实验能力论文范例

实验能力论文

实验能力论文范文1

化学实验重在操作,在化学学习中不可替代.化学实验从课程理论、教学理论来说都是重要的教学和学习的方式.化学实验操作主要是通过寻找合适试剂、选择相应仪器、连接仪器装置等达到研究者的根本目的.实验人员通过控制实验对象,让其变化显示出其他的属性,同时,依据着变化出来的属性,通过实验仪器,让实验人员感知到实验效果.化学实验有自身的功能:认识功能、动机功能、方法论功能、美育功能和德育功能.一般是通过提出问题进行猜想、设计实验方案、控制实验步骤、认真记录和观察实验过程、收集实验数据、处理实验数据、进行实验反思等环节来考查学生的化学实验.初中试卷命题中,着重考查初中生是否能够辩证的看待事物、是否能够采用合理的实验手段进行实验的设计、是否能够保持科学严谨的态度分析化学实验的过程和结果.学生在经过了化学实验之后,要能够提高化学知识能力、增强环保意识,加强审美能力.

二、中考试卷命题中化学实验考查分析

1.考查学生的时代基础性

试卷命题环节中,对化学实验有一定的要求,在进行考查的时候,也会按照一定的准则.中考试卷命题的时候,肯定严格的按照我国教育大纲的要求,着重的考查学生的基础性、应用性、时代性等特点.在进行时代基础性考查的时候,主要是选择跟时展潮流相关的化学实验,考查学生是否能够对国家的发展趋势以及高科技的应用有所掌握.学生在日常学习的时候,要关注时展的特点,经常阅读相关的文献和报纸,关注化学方面的科技成果.江苏省在进行中考的时候,就明确的说明了学生能够针对化学实验提出问题、设计实验的方案、给出合理的解决措施.教师在进行教学的时候,也要加强学生的实验能力,在课堂讲述的时候注重实验的积累,引入时代热点的化学知识.在实验的时候,给学生动手操作和实践的机会,能够发挥最大的潜能,提高化学意识.例如,食品安全、健康元素、清洁能源等是近年来多省市中考试卷中出现的考点,考查知识更加贴近生活,具有时代性.江苏省考题中出现了清洁能源使用情况,工业中利用磷镁矿制取氧化镁.可以看出将化学知识和时代结合考查是试卷命题中的热点.平时教学中可以将“化学与生活”这部分内容添加“检测六大基本营养素”的实验探究.

2.考查学生的化学研究性

中考实验考查的目的是选择优秀的人才进行深度的教育,所以在进行考查的时候,也会注重学生的研究能力.我国化学还处在发展的阶段,急需要具有研究能力的人才注入,所以试卷命题中,化学实验考查就把学生的研究能力放在了一定的位置,强调学生的动手研究水平.研究类的题目对于学生的要求比较高,学生在答题的时候会遇到很大的难度,这也是限制学生化学发展的重要因素.化学实验中经常会出现各种物质的制取实验,这就是集中的考查学生的研究能力.通过近几年的中考化学研究发现,经常会出现物质制取的替代实验考查,例如在进行氢气的制取的时候,教材中选择的是用锌粒和稀硫酸制取,在中考化学实验考查的时候就会选择其他的替代药品,比如牙膏皮,电池上的锌皮等.学生在进行答题的时候,要明确的区分物质之间的不同,然后重新组装实验仪器等进行实验,同时还要对实验不同的现象和结果进行分析.比如制取不含氯化氢气体的二氧化碳时可用碳酸钠粉末与稀硫酸反应,但是必须用分液漏斗或注射器来得到平稳的气流.实验的研究性能够很好地考查学生的化学素质,符合时展的意义.

三、中考试卷命题中学生化学能力要求

1.确定学生的主体性

试卷命题中,化学实验在进行考查的时候,非常注重学生的化学探究能力,所以教师在进行教学时,要组织学生进行大量的实验,加强对化学实验的理解能力,提高化学基础素质.化学实验能力建立在大量的化学基础上,学生要研究中考命题分析,在日常的课堂中注重观察每种化学实验的操作原理、实验过程、注意事项等,在实验课上大胆的进行实验的尝试,使用新颖的方法进行化学实验的创新.在进行化学实验过程中,教师要做好辅导作用,将学生放在主体地位,给学生充分的时间和机会,进行化学实验,提高化学实验操作能力.学生的猜测很可能是错误的,教师要鼓励同学们再接再厉,不气馁,积极的化学实验的创新.

