物理学本质上是一门以实验为基础的学科,它是人类文化体系中最重要、又最基础的学科,在教学过程中,为了使学生能够积极地吸收科学经验,一般采用物理实验教学来探索物理规律。在现代教育中,运用物理实验教学,对学生进行科学的思想品德教育,使其形成正确的人生观和价值观,具有重要的现实意义。
一、素质教育下物理实验教学的重要意义
(一)能够赋予学生正确的科学思想和精神
采用物理实验教学不仅仅能够正确引导学生对科学知识进行探索,同时还能赋予学生正确的思想和精神。对于现在的中学生来讲,在学校的学习和教育当中他们吸收了科学的知识,并且也知道了科学是非常有用的,但是他们也许并没有吸收到真正的科学的思想和精神。而恰恰就在此时,运用物理实验教学能够引导学生们正确地回顾物理科学历程,从而发现更多的物理科学知识。物理实验教学能够促使学生在学习科学知识的同时深刻感受到物理知识的神奇奥妙之处,从而真正地了解正确的科学的物理知识,学会自己去思考科学,认知科学。
(二)运用物理实验教学引导学生发散思维
课堂上采用物理实验教学能够很好地引导学生自主思考,学会思考。在课堂上讲述一些科学案例,并指导学生亲自动手去实验,对学生的思维能力有着很大的促进作用。例如牛顿,在一棵大树下玩耍的时候突然被树上落下的苹果砸到了头,于是他就联想,苹果不会那样无缘无故地落下来,后来经过了大量的实验,最终总结出了万有引力定律。一个苹果偶然地落下,便造就了一位伟大的科学家,成为人类思想的转折点。经过数万次的实验,得出的一个结论,这只是不少科学家付出的些许努力,更多的艰辛历程,是我们常人都无法体会到,也无法想象到的。因此只有通过一些真实的案例才能了解更多的物理学家所具有的科学品质和科学精神,进而能够形成正确的情感、态度和价值观,就要像他们那样对待自己的工作、生活,才算真正地领悟了物理学知识。有了前辈们作榜样,再加上自己动手得出的实验结论,印象更加深刻,学到的知识更加透彻,难以忘怀,这样能够让学生们在学习知识的时候也会更加的努力,想要汲取更多的科学知识,来给自己补充能量,不会因为学习上遇到的一些小小的困难就想要退缩,甚至选择放弃。开展实验时也更能感受到科学家们为了探索知识所做的付出,这将会时刻激励着学生们物理学科求知的欲望。
二、新课标下初中物理实验教学中的素质教育开展策略
(一)融合物理原理,培养学生观察能力
在初中物理教材中有很多抽象性的物理概念,这些知识对初中生来说并不是一朝一夕就能明白的,他们要经过一段时间的知识积累和知识探索才能真正理解其中的含义,这样才算是真正掌握了物理知识点。对此,教师要在物理实验教学中有意识地锻炼学生的观察能力,并且,合理地把物理知识原理融入实验活动中,借此促使初中生更深刻地感悟物理原理的本质内涵。教师在物理实验课程上要为学生预留出更多自主探索、自主观察、自主分析的时间,要让他们通过动脑思考、亲手实践的方式了解物理知识与物理现象的关系,这样才能使初中生更快速地理解物理原理,并且能利用这些原理解决现实生活中看到的物理现象,进而提升他们的学科素质教育。在学习“串联和并联电路的电流”这节课时,教师可以开展观察实验活动,让学生对不同关联方式的电路进行观察和测试,以此来加深对电流知识的理解。教师先为学生准备插座、电源、一个电流表、两个小灯泡、几节电池、若干导线和一个开关,然后,让他们把一个白炽灯接入到照明电路之中,通过闭合和断开开关来观察灯泡的变化,并轻轻触摸灯泡壁,感受它的热度;再然后让他们把电压为2.5伏的小灯泡用导线连接到一节电池上,观察此时灯的亮度,摸一摸灯泡壁的热度;之后,学生再把一个2.5伏的小灯泡用导线连接到两节电池上,并观察这时灯泡的亮度,轻轻触摸灯泡壁的热度。初中生通过观察和触摸的方式能得出电流越大,在相同时间内所产生的热度就越大,而此时的灯泡也就越亮这一结论。由此可见,教师通过创建观察性物理实验,能有效锻炼初中生的事物观察能力和知识探究能力,从而促使他们更深刻地理解知识原理。
