時間:2022-06-15 10:58:46
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇演示實驗教學,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】演示實驗;教學;豐盈
在教學中發現,實驗題的得分率很低。并不是題目出得難,即使是考書本上的實驗,效果也不好。雖然學校教學條件有限,但教學能做的實驗一定做給學生看,從不偷懶、圖簡單不做。難道是學生不喜歡實驗嗎?基于教材中90%的實驗為演示實驗,于是就學生對演示實驗的態度做了個小調查:你喜歡演示實驗嗎?為什么?有66名學生參與調查。其中回答喜歡的有48人,回答不喜歡的有18人。從調查結果看,多數學生是喜歡演示實驗的,為什么實驗題的得分率卻不高呢?
靜下心來分析學生喜歡的理由,才發現喜歡還是有不同的。在回答喜歡的學生中,有39名學生的理由是演示實驗能增加對化學學習的興趣,能幫助記憶實驗結論,鞏固所學知識。在這些真喜歡的學生中,有5名學生說,更喜歡親自動手做實驗,這樣不僅可以鍛煉動手能力,更能親身體驗化學變化的奧妙;有9名學生的理由是覺得好玩,這樣的學生對于演示實驗只是抱著看熱鬧的心態去看,看完熱鬧就完了,不去動腦思考實驗要得到的結論是什么。
在不喜歡的理由中,有8名學生回答因為看不清楚現象;8名學生的理由是不能自己動手做實驗,不能親身體驗做實驗的樂趣;2名學生回答無聊,反正老師最后還得把結果告訴,不用看也能知道。
了解了學生對待演示實驗的態度后,開始在教學上進行了一些改變,充分發揮演示實驗的功能。
一、設計好演示實驗前的問題情景,讓學生帶著問題去看實驗
就好像一本書或一部電影一樣,開始都要有一些懸念,把人的胃口吊起來,這樣才有看下去的興趣。做演示實驗也一樣。并不是所有的實驗都很好看,學生也不知道重點該看什么。這時,教師要在實驗前設計好一些問題,把學生的胃口吊起來,并能根據所給問題,知道該重點看什么。例如在做鐵絲燃燒實驗時,實驗前給出下列問題:①鐵絲為什么要做成螺旋狀?②末端為什么系上火柴桿?③瓶底為什么要放少量水或沙子?④燃燒時有沒有火焰,有沒有煙?燃燒后的物質是什么樣的?⑤燃燒有沒有放熱呢?學生通過思考這些問題,就知道該重點看什么了,就能比較全面地說出鐵絲燃燒的現象,前三個問題也就會解答了。這樣做的結果,有利于發揮學生的主體作用,也提高了演示實驗的教學效果。
二、多邀請學生參與或獨立完成演示實驗
陶行知先生提倡在做中學。既然有學生想動手,那不妨讓學生參與到演示實驗的教學中來。簡單的實驗,學生能獨立完成的就由學生獨自完成,有難度的由老師來做,邀請學生來幫忙。當然,完成一個演示實驗,需要的學生是有限的,那么,選擇什么樣的學生來參與實驗呢?我是這樣選擇的:①實驗比較簡單的,選擇那些成績不太好的、有點粗心大意的學生來做;實驗較難的,選擇成績相對好些、平時比較認真細心的學生來做。這樣實驗成功的可能性比較大,盡量讓學生能體會到成功的快樂,盡量減少失敗的產生;②對于性格外向的學生,雖然積極性很高,也不能每次都讓他參與,多留一些機會給那些性格內向的學生,特別是一些女生,做完實驗后一定不要忘記說一說他(或她)的功勞,并且一定要說聲謝謝。多了幾次這樣的體驗后,膽小、內向的學生也會變得積極、踴躍地參與演示實驗了。
三、改進一些演示實驗,增加趣味性和目的性
實驗書上的有些實驗也是不嚴密的,例如教材中驗證二氧化碳與水反應的實驗:把二氧化碳通入到滴有紫色石蕊試液的水中,結果石蕊變紅色,結論是水和二氧化碳生成了碳酸。有些學生就產生疑問:怎么就能證明不是二氧化碳使石蕊變紅了呢?為了消除學生的疑問和增加學生學習的興趣,我把實驗改成:先把干燥的藍色石蕊試紙放在制取二氧化碳的導管口,結果試紙不變紅色,證明二氧化碳不能使石蕊變色,接著把兩端各放一張濕潤的藍色石蕊試紙的T型玻璃管豎著接在導管口,很快就會發現,下面的試紙變紅了。這樣學生就很容易理解是二氧化碳與水反應生成的碳酸使試紙變紅的,同時還能證明二氧化碳的密度比空氣的密度大。這樣的實驗比書上的實驗有趣多了,學生非常喜歡。
四、鼓勵學生進行“想象實驗”,預測實驗現象或結果
這所說的“想象實驗”是指在一定實驗基礎上通過“想象”完成的實驗。愛因斯坦創立“相對論”,許多實驗就是在想象中完成的。有些實驗,可以先讓學生大膽想象實驗的現象或結果,然后再做。例如,在演示二氧化碳滅火實驗前,先讓學生猜測蠟燭會怎樣,是上面的蠟燭先出現那種情況,還是下面的蠟燭先出現那種情況。還有些實驗在現有條件下沒法做,這時教師也可以通過組織學生進行“想象實驗”來完成。例如,在講“原子的結構”時,無法做α粒子轟擊金箔的實驗,教師就可讓學生根據書上的材料,在大腦中虛構一個空間,想象實驗的情況,進而想象出原子內部的結構。指導學生進行“想象實驗”,不僅有利于學生想象能力的提高,而且有利于學生直覺思維的發展。
五、利用多媒體來進行演示實驗
說看不清實驗現象的學生大多是坐在教室后面的學生,為了讓他們也能看清楚,我嘗試把一些實驗改成在多媒體上完成,這樣通過大屏幕,所有的學生都能看清楚了。例如,在學習選擇實驗室制取氧氣的裝置時,課前設計好課件,上課時大屏幕上展示出各種儀器,通過移動鼠標就可移動各個儀器,把它們組合在一起。并且通過動漫的形式把各種組合的優點和缺點演示出來,這樣,學生既能看清楚,又感覺非常有趣,比實物演示的效果要好多了,還能節省藥品的使用和上課時間。
【關鍵詞】 物理;演示實驗;多媒體技術
在新課程改革發展的今天,探求新的教學模式和教學方法,以提高學生學習的主動性和積極性,激發學生的求知欲望,改進課堂教學的效果,是每一位教育工作者值得認真考慮的問題。中學物理在新課程改革的目標和需求下,演示實驗教學是學好物理的重中之重。因為物理學本身就是一門以實驗為基礎的自然學科,如果離開了實驗或者不采用實驗教學,也就違背了物理學的發展和物理學科的特點。所以,作為一名中學物理教師,做好演示實驗是物理課堂教學中的重要組成部分,它是教師施展教學藝術的獨特手段;它能夠化枯燥為生動;化抽象為具體。演示實驗的內容和方法有很大的靈活性。同一課題,教師可以用現成的實驗儀器,也可以自制教具進行演示,有些實驗由于實驗條件的限制,還可以借助計算機輔助實驗教學和實物錄像。為了更好地發揮其作用,必須深入演示實驗教學。
1 利用實驗儀器做好演示實驗
為了能更好地滿足物理教學和學習物理的需要,國家已為各類學校配備了專用的實驗儀器。這樣一來,在物理教學過程中提供了有利的條件,我們就得努力為學生服務。物理本身就是一門以實驗為基礎的自然學科,而我們學習物理,讓學生能懂得這些物理知識,不可能讓他們離開學校到野外去慢慢地認識,而且只有這短短的一節課。所以,利用現有的實驗儀器做好演示實驗來模擬這些自然現象,探究這些物理規律。通過學生的認真觀察,總結,結合生活實踐,從而認識和理解物理,從中獲取知識。
但是,對于同一課題,可以用不同的實驗儀器,根據實際情況可以選擇不同的實驗儀器。比如,在八年級物理課的大氣壓這一課,為了證明大氣壓的存在和作用,大家都知道用馬德堡半球實驗來演示。而我又補充一個實驗,選擇兩支試管,其中一支口徑略小。在講述之前先給學生一個懸念,在大試管中裝滿水,讓小試管口朝上,直立漂浮在大試管中,然后倒置,則小試管和水將如何運動,水和試管會不會掉下來?頓時,學生就議論紛紛,直到做完實驗,讓學生看到了,結果出乎學生的意料之外,水慢慢的往下流,而小試管卻慢慢的上升。如果不用實驗來證明,只作理論分析,學生是很難理解而且也很難接受的。
