试论中学物理实验教学中学生科学探究能力的培养

发表时间:2020/11/13   来源:《教育学文摘》2020年7月21期   作者:林新伟
[导读] 物理学是一门以实验为基础的自然科学
        林新伟
        普洱市民族中学 云南 普洱
        摘要:物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理实验不仅是学生形成物理概念、认识物理规律、获取物理知识的重要途径,而且对学生的探究能力和创新能力的培养,是其他学科所不能替代的。在中学物理实验教学中培养学生科学探究能力已成为广大物理教师普遍关心并努力探索的热门课题。本文阐述了探究能力的含义,分析了现行中学物理实验教学不利于探究能力的培养因素及成因,探讨了培养学生探究能力的一些方法。
        关键词:物理实验;科学探究;中学物理
        引言:科学探究原是指科学家研究自然界的科学规律时所进行的科学研究活动。在新一轮的教育改革中,把科学探究引入学生的学习过程,因而,在这里科学探究是指学生在物理课程学习中的自主学习方式和学习过程,即能从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现与物理学有关的问题,并且能通过提出问题、调查研究、动手实验表达与交流等探究性活动,获取知识、技能和方法。
        一、传统中学物理实验教学中存在的问题
        传统的实验教学主要包括演示实验的教学、学生分组实验教学、课外实验教学等。演示实验的教学的开展,首先是教师从实验目的、实验原理、步骤以及方法进行讲解;其次教师在演示实验中边讲边演示;最后教师将实验结果进行分析,学生跟着教师讲解思路走,而学生作为听众并没有参与。这样学生根本没有思考的空间,实验完毕后学生的思路也跟着停止,这样学生对待实验不免会觉得枯燥乏味,这虽然便于教师的管理和组织,但限制了学生思维的开放性发散性,对于培养学生获取知识的能力,激发他们的创新精神起不到应有的作用。
        二、中学物理实验教学中培养学生科学探究能力的方法
        如下从课堂演示实验学生分组实验和课外实验探讨在中学物理实验教学中学生的科学探究能力培养的方法:
        (一)发掘演示实验的有效因素,培养学生探究质疑能力
        在演示实验过程中,应该正确引导学生去发掘问题,不应该像放电影一样从头到尾的播放。使学生产生质疑。质疑是经过较充分分析后提出的问题。质疑是思维的开始,也是有所发现的前提。在具有创见性的质疑的过程中,学生提出的问题有一定的深度和广度,往往击中关键,这样使学生思维独立和创新得到培养。
        教学“物体内能的变化热和功”时有个演示实验:压缩厚玻璃筒中的空气,使空气内能增加,温度升高,从而使筒内易燃物着火实验中明亮的火花给学生以深刻的印象。然而实验过后,不少学生提出:实验的研究对象是什么?压缩时简内空气的温度是否变化?如何判断它是否变化?实验的目的是什么?特别是在没有判断出简内空气的温度是否变化而事先就放人易燃物来显示气温的升高,显然不符合科学的探究过程。如果改变教材一次完成的做法,而是实验时在厚玻璃筒内先不放易燃物,压缩筒内的空气,要求学生仔细观察简内空气的内能有无增加。学生感到困感:空气内能增加与否怎能看得见?此时自然引出一个实验设计的问题情境:如何判断简内空气内能是否变化?顺着这个思路展开过程组织实验教学,由于实验是学生主动参与设计的,设计目的明确,实验后学生无论是对实验所揭示的结论还是实验的设计思想均留下深刻认识和理解。
        (二)分析学生实验中发现的异常现象,培养学生分析解决问题的能力
        对学生实验中出现的异常现象的捕捉和分析处理是培养学生的独立性和创造性的有效途径。

例如“用单摆测定重力加速度”的实验中,学生自以为测量L和T都较准确,但实验测出的偏大。针对这一实验问题,教师检查学生测L和T的方法及数据确定正确无误,发现问题出现在没有保证单摆在一个竖直平面内振动,而是形成了个圆锥摆。教师可指导学生推出圆锥摆的周期公式为(为摆长,为偏角),它小于同样摆长的单摆周期,用它代人单摆周期公式求出使g值偏大,这样既解释了实验误差来源,又得出了圆锥摆的周期公式。这样不但加深了对定律的理解,而且从猜想、分析到利用实验加以验证,已经很接近科学家在研究物理问题时“提出假设并轮证假设”的科学方法培养了学生分析和解决问题的能力。
        (三)开展课外实验.培养学生实践能力和创新能力
        课外探索性实验,是对课内实验教学的一种补充,一种完善。要求学生从课题的确定、实验方案的设计、实验器材的选择到实验如何操作、观察哪些现象、怎样分析数据、结果是否合理、如何表述等都需要独自完成。尽管一般情况下是要求学生解决一些简单的课题,但这样做也已经与平常课内实验教学有较大的差异,真正使学生不同程度了解实验的真实过程,从而提高学生分析问题和解决问题能力。
        三、中学物理学实验教学中培养学生科学探究能力应注意的问题
        (一)演示实验
        做演示实验时要紧扣教学、目的明确、重点突出、主题鲜明、效果显著、有说服力、简单明了、形象直观、富有启发性、方法正确、科学性强演示与讲授紧密配合。
        (二)学生实验
        在实验课上,教师应安排适当时间,讲清仪器的使用方法和容易发生的故障,分析本次实验的关键所在。充分发挥教师的主导作用并不是包办代替。
        (三)课外实验
        课内实验是经过反复论证、反复运用,已经比较完善、成熟。但课内实验限制较多,教师“包办”现象明显,原理、器材、结果等等都是无法改变的,学生的实验能力一般只限于实验操作技能的培养。课外探索性实验则不同,没有太多规定,也没有太多限制,考虑学生的知识水平,只要学生积极参与、多加思考,相信学生,只要学生动手做了、动脑想了、就算成功了。
        结束语:
        现行的中学物理实验教学在传统教学模式和传统的学习方式影响下学生的学习处于被动地位,不利于培养学生创新能力和实践能力,这样就不能适应社会发展对高技术人才需求。解决传统教学模式影响的有效方法之一,就是转变教育观念和在物理实验教学中开展探究活动。本文从演示实验、学生实验、课外实验三方面探讨了培养学生探究能力的方法及应该注意的问题。希望能对中学物理教师及学生有所帮助。
        参考文献:
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        [2]李春密,梁洁,蔡美洁.中学生科学探究能力结构模型初探[J].教育技术通讯2005,01
        [3]朱俏燕.新课程标准下中学物理的探究性教学[J].文教资料,2005,21
        [4]姚文清.在高中物理实验教学中培养学生探究能力[J].广西物理,2002,03
        [5]何晋中.浅谈中学物理课外探索性实验[J].教学仪器与实验,2003,07
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