(二)联系生活实际,调动学生学习热情
对于初中生来说,他们的思维意识还处在逐渐形成与发展的阶段。而且,由于他们的生活阅历不是很丰富,所以对新颖的事物会非常感兴趣,也有着强烈的探究欲望。因此,物理教师可以充分利用这一特点开展生活实验探究教学活动,引导学生把现实生活要素与教材中的物理知识点关联在一起,利用更生活化、日常化的物理实验帮助他们进一步了解物理现象,理解抽象的物理知识。同时,也借此激发初中生主动探究物理原理的欲望,提高他们主动学习的兴趣,进而有效提升学生实验探究的能力。另外,物理实验教学模式还能改善传统的枯燥的理论教学氛围,减少初中生学习物理的压力,使其能更主动地投入物理实验活动中。以“凸透镜成像”这节实验课程为例,教师为了激发初中生参与实验活动的兴趣,可以创建生活化物理实验,引导学生利用生活中常见的物品进行实验操作。比如,教师为了让学生猜想凸透镜和凹透镜对光所起到的作用,可以让他们用手电筒、白纸、透镜三样日常生活用品进行实验探究。学生先把手电筒的光照在一张白纸上,然后观察此时光斑的大小,之后,他们再把透镜放在手电筒的前面,观察光斑在这种情况下所产生的变化,最后,学生经过探讨和研究可以发现,如果光斑变小了,则说明透镜在此时对光起到了会聚的作用,如果光斑变大了,则说明此时的透镜对光进行了发散的作用。而这两种现象都是光的折射所引起的,其中对光起到会聚作用的透镜就是凸透镜。此后,教师再在这个知识点的基础上开展凸透镜成像实验。教师通过创设生活化物理实验,不仅改变了初中生对物理课程的看法,还能有效激起他们主动参与活动的兴趣,进而帮助学生树立正确的物理实验观念。
(三)重视实验过程,形成严谨科学态度
学科素质教育还包含科学精神这一要素。对物理学科而言,科学精神指的是学生敢于对学科知识提出质疑和批判,并能用理性的思维对其进行严谨的物理实验探索,从而得出更准确的结论。对此,初中物理教师要想让学生拥有这一素质教育要素,就要在实验教学过程中有意识地培养他们的理性思维观念,让他们明白真理的重要性。并且,要引导学生用严谨、科学的态度面对物理实验活动,对实验中的每一个步骤、每一个环节都做到认真负责,从而通过实验操作得出更加科学的物理结论。初中生在开展物理实验之前,教师要告知他们实验所要用到的工具和材料,帮助他们明确实验流程,记住每一步要操作的内容,而且要对学生强调实验的严谨性,不能因为怕麻烦或者为了节省时间减少实验步骤。另外,教师还要时刻关注学生的实验过程,及时帮助他们解决困难,从而使物理实验能顺利地进行下去。以“物质的比热容”这节课为例,教师为了培养学生正确的学习态度,促使他们形成严谨的科学精神,可以创建“水和沙子的吸热性能”物理实验活动。教师先给学生准备烧杯、酒精灯、铁架台、火柴、石棉网、圆纸板、计时器、小试管、加热器、沙子、温度计、水等实验材料,然后让他们制作一个实验记录表格,表格中要包含沙子、水、质量、液体初温、液体末温、升高温度、通电时间几个要素。之后,学生再按照教师所教授的实验步骤进行物理实验。先选取质量相等的水和沙子放到小试管中,然后用相同的加热器或酒精灯在相同的时间内对小试管进行加热,此时还要用温度计测量水和沙子的温度变化,用秒表计算加热的时间,最后学生要把这个过程中所产生的所有数据记录到表格中。教师通过引导学生参与严谨的物理实验活动,让他们知道遵守实验规章制度、遵循实验流程和步骤的重要性,从而促使初中生形成良好的科学精神。
