度?怎樣計算即時速度?學生通過預習能做到實驗前心中有數。只有讓學生先動腦筋,課上才會動手。
二)實驗教材應突出學生的主體地位,教程應在實驗的各個階段(實驗前、實驗中、實驗后)對提出一系列富有啟發性的問題,或根據需要,提出學生不易回答的問題。同時啟發學生提出問題,問題一經提出,實驗的目的也就很清楚了,學生也會帶著問題做實驗,在實驗時分析、解決問題。
三)教程在介紹實驗器材不要像抓方一樣羅列在學生的面前,讓學生機械地搬用;而是應該用開方的方法引導學生根據實驗目的和實驗原理來選取實驗器材。使學生明白為什么要選用這些器材進行實驗以及除了老師提供的器材外還可以選用哪些器材來代替。同時可以用例子來鼓勵學生自制儀器進行實驗,可以讓學生收集我們日常生活中常見的物品,來替代原有的器材做各種實驗。
四)現在很多學生很希望能親自參與設計實驗。教程要特別注意處理好統一要求與學生的個性化發展的矛盾沖突。在規定學生完成一定的實驗計劃和要求的前提下,教程可以鼓勵、引導學生不拘泥于教程中的做法,可以進行一些創新改進,或自己另外設計不同的方案或者自己提出實驗研究課題,設計實驗方案,獨立或與同學合作進行實驗。
五)教材應對學生實驗提出明確、具體的要求,要讓學生帶著一定的任務來做實驗。有了具體要求,學生實驗時才有矩可循。當然提出的要求要循序漸進,在不同階段,提出的要求應有所不同,在剛開始做實驗時可以只提出簡單要求,循序漸進,然后逐步提高。當然教程在編寫實驗時也應注意分出層次:開始幾個實驗可以詳細的給出實驗的各個環節,例如:實驗原理、實驗目的、實驗步驟、數據表格、實驗報告的書寫模式等。先讓學生打好基礎,養成按一定程序有條不紊地進行實驗的習慣;以后的實驗就不再這樣,而是逐步引導學生在理解實驗原理和內容的基礎上,自己獨立地列出實驗步驟、自制實驗表格等,從而提高學生的實驗能力和素養。
)利用多種有效渠道增加實驗在教材(區別于上述的實驗教程)中的比重,盡可能的增加學生動手實驗的機會。例如:在教材中可以適當增加一些有趣的實驗來引入課題,激發學生學習愿望;或增加一些簡便易做的課堂實驗,使學生利用手邊的學習用品或生活用品就能自己動手實驗,觀察現象。這樣既可以使學生多動手做實驗又有利于學生理解理論知識。又或者在各章節后面的閱讀材料或開小實驗欄目介紹有趣的實驗等,這也會大大提高學生的動手能力和學習積極性,加深對知識的理解。多數學校儀器設備不足,物理實驗教學受到限制。為了在儀器設備不足的條件下加強實驗,。教材也可重點安排不必使用專門儀器、簡單易做的課堂實驗、實驗性習題和課外小實驗、小制作,并把一些過去由教師演示的實驗,改為既可以演示又可以由學生自己動手做的實驗,供教師選擇。還可鼓勵學生結合所學物理知識自己設計一些實驗。不要單單采用陳述性的語言,而應該多一些啟發性,比較生動的言語或問題來編寫實驗。例如在編寫時可以通過設置一些類看一看、問一問、想一想、做一做等環節來促使和引導學生多觀察、多發問、多動腦、多動口、多動手,逐步培養學生能力。)由于我國地域遼闊,人口眾多,各地區經濟文化發展不平衡的國情,試圖只有一個大綱,一套教材的做法是行不通的。所以國家教委提出在統一基本要求、統一審定的前提下逐步實現教材的多樣化,以適應各類地區、各類學校的需要。因此,對于我們的實驗教材也可采取這樣的做法,即經批準,各地區可以根據本地區的具體情況,分別制定出實驗教學計劃并編寫與己相適應的實驗教材。這樣就給予了不同地區學校一定的自由度,使他們因地制宜地搞好實驗教學