新课程理念下高中物理实验教学策略研究
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作者: 徐 航 张 真 赵 红
摘要: 本文作者通过对高中物理教学中实验教学情况的调查,以及教师在物理实验教学环节所采取的教学策略进行分析,发现物理实验在当前的中学物理学科中是一个较薄弱的教学环节。为适应新课程标准的全面推行,作者针对高中物理实验教学存在的问题,提出以重新认识实验在物理教学中的教育功能为前提的教学策略。
关键词: 新课标 物理实验 教学策略 教育功能
物理学是一门以实验为基础的科学,物理规律的发现和物理理论的建立都是以实验为基础的。物理学家丁肇中说过:“实验可以推翻理论,但理论永远推翻不了实验。”在中学物理教学中实验教学具有其特殊的教学功能,高中新课标指出:“物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与,乐于探究,勇于实验,勤于思考。通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识和技能,培养其科学探究能力,使其逐步具备一定的科学态度和科学精神。”[1]可见,新课标对物理教学提出了更高的要求,不只是把实验定位于为了理解物理概念、提高动手能力而开设,而是将实验看成物理教学重要的手段和具有不可替代教学功能,是促进学生终生发展和培养高素质人才的不可或缺的教学环节。
但在目前应试教育的现实影响下,物理实验课程的开设远没有达到新课标的要求,实验教学的作用没有被充分发挥,在许多中学甚至是示范性高中,物理实验是物理教学最薄弱的环节。因此,解决实验教学的教学理念、教学方法和教学策略问题就显得尤为突出。通过对普通高中教师在物理实验教学环节所采取的教学策略的调查研究,以及对学生进行问卷调查,笔者发现教师的教学观、学生对学习实验内容的认识等都存在很大的不足。为从深层次上改变高中物理实验教学的现状,笔者就新课程背景下高中物理实验教学策略的改进提供几条思路,与同行交流。
1.背景和现状分析
首先,一些教师不重视物理教学中实验教学的作用,在上级检查和示范课比赛时才会用心准备实验,平时上课较少做演示实验。他们的理由是准备实验费时间、仪器不好使或没有现成的器材等。学生分组实验也没有达到教学目的,实验课经常以讲实验习题代替,教师在黑板上“画实验”、“讲实验”的教学方式师生习以为常。这样的结果是学生没有了做实验的欲望,也不再对实验感兴趣。因此,中学物理教师的教学理念确实有待改进。
其次,从物理实验的教学策略来看,虽然有些教师实施了学生分组实验,也做了一些课堂演示实验,但总体来看只是让学生按部就班地完成教师安排好的每一个实验步骤,即学生模仿教师的操作过程重复一遍。演示实验也缺乏创新性,不能很好地起到启发学生、提高学习兴趣的作用。这样的实验教学模式其实就是“教师没激情、学生没兴趣”,在短短的45分内,学生完全是被动地接受教师为其安排的所谓“动手实践机会”,匆忙测得实验数据就算完成了任务,由于缺乏独立的思考和手脑并用的探究机会,学生在索然无味地完成实验后感觉到的是物理实验并不重要,重要的是如何解难题,实验问题也是用死记硬背来对付。这种传统的教学模式在一定程度上限制了学生的思维发展,其教学效果不言自明,而且有悖于新课程改革的教学理念。因此,物理教师在进行实验教学活动中如何制订教学策略,在教学时间、资源有限的情况下如何高效率地实施实验教学是有待研究和探讨的。
最后,从学校管理层到一线教师,都对实验的教育功能认识不足,以致实验教学成了可有可无的教学环节。有的教师认为实验老师低人一等,因为晋级和薪酬都不如上理论课的教师,因此,工作积极性不高,根本不愿意从实验教学,更无心开发新的实验。这在很大程度上是受“重理论、轻实践,重结果、轻过程”的传统思想影响,与当前教学改革提倡的教育新理念是不和谐的。有的教师常说自己“凭一支粉笔、一本书”就把物理教得如何好,这只能说他们教出来的学生能解各种类型的考题,但动手实践能力又如何呢?遵义市鸭溪中学二十多年来一直负责本地区中学物理奥赛实验培训,参加培训的学生都是本市挑选出的成绩优秀者,问到他们学校物理实验的教学情况,都说许多基本的实验都没做,即使有仪器也是为学校撑门面做摆设,这就足以反映实验教学在基层中学被忽视的现状。
鉴于此,在全国推行新课程改革的大背景下,普通高中物理实验教师必须规范教学行为、统一教学思想,学习领会新课标及教学改革的要求,特别是物理实验在教学活动中的作用与目标,运用新的教学理念激发师生共同探索,采取有效的教学策略,将新课程标准落实到每一个教学环节。
2.新课标物理实验教学理念运用策略
随着新课标准在全国实施,教学理念与教学方法都经历着空前的冲击。中学物理实验教学如何开展,这是每一位物理教师都必须思考的问题。教师应学习新课标的教学理念,在实验教学中将传统性与创新性相结合。教材中包含传统演示实验,如利用牛顿管演示自由落体运动、静电系列实验、分子引力实验等。学生通过观察这些实验,既能提高学习兴趣,又能获得丰富的感性认识,建立牢固的物理知识认知基础,形成准确的物理概念和物理规律。但在教学中,有些实验现象学生不是通过一两次观察就能理解的,实验现象的观察也比较困难,那就需要教师想办法对实验加以创新型改进,如电磁波的反射、影响加速度的因素等问题。
