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開展自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與思考*

2012-03-19 17:53:13
物理通報(bào) 2012年1期
關(guān)鍵詞:大氣壓易拉罐注射器

劉 飛

(東海縣實(shí)驗(yàn)中學(xué) 江蘇 連云港 222300)

新課程的根本目標(biāo)是為了學(xué)生的發(fā)展,以學(xué)生發(fā)展為根本,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神.物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué).物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢.隨著課程改革的深入,實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然得到了教師的普遍重視,但大多數(shù)教師依然過分依賴教材,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式單一,其創(chuàng)新功能沒有充分發(fā)揮出來.

為了切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,就應(yīng)該不斷改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式.自助實(shí)驗(yàn)就是對實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一種嘗試.自助實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是“自助”,與生活中“自助餐”中的自助相似.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中,教師向?qū)W生提供一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)器材,并給學(xué)生充分的自由權(quán)進(jìn)行選擇.學(xué)生則依據(jù)教師安排的實(shí)驗(yàn)課題,經(jīng)過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方案,利用自選器材或自備器材來完成實(shí)驗(yàn)探究的活動(dòng).自助實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式能最大限度地滿足學(xué)習(xí)主體的需要,能充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)新性.經(jīng)過實(shí)踐,效果很好.

1 開展自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提條件

自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展要求學(xué)生要有高度的參與積極性,才能獲得較深層次的體驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的思維向縱處發(fā)展,從而創(chuàng)造性的解決問題.在時(shí)間、空間和學(xué)生的思維水平都有限的條件下,要想順利地開展自助實(shí)驗(yàn)的教學(xué),作為教師必須為學(xué)生創(chuàng)造出一個(gè)良好的活動(dòng)環(huán)境,同時(shí)加強(qiáng)教師的引導(dǎo)作用.

1. 2 努力構(gòu)建合適的評價(jià)機(jī)制

現(xiàn)代教學(xué)理念下的評價(jià)應(yīng)該是多元的.在自助實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)中,教師評價(jià)、學(xué)生互評和自我評價(jià)要有機(jī)結(jié)合.在自助實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,考慮到學(xué)生的操作能力和實(shí)驗(yàn)水平之間存在差距的實(shí)際情況.教師評價(jià)和學(xué)生互評應(yīng)該遵循發(fā)展性、激勵(lì)性和重視過程性的原則.學(xué)生自我評價(jià)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷校正、提高自己探究水平的過程,也能為學(xué)科學(xué)習(xí)的發(fā)展培養(yǎng)良好的習(xí)慣.

1. 2 精心選擇自助實(shí)驗(yàn)的課題

自助實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)不是越多越好,也不是所有的知識(shí)內(nèi)容都適合開展自助實(shí)驗(yàn)的教學(xué).自助活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該具備器材選取方便、實(shí)驗(yàn)操作安全、方案設(shè)計(jì)多樣、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的特點(diǎn).比如,在探究聲音是怎樣產(chǎn)生的,壓力的作用效果與哪些因素有關(guān),流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系等活動(dòng)中,就可以依據(jù)實(shí)際情況開展自助實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng).

1. 3 充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用

在自助實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)中,往往出現(xiàn)學(xué)生對活動(dòng)的內(nèi)容、過程、結(jié)果分析把握不到位、不準(zhǔn)確等問題,這些問題有待教師適時(shí)、適度的引導(dǎo).為了保證自助實(shí)驗(yàn)的順利開展,活動(dòng)前教師要有充分的預(yù)設(shè).考慮到學(xué)生在活動(dòng)中可能出現(xiàn)的操作困難和思維障礙,在活動(dòng)過程中,可以設(shè)置一系列具有遞進(jìn)性的問題來引發(fā)學(xué)生的思考、討論和交流,從而突破學(xué)生思維上的障礙,提高自助實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)效性.

1. 4 認(rèn)真調(diào)控自助實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)程度

中學(xué)生的特點(diǎn)是活潑好動(dòng)、好奇心強(qiáng)、自控能力弱,實(shí)行自助實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律存在一定的難度.因此,教師所倡導(dǎo)的自助,并非絕對的完全放手,在實(shí)驗(yàn)中要體現(xiàn)出可控性,實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)施應(yīng)該在教師的調(diào)控下進(jìn)行.

2 開展自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體案例

自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的活動(dòng)流程是“創(chuàng)設(shè)情境、激趣引思—分組討論、自主選取—展示共享、交流提升—?dú)w納總結(jié)、創(chuàng)新應(yīng)用”.