2.培养学生合作探究能力

化学实验是一项复杂的实验,学生个体很难在进行实验的时候有所创新和突破,所以教师要培养学生团队合作创新能力,培养学生的创新水平.团队合作能力能够体现学生的综合素质,因此教师在日常化学实验教学时,就要善于给同学们分组,让每个小组都能够有一套独特的化学交流和思考方法.在交流的过程中经常会出现各种各样的分歧,教师要做好辅导作用,加强引导,让学生能够耐心的倾听他人的意见,积极的表达自己的看法,在交流中提高化学实验能力.例如在进行酸碱盐学习时,教师组织同学们进行二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的探究实验,之后教师提出疑问,“如何用实验证明反应后的溶液中溶质属于哪一类化合物?”可以让小组内先进行研究讨论,然后制定实验方案进行探究.教师要耐心的听取每组同学的意见,并且参与其中进行点拨,逐步提高学生的化学实验操作能力.有的同学善于思考,动手能力比较差,有的同学们动手能力强但语言表达,总结方面差,教师要根据每个学生的特点指导着进行特色的实验,争取让每个同学都能够动手操作,提高化学实验能力.

四、结语

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课本中的很多章节以及教学素材都可以成为实验教学的内容.教师可以将课本知识进行发散与延伸,通过探究性实验的创设来多样化课堂教学,这是培养学生创新意识的一种良好途径.创造能力的培养需要经历一个有效的阶段,在这个过程中教师应当有意识地激发学生的创新意识,让学生具备分析问题与探究问题的能力,这些都能够为创造能力的培养打下坚实基础.同时,教师要善于在理论知识的教学中渗透实验教学,引导学生对于很多内容展开剖析,透过探究性实验的创设来不断活跃学生的思维,深化对于学生创新意识的培养与激发.例如,在讲“力的合成”时,教师可以借由探索“分力与合力”的关系进行解读性实验,让学生观察实验现象,并进行探究解读,结合实验结果、数据进行分析,从而获得对力的平行四边形定则的感性认识,结合实际生活中的常见案例和习题练习上升为理性认识,并进行创造性应用.需要注意的是,在探究性实验教学中,教师要把握好自身的定位,以引导者、启发者的身份做到顺其自然、因势利导,对学生在实验过程中展现出的创新性思维火花进行保护和鼓励,这样才能够让实验过程更好的展开,并且激发学生的创新能力.探究性实验的创设有着很重要的教学实践意义.探究性实验不仅是对于理论知识的一种有效实践,而且能够深化学生对于教学内容的理解与认知.探究性实验教学,能够激发学生的思维,培养学生的创新意识.这是学生创造能力培养的基石所在.

二、创新实验设计,培养创造性思维

要透过实验教学深化学生创造能力的培养,教师可以透过创新实验设计来实现这一教学目标,可以通过对于实验的改造与革新来激发学生的创造性思维,并且加强学生对于相关知识点的领会.物理教学进入高中阶段后学生积累的知识已经非常丰富,这个时期的学生完全具备实验创新的能力.教师要对学生的这种能力加以鼓励与激发,要激励学生大胆地进行实验创新,使学生能够借助创造性思维来加深对于很多实验过程以及知识点的领会.例如,在讲“加速度、力与质量”时,课本上限定的实验条件是水平板必须光滑,但是实际实验中,必须考虑到摩擦力的存在与作用.教师可以以此为切入点,让学生对摩擦力、拉力、合力的概念进行分析认识,验证三个物理量之间存在的关系,以实际情况中存在摩擦力为限定条件,让学生探索合理的解决办法并进行解答,配合再次实验进行验证.这个实验过程,不仅十分灵活,而且能够活跃学生的思维,让学生在交流探究中找到合适的问题解决模式.透过这个实验创新,不仅化解了理想实验条件在现实环境中无法实践的阻碍,而且能够培养学生的创造性思维.

三、自主实验设计,激发创新能力

随着学生实验能力的提高,教师可以尝试给学生布置相关的实验主题,让学生自主进行实验设计.这既是开放式实验教学的直观体现,又能够充分锻炼学生的创新实验能力.自主实验设计可以有很多不同的突破口,教师可以让学生在基础实验上进行发散与延伸,对于实验探究的问题进一步深化;教师也可以鼓励学生对于实验器材或者实验条件有所改变,在不同的情况下再来验证相关的定律或者规律是否依然成立.自主实验设计,不仅能够锻炼学生的动手能力,而且能够培养学生的思维能力与问题解决能力.对于“测量型实验”,不同的测量实验对于选用的测量工具往往有明确限定,不管是刻度尺、分析天平,还是打点计时器等.教师从这一角度进行突破,可以引导学生在实验器材与工具上进行创新.例如,要求“用一根卷尺测量一堆砂砾间的动摩擦系数”,乍一看无从下手,毕竟卷尺只能获得长度,动摩擦因素看起来不仅困难且风马牛不相及,但是不妨换个思维:动摩擦系数的获得需要建立在相对运动的基础上,结合高中物理实验中最常使用的斜面模型,可以通过逐渐增长斜面倾角使得木块在斜面上发生相对运动,由此可以联想到砂砾在斜面上慢慢滑下形成圆锥体并且不断增高直到即将发生滑动状态,此时砂砾的形态就构成一个经典的斜面模式.以这个斜面上的砂砾作为经典斜面上的木块,就能顺利获得动摩擦系数.这是非常有意义的实验创新,不仅能有效激发学生的思维,也让学生看到了物理实验的多种可能.这样的教学构成,能够培养学生的创造能力.

