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發(fā)揮實驗在高中物理教學改革中的作用

2018-01-02 10:49:08蔣建輝
新課程·教師 2017年10期
關鍵詞:科學素養(yǎng)高中物理實驗

摘 要:物理學是建立在實驗上的一門自然科學學科,中學物理實驗對于提高高中物理教學質量,培養(yǎng)中學生的科學素養(yǎng),以及提升學生科學創(chuàng)新能力都起著重要的作用,是中學物理教學內容或教學形式中不可或缺的組成部分,也是將枯燥單調的物理理論有效表達的具體形式。

關鍵詞:高中物理;實驗;科學素養(yǎng);科學創(chuàng)新能力

一、概述

我國基礎教育改革的基本目標是素質教育,即培養(yǎng)學生基礎能力和個性化能力的教育。一方面,基礎教育是普及型教育,就是為所有學生提供平等的教育機會,另一方面,個性化教育是基于不同學生的不同特點,學生科學素養(yǎng)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有賴于教育的差異性要求和教育資源的差異性使用。因此這是一對矛盾體。事實上,高中物理教育過程就是在其間不斷尋找恰當平衡點的過程。

二、高中物理實驗教學現(xiàn)狀

社會變遷是基礎教育課程改革的動因,新課程改革對高中物理課程提出新的要求,對高中物理教科書提出新的質量標準,也對高中物理教學和實驗提出更高的目標。高中階段作為連接基礎教育(小學初中)和研究性教育(大學及以上)的紐帶,是學生從被動學習向主動思考轉變的過渡階段,因此這個階段對于學生有了第一次理性和感性的選擇——文理分科,有了在基礎知識上研究問題的探究、思考問題的方法以及創(chuàng)新思維的引導,科學實驗正是把學生引入這個嶄新殿堂的鑰匙。受傳統(tǒng)應試教育影響,物理實驗教學目的更多地傾向于教師如何教,學生照本宣科地做,其共同目標是如何讓學生將實驗完成得更加規(guī)范,獲得更好的分數(shù),而忽略了學生對實驗過程思考的主體性,忽視了讓學生體會實驗偉大的創(chuàng)造性,學生因而失去了愉快體驗的過程。

高中物理實驗教學框架的分類方法有以下四種:(1)根據(jù)物理學科知識內容,分為力學實驗、熱學實驗、光學實驗、電學實驗和近代實驗;(2)根據(jù)研究目的分類,分為決斷性實驗、模擬性實驗、對照實驗;(3)根據(jù)教學目的和要求,分為探索性實驗、驗證性實驗、基本訓練性實驗、測定物理常數(shù)和物理量的實驗、設計性實驗;(4)根據(jù)物理學科知識本質及知識探究本質類型,分為測量物理量、探究驗證物理規(guī)律、物理知識應用?,F(xiàn)行人教版高中物理教科書共有實驗177個,其中包括11個學生實驗,26個課堂實驗,50個演示實驗和90個課下實驗。其中11個學生實驗是物理實驗教學中的重點,也是難點,本文將著重對學生實驗展開探討。

由上表可見,實驗教學內容與課堂教學內容基本匹配,總體實驗結構也基本合理。但也可以看到現(xiàn)階段物理實驗教學仍存在一些問題:(1)實驗內容不夠豐富。按照物理學科知識內容,力學實驗有7個,就占全部學生實驗的63.6%,其次有部分電學實驗和光學實驗,而熱學和近代物理的實驗完全沒有。由此可見,實驗設計仍以應試知識為主。(2)缺乏實驗方法的總結性教學設計。實驗教學中沒有獨立的篇章指出科學實驗的手段,而是將它們分散到各個實驗中,就好像修理一輛車之前,沒有工具箱,而是現(xiàn)湊各種工具一樣,缺乏一定條理性,因此,我們可以借鑒美國中學的物理實驗教材。(3)實驗設計的深度有欠缺。例如:實驗練習使用多用電表一節(jié)中,學生的實驗僅限于會使用電表,而缺乏足夠判斷電路故障的實驗內容。內容稍顯單薄,實驗課成為過場課。(4)資源配備略顯不足。無論是硬件還是軟件配置上都有待進一步提高,特別對于一些欠發(fā)達地區(qū),實驗器具嚴重不足,實驗內容無法完成,實驗教師隊伍的培訓、交流不夠,制約教學資源的公平配給等。探究以上四個方面的原因,實驗很難完全發(fā)揮其在物理教學中的重要作用,為此將所謂“次要知識”主題化,有效利用實驗在教學中的紐帶作用,提高學生的實驗科學精神是我們亟待解決的問題。