2 利用模型和實物來演示實驗
在物理教學和學習的過程中,有些現象和實驗沒有專門的實驗儀器或者是不便于用實驗儀器,這樣,我們就得借助于生活中的某些機械或者物體直接展示給同學們。比如,在講八年級物理杠桿一節,書上介紹一些生活中常見的杠桿,而用儀器來演示的是滑輪。為了激發學生的學習興趣,我選擇一種學生都熟悉的玩具挖掘機,同學們也感興趣,而且也有同學看到過真實的挖掘機;然后來講述它的工作原理,這樣又直觀、又生動,學生又容易接受。而且物理本身就是要變抽象為具體,變枯燥為生動。在探究壓力、壓強與受力面積的大小的關系時,我選擇了三塊同樣的磚和一塊厚的海綿來探究。選擇這些實物來做實驗,學生很快就接受了,而且都很深刻。
3 利用計算機輔助物理實驗教學
在科學技術迅猛發展的今天,出現了諸如幻燈、投影、錄音、錄像等大量新媒體。這些媒體承載信息的能力有很大的提高,并被廣泛應用于教學領域。在物理課堂教學中,利用實驗儀器做演示實驗給同學們提供了很大的幫助,但是也有不足之處。因為我們所做實驗時是教師為主動,學生為被動,在教室里,由于空間大,而實驗儀器并不是很大,學生在獲取數據、觀察到的現象和實驗條件的改變不是那么的容易,而且有些控制條件難以滿足。這樣,我們就得要借助今天的多媒體信息技術。
利用常用儀器、教具進行演示是一種最基本的手段,而利用多媒體教學,是教學現代化的重要標志,是教學改革的重要組成部分。因為多媒體教學是指在教學過程中運用系統科學的觀察和方法,組織多媒體信息,形成合理的教學結構,以實現教學優化,使學生真正體會到物理學科的學習方法,提高學生觀察及分析問題的能力。如應用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程,從而突破時間以及空間的束縛,進行逼真的模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現于學生眼前,使學生認識加強,理解透徹。
利用多媒體進行物理實驗教學,不但為教和學增添了信息的傳輸和接收通道,而且為教學創設了良好的情景,師生們置身于“情”、“景”中,以“物”思“理”,又以“理”認“物”,這對物理的各種題型的實驗教學有著積極的意義,對提高物理課的素質教育教學有著廣泛的前景。
關鍵詞:演示實驗;物理教學;改革思考
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0237-02
一、引言
物理學是研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律以及所使用的實驗手段和思維方法的自然科學。堅實的試驗基礎,貫穿于物理學發展的整個過程。大學物理演示實驗能夠把抽象的概念、定律形象的展示出來,不僅能夠幫助學生更好地掌握物理原理,更給學生指明了探索真理的科學道路。
二、演示實驗在教學中的作用
在物理理論的教學中借助于輔助理論教學為最初目的的演示實驗來再現物理過程、驗證物理規律是十分重要的教學手段。
1.演示實驗能激發學生學習的興趣和求知欲望。孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”愛因斯坦說:“興趣是最好的教師。”一個人一旦對某事物有了濃厚的興趣,就會主動去求知、去探索、去實踐,并在求知、探索、實踐中產生愉快的情緒和體驗。現代教育教學觀認為,教育是個開放系統,促進學生持續健康發展的根本是提高學生學習的積極性,激發學生的學習興趣才能取得理想的課堂教學效果。通過演示實驗,教師把日常生活中不易觀察到的物理現象真切地展示給學生,讓學生由好奇到深思,從而產生努力探索的興趣。在教學中,選擇演示實驗模式既要考慮學生的認知規律,也要兼顧學生身心發展特點,精心設計教學情境,鼓勵學生獨立思考、協同研究、大膽質疑、小心求證,培養學生發現問題和解決問題的能力。例如:在光的折射現象中,將一把筆直的木棒放到盛水的燒杯中,水面以下的木棒就變彎了,而把木棒從水中拿出,木棒仍然是筆直的。讓學生自己提出問題、開動腦筋,大膽想象,激發學生的求知欲,提高學生解決問題的能力。
2.演示實驗通過對抽象概念的形象展示,能夠幫助學生真正理解概念,從而認識規律。只憑老師語言敘述,學生難以對物理現象,透過現象看本質,難以真正理解其本質。物理演示實驗,形象地再現了概念的形成和規律的建立。為學生的思維活動提供必要的感性材料。學生通過對物理現象的深入思考,完成了從表到里的能夠體會到現象背后的客觀規律。例如:動量定理,如果一個系統不受外力或所受外力的矢量和為零,那么這個系統的總動量保持不變。若教師用數學推導來講解這個過程,就會非常復雜且效果難測。當教師用彈性碰撞儀,演示等質量球體彈性碰撞時,物理規律結合數學推導,就使學生對彈性碰撞過程中的動量、能量變化過程有了更清晰的理解。
3.演示實驗使書面知識立體化,多媒體化,學生通過多種形式接觸物理知識,通過多種感官體會物理知識,從而更加深刻地理解物理知識,真正的掌握物理知識。在演示實驗中不僅有文字而且更多的是圖像、音頻和動畫等,全方位,多側面地將物理現象和原理展現出來,彌補了大學物理書面說教、內容苦澀難懂的不足,使講授內容更生動有趣,直觀形象、富于啟發性,既能夠培養學生的認知能力,又讓學生更好地學習物理知識。
4.演示實驗對于培養學生的科學創新能力有著舉足輕重的作用。物理學的發展過程本身就是不斷探索和創新的過程,創新是物理學的靈魂。古人云:“讀書無疑者,須教有疑,有疑者確要無疑,到這里方是長進”。可見,疑點是創新的起點,是誘發學生創新能力的理想載體。而演示實驗恰恰能夠以疑引思,以趣引思,以用引思。讓學生明白小疑則小進、大疑則大進的道理。“想象力是科學中的重要因素,想象力比知識更重要,知識是有限的,而想象力概括著世界的一切,推動著世界的進步……”,這是愛因斯坦曾經說過的。當今社會是創新型社會,只有創新型人才才能追趕上創新型社會的滾滾浪濤,成為時代的弄潮兒。演示實驗教學必將在創新型人才培養中和大學物理教學中發揮更加積極的作用。
5.現代物理知識和科學技術取得了飛躍式的發展,很多新的理論和技術不斷涌現。演示實驗也在這個過程中不斷創新、革新,積極吸收新產品、新技術,縮短學生與科技前沿的距離,消除現代科技的神秘感,使學生切實地體會到現代科技的廬山真面。聲波懸空動物、超聲GPS定位、超導磁懸浮列車、燃料電池、光纖通信、核磁共振及其應用、液晶、從單擺到混沌的應用等,這一部分現代科學技術創造的儀器設計非常巧妙,把它們引入教學能使學生實實在在地觸摸到現代科技,激發學生動手實踐的能力和創新精神。
三、演示實驗教學改革思考
1.以素質教育為目標,培養學生的創新能力。科技貴在創新,創新需要歸納綜合,更需要科學的直覺和想象。以往的物理教學強調嚴格的演義推理和嚴謹踏實的學風,這遠遠不夠,還要有創新意識,不人云亦云,鼓勵學生探索新途徑和新觀點、嘗試新方法、敢于向舊理論挑戰、提出新的見解。
中國的物理教育應當把創新教育作為素質教育的核心。把培養學生的實踐能力、創新精神和團隊合作能力作為重要內容。具體在演示實驗中應使學生發揮主體作用,使學生通過運用各種感官認知實驗過程中的具體現象,啟發學生進行抽象概括,綜合分析,得出實驗結論,在使學生獲得了理性認識的基礎上,更加鍛煉其思維和動手能力、培養創新精神。