四、结语

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一方面,教师因素.其一,教师自身的语言不规范.有一些学校的初中物理教师没有经过专业的培训以及指导,由于他们自身工作经验的缺乏以及实验教学能力的欠缺,课上他们往往不重视自身语言表达的准确性,他们往往在公开课上才会精心设计探究过程,然后带领学生一起实验,以便于取得事半功倍的教学效果.其二,教师对学生的要求较低.教师在设计实验问题的时候,不重视实效性,教师没有给学生留出足够多的锻炼机会,对于学生容易出错的地方也没有进行强调,导致学生的能力始终停滞不前,没有得到提高.其三,不够了解学情.教师有时候将学生评估得太高,不了解学生掌握知识的实际情况.另一方面,学生自身因素.其一,平时学习过程中没有养成良好的学习习惯.当碰到一些较难的简答题或者实验探究题时,他们就会放弃这些题目,等着老师在课上讲解获得最终的答案.学生长期不爱动脑、不主动探索,会导致学生的表达能力得不到提高.其二,当走进实验室,学生会被各种各样的器材所吸引,对老师所讲解的实验操作,他们仅仅是观看,当实验结束之后学生之间不去评估,也不去讨论,这就导致学生的表达能力较为欠缺.其三,学生缺乏严谨、认真的学习态度.在表达物理实验现象的时候,并不要求语言的精美,而是要求语言要简练、准确.比如当老师问学生:绿色植物喜欢什么颜色的光呢?此时有的学生会回答:除了绿色以外的光.从学生的回答中我们发现学生心里面明白这一知识,但是其表达不太严谨,正确的表达应该是:除绿光以外的光.

二、初中物理实验中培养学生表达能力的措施

1.从物理实验教学环节来培养学生的表达能力

一是要求学生要阐述物理实验原理.在初中物理实验教学过程中,教师要创设问题情境,鼓励学生用自身所掌握的物理理论知识来阐述物理实验原理,当学生阐述完之后,教师要指出学生表达的不严谨的地方,及时纠正,确保学生在表达物理实验时准确、简练.二是要求学生陈述物理实验操作.物理实验中会用到不同的实验器材,并且每一个实验操作都是按照相关的规定来进行的.所以在初中物理实验教学中,教师要求学生要自己组织语言将实验步骤描述出来,通过这种做可以锻炼学生的表达能力.比如:当老师要做“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”这一实验的时候,教师首先先让学生选出此次实验中所用到的器材,弹簧测力计、木块、木板、毛巾等.然后教师给学生示范每一个实验步骤,当老师示范完之后,教师应该让学生来将刚才老师的实验步骤总结出来.教师通过这样做既锻炼学生的表达能力,又加深了学生对此实验的理解和认识。三是要求学生描述物理实验现象.教师要求学生用语言将物理实验中所发生的各种现象描述出来.然而由于物理实验现象较为复杂,所以教师要发现学生在描述物理实验现象时的错误,让学生的语言变得越来越严谨.比如:当老师要让学生描述“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”这一实验的实验现象时,有的学生会这样说:摩擦力大小与材料有关,材料越粗糙,摩擦力就越大.根据学生的描述,教师要指出其中的错误,并且要告诉学生正确的描述方法:摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大.通过这样做可以避免学生以后犯类似的错误,并且在潜移默化中也培养了学生的表达能力.

2.创设有效的教学情境,增加学生表达的机会

很多初中物理教师在开展实验教学活动的过程中,忽略了学生的学习主体地位,而只是简单的将学生定位于听众或观众的角色,未重视教师与学生之间的互动性,减少了学生自主操作和自主表达的机会.教师实验操作过程倘若忽视了学生的作用,则不利于增强实验教学的效果,而且无法增强学生的表达能力.主要是因为:物理实验过程仅依靠教师单独完成,而教师操作的较为熟练,学生往往还没有看清实验过程,实验结果就出来了.而学生在这种演示实验过程,很难将注意力完全集中起来,也很难展开深入思考,因而无法针对整个实验过程,进行有效表述.对此,教师应该采取措施克服这种弊端,首先,要重视学生主观能动性的发挥和言语表达能力的培养,让实验的过程变为师生互动交流过程,让教师的角色转变为实验的指导者,让学生成为实验的操作者和实验的表述者,提高学生的实验参与度.其次,整个物理实验教学过程,教师要努力为学生表达自身的观念创设良好机会.课堂上教师要巧设问题,鼓励主动探究,并且要求学生口头表述实验现象、实验目的等,对于有异议的问题教师可以让学生展开讨论交流,借助这种方式不仅锻炼了学生的表达能力,还增强了学生表达的逻辑性.

