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新課標(biāo)下挖掘物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多重功能論文
物理實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是提高物理課堂有效性的一個(gè)重要組成部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能幫助學(xué)生掌握知識(shí)，提高科學(xué)探究技能，發(fā)展學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀。物理實(shí)驗(yàn)對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、展示清晰的物理過(guò)程、轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式、激活學(xué)生的思維等多方面有著多重功能，這些功能的發(fā)揮，并不是一個(gè)或幾個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所能解決的，它需要一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間不斷積累的過(guò)程。本文試圖通過(guò)自己的多年教學(xué)實(shí)踐和具體案例分析，挖掘物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多重功能，讓物理實(shí)驗(yàn)“開(kāi)口說(shuō)話”，更有效地優(yōu)化物理課堂教學(xué)。
一、利用物理實(shí)驗(yàn)的“情趣功能”，激發(fā)學(xué)生但求知欲望
興趣是主動(dòng)學(xué)習(xí)的前提，興趣對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)能產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。物理實(shí)驗(yàn)以其直觀、形象、生動(dòng)的特點(diǎn)清晰地展示物理現(xiàn)象，使現(xiàn)象與學(xué)生原有的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，能大大激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的愿望。
初中學(xué)生的特點(diǎn)是好奇、好動(dòng)、天真活潑、求知欲強(qiáng)烈，物理教師應(yīng)抓住學(xué)生的這些心理特點(diǎn)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的“情趣功能”，想方設(shè)法讓他們身臨生動(dòng)而富有趣味的物理實(shí)驗(yàn)中，使他們的注意力高度集中。這些新奇的物理現(xiàn)象大都出乎他們的意料之外使他們興趣盎然，一個(gè)接一個(gè)的“為什么”會(huì)在他們的腦海中產(chǎn)生，并激發(fā)他們的求知欲望。
案例一：在講《大氣壓》一節(jié)時(shí)，教師首先拿出一個(gè)空易拉罐，問(wèn)：“誰(shuí)能想辦法使它變扁？”學(xué)生們提出了手捏、錘打、腳踩等方法。教師指出，這些方法雖然都能把它變扁，但這些方法中都用到了外力，如果我們不用外力能否把它變扁呢？這時(shí)教師在易拉罐中加了少量水，然后在酒精燈上將水燒沸，用一橡皮泥塞密封管口讓其在空氣中自然冷卻，一段時(shí)間后易拉罐在噼拉的響聲中多處被壓扁。這個(gè)實(shí)驗(yàn)引起了學(xué)生極大的興趣，眾說(shuō)紛紜，驚疑、好奇心溢于言表，都急于知道是誰(shuí)把易拉罐壓扁的。這時(shí)教師不失時(shí)機(jī)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入大氣壓的探究之中，學(xué)生也便懷著強(qiáng)烈的求知欲，投入到了新知識(shí)的探究活動(dòng)中。
二、利用物理實(shí)驗(yàn)的“直觀功能”，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維
實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師必須讓學(xué)生的眼、耳、手并用，通過(guò)感覺(jué)和知覺(jué)，清晰地認(rèn)識(shí)物理過(guò)程。曾經(jīng)所謂的“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”往往只是利用了學(xué)生的眼和耳，驗(yàn)證了一些現(xiàn)成的結(jié)論并形成對(duì)結(jié)論確信無(wú)疑的傾向。新課程理念下的探究性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上，通過(guò)自身的思考及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、科學(xué)抽象，獲得科學(xué)結(jié)論的一種實(shí)驗(yàn)，是通過(guò)“提出問(wèn)題——猜想與假設(shè)——實(shí)驗(yàn)事實(shí)——科學(xué)抽象——結(jié)論”的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。作為教師應(yīng)該盡可能地利用物理實(shí)驗(yàn)的“直觀功能”關(guān)注學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的主動(dòng)探索。
