提高中学物理演示实验教学的有效性
物理学是建立在实验基础上的学科。中学物理教学以观察、实验为基础早已成为物理教育领域的共识。然而,在实际教学中,题海战术盛行,黑板上讲实验,习题中做实验的现象普遍存在。我所任教的中学是一所农村薄弱校,学生学习基础差,没有养成良好的实验意识和科学探究习惯。在课堂上,学生并不重视知识的由来,而是等着知道结论和公式。对知识知其然而不知其所以然的情况明显,和现代教育的要求脱节。
高中物理课程改革提出了三维目标,重视对学生科学探究和实验能力的培养 [1 ]。高中物理教材中设计大量的演示实验,目的是为了揭示所研究问题的发生、发展,为了引导学生进行观察、思考,由教师做给学生看的示范实验。演示实验固然主要由教师操作,但是为了培养学生的科学探究能力服务的教学活动,教师可针对教材的某些内容做出精心设计,促使学生在掌握科学知识的同时,体验科学探究的乐趣,认识科学思想观念,培养科学探究能力。
新课改的教育目的,不仅仅是为传授给学生知识,更主要的是培养学生科学素养与能力 [1 ],即不仅让学生知道是什么,而且要知道为什么,更重要的懂得怎么做,要学会收集信息,加工知识,动手实践探究,学会自我增长知识和扩展知识。为此,物理实验的教学模式发生了重大的改变。传统实验与科学探索实验的对比如表1。
下面就以我听过得一节周边某县一中(市级教学开放日)公开课
振动的描述中所截取得演示实验部分的课堂片段做分析,整理如下与大家分享。
1 案例:利用弹簧振子进行振动图像的教学 【教学设计思考】
(1)振动的特点,如振动物体的位移、速度变化情况等,怎样在弹簧振子中得以反映。
(2)引导学生体会气垫导轨减小摩擦力的作用,建立弹簧振子的简谐运动模型。
(3)本节课的目的是获得振动图像,即振动物体的位移随时间变化的规律,但实验中并没有计时装置,如何促使学生体会频闪照相设备中应用视频逐帧播放记录不同时刻的信息。 【实验教学目的】
(1)利用气垫导轨上弹簧振子的运动,分析并描绘出简谐运动的位移图像。
(2)利用视频逐帧播放所记录不同时刻的位移信息,培养学生描绘图像的能力和演示探究之后的思考。 【实验教学流程】 【实验教学仪器】
(1)带有毫米刻度尺的气垫导轨 (2)弹簧振子 (3)频闪照相
(4)投影仪,多媒体视频
【实验教学实示例】
(1)首先打开实物投影仪将实验装置投放在大屏幕,请学生观察并叙述看到的装置。(目的在于介绍静态实物的观察方法按顺序进行观察)
(2)这里有一个气垫导轨,上置一固定毫米刻度尺,零刻度线位于尺的中央。在其左端固定一弹簧振子,并观察其静止于零刻度线处。 (3) 把弹簧振子从平衡位置即零刻线处水平向右拉移一定位移(如6cm),让其运动。
(4)打开多媒体视频准备频闪照相,并且告诉学生相隔三十份之一秒摄下一帧。
(5)让弹簧振子重新静止在零刻度线处,由一名同学拉移到最大位移放手,教师准备视频开始摄像,同时用投影仪播放振子的运动。 (6)观察拍摄弹簧振子运动两个周期停止。再在投影仪中逐帧播放,并让学生记录每两帧的位移,记录于表2中。 (7)指导学生在坐标纸上描绘振动位移图像。 (8)教师利用excel图表功能做出振动图像验证。 【实验结论】
简谐运动的位移图像都是正弦或余弦曲线。
2 评价:注重科学知识的学习和技能的训练,强调科学过程和科学方法的学习
(1)提出问题。发现有价值的问题信息振动的物体的位移随时间的变化规律。