三、结语

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在教学过程中,教师可以与学生一起讨论,提出问题,把问题作为探究的出发点。通过教师有意的创设物理情境,引导学生去挖掘创设出来的物理情境所存在问题,并尝试用已有的物理知识和生活经验去解决这个问题。若无法解决,则将这个问题作为本节课探究的出发点,进行实验探究。在这个过程中,由于是学生自己发现的问题,所以学生会更加有兴趣和主动性去寻找问题的答案,学生学习的积极性也就被调动起来了。对于能主动提出合理质疑的学生,教师应在课堂上给予当众的表扬,鼓励学生敢于提出自己的见解。例如,在学习苏科版八年级第三章《光现象》时,教师在上课时可以让学生先观察窗外的阳光,问他们看到多少种光的颜色,学生肯定会回答一种光,白光或者黄色光。然后教师再拿出三棱镜在阳光下照射,就可以看到大约七种颜色,此时学生会产生极大的好奇心和疑问,非常想去弄明白为什么会有这么多种颜色。教师再把学生的注意力拉回课堂,进行光的有关知识讲解,就可以收到很好的效果。

二、团队合作精神和科学态度的培养

在新编的物理教材中设计了几十个物理实验,这些实验大部分都不是个人单独完成的,而是要学生进行分组实验。可见新课标非常注重学生在实验过程中的交流与合作。因此,在实验课中,要对学生进行合理的分组安排,让动手能力较强的学生带动其他学生进行实验探究。而且实验的时间也要安排充足,保证有较充裕的时间让学生进行实验探究和相互交流各自的想法,并进行讨论。不能因为赶进度而缩短学生探究的时间,在学生还没有进行充分的思考的时候草率下结论是得不偿失的。对实验课来说,学生进行实验探究的过程远比实验结果重要,因为探究的过程就是学生进行思考的过程,而实验结果仅仅是个结果。在实验探究的过程中,要注重学生科学态度的培养。科学的探究态度,对学生的综合思维和价值观都会有较大的影响。实验探究过程就是一个培养科学态度的过程,教师应利用好每一个机会来指导学生认真观察实验现象,详细记录实验数据。要求学生不能为了迁就统一的实验结果而修改实验数据,要有实事求是、具体问题具体分析的科学态度。例如,在苏科版八年级第四章《光的折射—透镜》时,研究凸透镜的成像规律需要比较精确的实验数据,否则实验容易失败。教师在学生做实验时,一定要给予充分实验指导,帮助学生完成实验,同时要求学生实事求是,要在真实的实验数据的基础上来做光的路线图,培养学生的科学态度和严谨的精神。

三、理论联系实际,培养动手能力

在物理教学中注重物理知识对自然现象的解释以及在科学技术和生活中的运用,提高学生对物理的认识,避免让学生认为学习物理知识仅仅是为了考试分数,体现物理知识的生活价值和科学价值,激发起学生学习物理知识的兴趣。教师可以通过一些课外小制作来拉近物理知识和生活的距离,让学生加深对科学知识真实性的体会,理解科学与生活,与社会的密切关系,从而大大地激发学生求知的欲望和学习的动力。比如,学习《光的直线传播》时,可以指导学生制作简易针孔照相机,以此来加深学生对这部分知识的理解。探究式实验主要是围绕实践展开的,我们在设计实验时应针对学生的情况,设计一些能调动学生动手积极性的环节。实验的过程,也不是简单的由教师在台上做,学生在台下记笔记。而是教师引导学生按照实验计划动手做实验,参与实验的设计、器材的准备与组装、过程的调试、结果的记录与分析。培养学生的综合素质首要目标之一就是要提高学生在物理实验中的创造性、积极性和主动性。在做物理实验的过程中,教师可以采取多种实验探究形式,以此来最大限度地发挥出学生的动手能力。例如,在学习苏科版八年级第二章《物态变化》时,可以做碘的升华和凝华实验,先由老师进行实验演示,再将学生进行分组实验,让每个人都动手做做实验,观察实验现象,培养动手能力。