2.把心理素質的培養融入演示實驗教學。心理素質是學生素質的一個不可缺少的方面,心理學認為,心理上健康的學生必定具有正常的智力、健康的情緒和情感、健全的意志、健康的性格和人際關系。有的學生在學習過程中表現出恐懼、羞怯、懶惰、猶豫等不正常心理,教師應調動他們的積極性和主動性,幫助他們消除這些心理障礙,使其心理正常發展。在演示實驗中有效地促進教學過程中的“外部刺激”與學生心理過程間的相互作用,使教學能夠真正的促進學生心理素質的不斷發展和提高。
現代科學發展有著與過去不同的顯著特點,它往往需要多學科交叉,很多科研人員的共同協作。因此,教師應引導學生正確把握自己的情緒、妥善控制自己的情緒,認知他人的情緒、處理好人際關系的協調性,以及心理上的自我調節、自我激勵能力,才能夠適應社會飛速發展的需要。
總之,物理演示實驗作為大學教育中的一門科學實驗課程,不僅能夠激發學生學習的興趣和求知欲望;通過對抽象概念的形象展示,能夠幫助學生真正理解概念,從而認識規律;還能夠提高學生的科學思維能力和創新精神,特別是培養學生與科學技術的發展相適應的綜合創新能力。我們還應當以素質教育為目的,把提高學生的心理素質融入到演示實驗教學中。為物理演示實驗教育探索新的授課方法和途徑將成為一個十分重要的課題。
參考文獻:
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關鍵詞:大學物理演示實驗;應用型人才培養模式;動手操作能力;創新思維能力
1引言
物理是一門以實驗為基礎的學科,實驗在物理教學中具有十分重要的作用,因此演示實驗在大學物理教學中具有舉足輕重的作用,是其他科目不可替代的。那么什么是物理演示實驗呢?物理演示實驗是通過對具體物理現象的展示,從而將抽象的理論形象化、具體化。學生通過觀察演示實驗中的現象,來激發他們的好奇心和求知探索真理的能力。趣味性、直觀性是物理演示實驗的兩大特點,通過物理演示實驗,我們可以把瞬時的、不易分辨的或難以理解的、甚至是日常生活中無法觀測到的物理現象以及定律轉化成直觀的、清晰的、持久的物理圖像或數字電信號,幫助學生加深對抽象的物理定理、定律、法則等的理解和掌握,鞏固記憶。在物理實驗的演示過程中,不僅會用到大學物理中力、熱、光、電、磁的知識,還會用到近代物理學中原子、量子等知識,甚至可聯系到科學前沿領域,這對于鞏固學生的理論知識,奠定專業基礎,激發學生的創造力具有不可忽視的作用。
2大學物理演示實驗的教學現狀
國外高校對大學物理演示實驗十分重視,如美國加利弗尼亞州立大學伯克利分校、北加利弗尼亞州立大學以及馬里蘭大學,都做得十分出色,這三所學校不僅建設了完備的大學物理演示實驗網站,而且演示實驗項目數量多,其中美國加利弗尼亞州立大學伯克利分校的演示實驗總數多達660多個,北加利弗尼亞州立大學的演示實驗總數多達437個;種類全,涵蓋力、熱、光、電、磁各個物理學領域;選材廣泛,且特別注意理論與實踐相結合,每個實驗項目都有一定的應用性。很多實驗儀器并不是很復雜,但演示效果卻非常顯著。如在北加利弗尼亞大學的力學演示實驗中,為了讓學生理解質量標準、長度標準的含義,教師取來兩個分別為1kg和1磅的黃銅棒及一個米尺進行演示,為了讓學生理解矢量加減的含義,教師用幾根自制的棒子來演示。[2]近年來,我們發現,隨著大學物理教學改革的呼聲高漲,國內一些高校對大學物理的學時不斷縮減,在教學中,教師除了正常理論授課外,學生還要進行分組實驗,所以大學物理演示實驗的學時幾乎被砍殺殆盡。且一些高校沒有認識到演示實驗的重要性,持“有沒有無所謂”的想法,甚至于在整所高校中不設置演示實驗室,這為大學物理教學改革的開展帶來了諸多困擾。教育部在《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》中明確指出,大學物理課程應具備演示實驗(實物演示和多媒體仿真演示)的內容,其中實物演示實驗的數目不應少于40個。著名物理學家楊振寧教授在談到人才培養的問題時說:“要增加中國的社會生產力,需要的是很多會動手的人。”而事實上,從學校走出去的大學生很多只是空講理論的書呆子,毫無實踐經驗,更不具備創新開發能力、動手操作能力。為了適應社會需求,我院制定了人才培養目標,即培養應用型人才,這就要求作為專業基礎課的大學物理課程不能只講抽象的理論,而要注重培養學生的動手能力、空間設計能力、創新能力、科研創作能力。而大學物理演示實驗室恰好為學生提供了這樣一個教學平臺。
3開設大學物理演示實驗課程的必要性
3.1培養學生的綜合能力
提高大學生的創新意識和能力是大學教育的目標之一,因此,教師在授課時要注重學生探索精神和創新意識的培養,提高學生的認知能力及應用能力。大學物理演示實驗即可在理論教學,也可在實驗教學中發揮其獨特的教學功能與作用。通過觀察物理現象來學習物理是一條有效的學習途徑,演示實驗能起到激發興趣、促進思考、加深理解的作用。
3.2與其他知識聯系緊密
大學物理演示實驗不僅僅與大學物理相聯系,其中還會涉及到機械、電氣信息、化學、環境等專業的知識,同時也與科技發展的尖端領域相聯系,如磁懸浮地球儀、激光監聽試驗儀、磁懸浮(跳環)實驗儀等。科學技術的發展特點是各學科間的相互滲透、交叉和綜合,緊跟當代科技發展步伐,,密切聯系工程生產生活實際,其目的是讓學生了解物理學原理在科技發展中的作用,了解其在工程技術中的應用,而物理學理論和實驗的發展正是眾多新興學科、交叉學科和新技術產生、成長、發展的基礎。
3.3提供科研創作的平臺
大學物理實驗課不僅僅可做為理工科學生的必修課,還可以做為文科學生的選修課,因為演示實驗對于學生創造力、思考問題、探索問題能力的培養是不受專業限制的,這無疑鼓勵了更多的學生參加大學生創新創業活動。有了大學物理演示實驗室,我們可以鼓勵學生動手設計、改良實驗儀器,也可以開展一些關于大學演示實驗的報告會,豐富學生的文化底蘊,拓展信息含量,還可以推薦學生參加相關比賽,并參與到科研項目的研究工作中去。大學物理演示實驗室提供給學生的是一個聲、光、電共同作用的奇妙世界,帶給學生的是新奇和震撼,能夠創造濃厚的物理氛圍,啟迪學生思維,激發學習興趣,培養創造能力。同時,更有充足的時間和技術條件允許學生自行操作,提高和培養學生自主學習的積極性,還可以給饒有興趣的學生提供一個實踐動手的天地。圖1為我院學生動手設計的LED星空旋轉時鐘的效果圖,該實驗項目已被推薦到由省教育廳舉辦的大學物理實驗競賽中參賽。
4大學物理演示實驗教學方法的改革與創新
4.1培養學生自主學習能力
教師在授課時,提前1~2周的時間,將演示實驗項目做成表格發給每名學生,學生可在自己感興趣的實驗項目上標注上記號。然后利用教材進行自學,也可以去網上尋找相關知識,并整理出來備案。這樣學生在上演示實驗課時,就不會毫無頭緒、茫然無知。而且學生通過課下的調查研究,對要研究的物理現象、涉及到的物理學原理進行自主式學習,這樣學習的效果是大家意想不到的,很多學生會因為某個理論知識內容沒有理解而來請教教師,在教師講解的同時,他們對理論知識的理解更加深刻,同時教師能深深地感受到他們對物理知識的學習充滿了渴望,極大地激發了學生的學習興趣。
4.2培養學生的動手操作能力