有些验证性实验教师可改为探究性实验,如验证折射定律、透明介质折射率的测量,可用已有的知识估测玻璃板的厚度等。对演示实验教师也可改为学生实验,多让学生做开放性实验,其目的是通过各种实验教学形式充分发挥学生的学习主动性、发挥其创造潜能,变被动接受知识为主动获取知识,让学生对所学的知识进行再创造,充分体验在动手“做”的过程中获取知识与技能的乐趣。教师要彻底摒弃“讲实验、黑板上画实验”的不规范教学行为,形成全体师生重视实验、爱做实验和崇尚实验的学习风气,培养学生善于观察物理实验现象、分析实验结果的学习习惯,改变为了追求升学率而只“讲不做”的现状。
突出物理新课标的教学理念,教师要根据不同的物理实验内容来确定不同的教学目标。不同的实验内容的侧重点不同,分别为侧重于掌握知识、训练技能、探究物理规律、学习研究方法,以及达到综合要求等。因此,实验教学的形式应多样化,教学策略也应不同。当然,物理实验教学作为物理教学的重要组成部分,其教学内容、形式与课时安排也应以物理实验教学理论思想为指导。
3.学生实验以启发性为前提的教学设计策略
启发性是各种教学方法的指导原则,实验教学启发性要求教师在教学实践中充分调动学生学习的主动性,激发学生积极要求学习的心理状态,引发学生的探求欲望和积极思维。一般学校学生实验每学期开设次数较少,教学模式单一,教师为了让学生在45分钟内做完实验,先要用一些时间仔细讲解实验目的、原理、步骤和注意事项等,占用时间较多,学生在剩余的时间内只能匆匆完成实验步骤,不能认真思考实验过程中的现象和问题。新课程强调教师要“少讲或精讲”,使学生实验更注重自主学习,教师应随时发现问题并给予指导。师生的准备工作应该在实验课前完成,包括实验程序要求和注意事项的提示等。在实验课中,教师应鼓励学生提出质疑,做一些扩展实验进一步探究,如机械能守恒定律实验、折射率的测定等都可用多种方法来做,不要仅限于某一特定的实验形式,这样既可以开拓学生的视野,又能扩展思维和增强学习的兴趣。
4.演示实验简单性与时效性的策略
高中物理实验中的演示实验是中学课堂教学的重要组成部分,是引入新课,理解和巩固概念的有效手段。它不同于科学研究,不仅仅注重结果,更注重实验过程的体验。一个构思巧妙、效果明显的演示实验就是一个生动形象的情景,它能引起学生强烈的情绪体验,能调控学生的学习心理,激发学生积极思维,活跃课堂教学气氛,一个出乎意料的实验现象甚至可以让学生终生难忘。可见,有效地组织物理课堂演示实验是形成高效课堂的重要环节。先进的成套仪器实验手段固然好,但是一个创意新颖的符合科学性和教育性原则,又取材方便、设计合理的低成本实验,在教学中会起到意想不到的效果。对于课堂演示实验,新教材中要求做的实验要做,教师还要充分领会新课程理念,深入钻研教材,开发出一些取料简单、构思奇妙和内容典型的好实验,这对凸显实验在物理教学中的重要地位与作用有较好的效果。如有教师设计的“用橡皮泥和牙签来做电场中电场线分布的演示”、“机械能守恒定律用悬挂铁球让其碰鼻来演示”、“在开口的日光灯管上绕漆包线且线的两端接上发光二极管来做楞次定律实验”等不失为成功的教学案例。
5.课外“探究性”物理实验教学策略
高中物理新教材中的“研究课题”,旨在培养学生综合运用知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力,以及团队协作能力,为学生终生学习和发展打下良好基础,因此物理教学有必要加强课外探索性实验。
课外探索性实验是对课堂内容的补充,非常有利于激发学生的学习兴趣。学生发掘身边最熟悉、最常见的物理现象作为物理探索实验的素材,并通过实验得到相关的结论,不仅能主动获取知识、应用知识解决问题的能力,而且能培养学生的情感态度和价值观。探索性实验的步骤包含:(1)选题。教师在此环节引导学生自主选题。(2)设计方案。学生自主设计,在协作小组内讨论设计实验方案,分析实验中将会出现的各种可能的现象,教师只参与指导答疑。(3)实施探究。教师及时了解学生遇到的问题及困难,提供适度的帮助,或参与探究,启发思维。学生根据实验数据的处理结果进行组内讨论,评价相关的结果得出结论。(4)探究成果交流。教师负责组织讨论会,实验小组总结交流探究体验。
总之,有效的实验教学策略来自于教师对物理实验的正确认识和符合科学发展的教学观,是基础教育改革进程中落实新课程标准的关键因素。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.物理课程标准(高中物理)[M].北京:北京师范大学出版社,2002.
[2]孙枝莲,张军鹏.物理实验对学生发展的影响的调查研究[J].教学仪器与实验。2004,1.
[3]叶澜.“新基础教育”发展研究报告集[M].中国轻工业出版社,2004.
[4]何晶.中学物理实验教学中存在的问题及以策研究.科技信息,2009,(17).
[5]魏韶华.新课改给物理教师提出的新理念.安徽教育,2009,(02).
本文为遵义师范学院基础教育研究基金资助项目,项目编号:200648
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