物理實(shí)驗(yàn)，真實(shí)地展現(xiàn)物理過(guò)程，使抽象的概念具體而又生動(dòng)地呈現(xiàn)在學(xué)生面前；物理實(shí)驗(yàn)，以純粹的形態(tài)突出物理運(yùn)動(dòng)的特征，使學(xué)生排除次要因素的干擾，認(rèn)識(shí)物理運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律；物理實(shí)驗(yàn)，作為一種探究知識(shí)的手段，它使學(xué)生處于教學(xué)的主體地位。正是這種生動(dòng)的直觀使學(xué)生的形象思維有了產(chǎn)生的源泉。 案例二：探究“托里拆利實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)。一般教師常用的教學(xué)方法是，先向?qū)W生直接介紹測(cè)定大氣壓的方法是托里拆利實(shí)驗(yàn)，然后演示一下玻璃管豎直放置時(shí)水銀柱的平衡位置，用刻度尺測(cè)得水銀柱的長(zhǎng)度，隨后將重點(diǎn)放在求水銀柱壓強(qiáng)的計(jì)算上，并讓學(xué)生記住大氣壓的值。這樣的教學(xué)注重的是知識(shí)傳授和應(yīng)用公式進(jìn)行解題訓(xùn)練，具有濃厚的應(yīng)試教育色彩。這樣學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)為何等于水銀柱的壓強(qiáng)難以留下深刻認(rèn)識(shí)。為了讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，形成主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的新理念，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)突出物理知識(shí)的發(fā)生過(guò)程。教師不妨作如下改進(jìn)：在大氣壓的作用下使豎直管中的水銀柱高出槽中水銀面，管內(nèi)外水銀面有一定的高度差。則有學(xué)生可能認(rèn)為：“大氣壓強(qiáng)的大小與水銀柱的長(zhǎng)度有關(guān)。”此時(shí)教師可以讓學(xué)生將玻璃管傾斜一個(gè)角度，管中水銀多了一些，水銀柱的長(zhǎng)度增加，教師反問(wèn)學(xué)生：難道大氣壓的數(shù)值變大了嗎？(讓學(xué)生思考片刻）但水銀柱的豎直高度卻仍然不變，這表明大氣壓強(qiáng)的大小與水銀柱長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，而與水銀柱的豎直高度有關(guān)。還有的同學(xué)認(rèn)為大氣壓的大小與所用玻璃管的粗細(xì)有關(guān)，那就換用兩只內(nèi)徑不同的裝滿水銀的玻璃管重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，可觀察到管內(nèi)外水銀面的高度差都是同一數(shù)值，這表明管的內(nèi)徑大小對(duì)所測(cè)大氣壓沒(méi)有影響。可見(jiàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的直觀展示表明作用在管外水銀面上的大氣壓強(qiáng)支持著管內(nèi)的水銀柱，這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于外界的大氣壓強(qiáng)也就順理成章，從而提高了課堂教學(xué)的有效性。
三、利用物理實(shí)驗(yàn)的“驗(yàn)證功能”，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想
物理教學(xué)中，教師常用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科學(xué)探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，讓學(xué)生提出科學(xué)猜想。由于受傳統(tǒng)教學(xué)影響，學(xué)生習(xí)慣于把課本、教師看成權(quán)威，習(xí)慣于接受式教學(xué)，沒(méi)有猜想與假設(shè)的習(xí)慣，沒(méi)有發(fā)表自己看法和質(zhì)疑的意識(shí)。為了改變這種現(xiàn)狀，教師要給學(xué)生進(jìn)行猜想的勇氣和動(dòng)力，利用物理實(shí)驗(yàn)為學(xué)生進(jìn)行合理猜想提供機(jī)會(huì)。
猜想是物理智慧中最活躍的成分，培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力是物理探究過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。猜想需要符合邏輯的推理，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的論證，并以精準(zhǔn)的科學(xué)語(yǔ)言表述出來(lái)，才能轉(zhuǎn)化為具體的科學(xué)假設(shè)。在物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師不能僅僅注重猜想的正確性，更應(yīng)注重如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其是否正確，在不斷實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，提出新猜想。
實(shí)踐證明，只要教師能認(rèn)真對(duì)待每一節(jié)物理課，持之以恒地堅(jiān)持精心設(shè)計(jì)課堂結(jié)構(gòu)，充分挖掘?qū)嶒?yàn)的各個(gè)功能，認(rèn)真做好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)符合中學(xué)生心理特征的問(wèn)題情境，就能把學(xué)生長(zhǎng)期置于有意注意狀態(tài)，有效地激發(fā)和發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)物理課堂的有效性和高效性，很好地在日常教育教學(xué)中完成“知識(shí)與能力，方法與過(guò)程，情感態(tài)度與價(jià)值觀”這三維目標(biāo)。
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