以往的演示實驗課程常常是教師自己演示,學生只是用眼去觀察,結果學生只看到了現象,卻抹殺了其動手能力。我院在演示實驗課堂中,不限制學生的動手欲望,在保障學生和儀器的安全的情況下,幾個學生為一組動手操作,教師在旁邊輔助。學生在操作過程中,往往會提出一些奇思妙想,教師要適時引導。如在做旋轉系列演示試驗中,兩個完全相同的小鋼球在離心力的作用下,在環形軌道中上升到同一高度。但當旋轉頻率過大時,兩個小鋼球極易脫離軌道飛出傷人。教師可針對此實驗的弊端,向學生發問,引導學生對實驗儀器進行改良。我院學生將其環形軌道改裝成一個U型管,完全避免了本實驗儀器的弊端。再比如,輝光球中的惰性氣體可否更換種類,夢幻時鐘的時間日期可否實時更新,這些問題對于學生來說,極富吸引力,大大地激發了學生的創作欲望。如圖1中的LED星空旋轉時鐘,就是學生對夢幻時鐘進行改良,從而實現了時間日期的實時更新。
4.3展示設計成果
學生上完演示實驗課后,教師要布置給學生書面作業和設計作業。書面作業是以學生感興趣的一個或幾個實驗項目為主題展開討論,寫下心得體會或創作靈感的小論文。設計作業是以小組為單位,要求學生設計出一個實驗展品,無論是實驗儀器還是小發明創作均可以,號召大家隨地取材,如有的學生將二手電腦中的零部件拆下來做實驗。并定期舉行成果展示會,這不但增加了學生的自信心和自豪感,開發了他們的創新思維能力,培養了他們的設計能力,同時也充實了我院的大學物理演示實驗室,為學院節省了一部分資金支出。
5結語
大學物理演示實驗室不僅僅是學生學習物理知識的課堂,也是學生實踐演練的場所,在這里,學生可以動手制作實驗儀器,可以動手改良實驗儀器。教師還可以指導學生對儀器定期進行檢修,解決一些常見問題。我們還可以推薦一些同學參加大學物理演示實驗比賽,甚至可以提供給學生一些科研課題,培養學生創新思維能力。學習、思考、動手、再學習,這樣一個良性循環的過程,正是我們教師所希望的。這樣的學生畢業后,由于其各方面知識的平衡發展,完全可以適應未來工作中的各種挑戰,成為社會所需求的應用型、技術型、創新型人才。
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關鍵詞:初中生物 演示實驗 教學 創新思維能力
中圖分類號:G63文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)07(b)-0000-00
1實驗前認真準備,強化自身實驗技能
生物學屬基礎學科中的自然科學,演示實驗是自然科學教學最有效、最直接的教學形式之一。在講課時,教師做演示實驗的每一步都是一個示范操作的過程,對學生的學習起著潛移默化的作用。由于學生模仿能力強,因此,教師的演示不僅要規范,還要熟練,做到有條不紊,以嚴謹的科學態度去影響學生,促進學生動手能力、實驗能力的提高。每次演示實驗前,我都要向學生說明演示實驗的目的、實驗準備的器材和材料、實驗操作的步驟、實驗的效果以及實驗的時間。為防止實驗過程中出現意外,我一般準備兩套實驗儀器,萬一失敗可及時補救。另外上課前還要反復試驗證實實驗的方法,找出最佳方案。如講《綠色植物對有機物的利用》一節時,教材上安排了三個演示實驗,課前3―5天,我就開始準備這些實驗,先自己做一遍,這樣課堂上才能做到心中有數。上課時,我首先讓學生明確實驗目的。第一個實驗是演示《種子在萌發過程中發生了能量變化》,第二個是演示《種子在萌發過程中放出了二氧化碳氣體》,第三個是演示《有機物在徹底分解時需要氧的參與》,讓他們明確做這三個實驗的目的分別是:說明植物在呼吸作用中釋放了能量、植物在呼吸作用中放出二氧化碳和有機物在徹底分解成二氧化碳和水時,需要氧的參與。在此基礎上讓學生認真細致地觀察實驗現象,經過討論分析,得出結論。這樣,使教學過程緊湊,有條不紊,在強化教師自身實驗技能的基礎上,學生的綜合能力也得到了提高。總之,教師只有課前把實驗準備好,才能在課堂上操作自如,真正起到示范的作用。
2強化演示實驗的探索性,激發學生的創新
思維探索性實驗是學生在實驗和觀察的基礎上通過科學抽象來獲得結論的一種實驗。通過做探索性實驗可以激發學生的創新思維和培養他們科學的學習方法。因此,在實驗教學中,教師必須堅持以學生為主體,巧妙地引導學生主動地去探索,并努力營造“問題情境”,把新信息和已知信息結合起來,尋找出某些聯系,就會有所發現,有所創新。如在教學《探究呼吸發生的秘密》時,筆者探究胸廓擴大和縮小的原因,激發學生的創新意識。
(1)教師提出問題:胸廓擴大和縮小的原因是什么?
(2)學生作出假設和猜想。
(3)播放相關“肌肉引起骨骼運動”的視頻啟發學生。
(4)教師演示自制模擬模型探究,觀察肋間股收縮和舒張與胸廓運動變化的關系,驗證學生的猜想。
(6)得出探究結論:胸廓擴大和縮小是由肋間肌的收縮和舒張引起的。
模型演示、工作單的建構,呈現了學生的思維建構過程和問題解決的過程,體現了科學探究的思想和方法。
3改教師演示實驗為學生實驗,發揮學生的主體作用
有一些演示實驗,儀器簡單,易于操作,效果明顯。把這樣的演示實驗改為學生自己操作,這樣增強了實驗過程和結論的真實性、可靠性,學生的積極性、主動性、創造性在實驗中得到充分發揮。如講《綠色植物參與生物圈的水循環》一節時,課前教師可以布置學生在家里進行《植物體內能否散失水分》演示實驗,讓學生可以按照課本上的要求做,也可以將一個不漏氣的干燥的透明的塑料袋套在一片葉子上或一個枝條上,袋口一定要扎緊。將這個實驗裝置放在溫暖的地方,過一段時間就可以看到塑料袋的內壁有許多小水珠出現。這樣,在講該節內容時,教師再對該實驗加以演示說明,學生通過事先觀察到的現象就可迎刃而解了植物的蒸騰作用可以散失大量的水分。又如在講《綠色植物與生物圈中的碳――氧平衡》一章時,本課開始的一個演示實驗《光合作用還產生氧氣》可改為學生實驗。教師可指導學生操作,當他們看到快要熄滅的衛生香遇到金魚藻在光下釋放的氣體,立刻猛烈地燃燒起來時,他們興高采烈,體會到綠色植物在光下進行光合作用可以釋放出氧氣這一事實的真實性,便很容易地接受和掌握了這一知識點。
4增加演示實驗,優化理論教學
生物概念的形成和理論的建立,離不開實驗事實的探討和論證。在生物教學中,通過演示實驗引入概念,尋求規律,得出結論,驗證假設,發展思維,培養學生探究新知的興趣和能力。因此,多增加演示實驗,優化理論教學,是生物教學的一條十分有效的途徑。如在《輸送血液的泵―― 心臟》一節教學過程中,學生對動脈、靜脈、動脈血和靜脈血這幾個概念以及心臟四個腔相聯通的血管這些知識,難于理解;對于動脈血管中流的不一定是動脈血,靜脈血管中流的不一定是靜脈血這一事實難以理解。過去講解只是讓學生死記硬背。心臟是人體內最重要的內臟器官,但是它是怎樣搏動的以及它的一些功能學生卻從都沒有親眼看到過。我就用“人體血液循環電流模擬裝置”做演示實驗,讓學生認真觀察,當接通電源后,可以看到心臟在不停地舒張、收縮,看到血液在不同血管內呈現鮮紅色、暗紅色兩種顏色流動的情況,便會繪聲繪色,動態的呈現出來,也把同時進行著的體循環和肺循環這一抽象的生理現象變得直觀、形象,便于學生理解了,弄清了易混淆、不易理解的知識。這樣便活躍了課堂氣氛,引起了學生的好奇,思維開始活躍,產生了積極的探究的欲望。
總之,生物教學中加強演示實驗教學不僅有利于減輕學生的課業負擔,提高生物教學質量,而且還能培養學生的觀察能力、實驗能力和創新思維能力,這對進一步加強素質教育,培養學生的生物學科學素養,提高生物課堂教學效果尤為重要。因此,在生物教學中,我們教師應十分注重演示實驗的教學探究和創新,以培養學生堅強的意志、嚴謹治學的自主創新精神。
參考文獻
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[2] 朱暾. 演示實驗教學的創新[J]. 實驗教學與儀器,2003(1).