四、结语

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以便为课题研究提供有效事实依据,作者对九台市第一高中的全体物理教师、300名学生及部分学生家长进行了实地调查和面对面的访谈;并对收集到的有关数据进行了细致深入地研究分析。调查显示:学生反思性学习能力的好坏直接受到学校、家庭以及自身因素的影响。该市高中长期以来坚持应试教育体制,一直将考试成绩的高低视为衡量学生优劣的唯一标准。学校对物理实验课程重视程度明显不足,课时安排十分有限;课堂教学仍然延续“教师演示,学生模仿”的传统模式,大多数教师和学生认为物理实验课的目的在于完成学习任务,于是学生对实验内容不予深入理解,教师对实验问题不予过多纠正,实验过程缺乏研究探索和反复思考的阶段,学生的实践能力得不到锻炼,直接导致学生学习物理的积极性不高和学习能力不强,甚至还存在部分学生对实验讲解内容不知所云的现象。而且调查发现,大多数学生对于学过的物理实验内容偶尔反思,能做到坚持反思的微乎其微,其中部分学生根本就没有反思的意识。此外更值得关注的是,即使是偶尔进行反思的学生,反思时也缺乏一套规范、准确、合理、系统的反思理论知识。反思引导和反思条件的欠缺直接导致学生反思意识的薄弱,反思毅力的不足,应试教育下不良的学习习惯使学生没有清晰地认识到反思性学习的重要性,更没有使其养成坚持反思的良好习惯。

二、培养学生物理实验反思性学习能力的建议

物理实验教学过程中要十分注重培养学生的反思意识和反思方法,通过实验培养学生的反思性学习能力,使学生由被动接受到主动探究,有利于学生养成良好的反思习惯。此外还要认识到,反思性学习能力的提高不是一蹴而就的,需要经历一个长期的学习过程。

(一)将反思贯穿于物理实验教学的全过程

物理实验教学由提出问题、猜想假设、制定计划、设计实验、收集证据、实验实践、分析论证、评估、交流与合作等各个要素组成。培养学生的反思性学习能力,应将反思贯穿于实验教学的各个环节。在物理实验教学中常常会出现因为设计环节不合理、实验缺乏创新和灵活而无法实验,或者课堂掌握很好,但课下却找不到重点的情况,这都是因为学生没有及时进行总结规律、合理分析问题,缺少反思造成的结果。所以,在物理实验教学过程中要重视将反思贯穿于物理实验的每个阶段,尤其在实验结束后,对于实验过程、实验数据和实验结论,及时组织学生交流,鼓励学生清晰准确地总结和反思实验环节,归纳实验规律,通过对结论的延伸,使学生认识到自身不足,进而升华学生认知水平,以此提高其观察能力、实践能力和反思能力。

(二)为培养反思能力营造良好氛围

外界环境对学生成长以及各种能力的形成有着深刻的影响。本质上说,反思性学习是一种自我批判的过程,反思成效不佳极易造成情感波动,失去学习兴趣,这就需要家长和教师的正确引导,在培养学生反思性学习能力的过程中要特别注意为学生营造一个良好的学习环境。

1.学校方面

学校要努力为学生创设良好的反思性学习环境,重视培养学生在物理实验课程中的反思性学习能力。充分利用校园广播、电视、报刊等形式多样的宣传手段,发挥校园文化的作用,让学生在日常生活中学习和掌握物理知识。通过举办知识竞赛、科技创新比赛以及实验技能大赛等活动,鼓励学生积极参与,主动学习物理知识,激发热情与兴趣,从而使其将物理学习由外部督促转化为内在自省。

2.教师方面

教师要转变传统应试教育模式的教学观念,提高自身专业素质,发挥创新精神,积极开拓、深入研究、大胆实践新的教学方法。同时也要不断提高自身反思性学习能力和培养反思性学习能力的教学水平,及时总结反思物理实验教学内容:知识点讲解的是否清晰、透彻,学生理解程度是否深入,是否引导了学生对实验内容的反思,下次授课应注意的事项和调整的内容等等。新课程倡导合作学习,要求学生在学习中学会交流、合作,这一过程需要教师的正确引导。教师要主动与学生交流,促进学生间交流,鼓励学生分享学习经验,对物理实验内容交流反思,在增进情谊的同时,更有助于培养学生的反思性学习能力。

3.家庭方面

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(一)学生发散思维的培养

发散思维是创新思维的核心部分,解决问题的过程是发散——集合——发散的循环过程。大学物理实验教学是一种基于创新思维框架下的由发散到集合,再由集合到发散的循环过程,通过培养学生的发散思维,从而达到培养学生创新能力的目的。例如:学生在进行固体密度的测量实验时,就要考虑到该固体是否规则,在液体中的悬浮状况,是否溶于液体等,因此,在多种可能的情况下,学生就要探索不同的实验方法,调动发散思维,从而实现掌握知识,提升自身的创新思维能力。

(二)实验过程是学生发散思维的训练过程

物理实验是围绕一个既定的问题开展的,学生需要调动自身的多种思维能力,运用各种思维方法,例如:综合、分析等,只有这样,才能真正的实现实验目的。在这个过程中,学生的逻辑思维得到了训练。例如:在进行“偏振现象”研究实验时,要求学生设计出各种光路,使之产生不同的偏振光,进而观察不同条件下的实验现象,并进行相互对比。实验前,学生要根据自身掌握的知识,进行科学的假设,做好实验设计;实验过程中,一步步进行验证。类似的实验探究活动能够帮助学生有效的将逻辑思维融入其中,并提升学生的科学探究能力和创新思维能力。