三、高中物理實驗教學的發(fā)展方向

多數(shù)高中學生在學習物理時會感到困難且乏味,主要是因為學生無法體會到物理知識包含的生活價值和現(xiàn)實意義,將知識與生活的相關性分割開來。因此,教師在教學的過程中,應當深入挖掘教材內涵,重視教材中實驗的功能,將物理知識活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)給學生。朱棣文(1997年諾貝爾物理學獎得主)教授曾經說過:“中國的學生學習很刻苦,書本成績很好,但是動手能力差,創(chuàng)新精神明顯不足?!痹谥袊鴤鹘y(tǒng)教育的模式下,已習慣于動腦能力的培養(yǎng),忽視了動手能力的鍛煉。盡管新課標中倡導學生有效的學習活動不是單純地依賴模仿和記憶,應將動手實踐、自主探索與合作交流作為學生學習的重要方法,但與其他國家(例如美國)教材相比,物理教材的層次和梯度上還有差異,特別是知識廣度方面,缺少更為前沿的學習內容?!凹埳系脕斫K覺淺,絕知此事要躬行”。我認為新課標中實驗教學主要應達到以下幾個目標。

(一)培養(yǎng)學生動手的意識和能力

以實驗教學活動為基礎,切實提高學生的動手能力。鼓勵學生大膽動手,保護學生的動手熱情。蘇霍姆林斯基說:“讓學生體驗到一種自己在親身參與中掌握知識的情感,是喚起青少年特有的對知識的興趣的重要條件。”啟發(fā)學生積極參與科學實驗,保證每位學生都有動手操作的機會,使學生能體驗到實驗過程的美妙和成功的樂趣。

(二)培養(yǎng)學生獨立思考的能力和創(chuàng)新精神

在實驗教學中更多地注重學生的主觀能動性,鼓勵發(fā)散性思維,是啟發(fā)學生探究性學習的最佳時機。通過讓學生觀察、演示、動手操作,獲得對抽象的概念、定理、結論等的感性認識,并上升為理性認識,強化學生對于枯燥理論知識的理解,使學生認識到實驗是物理理論科學的基石。

(三)培養(yǎng)學生的科學思維方法和嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度

實驗教學既可開發(fā)學生的智力因素,又可開發(fā)學生的非智力因素。實驗前,學生應了解實驗的對象、基本內容和實驗目標,了解應解決的問題。實驗過程中,引導學生自主探索、動手實踐、尋求自己解決問題的方法。實驗后,指導學生通過討論具體操作過程和實驗結果,分析、比較、概括得出結論。

通過實驗教學,轉變學生對物理學科厭學、畏難的心理態(tài)度,逐步喚起學生學好物理的信心,引導學生注重與日常生活的聯(lián)系,形成觀察的良好學習習慣,加強與各學科的融合,體會知識在人類文明進步中的動力作用,學生從怕學到想學,從想學到學好,要讓學生養(yǎng)成在學習中不僅用腦,更要用手、用眼、用耳的習慣,調動全身的每一個細胞,將自己融入科學知識的海洋。

參考文獻:

[1]楊廣軍,俎源源.差異與均衡:美國典型高中物理教材設計特點分析[J].外國中小學教育,2006(4):38-41,27.

[2]冷冰冰.高中物理課程標準的核心素養(yǎng)分析[J].教育導刊,2015(8):49-52.

[3]袁博.中美高中物理教材的比較研究[D].山東師范大學,2011.

作者簡介:蔣建輝(1971年—),男,江蘇省高郵市,山西省太原市第五十五中學校,中小學一級教師,大學本科,高中物理教學。

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