中学物理演示实验室建设构想
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作者: 姬丽娟
物理实验教学是物理教学的重要环节之一,其中,物理演示实验能够化抽象为具体,化枯燥为生动,化平淡为神奇,在物理实验教学中占据重要地位。
[关键词]中学物理 演示实验 实验室建设
物理学是一门以实验为基础的科学,物理实验教学是物理教学的重要环节之一,其中,物理演示实验能够化抽象为具体,化枯燥为生动,化平淡为神奇,在物理实验教学中占据重要地位。因此,笔者提出建设中学物理演示实验室的构想,并就其功能定位及功能开发等问题进行探讨。
一、中学物理演示实验的教学价值
物理演示实验是通过对具体物理现象的展示以及将抽象的理论形象化帮助学生观察物理现象,增加感性认识,提高学习兴趣和物理思维能力的重要教学手段,是把物理现象直观地向学生展示的过程。广义地说物理演示实验除了通常用实验仪器和事物进行的实验演示之外,还包括教师出示的模型、事物;用投影教具、模拟教具进行的操作演示;放映物理录像片、电影片、幻灯片等声像教学以及利用微机进行的模拟实验等。
二、中学物理演示实验教学现状
综合来说,以往的物理演示实验教学存在三大误区:
误区一:物理演示实验主要以教师操作,学生观察的方式进行,教师处于主动地位,学生处于被动地位;
误区二:对物理实验是物理教学的基础及其重要性认识不够,把物理实验仅仅当成可有可无的教学内容;
误区三:忽略了物理实验是一种重要的探究方法和培养学生科学态度和价值观的有效手段。
由于考试压力等多方面的原因,很多老师认为“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”,加之多媒体技术的应用,许多老师过分迷恋、追求运用多媒体的虚拟实验,以至于学生很少看到真实的物理情景。
三、中学物理演示实验室建设构想
中学物理演示实验教学存在的上述误区原因复杂且由来已久,进行改革势在必行。建设物理演示实验室可以成为全面开发演示实验的教育功能的一条有效途径。
㈠功能定位
建设符合中学物理教学要求,具有多元教育特征的物理演示实验室,明晰其功能定位是十分重要的前提,而功能定位又是以理念为导向。笔者认为,建设开发演示实验室的理念是:学生必须充分参与,时空必须充分开发,教学必须体现个性化,手段必须现代化。演示实验室可以变单纯的课堂演示为教室、实验室相结合的大课堂实践,同时,还要充分考虑利用计算机和网络技术支持的全新的教学模式。以实验为载体,引导学生“悟理思迁”。
㈡功能开发
物理演示实验室的建设的核心是实验资源的开发,运用整合思想开发中学物理演示实验,可以更大程度地发挥演示实验的教学功能。
1.主题的确定与专题的策划
以物理演示实验的功能定位为依据,结合中学物理的知识体系,充分利用物理演示实验的探究特征,首先确定各个主题,比如:将力学、热学、光学、电磁学、原子物理学确立为五个大主题。然后将各个主题细化,制定出小专题,再围绕各个小专题设计相应的组合实验[i]以及根据各个小专题之间的联系设计综合实验[ii]。
2.仪器的选择与资源的整合
明确仪器选择和资源整合的策略,是有效开发演示实验室教学功能不可小视的问题。为此,我们可以制定以下策略:单一性演示实验[iii]应具备“趣味性、探索性、应用性”等特征;组合性或综合性演示实验应具备“相溶性、互补性、拓展性”等特征。
3.展板的构思与讲义的设计
介绍实验主题的展板以及由各种导航语构成的主题提示板是与演示实验相配套的说明性材料,需要与主题紧密结合,并且语言生动活泼、材料典型新颖、图案精致优美,富有启发性、导引性,能够吸引并引导学生主动探究。比如:可以设计“看一看、做一做、想一想”等栏目。
讲义的设计重点应放在“导”上,意在使之在教学中扮演的角色为:既“有所为”,又“有所不为”。
㈢实验室建设研究
以上关于建设中学物理演示实验室建设的初步构想,从理念层面看还不成熟,从操作层面看还未实施,因此有许多问题需要长期深入地研究。
1.实验资源开发
实验资源是制约实验室建设的首要因素。我们不能只囿于成套的厂制实验设备,而要逐渐开发相关的“非常规实验”[iv]来拓展实验资源。
研究将计算机虚拟现实技术引入中学物理演示实验,针对一些难以用真实实验呈现的教学内容采用模拟实验、仿真实验、虚拟实验等形式呈现,给学生直观生动的感受。
建立实验资源库,准确捕捉最新科技信息,搜集相关的图片、视频等资料,及时地加以扩充。
2.实验室内部设计
演示实验室的设计应独特新颖,在体现趣味性、探究性、应用性等特性的同时,达到其“激发学习激情、拓展认知方式、感悟学科价值、激励创新思维”的目的,是一个需要深入研究的课题。
3.实验辅助材料的开发
实验辅助材料包括实验主题展板、主题提示板、实验讲义等,需要参考大量的资料对其进行不断的更新、扩充。
4.实验室管理制度的制定
物理演示实验室必须保证其开放性才能发挥其教学功能。在开放时间、实验开展方式、仪器借还制度、赔偿制度等方面需要认真考虑、严密计划。
由于受到场地、设备等因素制约,物理演示实验室的建设规模总是有限的。因此,如何在有限的探索实验环境中,最大限度的发挥演示实验室的教学功能,如何开放、建设、利用课程资源,如何实现实验室的科学管理等,都是需要深入研究的。
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