(三)学生在物理实验中提出质疑,进而提升批判思维能力

传统的“一言堂”很大程度上抹杀了学生的批判思维能力,新课改中明确提出,要积极培养学生的创新能力,而批判思维的形成,恰恰是创新能力培养的关键环节。因此,教师在实验教学过程中,理应鼓励学生提出质疑,并带着质疑在实验中加以批判、验证。例如在进行钠光灯波长测量时,有些学生发现测量值与理论值不相符,在深入研究后,发现钠光是由双黄线构成的,即两种波长的混合值,并受到实验环境的影响。学生在物理实验中提出质疑,进而提升了批判思维能力。

(四)学生在物理现象分析过程中形成直觉思维能力

很多物理实验现象需要认真观察才能捕捉到,因此物理实验不仅要求学生掌握好时间,具备逻辑推理能力,还要具备一定的分析预见能力。例如伽利略首先直觉地判断“重物先落地”是错误的,然后通过一次次的实验,得出物体的落地速度不因重量而改变的结论,推翻了亚里士多德“重物先落地”的说法。

二、大学物理实验教学存在的主要问题

(一)教学设备单一,实验仪器高度集成,学生的动手能力受到制约

物理实验仪器的技术含量越来越高,实验仪器高度集成,很多实验步骤都无需学生动手,这样会使学生的动手机会越来越少,动手能力提升缓慢。机械的实验操作,也很难让学生对各种实验原理和设计方法有所了解,更别说创新了。

(二)教学内容陈旧,内容较多

目前物理实验教学内容多是以验证性实验为主,而培养学生创新思维的综合性、设计性实验相对较少,并且在实验教材中,对实验的原理、方法甚至实验数据的处理方案都一一列出,学生做实验的任务就是机械操作,并得出已经知道的实验结果。这样的实验,对于学生巩固所学知识有很大帮助,但对分析能力、设计能力、创新能力的培养却是意义不大,甚至会使学生养成懒惰、不善于动脑的习惯。

(三)教学模式落后

一直以来,物理实验的教学模式多是沿袭传统教学模式。学生被动接受教师“无微不至”的讲解,然后按部就班地顺利完成实验。看似一片“和谐景象”,但是真正的教学目的却没有达到。随着教学改革的不断推进,这种教学模式已经显得落后。

(四)实验教学过程限制颇多

由于实验教科书的指导相当详细,教师只要监督学生一步步完成实验即可,因此在实验教学过程中,教师仅起到了“监工”的作用,而教师的引导作用却无从体现,学生也无法发挥创新能力,甚至还受到教师的诸多束缚,例如:当提出异议时,教师会认为学生不听话(书中已经写得清清楚楚,偏要提出不同意见),并认为是故意找茬。另外,由于实验课时较少,教师力争在有限的时间内完成大量的实验教学工作,也有意压缩学生探究、验证质疑的时间,从而导致学生的实验效果看似显著,实则问题颇多。

(五)实验室缺乏创新环境

高校的实验室往往定时开放,并且很多实验内容也未能面向全体学生(主要指本科生)。学生的很多创新思想不是因缺少实验仪器,就是因仪器使用受限而被扼杀在摇篮里。另外,实验室在师资力量上,也存在严重不足,很多教师多年都未获得过继续深造的机会,自身的专业知识和教学理念仍停留在多年前。这样培养学生的创新能力便很难达到良好的效果。

三、大学物理实验教学改革

(一)改革实验课程体系,培养学生创新思维能力

根据物理实验自身的研究方法和规律,建立从易到难、由单一到综合,循序渐进、逐步提高的大学物理实验课程教学体系。在大学物理实验课程教学体系中,重视实验选修课的设置,满足人才培养的需要,给学生创设创新活动的空间。增加设计性、综合性实验的比例。鼓励学生灵活运用分析、归纳、判断等思维方法,在头脑中形成直觉和想象,构思实验方案,培养学生创新思维能力。

(二)开放物理教学实验室,提高实验经费投入

实验室要面向全体学生开放,时间也不局限于上课期间。从设备的安全及使用效率考虑,可指定专门教师指导和管理,但不能扼杀学生实验的积极性。学生如需动用贵重仪器,可征得管理教师同意后进行。随着物理实验要求的提高,高校应加大物理实验经费的投入,并做到专款专用,同时还要预留出更新设备的资金。另外,高校还应该注意仪器设备的科学使用,提高设备的使用效率,尤其是一些大型仪器设备。

(三)更新理念,增强创新意识

创新不是一时的凭空捏造,而是要具备创新意识和相关的知识储备。由于教师在培养学生的创新意识方面起着引领作用,因此作为教师,首先应具备创新教育的理念,并应用到教学中去,才能正确引导学生创新学习;其次应加强创新知识的学习,具备精深的专业知识和宽泛的综合知识,掌握社会文化、科技发展的新动向,注重对新理论、新技术和新信息的了解,并将这些知识融入到大学物理实验教学中去,才能引导学生把知识学活,有效地培养学生的创新能力。