一、教師在思想上一定要重視演示實驗教學
中學生的思維方式主要還是形象思維,而物理學在很多時候顯得很抽象。學生普遍感到物理“難學”,其原因之一就是物理教學中缺乏化抽象為形象的載體——恰當的實驗。這里面有客觀原因是很多學校實驗條件不行,也有主觀原因,就是一些老師怕麻煩,不重視演示實驗,其實很多演示實驗只用我們身邊的素材就能達到很好的效果。在這方面,世界上許多發達國家重視演示實驗的經驗值得我們借鑒:他們認為:“沒有演示實驗的課,不算是一堂成功的課”。美國物理教師普遍都很重視演示實驗。在他們上的每一節課中至少要做一個演示實驗。而且這些實驗很多都是他們自己設計,所用器材都是他們自己動手制作的。可見,他們的學生在實驗方面得到訓練和能力培養比我國的學生多得多,他們學生的實驗心理素質比我國中學生強。因此,在當前我國中學教育由應試教育向素質教育轉變過程中,我們對物理實驗教學,必須引起高度的重視,為了研究好這些課題,教師必須研究教材中哪些地方學生感到抽象、容易混淆、接受困難,并結合教學實際,研究解決的方法,努力開發一些直觀的演示,同時在教學中引進近代物理學的某些思想方法和現代科學的新成就,例如:用看立體電影的眼鏡演示光的偏振,用示波器演示調諧電路的電諧振等。在實驗教學中,可在規定的實驗中,適當增加相關演示項目,使教學內容更加豐富,使學生的眼界更加開闊。例如將同學們分為兩排相向站立利用有序的下蹲起立演示波的傳播。這樣不僅培養學生對物理的學習興趣,更多地拓寬學生視野豐富他們的想象,而且能有效地提高了學生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力,為素質教育及學生素質提高打下堅實的基礎。
二、在演示實驗中增加直觀性和學生的體驗性
演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示,在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式。傳統的課堂教學,演示實驗通常教師演示,學生看,但是很多實驗學生根本看不清,特別是后邊的學生。不同程度的限制和阻礙了學生智能和潛能的發展,直接影響學生實驗心理素質的提高。因此,在演示實驗時,實驗內容的確定不僅要與教學內容聯系還要與學生生活實際相聯系;實驗器材的選取時應注重選擇便于觀察的器材,若實驗室的器材不能滿足要求應由教師發動學生動手自制器材、甚至有的抽象的物理現象可以用多媒體演示;在演示實驗中應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結,甚至在實驗操作上讓學生積極參與,讓學生充分了解實驗的內容,多次重復,加深印象,鞏固記憶。
例如:在“平拋運動”一節的教學中,讓每兩位學生一組用一套實驗器材,實驗中讓學生觀察平拋小球與水平勻速運動的小球及同高度自由落體運動小球的的運動關系,把直觀的材料作為培養學生知覺、觀察力的材料,引導學生仔細、準確地進行觀察,然后引導學生討論、研究、對比、總結出平拋運動水平方向及豎直方向的運動特點,最后訓練學生用科學的語言描述,并解釋所觀察到的現象,從而順理成章地得出平拋運動的規律。可見,演示實驗在教師指導下讓學生參與,不僅有顯示學生實驗技能的機會,又能得到科學方法的訓練及能力的培養,加深理解和掌握物理概念和規律,同時可領略物理學的思想,培養科學態度和科學方法。
三、在演示實驗中增加趣味性
興趣作為主體的一種內驅力,直接導致學生主動地去關注實驗、完成實驗,理解實驗。例如用鐵屑模擬磁感線;用不倒翁研究物體的穩定性;用多個音叉演示共振等。用此種實驗方法對學生的吸引力更大,學生不僅能表現出濃厚的探究興趣,而且印象很深,很長時間都忘不了。
四、演示實驗應簡易
限于中學生的理論水平和操作技能,演示實驗設計在能達到目標的前提下要盡可能用較少的儀器,儀器要盡可能簡單,實驗原理盡可能在中學范圍以內。首先就地取材,用簡單的器材做實驗容易使學生感到物理就在身邊,研究物理并不神秘,因此老師可以用易拉罐、可樂瓶、膠帶、飲料吸管等生活中常見的物品來做物理演示實驗,如虹吸現象。長久下去,學生對周圍生活的關注意識就會增強。其次采用簡單的器材還容易突出實驗的物理原理,而不為器材復雜的結構所干擾,因此能獲得更好的效果。麥克斯韋在評價簡單儀器時曾經說過:“這些實驗的教育價值往往與復雜程度成反比,學生用自制的儀器雖然經常出毛病,卻會比用需仔細調整的復雜儀器學到更多的東西,仔細調整的儀器學生易于依賴,而不敢拆成零件。”
五、演示實驗應變“廣播式”的教學模式為“探究式”實驗模式
無論是演示實驗還是分組實驗,傳統的教學模式是老師介紹實驗的原理、器材、步驟、要觀察的現象、記錄的數據、要得出什么結論、產生誤差的原因等等,這種方式對學生在學習物理的科學方法和科學態度方面不能得到鍛煉,也不利于培養學生主動探索物理規律的能力,而探索性實驗對培養學生思維能力、創造能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說:“對真理的探索比占有更加寶貴”。
關鍵詞:初中物理教學 演示實驗 可視度 趣味性 學生分組實驗
實驗教學包括教師演示實驗和學生實驗。演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示,在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種實驗教學方式。它能化抽象為具體,化枯燥為生動,把要研究的物理現象清楚地展現在學生面前,從而激發學生學習興趣。它是學生實驗的前提和示范,是培養學生觀察能力和實驗能力的基本途徑,是實施素質教育的基本方式。它在初中物理教學中具有十分重要的作用。
通過多年的教學實踐,筆者認為在初中物理教學中,要充分發揮演示實驗的作用,不僅要開足演示實驗,還應做到以下幾點。
一、提高實驗的可視度
演示實驗最基本的目的是將實驗過程和現象展示給學生,讓其觀察,如果學生無法觀察或觀察的清晰度低,那演示實驗就有名無實、形同虛設,白白浪費課上寶貴時間。在看不清實驗現象時,學生會不自覺地站起來,特別是后排學生。在教師一聲聲“安靜”、“坐下”聲中,學生期盼的心情、求知的欲望被扼殺了。學習效果自然不好。因此,教師要想方設法提高演示實驗的可見度。方法一:增加演示實驗的高度。例如:演示電路的連接、壓力的作用效果等實驗,可在講臺上加一張凳子,在凳子上演示,使所有學生都能看到。方法二:放大實驗現象,放大的途徑有三條。一是將小的儀表換為大的儀表;二是將微小現象放大;三是充分利用投影、視頻展臺將實驗投影到大屏幕上,其可視度當然會大大提高。方法三:將實驗器材拿到學生中間演示。如研究磁鐵周圍的磁場分布時,可以將灑有鐵屑的玻璃板拿在左手上,將磁鐵拿在右手上,走到學生面前再演示。學生看到被磁化后鐵屑的分布形狀后往往感到很新奇,同時會留下深刻的印象。方法四:創造條件變不可視為可視:最典型的例子是觀察光的傳播路線時,用激光手電發光,在其傳播路線上散布煙霧,光在液體中傳播時在液體中撒些面粉等,其可視度會大大提高,效果也十分顯著。
二、增強實驗的趣味性
在物理教學中,若能充分發揮實驗的趣味性、奇異性、多變性,就能創設出生動的情境,使學生思維活躍、興趣倍增。因而,增強實驗的趣味性是提高課堂教學效率的有效途徑。例如在學習平面鏡成像時,我設計了“鏡中認字比賽”實驗,即各學習小組派一個代表參加比賽,每個參賽選手坐在豎直放置在墻上的大平面鏡前,在各個選手的身后展示一張寫有文字的紙片,讓各選手看到平面鏡將紙上的字認出并讀出來。誰能在最短時間準確無誤地將字認出并讀出,則為勝利者。再如在進行壓強概念教學時,為了激發學生興趣,增強課堂感染力,我以驚險型表演的形式設計了“雞蛋站人實驗”。當人成功站在雞蛋上,而雞蛋卻絲毫無損時,學生驚嘆不已。以此實驗引入壓強教學,效果很好。
三、增強設計的激疑性
演示實驗不僅要能提供豐富的感性材料,還應考慮能否更好地使學生完成從具體到抽象、由感性到理性的思維過程,使學生更好地認識客觀規律、發展能力。如教學浮力時,筆者設計了“雞蛋與浮力實驗”,老師先向水中加入少量鹽,然后問學生:“老師已經向水里加了鹽,雞蛋怎么沒有浮起來?”我讓同學們思考找原因,有同學提出:是不是鹽不夠?也有同學提出:是不是鹽還沒有熔化?等等。我請一個學生上成了這個實驗,看著雞蛋終于從水底浮出水面,他高興地說:“我知道原因了,我成功了!”在此過程中學生既動腦又動手,不僅掌握了浮沉的條件,而且提高了分析、歸納和動手能力。
