谈高中物理的实验教学模式

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谈高中物理的实验教学模式

21世纪将是中国迈步腾飞的一个世纪，社会主义现代化建设需要具有创新精神、创新能力的、善于学习的可持续发展的综合型高素养人才。这就要求学校要以培养学生“学会生存、学会做人、学会学习、学会合作、学会创新”为最终的目标。而要实现这一目标，就要摒弃传统教育的弊端，彻实进行教学改革，建立新的育人模式。而作为高中任课教师的我们，就要将此理念渗透到我们的具体课堂上。
物理是一门实验科学，从伽利略发展了观察实验、科学思维与数学三者巧妙结合开始，物理学才真正从自然哲学中脱离出来，然后以牛顿为代表的科学家建立了经典力学体系，现在，物理学作为自然科学的基础之一，物理学的研究成果和研究方法，在自然科学的各个领域都起着重要的作用。物理学的本质决定了物理教学要以实验为基础，对比现实，中国学生在实验技能上、创新能力上与发达国家学生相比还有较大差距，这说明：我们必须要加强对物理实验的教学，以此带动我们学生的动手能力，分析能力，创新能力――这也是每个中学物理教师非常清楚而且认为是非常迫切的事情。而且，从成绩上分析的话，高中物理学习现状与实验现状也是成正相关关系的，且大部分成较高度正相关。也就是说，实验现状好坏直接影响着学习状况的优劣，物理实验的开展有利于提高物理学习的现状水平。但就像讲授法是我们这个世纪被批评最多的却仍然是在实际中被应用最多的教学方法一样，中学物理教师依然在有意无意中强化着现成的规律与概念，强化解题技巧，实验教学在日常教学实践中并没有相应的得到加强。这究竟是什么原因造成的：是一种无法克服的惯性？是高考指挥棒的指向作用？是我们面前的大班化教学使教师无法深入？或者是学校经费投入困难使我们的实验室找不到更好的器材？……也许都是的，我们面前的每一个问题都让我们束手无策。难道我们就这样无止境的等待？直等到以上的困难都被克服了我们才开始动手改革我们的物理课堂？当然不，以下是我在物理实验探究教学模式中所作的几点尝试，与大家一起探讨：
一、 抓好课堂实验教学，寓实验课于趣味之中，提高教学效率
我们的课堂如果还存在以下现象，一定要立刻纠正：物理实验很少，有的也是教师在讲台上做自己则“可远观而不可亵玩矣”，既使进了实验室也是先死板地听一通理论，学一通不能这样不能那样的教条，好不容易等到开始动手，就该下课了……看看我们伟大的教育家苏霍姆林斯基怎么说的吧：“在人们的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要这
就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。而在青少年的精神世界中，这种需要则特别强烈。”因此，实行探究式教学是实验创新教学的重要组成部分。而现代教学论也认为，任何教学内容都可以用一个个问题呈现出来，学习的发生起源于情景变化的刺激。因此在实验教学中我们应当巧妙的设置问题，让学生在问题情景中产生疑问，以激发他们求知的兴趣，然后通过探索性实验，使学生体验科学研究过程的艰辛与喜悦，最终达到让学生尊重实验事实、提高解决问题的能力的目的。同时，也有效地培养了学生的主体意识和创新思维。我们都不想看到这一幕发生：高一课堂上演示过，在实验室操作过，在无数次的单元测试前复习过，考后讲解过，高三专题复习过，无数次又讲解演示……就是常规的实验，高考时还是会出很多差错，得分率很低。有些教师只好使出“讲实验，背实验”的下策——但近几年越来越注重实操能力考查的高考题表明：这招的效果也越来越不灵了。我觉得，要归究其中原因的话，还是因为兴趣。我们熟识的科学家：牛顿、伽利略、法拉弟……他们首先是在强烈兴趣的引领下不懈地去实验、研究，然后发现了物理规律，这使他们满足了自己的求知欲并获得了成就感，体会到物理的“美”，对物理的兴趣就更浓了，然后他们去更深入地做研究……从而进入到一个自觉的良性循环，成为一部学习和探究的“永动机”……试想一下，如果我们的学生也能进入这种良性循环中，这样获得的知识还可能会被遗忘吗？！

