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凸显物理实验教学魅力培育学生物理学科素养

  • 投稿黄奎
  • 更新时间2016-02-27
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现行物理实验教学中仍存在着“做‘黑板’实验、动画‘做’实验、电脑‘仿真’实验”的教学方式.即便做分组实验,实验多数也是机械、低效,学生的学科素养没有得到很好的培养,实验能力低下,中考实验题的得分率不高,这些是目前实验教学中亟待解决的问题.自主实验、问题引领和保证时间等不失为提高实验教学的有效举措. 
  案例一一学生问过笔者这样一个问题:“老师,探究电流跟电压、电阻关系的实验原理是什么?”这个学生问题的背后暴露的问题是什么? 一线物理老师都清楚,探究实验讲“方法”,测量实验才讲“原理”.很显然,孩子上了两年物理课,连基本的实验素养都没有. 
  案例二在测量型实验和探究型实验中,一般都要进行多次测量,但原因是不一样的,测量型实验是为了求平均值以减小实验误差,探究型实验则是为了使实验结论避免偶然性,使结论更具有普遍性.一个看似简单的问题,多数孩子在回答这个问题时,却总是“张冠李戴”.这都是不做实验造成的后果. 
  案例三“探究电流跟电压、电阻的关系”的实验是学习欧姆定律的基础和前提,很多老师懒于做实验或给学生做实验的时间不够充分,学生在做题时就犯迷糊.如有的同学用图1所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”. 
  当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后,为了探究上述问题,应该采取的唯一操作是 
  A.保持变阻器滑片不动 
  B.将变阻器滑片适当向左移动 
  C.将变阻器滑片适当向右移动 
  D.适当增加电池的节数 
  答案应该选C,而很多同学会去选B,一线教学的老师都很清楚,这个题往往要反复讲上好几遍,学生才可以掌握. 
  很显然,这种没有学科素养的教学是“假教学”.物理是一门以实验为主的自然学科,很多概念、规律的建立需要通过实验探究来建立,没有实验教学的物理会失去物理的学科特点,学生的学科素养的培养更是无从谈起;受应试教育、急功近利思想的影响,目前,物理实验教学仍不够乐观.有的教师放弃实验教学,学生只是看实验,背实验而不是动手做实验;有的老师在黑板上讲实验;有的教师则通过flash动画演示实验;电脑仿真实验室实验.多数教师只在讲公开课、比赛课时认真做实验,平常能偷懒就偷懒……诸如此类.当然,多数时候靠“背实验”也能拿高分,但在注重过程学习的今天,这样做的后果是有时未必能够应付中考. 
  案例1图2是小芳同学探究“平面镜成像特点”的实验装置. 
  (1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于. 
  (2)在竖直放置的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像.小明拿另一只大小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动,直到它跟蜡烛M的像完全重合.由此可以得出的结论是:. 
  (3)实验时,小芳同学应在(填“M”或“N”)侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像. 
  (4)细心的小芳透过玻璃观察蜡烛M的像时,看到在像的后边还有一个较模糊、与像有部分重叠的像,出现两个像的原因是. 
  (5)经过三次实验,记录的像A′、B′、C′与物A、B、C对应的位置如图3所示.为了得到更多的实验结论,接下来小明应该进行的操作是:. 
  这是2013年我市的中考物理试题中的一道实验题.据参加过2013中考阅卷的市教科研中心的老师说,这道题的得分率很低. 
  案例2小丽用如图4所示的装置,研究电流通过导体时产生热量的功率与导体的电阻的关系,图中两个烧瓶中盛有质量和温度都相同的煤油,温度计显示煤油的温度,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻较大. 
  (1)实验时,小丽应把两段金属丝接入电路(填“串联”或“并联”);这样连接的目的是; 
  (2)请你用笔画线做导线,帮她完成电路; 
  (3)实验过程中,小丽是通过来反映电流通过导体时产生热量的功率大小.在实验中,可以观察到A瓶中温度计的示数比B瓶中温度计的示数升高的慢,这表明. 
  案例2中第3问,大部分同学答不上来.其原因很简单,“电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系”实验,一般老师都懒得做这个演示实验,更谈不上做分组实验. 
  有人做过形象的比喻:一幢华丽的大楼,你看一眼再复认时,不用语言表达,便能认出.而让你读一遍作家对这一大楼的文字表述后,再去复认这一指定的大楼时,始终比不上“你曾看一眼的功夫”. 
  有不少老师意识到了这一点,在教学中很想重视实验的教学,但每每谈及实验教学却又苦不堪言.实验探究花费了不少时间结果收效甚微.那么该如何搞好实验教学和实验的复习教学呢? 
  首先,就实验新授课应做到: 
  (1)教师要敢于放手.好多老师怕学生没有能力独立完成实验,这一步不放心讲一讲,那一点又怕学生出错,再说一说,表面上看似是在点拨,实际上就是不想放手,“可怜天下老师心”,学生只好被动按照老师预设的实验思路去机械地进行实验操作,课堂上只有师生之间的“我问你答”,没有生生之间的“思维碰撞”,这样,会限制学生的创新思维,这样的实验课是低效的. 
  (2)要注意问题引领:很多时候,老师控制不了实验课堂,是因为学生根本不清楚做实验要探究什么,满腹困惑,只凭好奇心乱作一气,课堂自然就会混乱起来.所以,教师在备课的时候一定要先预设好问题,用问题来引领探究. 
  课上,利用课件展示这些问题,先引导学生猜想讨论,然后让学生带着这些问题去探究,有事可做,自然实验课的秩序也就规范多了,实验课的效果也就有了. 
  (3)重点环节要舍得花时间.现在部分老师还有一个错误的认识,以为简单讲讲实验步骤,然后看着学生做实验,最后讲讲实验结论就OK了.毫无疑问,这样的实验课是被动的、低效的,学生只是一个机械的操作员而已.如“探究凸透镜成像规律”这个实验,如果一上课老师的讲解占用过多时间的话,学生对实验现象的观察、数据的测量、分析和规律的发现上花费的时间就不充分,而后者恰恰是这个实验的重点.结果导致的后果是实验做了,但学生还是满腹困惑,做题漏洞百出. 
  总之,要搞好实验教学,还物理学科的魅力,育学生学科素养,每一位物理教师责无旁贷.