四、要安全可靠,確保成功
演示實驗是學生進行觀察和獲得感性認識的重要源泉,是教師講解物理概念、規律的基礎。首先,教師在課前要做好充分準備,熟悉儀器的使用性能,了解實驗的準確程度,估計實驗所用時間,考慮教室的實驗環境,親自用所選儀器裝置預演幾遍,便于掌握操作的技巧。其次,在課堂演示時,教師一定要嚴格遵守操作規程,認真仔細,確保人身和儀器設備安全,存在不安全因素的實驗,不要讓學生上臺操作,要由教師自己進行。有些實驗較難做成功,如靜電實驗,受天氣,儀器清潔程度,以及室內環境的影響很大,教師課前要認真準備,擦凈、烘烤、通風,確保實驗成功。要正確對待實驗中的失誤,一旦失敗,就要盡快查找原因,迅速排除故障。萬一不能及時排除故障,也不能搪塞,編造數據、弄虛作假,要以負責的精神和科學的態度向學生說明情況。
五、改部分演示實驗為學生分組實驗
一、演示實驗的操作要注意規范,不能隨心所欲
演示實驗是學生實驗的榜樣,教師的操作態度及操作方法,對學生的影響是很大的。在演示實驗中,教師的一舉一動都會成為學生獨立操作的依據和榜樣,對學生的實驗技能起到示范作用。近幾年,我在聽課過程中發現了一些老師在演示實驗時容易犯的錯誤:取用液體藥品時占試管的一半甚至更多;用同一藥匙取用不同藥品時,沒有擦凈就去取用另一種藥品;取用藥品后沒有及時蓋上瓶蓋;稱量完藥品沒有將砝碼放回原處,未將游碼移回零處;實驗后的廢水、廢渣直接倒入下水道;不注意保持演示桌面的干凈、整潔。我們在平時的演示實驗中應嚴格進行規范操作,這樣才有利于培養學生嚴肅認真的操作態度和科學的操作方法。
二、演示實驗應充分發揮學生的主動參與性,不能唱“獨角戲”
演示實驗不同于一般科學實驗的最大特點是它是做給學生看的,老師實驗,學生觀察,充分調動學生的學習積極性,使學生化被動接受為主動探索。因此,老師不能僅專心于實驗操作而忽視了學生的情緒和觀察效果。一是要給學生的觀察提供便利,如在試管中進行的實驗,可多做幾個讓學生傳著看,或在課堂巡回演示,等等。二是要對學生的觀察進行具體指導,使學生觀察時仔細深入,而不應只是讓學生“看熱鬧”。三是要讓一部分好勝心強、動手能力強的同學輪流參與演示。例如:在《二氧化碳的實驗室制法》中,關于藥品的選擇時我分別請了五位同學上講臺演示。第一位同學用大理石和稀鹽酸,第二位同學用大理石和稀硫酸,第三位同學用碳酸鈉和稀鹽酸,第四位同學用碳酸鈣粉末和稀鹽酸,第五位同學用大理石和濃鹽酸,分別在試管中反應,并讓他們分別觀察現象的不同。這樣,他們很容易明白實驗室制取二氧化碳為什么選用大理石和稀鹽酸反應最合適。通過這樣的學生演示實驗,學生不僅能牢牢地記住現象,而且能培養學習興趣。
三、演示實驗應做好充分的準備,不能僅憑經驗上課
演示實驗是學生對相關化學知識的第一感知,留在學生大腦中的印象是很深的,如果演示實驗沒有取得預期效果,甚至出現反常現象,學生就會存在很多疑問,以后要給學生解釋清楚將要花很大的氣力。所以,在演示實驗之前,要做好充分的準備。如儀器藥品是否備齊,藥品的濃度是否合適,試做實驗的現象是否明顯。例如:我聽課時發現,有個別老師做NaOH溶液使酚酞試液變紅的實驗時,當酚酞試液滴入NaOH溶液時酚酞試液不變紅或變紅后馬上又消失,學生產生疑問:為什么與課本上的結果不一樣呢?而此時老師也手忙腳亂,滿頭大汗,不知所措。這就是對NaOH溶液濃度沒有充分考慮,實驗準備不充分的結果。
四、演示實驗可根據教材內容適當改進,不能照本宣科
傳統的教學方法不僅造就了大批缺乏創新意識的學生,而且使教師惰于創造。因此,我潛心挖掘教材,對教材中實驗存在的缺憾大膽改進。如“白磷燃燒前后質量的測定實驗”,白磷屬于劇,取用不太方便,有時將白磷置于錐形瓶內,還未稱量好整個裝置的質量,白磷就自燃了(特別是在南方溫度比較高的地區)。因此,我這樣改進:取一小粒火柴頭(將火柴折斷后得到)置于試管內,用橡皮塞塞緊,并用試管夾夾住,一同置于天平上稱量,然后加熱試管,讓火柴頭燃燒完再稱量,可以觀察到天平仍平衡,同時還清晰看到試管內生成的白煙且白煙不斷下沉,進一步說明五氧化二磷密度比空氣大。再如用鐵釘投入硫酸銅溶液中的實驗驗證質量守恒定律,若用鐵釘投入溶液中,通常只能看到鐵釘表面“有紅色物質生成”,但卻很難觀察到“溶液變成淺綠色”的現象。因此,我這樣改進:用鐵粉代替鐵釘投入硫酸銅溶液中,這樣溶液顏色變化非常明顯,而且能觀察到“粉末變成紅色”這一現象。
改進后的實驗不僅激發了學生探求科學知識的興趣,而且在潛移默化中啟迪了學生的智慧,活化了學生的創新思維。
五、演示實驗要注意分析探究,不能“做完了事”
傳統的教學方法是在演示實驗之后,教師一邊收拾講臺上的儀器,一邊讓幾個學生復述看過的實驗現象,然后“言歸正傳”,又“照本宣科”。對演示實驗缺乏必要的分析與討論,在實驗之后,急于交代書上的結論,這樣必然會壓抑思維激情,長此以往,將給學生的智力發展帶來不利的影響。事實上,在目睹了生動、鮮明的演示實驗之后,學生的思維是非常活躍的,他們會想到:為什么是這種結果?為何要這樣操作?等等。例如:在做“用鎂帶燃燒來驗證質量守恒定律”這個實驗之后,我們通常會發現燃燒后物質的質量不是增加而是減少了,我與學生一起探討引起這個結果的原因:鎂帶燃燒時產生了大量的白煙,白煙逸散到空氣中;進一步討論:如何才能減少白煙的散失?同學們很有興趣,有的說將鎂條拉直,有的說燃燒時讓“鎂條朝下”,這樣燃燒沒那么劇烈白煙不會散失那么多,等等。所以,在演示實驗結束時教師應因勢利導,充分利用實驗所激發的學生求知欲,大膽引導學生討論分析實驗現象和結果,讓學生從中得出自己的結論,這對培養獨立分析、解決問題的能力是很有意義的。
六、演示實驗要注重與家庭小實驗的結合,不能使學生“可望不可及”
新課程下的初中化學課本與我們的實際生活是聯系非常緊密的,我們在演示實驗課時,也應體現這點。演示實驗時用的藥品應盡可能取材于生活,讓同學們體會到:化學實驗就在身邊,我們在生活中也可以做化學實驗。這樣能大大提高同學的學習興趣,也能很好地鍛煉他們的動手能力。比如:我在做過氧化氫制取氧氣時所用的雙氧水是從學校附近的藥店里買回來的,很多同學平時都見過甚至用到過的;催化劑除了用了課本上的二氧化錳之外,我還從生活中取了一些常見的鐵銹、紅磚粉末等。這樣,課后很多同學都到藥店買雙氧水自己制取氧氣,并且探究了不少能做催化劑的藥品。再如演示碳酸鈉與鹽酸反應時,我同時做了一個類似的演示實驗:取少許從超市里買的“發酵粉”及少量白醋在試管中混合,然后將氣體通入澄清的石灰水,觀察現象。類似的實驗還有很多,讓取材盡可能生活化,不僅能達到演示教學的目的,而且能激發同學們學習化學的積極性。
參考文獻:
一、演示實驗要想達到預期的目的效果,課前要做到精心準備
俗話說“臺上一刻鐘,臺下十年功”。教師課堂精湛的教學技藝完全在“臺下”練就。要在課堂上發揮得“游刃有余”,教師在課前必須精心準備每節課的演示實驗。初中物理教材中每個演示實驗都有一個明確的目的,而說明同一個物理概念或物理規律的演示實驗可以有好幾個,教師要根據教材要求及設備條件精心選擇實驗器材,在實驗室里先自我演示,確保在課堂上萬無一失。對一些探究性實驗,課前要能設計出多種探究方案,準備多種方案的實驗器材,為學生在課堂上進行探究活動創造條件。例如在探究大氣是否存在壓強時,可以準備如下器材:玻璃杯、水、硬紙片、礦泉水瓶、塑料吸盤、兩端開口的筆管等,這樣學生在課堂上就能設計出多個顯示大氣壓強存在的實驗。既能達到建立大氣壓這一物理概念的目的,又能活躍課堂氣氛,激發學習興趣,培養學生的分散思維能力和科學探究精神。
二、要讓學生積極參與課堂的演示實驗
演示實驗是教師為了達到一定的教學目的,利用課堂時間為學生演示,在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學。傳統的課堂教學,演示實驗通常教師演示,學生看;教師“導”的太多。學生“演”的太少,甚至有時教師直接充當“演員”,學生卻變成了“觀眾”,這樣不利于學生主體地位的發揮。演示實驗有時受到可見度的影響,很多實驗學生根本看不清,特別是坐在后排的學生,不同程度地限制和阻礙了學生智能和潛能的發展,不利于調動學生學習的自覺性和主動性。因此,在演示實驗中,除了應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納和總結外,還應在實驗操作上讓學生積極參與,使學生充分了解實驗的方法、步驟及內容,從而加深學生對物理現象和物理規律的理解。有些探究性實驗,教師還可提供實驗器材,讓學生制定探究方案,然后到前臺來演示,并向其他同學展示探究結果。學生滿懷興奮與激情,參與尋找解決問題的途徑和方法,對學生學好物理起到積極有效的作用。
