實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分。通過實(shí)驗(yàn),不僅構(gòu)建起嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、系統(tǒng)的學(xué)科知識體系,而且也是學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象、探究物理原理、獲取物理知識、提升科學(xué)素養(yǎng)的重要路徑。在初中物理教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容以及教學(xué)策略的不同,可以把實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為以下三類范式:
一、技能型實(shí)驗(yàn)教學(xué)范式
物理實(shí)驗(yàn)通常要借助于一些基本儀器。以幫助學(xué)生正確使用儀器進(jìn)行觀察、測量和讀數(shù)為主要內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué),我們稱之為技能型實(shí)驗(yàn)教學(xué)范式。其目標(biāo)在于讓學(xué)生了解物理實(shí)驗(yàn)儀器的構(gòu)造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則,并能熟練、正確地讀數(shù)。初中階段的基本儀器包括刻度尺、量筒、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計(jì)、測力計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。技能型實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程包括教師講解??操作示范??學(xué)生模仿??訓(xùn)練與矯正等環(huán)節(jié)。
教師講解,主要是介紹這些基本儀器使用方法,一般應(yīng)抓住測量儀器的共性來加以教學(xué),如量程、調(diào)節(jié)零點(diǎn)或校正零點(diǎn)、正確讀數(shù)等操作示范,即教師應(yīng)根據(jù)儀器的構(gòu)造原理,準(zhǔn)確清晰地向?qū)W生展示儀器的使用方法和使用規(guī)則。如:天平是根據(jù)桿杠原理構(gòu)成的,使用前和秤量時都要做到橫梁平衡,嚴(yán)格保護(hù)刀口。溫度計(jì)是利用液體的熱漲冷縮性質(zhì)制成的,所以,根據(jù)熱平衡原理,測量液體時,溫度計(jì)不能離開液體,而且要在溫度計(jì)內(nèi)液柱穩(wěn)定時讀數(shù),等等。在詳細(xì)講解、規(guī)范操作示范的基礎(chǔ)上,還要讓學(xué)生模仿操作,反復(fù)訓(xùn)練,通常應(yīng)從以下幾個方面培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能:
一是培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)的一般原理、選擇實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)方法的能力;二是培養(yǎng)學(xué)生正確調(diào)整和安裝實(shí)驗(yàn)儀器的能力;三是培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、了解誤差概念,并學(xué)會初步進(jìn)行運(yùn)算和分析得出正確結(jié)論,撰寫實(shí)驗(yàn)報告的能力;四是養(yǎng)成學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,包括愛護(hù)儀器,遵守安全操作規(guī)則和尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的習(xí)慣等。在此過程中,教師還要即時了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能掌握情況并加以矯正。
二、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)范式
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),物理學(xué)科中的基本概念、定律、原理往往也是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來的。在教學(xué)中,為了幫助學(xué)生比較清晰發(fā)現(xiàn)一些物理現(xiàn)象,弄清掌握物理知識結(jié)論及其形成過程,我們常常借助于實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證學(xué)科知識結(jié)論及結(jié)論形成的過程,所以我們稱之為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)范式。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)通常有這樣一些特點(diǎn):一是注重實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè),也即實(shí)驗(yàn)所應(yīng)用的儀器、操作步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)論都是由教材或者教師進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì),學(xué)生沒有太多自主權(quán),也不需要教師和學(xué)生的創(chuàng)造性。比如在初中物理教材中,就有《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》等實(shí)驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)客;二是重視教師的示范與引導(dǎo)作用,學(xué)生通常是按部就班地進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),嚴(yán)格按照教師示范步驟和規(guī)定的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行;三是關(guān)注學(xué)生的求同思維,實(shí)驗(yàn)之前要求學(xué)生提前預(yù)習(xí),使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)、要求,實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)都有一明確的指向;四是實(shí)驗(yàn)成功與否的評判標(biāo)準(zhǔn)唯一,也即實(shí)驗(yàn)結(jié)論與物理理論是否一致,如果有所偏頗,則要求學(xué)生從自身查找原因,改進(jìn)實(shí)驗(yàn),以達(dá)到預(yù)設(shè)效果。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)常常與教學(xué)過程緊密結(jié)合,其組織策略主要分為教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生的隨堂分組實(shí)驗(yàn)兩種。演示實(shí)驗(yàn)由教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作示范,教給學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)方法和過程。不僅包括了儀器使用、實(shí)驗(yàn)步驟、操作、讀數(shù)和記錄數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、分析和推理,還包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等。在分組實(shí)驗(yàn)中,要充分發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用,先介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康、方法及注意事?xiàng),學(xué)生在教師的步步指導(dǎo)下,逐步完成實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論,幫助學(xué)生理解物理概念,靈活運(yùn)用物理知識解決相關(guān)問題。
三、探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)范式
技能型實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可缺少,但如果我們總是沿著教材路線要求學(xué)生完成知識的構(gòu)建,再讓學(xué)生在此框架內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),那并小是真正意義上的科學(xué)實(shí)驗(yàn),而只是一種機(jī)械重復(fù)的操作,有悖于物理教育的本質(zhì)要求。為此,當(dāng)我們把“探究性學(xué)習(xí)”的思想引入初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),就構(gòu)成了探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)范式。其價值在于拓展了物理實(shí)驗(yàn)探究的時空,完善了實(shí)驗(yàn)探索過程中思維過程,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)理論研究和移植應(yīng)用的整合功能探究型實(shí)驗(yàn)通常經(jīng)歷了“提出問題??猜想與假設(shè)??設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)??進(jìn)行實(shí)驗(yàn)??分析與論證??得出結(jié)論”的過程,實(shí)驗(yàn)?zāi)康募瓤梢允菍σ殉啥ㄕ摰奈锢碇R驗(yàn)證,但所采用的實(shí)驗(yàn)方案、方法不同于教材或老師示范內(nèi)容;也可以是對已成定論的物理知識的懷疑與挑戰(zhàn),其強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng)。探究型實(shí)驗(yàn)并不是有一些教師按照“探究過程要素”機(jī)械地實(shí)踐探究過程的每一步,告訴學(xué)生如何進(jìn)行探究,要研究什么問題,用什么方法研究,怎么樣研究,等等,從而使學(xué)生沒有自己嘗試對科學(xué)問題做出具體解釋的體驗(yàn)、沒有對自己和他人的解釋進(jìn)行評價的機(jī)會。
探究型實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)靈活多變,這類實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在課內(nèi)進(jìn)行,也可以延伸到課外,可以使用實(shí)驗(yàn)室所配置的器材,也可以自自制教具,甚至可以使用我們?nèi)粘?a href='http://portlandfoamroofing.com/rensheng/shenghuo/' target='_blank'>生活中的現(xiàn)有一物。如用汽水瓶做大氣壓實(shí)驗(yàn),用水和玻璃做光的色散實(shí)驗(yàn),用梳子和小木棍來做音調(diào)跟振動快慢的關(guān)系實(shí)驗(yàn)等。關(guān)鍵在于突出學(xué)生主體,激活學(xué)生好奇心、求知欲,關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
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