自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體案例:驗(yàn)證大氣壓的存在.

2. 1 創(chuàng)設(shè)情境 激趣引思

美國教育家布魯納認(rèn)為,學(xué)習(xí)最好的刺激乃是對學(xué)習(xí)材料發(fā)生興趣.在教學(xué)中利用生活中常見的物品做實(shí)驗(yàn),有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.

在講授大氣壓時(shí),因大氣是摸不著、看不到的氣體,大氣壓的存在令學(xué)生懷疑.在大氣壓的教學(xué)活動(dòng)中,教師可以巧用茶杯、廢棄飲料瓶、空的易拉罐等學(xué)生常見的物品來做實(shí)驗(yàn).為了引出實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的課題,教師可以演示如下的實(shí)驗(yàn):在空的易拉罐里注入少量的水后,將此裝置放于酒精燈上加熱直至里面的水沸騰,然后迅速地將酒精燈熄滅,同時(shí)用事先準(zhǔn)備好的面粉團(tuán)將易拉罐口堵住,很快就能看見易拉罐被壓癟了,同時(shí)伴有“劈啪”的聲音.這個(gè)有趣的小實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У刈プW(xué)生好奇的心理特點(diǎn),激發(fā)他們想知道其中存在的奧妙,從而使學(xué)生對生活中的大氣壓存在產(chǎn)生濃厚的探究興趣.

2. 2 分組討論 自主選取

在空易拉罐被壓癟的活動(dòng)后,引導(dǎo)學(xué)生討論分析出易拉罐被壓癟是由于大氣壓的作用.中學(xué)生是活潑好動(dòng)的,總想自己動(dòng)手做一做,正所謂“實(shí)驗(yàn)看看不過癮,絕知此事欲躬行.”為此,教師可以提出活動(dòng)的課題:除了用空易拉罐被壓癟實(shí)驗(yàn)證明大氣壓的存在外,同學(xué)們能不能想出更多的方法來證明大氣壓的存在呢?學(xué)生分組討論活動(dòng)方案,教師提出要求:

(1)發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)互助的精神,分組設(shè)計(jì)證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)方案;

(2)將本組設(shè)計(jì)的每一種實(shí)驗(yàn)方案的原理圖簡畫在白紙上,以便交流展示;(3)比一比,哪個(gè)小組設(shè)計(jì)的方案又多又好;(4)器材可以從教師提供的器材中選取,也可以選取自帶的器材.

教師提供的器材有:玻璃杯,小玻璃片,硬紙片,鐵釘,橡膠管,易拉罐,一次性塑料杯,礦泉水瓶,果凍盒,水,吸盤,水槽,注射器,細(xì)線,抽氣筒,鉤碼等.

2. 3 展示共享 交流提升

經(jīng)過學(xué)生的精心討論,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案有十多種,限于篇幅,下面只介紹課堂教學(xué)中學(xué)生展示的部分活動(dòng)方案:

(1)將吸盤緊壓在玻璃片上后,很難將吸盤拔起來.原因是壓緊吸盤時(shí),吸盤內(nèi)空氣被排除,大氣壓將吸盤緊緊地壓在玻璃片上.所選器材為吸盤、玻璃片.

(2)取一注射器豎直放置,有氣孔一端向上.將注射器的活塞推向頂部,用手按住氣孔,將注射器的活塞用力拉下一段距離,拉活塞的手放開后注射器的活塞向上運(yùn)動(dòng).原因是將注射器的活塞推向頂部時(shí),注射器內(nèi)空氣被排出,用手按住氣孔,將注射器的活塞用力拉下一段距離放手后,注射器由于外界大氣壓的作用而向上運(yùn)動(dòng).所選器材為注射器.

(3)用手?jǐn)D壓果凍盒,使果凍盒壓在手臂上,結(jié)果果凍盒壓在手臂上不會(huì)掉下來.原因是用手?jǐn)D壓果凍盒時(shí),將盒內(nèi)空氣排出一部分,再用手臂密封,這樣盒內(nèi)的氣壓小于外面的大氣壓,外面的大氣壓將果凍盒緊緊地壓在手臂上.所選器材為果凍盒.

