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谈中学物理实验教学的指导思想

发布日期:2021-09-15 11:24    点击次数:198

谈中学物理实验教学的指导思想

         ______重视自制教具和开发低成本实验

束义福

实验是物理学发展与研究的基础,也是物理教学的基础,是物理教学的有机组成部分和重要内容.在物理教学过程中,必须用物理学的理论和方法以及教学论的思想指导物理实验教学;依据学生的心理特点加强物理实验教学:还要注重自制教具和简易仪器,开发低成本实验,以完善实验教学体系.

一、 用物理学的理论、思想和方法指导实验教学  重视自制教具和开发低成本实验

 

1.用物理理论鉴别实验的科学性

保证科学无误是实验教学的起码要求.一般说来,教学中容易出现的错误有两种:一是原理上的错误.例如,往水中滴入墨水演示分子的扩散,有的教师为了提高效果,给水加热,这种做法就欠科学性,因为此时对流起着主要作用:把乒乓球在地板上的振动说成是阻尼振动是错误的,因为其振动并没有一个固定的中心位置;做单摆实验必须令摆角小于5度;几何光学实验要用近轴光线.二是解释上的错误.例如,用磁铁、玻璃板和小铁屑演示磁感线,把铁屑形成的线条说成“这就是磁感线”是错误的,它仅是磁感线的一种形象表现,磁场中并没有真正的磁感线存在;将冰块拿进温度较高的房间出现白色云雾,解释为冰块熔化蒸发就欠科学性,它是空气中水蒸气液化的结果;烈日炎炎,树阴下的圆斑是小孔成像;以卵击石,卵碎石无损并非反作用力大于作用力.

2.用物理学的理论、思想、方法选择实验教学的方法和手段

首先,要根据物理现象的不同特性来进行实验方法的设计.例如,力学实验必须围绕时间、空间、质量和力的测量来设计;波动实验离不开干涉和衍射;场的实验常常是通过试探元所受作用力来研究;粒子实验则是利用碰撞或捕捉径迹等.其次,对同一个物理量,根据不同的原理可以有很多种测量方法,具体采用那种方法,必须用物理学的理沦、思想、方法进行分析和判断.例如,时间测量有滴水法、打点法、秒表法、节拍法等;伏安法测电阻有内接法和外接法;……什么时候采用什么方法必须依据物理学原理和思想来指导.

3.用物理学的理论、思想、方法分析成败关键,解决实验教学中的难点

任何一个实验要获得成功,总有其关键问题.例如.要获得力学实验的成功,关键在于减小摩擦和提高计时定位精度;静电实验电压高、电量少,成功的关键是绝缘问题:测电源的电动势和内阻,关键在于增大电源内阻等.所有这些关键问题,都包含着明显的物理意义.一个成功的实验设计,往往就在于抓住了实验中的关键.所以,物理思想是设计实验和评价实验的重要依据.同时让学生明确实验中的物理思想.也是培养科学方法的重要途径.

二、用教学论的思想指导实验教学

1.按照教学目的确定实验方案

物理实验教学是物理教学的一部分,因此,实验教学的内容、类型、次数以及时间安排都必须依据教学大纲的规定来确定.首先,要从教学目的出发,有的侧重于掌握知识,有的侧重于训练技能,有的侧重于学习研究方法,有的需要达到综合要求:其次,从教学环节上来看,有的用来引入课题,有的为了突出教学重点,有的为了突破教学难点;以掌握知识的要求来说,也有获得知识、深化知识和应用知识三个不同层次.实验的设计必须根据不同的目的要求,确定不同的方案.

2.展现物理过程,突出实验原理

在实验中展现物理过程,突出实验原理有利于建立清晰的概念和掌握物理定理或定律.例如,用示波器演示交流电路中电流与电压的相位差,其物理过程就不如用超低频交流电源和演示电流计演示所得效果明显,让学生直接从两个电流计上观察电流与电压的相位关系,直接展现物理过程,效果会更好.

3.根据实验类型提出不同的要求

各类实验的教学目的和进行方式不同,设计要求也不能相同.例如,演示实验主要以建立概念、总结规律为目的,全体学生集体观察,因而应力求明显、直观、简单、可靠、富有启发性.学生分组实验以锻炼技能、学习方法为主要目的,同时注意培养学生的实验素养,以个别操作和定量研究为特点,因而应突出实验研究的探索方法,加强实验技能训练,要有一定的测量误差要求,并注意安全.

三、依据中学生的心理特点加强中学物理实验教学

中学生好奇、好问、好动、求知欲强,在实验教学中,要遵循其智力发展的规律,因势利导地开发其非智力因素,并积极创造条件让学生自已动手培养其能力.中学生的兴趣往往带有情绪色彩,在实验中,有时会因某些有趣因素而走失观察重点,此时教师必须注意进行观察指导.中学生正处于长身体、长知识的阶段,可塑性强,教师要在实验教学中引导他门养成认真做实验的好习惯,培养他们事实求是的科学态度和坚韧不拨的顽强精神以及良好的遵守纪律爱护仪器的道德素养.

四、自制教具和简易仪器,开发低成本实验,完善实验教学体系

早在建国初期五十年代,苏州大学朱正元教授就曾积极倡导“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”.

我国人口众多,教育事业发展迅速,特别是中等学校量大面广,由于国家财力有限,教育经费必然难以满足教育事业发展的需要,也就势必带来仪器经费缺乏,造成实验仪器设备的不足.虽然,随着经济实力的增长,教育经费将不断有所增加,但是完全满足实验教学的需要,解决教学仪器的不足,尚有一定的困难.即使是在国外,一些经济和技术最发达的国家也声称,他们没有足够的经费为学校购置价格昂贵的仪器,许多物理教师都在研究利用橡皮筋、透明胶带、硬币、饮料盒等等进行物理实验,称之曰:线和胶带纸实验,取得了很大成绩.并且,长期以来,在美国《物理教师》杂志上,一直开避《STRING STICKY TAPEEXPERIMENTS》(线和胶带纸实验)专栏.因此,因陋就简自制教具和简易仪器,开发低成本实验,是完善实验教学体系的有效方法和途径.而且,自制的教具或简易仪器亲切生动、形象直观、易于突出事物本质的联系,富于创造性启发性;并且教具的制作和完善、开发和应用,需要物理思想的再创造以及实验技能和工艺技术的革新,需要吸取现代科学技术的精华,可以有效地提高教育者和受教育者的素质,充分体现现代教育思想与原理.随着科技的进步,教育理论的发展,人们越来越多的认识到,自制教具不仅取材容易、成本低廉,可以解决教学仪器的不足,而且有利于开发学生的智力和发展学生的非智力因素,具有现代教育思想的本质特征和符合现代教育思想的教学功能,体现着精神的现代化,有着强大的生命力.新的中学物理教学大纲大力提倡并明确指出,要发动学生和教师一起自制教具.国家教委师范教育司[1992] 16号文件把“演示实验和制作教具”做为师范院校学生的教师职业技能训练的主要内容之一,从突出师范特色和教育、教学改革的角度规定了“演示实验、制作简易教具技能训练的基本要求”.

所以说,重视自制教具和开发低成本实验的作用也是实验教学的一条重要指导思想



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