(四)注重培养学生实验方法,促进学生创新潜力的发挥

要将科学发展史贯穿于大学物理实验教学中,注重科学思想发展史的教育。例如:在电磁感应实验中,介绍法拉第在仔细分析电流的磁效应基础上,认为电流既然能产生磁场,反过来磁场也应该能产生电流,因此提出了磁能生电的假说。尽管在实验中经历了无数次的失败,但他信念坚定,最终发现了电磁感应现象,让学生感受科学探索的艰辛历程,把学生融入到科学家的思维情境和发明创造的氛围中,促使学生将自身的学习和人类社会的发展有机结合起来,更加积极主动地吸收人类社会的先进思想。同时科学家的创新思维方法又可以从方法论上指导学生的学习,使学生主动地从不同视角创造性地思考问题,从而有利于培养学生的创新意识,挖掘学生的创新潜力,提高学生的创新能力。

(五)利用信息技术,开拓创新思维空间

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1.自然实验观察。

自然实验观察是对自然界的生物和现象进行观察,例如科教版的小学科学中《校园中的树木》就是属于自然实验观察,通过对学校的树木进行观察,记录下树木的生活环境和生活状态,对树木的各个部分进行细致的观察。自然实验观察是学生最早接触到的观察之一,学生对于这种方法非常感兴趣,让教学从教室走向户外,可以更好的培养学生观察能力,在这一阶段的教学过程中,老师要逐渐让学生培养观察习惯和观察能力,让学生学会用感官和辅助工具进行观察。

2.定性实验观察和定量实验观察。

定性和定量实验观察是根据实验结果是否需要用数量进行表示确定的。一般来说定量实验观察需要借助辅助工具进行,定性实验观察不需要。

二、小学阶段学生实验观察的特点及现状

在现阶段小学生受到知识和年龄的限制,在实验的过程中对实验表象观察的比较仔细,比如颜色、声音变化。但是对于一些细微的实验现象观察不足,有时候在观察中的实验现象来不及记录下来,或者是不知道怎么描述实验现象,导致实验观察记录不准确。学生在实验观察中很难通过某一种固定的方式将实验结果记录下来。比如在《把种子传播到远处》的教学中,老师让学生观察苍耳和蒲公英种子,并对观察结果进行记录,大部分的学生能够很好的将种子的外形描述出来,但是描述的方式不一样,部分学生能够通过语言记录下观察结果,还有部分同学擅长语言描述,部分同学是通过绘画进行的记录。所以在实验观察中,不要限制学生的记录方式,让学生形成自己独特的实验观察记录方式。

三、如何培养小学科学课中常用的实验观察能力

首先,要培养小学生实验观察中的顺序观察法。顺序观察法是指在实验观察的过程中对观察对象进行排序,还有在心中的排序。在顺序观察中一般包括从整体到局部的观察顺序,由远到近的观察顺序。在实验观察的过程中老师要培养学生多种顺序观察方法,加强学生的实验观察能力。其次,要培养学生的重点观察能力。重点观察是在观察的过程中抓住事物的本质和重心。例如在上《植物的生长变化》单元中,老师切下芹菜,将其放入染色的水中,让学生对其切面进行观察,记录特征,老师要引导学生进行重点观察,通过观察让学生明白植物的根茎是水分运输的主要通道,明白植物根茎的作用。再次,要培养学生的整体观察能力,整体观察一般是先从整体观察,然后再对各个部分进行观察,更好的形成整体认识。例如在对蜗牛的实验观察中,首先就要让学生从蜗牛的外形、运动方式、生活习性等方面进行系统的观察,通过整体的观察产生更多的疑问,例如蜗牛有没有牙齿,然后再对这些细节进行观察,更好的去认识整体,对蜗牛的整体认识进行补充。最后,要培养学生的比较观察能力。比较观察法在实验观察中应用的较多,在试验中设置对照组和实验组,通过对比实验,让学生对实验进行记录,通过对实验条件的控制,观察发现影响实验结果的因素,可以更好的锻炼学生的缜密思维,提升学生的实验观察能力。

四、培养小学生科学实验观察能力的注意事项

实验观察能力的培养是一个长期的过程,需要通过不断的锻炼和积累学生才能养成良好的实验观察能力,在培养小学生的实验观察能力过程中要注意以下几点:第一,在实验之前要让学生明白实验的目的,实验方法和实验中要重点观察的部分;第二,在实验中要让学生养成客观记录的好习惯;第三,在实验之后要认真的对实验数据进行分析总结;第四,要适度开放实验环境,让学生养成良好的实验观察能力;第五,老师在实验观察课中要对学生进行适当的引导,保证学生在实验观察中的深度和广度。