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随着学校实验条件的改善，我们有了探究实验室，里面，有气垫导轨、有抽气机，有气泵、还有各种传感器，它们可以把压力、声音、光强等信号换为电信号，通过数据采集器送到计算机处理，从计算机的屏幕上可以直观地看到物理规律。利用这些先进的设备，我们的学生探究了牛顿的三大运动定律、动能、动量定理等等。使这些原本抽象难懂的理论深刻地印在了学生的脑海中。当然，虽然探究式的实验教学模式有着让其他模式所无法比拟的效果，但是我们不可能做到每一节课、每条规律、定律都来一番探究，这在时间上以及条件上都是不允许的。这样就要提高演示实验及验证实验的效率，在演示实验中，教师也要尽可能地让学生参与到实验中，另外，也可自制教具提高演示实验的效果。例如，在学习光的干涉及衍射现象时，我就利用激光笔及两片刀片，分别把激光通过刀片夹缝后产生的干涉与衍射条纹清晰地显示在了近远处的屏幕上，效果比学校购买的演示器材还要好。在做验证实验时，应该把重点放在学生的实操训练及数据处理上，培养他们实事求是的精神。具体的做法是，我们除了要求学生用科学的态度做好实验外，更重要的是要求学生写出实验报告，实验报告要求学生认真设计步骤，详细记录数据，分析实验结果，特别是在实验出现了误差后，要求学生认真讨论，分析产生误差的原因，使学生逐步形成严肃认真，一丝不苟的实验态度。所以，我们可以引导学生自己制作学具、教具，这一方面可以巩固课内实验所学的知识和初步掌握的基本实验技能，更重要的是培养了学生的创造能力。在这个活动中，学生们大胆设想认真设计，精心操作，这是传统的教学过程无法达到的。每学年开始，在各个教学班成立自学小组，进行超前预习，引导他们自做学具、教具，鼓励他们创新。在这一活动中，应始终坚持真（原理科学）、新（设计新颖，采用新技术）、美（设计简单合理，主次分明），在整个活动中自然形成以学生为主体，并由一批骨干队伍带动，发展到全班学生纷纷动手，大大提高了学生的实验技能和理论水平丰富了学生的课外活动的内容。特别是当学生用自制的学具演示物理规律时，学生会自然地进入了“科学家的角色”中，态度会特别认真，对仪器也特别爱护。过去那些操作马虎，敷衍了事，随意乱放仪器和损坏仪器的现象大大地减少了。
二、    把课内和课外融为一体，把课外活动纳入实验教学的范围里
    泰勒曾指出：“具有丰富的知识和经验的人，比只有一种知识和经验的人更容易产生联想和独到见解。”因此高中物理实验创新教学的另一重要内容就是在安排足够的演示实验和分组实验的基础上，将学生从课堂、教材、习题中解放出来，组织丰富多彩的课外活动。课外活动小组可以积极开展探索性小实验，教师精心设计一些有趣的实验进行研究性学习，让学生在实验中增强动手能力、培养创新思维，并尝试成功的快乐。例如：在学习动量这节课时，给学生留个课后小实验，要求是让一个生鸡蛋从五楼落下不破，实验器材要求所用的辅助材料的重量不超过一个鸡蛋的重量。学生们想了很多办法，有用报纸折成帽子形状将鸡蛋放置其中，有的给鸡蛋安装了降落伞，底部用泡沫塑料做缓冲，有的利用氢气球等，尽管做法千奇百怪，但都是围绕动量定理展开，只有延长作用时间和减小落地时鸡蛋的动量，才能减少地面对鸡蛋的冲力。在学了光学后，指导学生自制望远镜、潜望镜等等。我们还组织学生学习修理弹簧秤，自制溢水杯等简单仪器。组织学生走出校门参观不同灯饰厂的装配车间等等。课外活动形式灵活，不受教学大纲限制，可多渠道开设实践活动。我们的实验室要定期向学生开放（并逐步向完全开放过渡），鼓励他们做一些小发明、小制作，培养他们自己动手探索规律的意识。同时鼓励他们博览群书，逐步建立起以物理学为核心的广博的知识体系。此外，利用课外活动这块阵地，我们还举行了许多别开生面的专题讲座、专题答辩会、科技信息讲座如《灯饰物理》等，对促进实验教学起到了很好的作用。就是这样利用课内课外的互补、理论与实践有机地结合，在活动中培养学生的科技意识、创造意识、竞争意识和实用意识，这对于开发学生智力，丰富学生课余生活，提高学生科学素质和学习兴趣都是很有效的。                                                   
三、    利用网络资源与物理学科的整合，使教学内容从封闭走向开放               
网络资源为实现新的课程目标提供了认知的工具，它与课程的整合将是课程内容革新的一个有利促进因素，能有效克服传统物理教学内容缺乏鲜活时代气息的弊端。随着信息技术的发展，学生可以很容易获得丰富的、多样化的教育资源。教师应结合教学实践，因势利导地帮助和指导学生了解从何处获取以及如何有效地利用与课程相关的资源。这样，教学内容就更具时代气息、更贴近生活。现代先进技术，如纳米技术、非线性编辑、全息照相等随时可能进入学生的视野，同时，这也要求我们教师不断拓展知识面，以更好地选择教学内容、设计教学过程，这对我们自身也是一种良好的促进。例如，结合“人造地球卫星”的学习，我让学生进行“网上冲浪”，使学生利用网络获得卫星的历史、卫星种类、宇宙探测器、航天飞机、空间站、全球定位系统（GPS）乃至美国国家导弹防御系统（NMD）等大量资讯。在这一全新的教学环境中，知识内容呈现开放性，不惟“纲”、不惟“本”，不以教师、课堂、书本为中心，学生能选择不同的内容来构建自己的知识结构，以形成个体独特的知识体系。
总之只要课时允许，物理课应尽可能增加实验，尽量做到先做实验后得结论，大多数结论都由学生自己设计探究方案，自己得出正确的答案，这样学习很轻松，获得的知识也不容易忘记。物理实验课对提高物理学科的教学质量,全面提高学生素质能起到很大的促进作用。