三、做演示實驗時,要注意引導學生分析實驗
有些問題,即使老師從理論上說明了,學生也不信服或難以接受。教師可以先做演示,再作分析。如“把船上的石塊放入水中,液面如何變化”?教師可先通過演示實驗讓學生一眼就看出“液面下降了”這一現象,然后再讓學生從理論上闡述“下降”的原因,會收到事半功倍的效果。再如,進行電功率的教學時,教師可先做演示,將“220v,25w”與“220v,60w”的兩只燈泡分別串聯和并聯后接入220v的電源上,觀察它們亮度的變化。在學生獲得感性知識的基礎上進行理論分析,這樣就順理成章地達到一定的理性認識的高度,從而取得比較理想的教學效果。
四、演示實驗的過程,也是啟發學生積極思維的過程
教師應當設計一些富有啟發性的問題,在關鍵時刻提問學生,讓學生邊思考,邊通過演示實驗來分析,以求達到培養學生思維的目。如講浮力時,先用彈簧測力計測出重力相等的鐵塊和鐵盒的重力,并強調它們的重力相等,都是鐵做的。然后先把鐵塊放入水中,結果鐵塊下沉,問:若把鐵盒放入水中會怎樣?學生會產生爭議,然后再做實驗,這樣既加深了印象又引起了學生的好奇心,實現使學生注意力的高度集中,激發了學生的學習動機。通過一系列的邊演示邊啟發,教師和學生共同討論,既活躍了課堂氣氛,學生又能較好地掌握和理解物理規律。
五、變驗證性實驗為探究性實驗
初中物理演示實驗可分為驗證性實驗和探究性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證,鞏固和加深對基本規律和基本原理的認識。但學生的思維能力和創新能力得不到鍛煉和提高,也不利于培養學生主動探索物理規律的能力。而探究性實驗對培養學生思維能力、創新能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說:“對真理的探索比占有更加寶貴。”因此,在教學中可把一些驗證性的實驗變為探究性實驗,引導和啟發學生參與到演示實驗的全過程,讓學生親身經歷和體驗豐富的探究活動,逐步領悟科學探究的基本思想和方法,從而使學生由學知識變為探索自然規律,變被動學習為主動獲取知識的目的。
六、合理運用多媒體,優化演示實驗教學
一、目的明確,充分準備,保證成功
課前,教師應仔細鉆研教材,把握教材的體系和重點,弄清每個演示實驗的目的,從中讓學生學到什么,得出什么結論,要重點示范哪些操作,要培養學生哪些能力,等等。
對剛學化學的學生來說,上好第一課是至關重要的。做兩個有趣味性的、現象明顯的成功的演示實驗,如“魔棒點燈”、“自制牛奶”等,既能提高學生對化學學習的興趣,又能使他們的注意力高度集中、思維活躍,增強他們對化學學習的求知欲。所以,要求教師必須在目的明確的基礎上充分準備演示實驗,并確保成功。
二、注意示范操作規范,確保安全
教師在進行示范操作時,操作要規范,實驗速度要適中,選用儀器要保證準確、完好無損,對可能出現的事故或不良效果的演示實驗,必須掌握操作關鍵。要對學生進行實驗安全教育,讓學生學會一些常見事故的應急處理。這些都能在教學過程中對學生的具體實驗操作起到潛移默化的作用,使學生在觀察中養成操作規范、嚴肅認真、一絲不茍的科學態度。
三、利用電教手段,提高演示實驗可見度
有些演示實驗可見度低,后排學生往往看不清。為了使全體學生都能看到實驗現象,教師則需要在課堂上巡回操作,既浪費藥品,又浪費了時間。若運用投影儀將實驗現象放大,則全班同學都能清楚地看到現象,效果良好。
四、創設問題情境,激發學生參與意識
如“將酒精和水以1∶1體積比配制成溶液,點燃蘸有這種溶液的手帕,熊熊火焰過后,手帕卻沒有被燒壞”這一實驗,先讓學生猜手帕會不會被燒壞,預設問題情境,然后再實驗。看到現象后學生感到不解,他們會想要知道答案。讓學生帶著問題觀察、思考,并能激發他們也想試一試的愿望。
五、創新實驗,培養探究能力,激發學習興趣
一個同學在做氫氧化鈉與二氧化碳的實驗時,仿照檢驗鹽酸和氫氧化鈉反應的方法,在氫氧化鈉溶液中先滴加無色酚酞試液,液體變紅,然后通入二氧化碳氣體,發現液體紅色沒有退去,該同學得出氫氧化鈉和二氧化碳沒有反應的結論。我上課時讓同學們討論這個同學的結論是否正確?問題出在哪里?應怎樣改進此實驗才能得出正確結論?同學們大膽思考、討論,有兩位同學提出他們的設計思路,把實驗改為:收集兩塑料瓶二氧化碳氣體,向其中一瓶倒入氫氧化鈉溶液,另一瓶倒入水,震蕩后觀察現象。并讓他們親自動手實驗,通過對比發現兩只塑料瓶都變癟了,只是癟的程度不同。向二氧化碳中倒入水的瓶子變癟的程度要小的多,應該能夠證明氫氧化鈉溶液與二氧化碳發生了反應。這樣既增加了學生動手的機會,體驗了實驗的快樂,又便于及時發現問題,及時糾正問題,同時培養了學生探究問題、設計實驗的能力。化學科學的形成和發展離不開實驗,通過探究性實驗,充分發揮了學生的自主性、創造性,主動探究自己還未認識的世界,拓寬知識面。
六、改進演示實驗,培養創新意識
在演示實驗教學中常有一些實驗所用時間太長,或設計不合理,為提高課堂效率,使實驗更加合理化,需要對這些實驗進行改進。改進實驗裝置可由學生提供思路,教師評選;也可由教師提供幾種改進方案,供學生選擇出最佳方案;也可由學生分組進行改進實驗,講述原理、依據,由師生共同評價得出最合理的方案。讓學生在改進實驗裝置的過程中,培養學生的創新意識和對知識的綜合應用能力。
七、注重指導,取得演示實驗教學最佳效果
第一,演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示,在操作的同時有引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理教學方式。因此除基本操作和得出理論外,演示實驗中應該還注意幾點;
一、演示實驗中應讓學生積極的參與
傳統的課堂教學,演示實驗通常是教師演示,學生看,但很多實驗學生根本看不清,特別后邊的學生,不同程度的限制和阻礙了學生智能和潛能的發展,直接影響學生實驗心理素質的提高。因此,演示實驗中,在實驗操作上讓學生積極參與,讓學生充分了解實驗的內容,多次重復,加深學生印象,鞏固其記憶。
例:在“電磁感應”教學中,演示實驗為邊做邊講實驗,給學生發實驗器材(干電池、電流表、線圈、條形磁鐵、導線),實驗中讓學生首先觀察電流方向與電流表指針偏轉方向的關系,再觀察線圈中電流方向與線圈運動方向的關系,把直觀材料作為培養學生知覺、觀察力的材料,引導學生仔細、準確地進行觀察,然后引導學生討論、研究、對比、總結出感應電流所引起的磁場方向與磁鐵運動方向的關系,最后訓練學生用科學的語言描述,并解釋所觀察到的現象,從而順理成章地得出結論。
二、適當運用多媒體
利用常用儀器、教具進行演示是一種最基本的手段,而應用多媒體課件可以使學生真正體會到物理學科的學習方法,提高學生觀察及分析問題的能力。并讓學生能清楚地看到明顯的現象,直觀感悟到變化的規律。如:凸透鏡成像實驗,在課件演示中能讓學生直觀地感悟到像距與物距的變化過程,從而得出物距變小時,像距變大這一規律,并讓學生直觀地看到特殊點成像的規律。
三、注意實驗的整體效應
許多的實驗中,實驗的分散、脫節,讓學生思維不同程度的受到干擾,試驗的整體效應是不可缺少的。例:在“功的原理”教學中,我把杠桿、動滑輪固定在同一演示板上,用紅紙條標好刻度,然后演示用他們提起重物的情況。這樣既增加了實驗的可視性,又便于學生注意用杠桿、動滑輪做功的共同點,總結出使用機械不省功的原理。排除了分散實驗對學生的思維干擾,提高了課堂效率。
四、實事求是的科學態度
物理實驗教學中,要求學生有堅持實事求是、尊重客觀事實的科學態度,以客觀事實為依據,如實記錄實驗中觀察到的各種現象,甚至一個數據,一個標點符號,嚴格做到把實驗事實和自己對事實的解釋區別開來。堅持實事求是的科學態度,不僅是提高物理實驗質量的要求,也是增強學生的科學素質,培養創造型人才的需要。
例:觀察水沸騰的實驗現象時,就明確提出以下觀察目標:水開始加熱杯底和杯壁上出現許多小氣泡,這些小氣泡將發生怎樣的變化?加熱過程中,水溫將怎樣變化?隨著溫度升高,氣泡將怎樣變化?水沸騰時溫度將怎樣變化?將沸騰的水停止加熱,水是否沸騰?引導學生明確觀察目標,有目的、有秩序的進行觀察,避免觀察時手忙腳亂。由于溫度計本身制造和環境氣壓的關系,水的實際沸點不一定是100℃,這時,教師應要求學生實事求是地記錄數據,并分析、評估實驗數據。