(4)將礦泉水瓶的底部用鐵釘鉆一個(gè)孔,在瓶內(nèi)裝滿水,擰緊瓶蓋后提起,用手?jǐn)Q松瓶蓋后又?jǐn)Q緊,發(fā)現(xiàn)擰松瓶蓋時(shí),水會(huì)從孔中流出,擰緊瓶蓋時(shí)水停止流出.原因是擰緊瓶蓋時(shí),水只要流出一點(diǎn)點(diǎn),瓶內(nèi)的氣壓就小于外界大氣壓,此時(shí)大氣壓能將瓶內(nèi)水柱支撐;擰松瓶蓋時(shí),瓶內(nèi)外的氣壓相等,水由于重力的作用而流出.所選器材為礦泉水瓶、鐵釘、水槽和水.

在交流展示的過程中,學(xué)生不僅展示了自己小組設(shè)計(jì)的活動(dòng)方案,也分享了其他組不同于自己組的實(shí)驗(yàn)方案,相互之間拓展了各自的思維,更重要的是學(xué)生通過自助實(shí)驗(yàn)真切地感受到了大氣壓的存在,體驗(yàn)到了自助實(shí)驗(yàn)的樂趣和成功的快樂.

2. 4 歸納總結(jié) 應(yīng)用創(chuàng)新

學(xué)生活動(dòng)后,教師要及時(shí)的對自助實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)進(jìn)行歸納總結(jié)和評價(jià)激勵(lì).通過自助實(shí)驗(yàn)的活動(dòng),學(xué)生要及時(shí)總結(jié)出活動(dòng)的體會(huì)和認(rèn)識(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等多方面來談?wù)劵顒?dòng)的收獲.對教師而言,還要對小組及個(gè)人的表現(xiàn)給予鼓勵(lì)性的評價(jià),可以評出“標(biāo)兵小組”、“智慧小組”等,也可以采用星級評價(jià)的方法來激勵(lì)在自助實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中表現(xiàn)突出的小組和個(gè)人,其出發(fā)點(diǎn)是為了鼓勵(lì)學(xué)生積極的參與到自助、自主的學(xué)習(xí)中來.

“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”是制定的《課程標(biāo)準(zhǔn)》中課程理念.從生活走向物理,可以培養(yǎng)興趣,使物理學(xué)習(xí)變得更生動(dòng)、活潑.從物理走向社會(huì),可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決物理問題的能力.通過自助實(shí)驗(yàn)獲得一定的知識(shí)和技能之后,可以鼓勵(lì)學(xué)生去嘗試解決生活中的一些相關(guān)的問題,也可以搞一些小發(fā)明、小制作.

3 開展自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

3. 1 開展自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)目標(biāo)上重視了學(xué)生的全面發(fā)展.自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)將過程與方法并重,知識(shí)與能力并重,學(xué)習(xí)與創(chuàng)新并重,強(qiáng)化了物理知識(shí)的形成過程,體驗(yàn)和運(yùn)用科學(xué)研究的過程與方法,培養(yǎng)了學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)的能力,提高了學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力.

自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)設(shè)計(jì)上體現(xiàn)了生本教育的理念.新課程倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、體驗(yàn)學(xué)習(xí)等.雖然這些學(xué)習(xí)方式會(huì)有不同的策略,但是它們都存在著一個(gè)共同的核心理念,那就是學(xué)生的主體體驗(yàn),自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)就是要為學(xué)生創(chuàng)造出最大化的主體體驗(yàn).

3. 2 開展自助實(shí)驗(yàn)耗時(shí)多的應(yīng)對措施

從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的活動(dòng)一般會(huì)花費(fèi)較多的教學(xué)時(shí)間,而課堂的教學(xué)時(shí)間是有限的,開展自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)勢必會(huì)導(dǎo)致非自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)間減少,甚至不能完成相關(guān)的教學(xué)任務(wù).對此,在教學(xué)過程中教師要做到有所為有所不為,一是改變“只有講過才算學(xué)過”的觀念,將一些非自助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容精講,也可以考慮將學(xué)生能看懂的內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué);二是不要追求學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案都在課堂上進(jìn)行交流展示,可以留下一些實(shí)驗(yàn)方案或“懸而未決”的問題讓學(xué)生課后繼續(xù)去探究,從而安排出時(shí)間來完成非自助實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)任務(wù).

建構(gòu)主義理論認(rèn)為,知識(shí)不是被動(dòng)的接受,而是認(rèn)知主體的積極建構(gòu).自助實(shí)驗(yàn)就是基于建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的一種教學(xué)嘗試,這種嘗試有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)了知識(shí)的自主建構(gòu).

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