五、结语

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以往的初中物理教学,演示实验是教师较为喜欢采用的方式,演示实验直观,能让学生更好地掌握实验的步骤,获得实验结论,但从教学实践来看,很多教师物理教学中进行演示实验时,多是借助多媒体演示实验过程,然后由教师来得出结论,演示过程中没有注重引导学生主动参与,学生只能被动地看,然后再对实验步骤和实验结论进行背诵。这种实验教学忽视了学生在实验过程中的主体性,从而导致学生只能以机械的方式学习实验。转变演示实验的教学方式,要在课堂教学中结合实验内容引导学生主动参与,注重通过互动让学生更好地掌握实验步骤,引导学生自主总结实验结论。以“蒸发吸热”的演示实验为例,先引导学生观察温度计的示数(了解室温),然后用干棉花包住温度计的玻璃泡并捆扎好,紧接着用扇子对温度计扇风,此时问“温度计的示数有变化吗?”把该温度计浸泡到酒精中,追问温度计的示数是否发生变化,教师从酒精中取出温度计,问“随着酒精的蒸发,温度计示数有什么变化?”再用扇子对着温度计扇风,追问“温度计的示数下降速度有什么变化?”如此,以问题引导学生观察,让学生对实验原理、器材选择、仪器等都有更深刻地认识,利于学生对知识的理解。在观察的基础上教师先引导小组学生发言,然后教师归纳总结,得出蒸发过程要吸热的结论。演示实验的优点在于形象直观,在物理教学实践中,教师可借助多媒体或其它辅助实验器材,多演示,多引导,从而促进学生更好地构建物理知识。

二、发挥学生主动性,提倡边学边实验

初中物理教学中,单纯的以演示实验来引导学生观察,虽然通过师生互动可让学生更好地理解实验中所涉及的知识点,让学生形成知识构建,但毕竟学生没有亲自参与,体验不够深刻。初中物理教学实践中,不仅教师要优化演示实验让学生获得更直观的感知,还要注重引导学生主动参与,让学生“动”起来,边学边实验。教学实践过程中教师可根据教学内容就其中的一个片段、一个例子、一个问题引导学生展开小实验。提倡多学,让学生在学习过程中主动提出问题、多参与互动。多实验,让学生在经历实验中掌握物理知识,培养其探究能力。初中物理课堂教学中提倡边学边实验,虽然小实验不会像演示实验那么顺利进行,但对学生的应变能力、探究精神的培养都具有积极意义。以“磁场”的教学为例,对于磁场的磁性和指向性、磁体有两个磁极和磁极间的相互作用等知识点,要是讲授的话很快就完成了,然后再让学生背诵,学生也能很快记住,但却不能让学生较好理解。故而在教学中教师可先引导学生准备一些小物品,如硬币、大头针、木块之类,在教学中先引导学生用磁铁去尝试能吸起那些物品,引出磁铁具有磁性的知识点,然后再引导学生玩磁铁对对碰游戏,增强学生对“磁极间的相互作用”的感知,让物理课堂教学更加有效。同时,在物理教学实践中引导学生边学边做,可较好地激发学生的学习兴趣,以小实验来活跃课堂气氛,提高学生的参与度。

三、改革实验教学模式,提倡分组实验

初中物理教学实践中分组实验是在教师的组织和引导下,把学生分为不同的小组,然后展开实验探究。一般初中物理教学中分组实验以测量性、实验性和实用性的实验为主,更多的让学生在分组实验中更好地理解物理知识,通过操作活动培养学生的实验探究能力。从当前初中物理教学中的分组实验来看,学生实验的效果并不是很好,一方面是教师在实验前没有组织学生对实验进行预习,学生在实验中对实验目的不够明确,另一方面是学生实验过程中教师的指导作用没有较好的发挥,从而导致学生对实验步骤、结论不够清楚。因此,组织学生展开分组实验,一要做好课前预习指导,二要注重在实验中引导学生参与互动和探究。以“测量小灯泡的电功率”的教学为例,在导入环节中引导学生复习小灯泡的电阻测量方法引出电功率的测量,引导学生根据测量要求和之前讨论的实验方案选择实验器材,引导学生实验,实验中教师巡视并根据学生实验情况进行指导。如调节滑动变阻器时因实际电压超过了额定电压导致小灯泡烧坏,而学生对这一现象的原因并不明确,此时教师可引导学生进行分析。实验过程中要注重对学生的实验步骤进行引导,实验中可先根据学生的实验方案作出指导,教师帮助学生修改方案后再实验。如调节滑动变阻器这一环节,要使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍,然后观察灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数,学生设计方案时就可能忽略额定电压值,教师检查学生实验方案时就应做出指导。学生实验后教师要先引导小组学生对实验结论进行总结,然后再根据实验现象进行点拨。

四、紧密联系生活,注重拓展课外实验