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物理教學如何培養學生的創新意識

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1.實驗內容的創新開發和設計

物理教學如何培養學生的創新意識

新課程標準的一個重要的價值取向就是變課程的預定性和封閉性為課程的生成性與開放性,同時教師也由課程規範的複製者變為課程的創造者。做為課程的主體,教師要全方位地主動地介入課程的研究、開發、設計和實施等一系列的創新活動中,因此一個新的理念被突現出來:教師即課程(the teacher is the curriculum)。在這種理論指導下,教師完全有必要針對學生的實際情形,富有針對性地對物理實驗進行適當的取捨、增刪,最終衝破狹隘的課堂教學的封閉環境,建構起以教科書為載體,以教室為物理空間的小環境和以所有媒介為補充以日常生活乃至巨集觀世界為大環境的高中物理實驗教學體系。

教師在實驗的開發與設計上要把握好以下幾個原則。

1.1以教材為主

雖然說新課程是以開放性、生成性和創新性為價值取向的,教科書不再是教學的中心,也不再是唯一的課程資源,但是教科書在編寫過程中得到了大量的專家、學者的指導,凝聚了大量教育一線教師長期工作的經驗教訓,經過了長期的試用和改進,是最能充分體現創新教育價值取向的課程資源之一,它不僅是知識的載體,而且在知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀等方面的教育任務上更是有突出作用,因此在教科書的框架內進行實驗的創新設計是實驗創新教學的首要原則。

首先,可以對教材上已經給出的實驗進行改進或重新設計,以達到更好的教學效果。例如,在驗證動量守恆的演示實驗中,教材上的實驗方法是彈簧彈開兩輛小車,分析小車運動距離得出運動速度,進而得出動量的關係。筆者認為此實驗可以改為定量的測量,只要將車換成球,利用平拋求速度即可。其次,可以用實驗驗證教材或習題中的一些問題。例如,光滑水平面上的小車上站一人,人用錘子敲擊小車一端時小車能否朝一個方向連續運動。再有如何用實驗再現或驗證生活、生產中的某些物理問題。例如,電飯鍋的自動控制如何用實驗模擬等。

1.2具有趣味性

興趣作為主體的一種內驅力,直接導致學生主動地去關注實驗、完成實驗、理解實驗。例如,做聲音的共鳴實驗時,傳統的做法是教師只用兩個音叉a、b,敲a後觀察到b也振動了,筆者採用多個音叉a、b、c、d、e、f做實驗,a與b固有頻率同,a做為提供驅動力的音叉單獨放置,其它音叉環繞a音叉放置,敲a後一會兒用手握住a,發現還有聲音,再握住c音叉,還有聲音……,最後握住b後聲音消失,再看它們的固有頻率關係,最後得出結論。用此種實驗方法對學生的吸引力更大,學生不僅能表現出濃厚的探究興趣,而且印象很深,很長時間都忘不了。

1.3簡單易行

限於高中學生的理論水平和操作技能,實驗設計要儘可能用較少的儀器,儀器要儘可能簡單,實驗原理儘可能在高中範圍以內。首先要就地取材,用簡單的器材做實驗容易使學生感到物理就在身邊,研究物理並不神祕,因此老師可以用可樂瓶、易拉罐、飲料吸管、膠帶等生活中常見的物品來做物理實驗,如抽水馬桶原理的模擬等。長久下去,學生對周圍生活的關注意識就會增強。其次,採用簡單的器材還容易突出實驗的物理原理,而不為器材複雜的結構所幹擾,能獲得更好的效果。比如在驗證單擺擺動過程中機械能足否守恆的實驗中,如果用光電計時器來測量小球某個位置的瞬時速度,學生絕大多數時間用來熟悉儀器的安裝、使用,調整光電門的位置,而忽略我們實驗的目的是機械能守恆的驗證,採用剔須刀片在某位置緊貼小球割斷擺線的方法,器材雖簡單,但體現了拋體運動和單擺運動的整合思想,學生完全理解這種思想,很容易地就接受了這個實驗方法。

1.4具有科學性

教師在創新型實驗設計上要保證不出科學性錯誤,同時在實驗中要尊重實驗事實,不要只關注與似設相符的實驗資料或現象,而忽略觀察收集那些與預期結果相矛盾的資訊,這樣往往失去了科學的態度和方法,進而由部分資料得出錯誤的實驗結論。比如做探究單擺的週期與擺長關係的實驗時,同學採集到大量資料,在t-l座標系中描出點後,有的同學認為靠近原點的資料誤差大而捨去,導致t與l成正比的錯誤結論。

1.5課內外相結合

物理學是一門來源於自然而又應用於自然的基礎科學,一方面它帶動了科學與技術的進步,另一方面推動了文化、經濟、社會的發展,因此關注物理的知識與技能在生產、生活中的應用,關注物理學與技術、經濟、社會的互動作用是新一輪課程改革的重要目標。因此高中物理實驗創新教學的另一重要內容就是在安排足夠的演示實驗和分組實驗的基礎上,將學生從課堂、教材、習題中釋放出來,組織豐富多彩的課外活動,如小發明、小製作、小實驗等,實驗室要完全對學生開放,培養學生主動做課外實驗的意識,同時鼓勵他們博覽群書,逐步建立起以物理學為核心的廣博的知識體系。

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