(四)设定拓展问题,锻炼学生思维能力
初中物理教师要想更好地培养学生的物理思维能力,可以在实验教学过程中巧妙地设置拓展性问题,让学生能针对某一物理知识点进行发散性的思考,并借此提升他们物理实验探究的能力。在设计拓展性问题时,教师可以以锻炼学生的逆向思维为目的,选取一些较为简单的物理知识点进行提问,并引导学生在实验的过程中结合已掌握的内容对这一问题进行探索,从而发现更多与此相关的物理知识点,同时,也借此锻炼他们的发散性思维能力。在学习“物质的密度”课程时,教师可以创建拓展性问题实验活动。比如,在探寻同一种物质的质量与体积的关系时,教师可以先给学生播放一段蜡的密度与体积关系的视频,然后再对学生提出问题,如“请同学们猜想一下,同一种物质的质量和它的体积之间是一种怎样的关系呢?”学生则可以对这一问题提出假设,例如,“体积相同的同一种物质,其质量也是相等的”“同一个物质的物体体积越大,它的质量也就越大”等,之后,初中生再对这些假设进行实验验证。先选取铁、铝、铜三种物质作为实验研究的对象,然后用天平测量出这三样物体的质量,再用量筒测量出它们的体积,并制作一个列表。接着,学生再以体积V作为横向坐标,以质量m作为纵向坐标,把所测量的信息在方格纸上画出坐标图像,并在此基础上计算出每样物体的质量与体积的比值。最终,初中生可以通过分析表格中的数据值得出准确的结论。物理教师借助拓展性问题不仅提高了初中生物理实验的完成质量,还有效锻炼他们的物理思维,进而提升学科思维能力。
(五)自主设计实验,培养学生创新意识
在物理实验课程中,教师除了按照教学材料的要求为学生创设物理实验活动之外,还可以鼓励学生根据自己的实际需求和对物理原理的猜想进行物理实验目标、实验内容、实验流程的设计,从而更好地锻炼他们的创新意识和创新思维能力。物理实验教学的目的就是要让学生通过自主探索物理现象、发现物理规律的方式掌握正确的实验方法,并且找到合理的解决方案,或者能进一步加深对物理知识原理的理解与记忆。对此,教师为了培养初中生的创新思维意识,提升他们自主探寻物理知识原理的能力,可以开展自主设计物理实验活动,让学生对教材知识点提出合理的猜想,然后再以此为基础设计个性化的研究方法,并且在实验操作和反思的过程中拓宽解决问题的思路,提高他们的创新实践能力。以初中物理教材中“怎样产生感应电流”这节课为例,教师可以让学生自行阅读物理课本,并鼓励他们按照自己的理解创设物理实验活动。比如,有的学生想要探索“产生感应电流的条件”这一问题,他们就要先准备U形磁铁、闭合线圈、灵敏电流计、手摇发电机、支架等实验材料,然后再设计物理实验的方案,制作实验记录的表格,之后再开展实验活动。学生可以通过操作闭合开关,观察导体在U形磁铁中的运动变化,并借此判断电路中的电流会在怎样的情况下产生。同时,要记录灵敏电流表指针的方向变化。初中生通过设置这样的物理实验能有效判断出感应电流产生所需条件,而教师也能借助这种方式提高学生的创新思维能力。
三、结束语
综上所述,物理实验教学对于当代大学生的发展具有十分重要的意义,特别是在培养大学生创造性思维和创造性能力方面起着至关重要的作用,它既能提高大学生的文化和科学素质,又能提高大学生的综合素质和思想素质,还能活跃大学生的思维,形成自己独特的思维方式,让他们站在前辈的“肩膀”上,不断地成长,形成良好的创造性思维,从而在今后的学习和工作中取得更大的进步。
参考文献
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