第二,學生實驗是學生親身去探究和體驗的過程,是培養學生能力的一個重要方面,是培養學生能力的向導,通過實驗可培養學生多方面的能力。能讓學生在動手能力,操作能力得到提高的過程。
1.培養學生的觀察能力
認真、細致、深入是觀察能力的重要品質之一,也是科學工作者的基本素養和要求。許多自然現象和實驗中的物理現象,有時稍縱即逝。只有認真、仔細地觀察,才能捕捉到所要觀察的現象;只有深入觀察,才能發現細微的變化和隱蔽的特征,半點馬虎不得。如:上面說到的觀察水沸騰現象時,若不去認真、仔細觀察,就沒法總結水在沸騰過程中的規律。根據觀察到的現象發現新的問題,促進進一步的觀察和對觀察材料的思維加工,辨別本質現象和非本質現象,去偽存真,得出正確的觀察結果。
2.促進創新意識的形成和創新能力的培養
教師要適當引導,但也不可包辦代替,要讓學生適當經受挫折,從中總結經驗教訓,不斷改進實驗,發揮學生的創造性,從而獲得成功,這樣將會增加學生學習的樂趣,讓學生得到更多鍛煉;有利于培養學生的實驗技能,增強學生思維的獨創性。讓學生對同一問題,善于全方位、廣角度、多途徑去分析思考,從而發展了學生的求異思維和創新能力,撞擊學生的創造靈感,促進創新意識的形成和創新能力的培養。如:在做“用天平和量筒測液體的密度”實驗時,充分把握學生設計實驗環節和選擇實驗儀器的過程,是培養學生思維能力的好時機。有些學生把課本上的玻璃杯換成了口杯;在步驟上,有些學生把倒入部分鹽水改為全部倒入,還有些學生先稱空杯的質量,再稱倒入鹽水后的總質量……,對學生肯動腦筋應給予表揚。步驟上,肯定學生將鹽水全部倒入的合理性,引導學生討論先稱空杯后再倒入鹽水稱總質量的做法是否可取,學生通過分析后得出這種方法在理論上是可以的,但在將杯中的鹽水倒入量筒測體積時,由于杯底和杯壁還粘有鹽水,使測得的體積小于杯中原鹽水的體積,會造成較大誤差。學生最終會找到減小誤差的好辦法。這個分析過程,會占用一定的時間,但學生在這個思考、分析、設計、否定、再思考、再設計、再評估的過程中,增強了減少誤差的意識,變思維的單向性為多向性,培養了學生的創造性和發散性思維能力。
3.充分發揮教師的主導作用,突出學生的主體地位
學生實驗中要充分發揮教師的主導作用,突出學生的主體地位。應充分相信學生,使學生主動參與,讓學生獨立設計實驗,利用實驗,發揮學生的主觀能動作用,最大限度地調動學生自主學習的積極性和主動性。
【關鍵詞】高中物理 電學演示實驗 教學策略
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2016)12B-0113-02
物理中的電學是一個抽象的概念,電看不到又摸不著,使得學生在學習中無法直觀化與具體化地理解電學,無法更好地掌握電學的規律,所以教師在教學電學時會使用電學演示實驗教學的方式來進行輔助教學。電學演示實驗能夠幫助學生感知和理解電學中抽象的知識,能夠讓學生直觀地“看”到電,認識和理解電學概念,并能提高學生學習物理的興趣,提升物理成績,本文對此進行分析。
一、高中物理電學演示實驗教學現狀
新課改提出,教學不僅要讓學生掌握學科知識,而且要培養學生的思維與創新能力。但我國高中教學在高考的壓力下,過分關注學生的學科成績,而忽略了學生的興趣與思維的培養。就高中物理電學演示實驗的教學現狀來說,存在以下問題。
(一)學生對電學演示實驗教學不感興趣
電學是一個抽象的概念,學生在理解上存在一定的困難,利用實驗能夠更好地幫助學生理解這個抽象的概念。但部分學生對物理有恐懼心理,認為物理知識點繁多,公式難背,物理概念生硬難懂,自己根本就學不會高中物理,在沒開始實驗前就打起了退堂鼓。這在心理上影響了學生對物理實驗的興趣,使得教師在電學演示實驗教學時,老師講的累,學生也沒有心思聽,教學質量無法提升。
(二)教師對物理演示實驗教學不重視
在高考壓力下,許多教師認為學生只要將高考這一關過去了,就是“人生的贏家”,因此不太重視學生的興趣發展與思維創新能力的培養,一味地讓學生做題,通過題海戰術來提升學生的物理成績。而電學演示實驗教學需要在實驗室中進行,需要比較多的時間,因而部分教師認為,在實驗室教學是在浪費自己的課時,從而忽視演示實驗教學,更愿意按照原本的教學過程進行“填鴨式”教學。有的教師甚至認為,實驗對物理教學而言影響不大,也不那么重要,只要讓學生理解了物理中的理論知識,并不斷地做題,就能夠將成績提升。這讓學生無法更好地理解抽象的概念,也使得部分學生在課業的壓力下對物理產生抵觸心理。
為了節約課時,有的教師通過語言描述來代替演示實驗操作,有的教師雖然也會做一些簡單的演示實驗給學生看,但沒有給出更多的時間來讓學生消化,更不會讓學生做。對需要學生參與的實驗課,也只是讓學生在實驗室里跟著教師的步驟進行實驗,沒有自己獨立思維的過程。這樣以教師為主體的教學使得學生在學習過程中的主動性降低,甚至讓學生認為物理實驗教學不需要自己動腦,只要跟著老師做就不會有太大的失誤。這無形中降低了學生對物理的學習興趣。實驗課本身是一個充滿樂趣的課,但在這種教學模式下讓學生失去了學習的興趣。
二、提升高中物理電學演示實驗教學質量的策略
(一)提高電學演示實驗效果,激起學生的學習興趣
教師在進行電學演示實驗時,為了提升實驗效果,可以讓學生在課前進行預習,讓學生通過預習知道這節課需要做的實驗,步驟是什么,并通過自己的思考提出問題,以便在實驗中找到答案。例如在進行“測電動勢和內阻”實驗時,教師可以讓學生進行課前復習,通過已學知識點預習新知識點;可以讓學生自己設計測量電路來測量家用小電器的內阻,比如測量干電池的內阻。之后到課堂上,教師分別利用內接法和外接法進行演示實驗,讓學生去感知這兩種接法的明顯區別,提高實驗效果。由此讓學生知道對不同的電器,當我們要測量它的內阻時,要考慮什么條件。只有根據電器的特點選擇不同的測量方法,才能精確地測量出電器的內阻。以此激發學生的學習和探究興趣,學好物理。
(二)教師邊教學生邊學做實驗,增強師生互動性
傳統的電學演示實驗,學生都是按照教師設置好的步驟一步步進行實驗,對實驗的原理以及所表達的物理意義,學生自己并不一定知曉。如果教師不充分利用好實驗時間,那么要想在短短的45 分內讓學生自主掌握實驗過程還是有一定困難,所以我們可以利用邊教邊學的模式來進行演示實驗教學。例如在教學“測定金屬的電阻率”這項電學實驗時,教師可一邊做演示實驗一邊對所做實驗進行講解,分析其中的物理原理,讓學生在實驗中掌握電學概念。教師在進行演示實驗的過程中,也可以讓學生參與實驗,甚至讓學生親自動手做實驗,并在學生做演示實驗過程中在一旁進行教學與分析,使學生自然融入課堂中,發揮學生的主體作用,增強學生的動手能力。教師還可以在學生做實驗的同時讓學生對實驗原理進行思考,把一些已學過的知識引入到新知識學習中,進行自我探索,并在課堂探索中與教師進行互動,共同完成演示實驗。
許多高中學生對物理有興趣,但在實驗時常常因為時間不夠或是只跟著教師做,漸漸失去了興趣。使用邊教邊學的方式,能夠很好地調動學生的主動參與熱情,增強學生的求知欲與師生的互動性。
(三)使用多媒體技術進行模擬實驗教學
國家對教育的不斷重視使得大部分學校都配備了多媒體設備,教師可以利用多媒體設備進行輔助教學。對于電學演示實驗教學來說,部分實驗操作復雜的實驗,如果讓學生自主進行實驗,課程時間完全不夠,也無法讓學生透徹地理解實驗內容。有些實驗因為學校器材不完善,不能夠進行實驗。面對這些情況,教師可以利用多媒體中的實驗軟件,模擬一些復雜實驗,例如模擬電分布的變化,或是電在不同電表中的反映狀況以及復雜電磁場的運動等,利用計算機模擬可取得較好的效果,通過模擬實驗使學生明白其中的原理。
網絡上有許多模擬的物理實驗,教師可以讓學生下載一些物理實驗來進行觀看,直觀、形象地感知實驗,以此增強學生的理解能力,提升學生對物理實驗的興趣。
電學內容部分有許多演示實驗,教師進行電學演示實驗教學時要以學生為課堂主體,根據學生的物理基礎及其對物理的理解能力制訂切實有效的實驗方法,使學生主動地參與到電學實驗教學中,提升學生對物理的學習興趣,讓學生在學習電學的同時拓展自己的思維能力與創新能力。
【參考文獻】
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