如何在新課標的指引下改善高中物理課堂教學

2021-07-26 17:24:00 字數 4520 閱讀 2634

1樓:最愛

目前在應試教育的影響下,物理實驗教學難以發揮它應有的作用。許多教師很少做實驗,不願花時間從事實驗教學,實驗只被作為收集資料,驗證理論,應付考試的工具。學生實驗形成了教師講,學生做,教師示範,學生模仿的教學,學生成為被動的接受者,以至於學生很少提出問題。

大多數學生重結果而輕過程,為了得到期望的結果,甚至修改實驗資料。沒有養成實事求是的科學態度,沒有學會解決問題的科學方法,學生的主體地位遠沒有得到重視,學生缺乏主動**的慾望和熱情,忽視了實驗對學生科學思維方法和創新能力的培養。

新課標指出高中物理課程應促進學生自主學習,讓學生積極參與,樂於**,勇於實驗,勤于思考。通過多樣的教學方式,幫助學生學習物理知識和技能,培養其科學**能力,使其逐步形成科學態度和科學精神,因此,高中物理實驗教學迫切需要改革。**性實驗由於其重視過程和方法,有利於提高學生髮現問題、解決問題的能力,培養與他人合作的精神,養成實事求是的科學態度,有利於學生創新能力的提高和主體性的發揮。

強調通過實驗**提高學生的科學素養,已成為當前實驗教學改革的主要方向。

實驗**是物理實驗教學改革的主要方向:以滬科教版新課標教材(上海科技教育出版社,2023年版)和現行教材(人民教育出版社,2023年版)力學部分相同章節的物理實驗部分進行對比,新課標教材共有實驗**25個,其中完整的**實驗7個,不完整的**18個。現行教材相應部分共有演示實驗13個,學生分組實驗7個。

從這部分實驗的對比可以看出,新課標教材無論從實驗的內容、呈現形式,還是對實驗的要求上,都有了很大的變化。高中物理實驗改革的主要方向是由驗證性實驗向**性實驗的方向轉變。

現行教材的實驗基本上都是驗證性實驗,實驗的原理、使用的器材等都做出了規定。實驗的前提是學生已經掌握了所涉及的知識,實驗的目的不是探索新的知識。新課標教材上的物理實驗,從內容、數量到形式都有較大的改革。

把過去很多固定模式、統一裝置、驗證性的實驗改為**性實驗,注入較多的**式內容,包括讓學生經歷設計方案,選擇儀器、制訂步驟、設計**、收集資訊、處理資料、得出結論並進行評價等過程,突出了科學**的物理課程理念。只有驗證機械能守恆定律的實驗是驗證性實驗,即使是驗證性實驗也體現了**的部分要素。

**性實驗由於其重視過程和方法,有利於學生對知識的真正理解,有利於提高學生髮現問題、解決問題的能力,培養與他人合作的精神,養成實事求是的科學態度,更有利於學生創新能力的提高和主體性的發揮。強調通過實驗**提高學生的科學素養,已成為當前實驗教學改革的主要方向。

**性實驗教學的理論基礎:在國外,**式教學在西方國家有較長的研究歷史,美國著名教育家施瓦布從教學方法的側面,他的**學習理論,提出了生物科學**模式。他認為:

如果學生想要了解科學研究方法,還有什麼方式比自己積極參與的過程更好呢?他的觀點啟示教師應該以**的方式將科學呈現給學生,學生也應該以**的方式學習科學知識。薩其曼通過觀察、分析科學家的創造性探索活動之後,結合教學法的因素概括出**訓練模式。

他強調必須培養學生**的能力,不是靠教師的講解,而是要教給他們去發現的方法,就是要讓學生樹立假設的方法,通過實驗驗證假設的方法,解釋結果的方法。加涅於2023年發表了題為《旨在**的學習條件》為**學習的實踐研究奠定了理論基礎。他認為傳統教學的特點是大量灌輸權威性的事實或有關科學原則的教條,至於這些知識和結論是怎樣產生的問題則往往被忽視。

另外傳統教學幾乎不考慮如何使學生掌握**的態度和方法,不過他認為學生要有效進行**的前提是要具備一定的知識和能力。

建構主義認為知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的情境下,藉助他人的幫助,利用必要的學習資料通過意義建構的方式獲得的。學習是學習者主動地建構知識的過程,不是被動地吸收資訊,學習者以自己的方式建構對事物的理解,學習是一個交流和合作的互動過程。其中"情景"、"協作"、"交流"和"意義建構"是建構主義學習理論的四大要素。

重視教學活動中學生的主體性、師生之間和學生之間的"協作"、"交流"和"反思"。

**性實驗教學的特徵:**性實驗教學是根據教學的需要,由教師提出實驗課題,學生自主選擇實驗原理,擬定實驗方案,制定實驗步驟,自主實驗,主動**,最終得出結論的一種實驗方式。**性實驗在激發學生的學習興趣,訓練學生的動手操作能力,特別是對培養學生的創造性思維和科學態度方面是非常重要的。

**性實驗除具有一般物理實驗的基本特徵外,還具有下列本質特徵:

(1) **性。學生在實驗之前不知道實驗結論,需要學生自己去發現,根據猜想和假設,由學生自己設計實驗原理、實驗方案、操作步驟,並通過實驗檢驗假設,最終形成實驗結論。物理實驗的過程就是**的過程,經歷與科學工作者進行科學**相似的過程。

(2)主體性。**式學習的主體是學生,學生是一個積極的探索者、發現者,必須發揮他們的主動性、積極性。**教學中教師的作用起組織者、指導者和促進者的作用,為學生創設一定的問題情境,提供必要的**資源,引導學生解決**中遇到的各種問題。

學生的主動性和教師在教學過程中的培養和引導分不開的,不能忽視教師的主導作用。

(3) 創造性。**性實驗教學的問題是根據教材和學生的需要而定的,但問題的解決過程和**的方法都是開放的,在猜想、設計實驗、對資料的分析和處理中,問題始終貫穿於科學**的過程。所以要允許學生從不同角度提出問題,允許學生對問題的解決存在不同方案,更鼓勵學生創造性地解決問題。

(4) **的過程是一種「再發現」過程。這種再發現不是原原本本沿著科學家的發現過程進行的,而是要符合學生的認識規律,對學生本人來說,是新的發現學習。在這個過程中,通過**活動,獲得知識、技能、情感與態度的發展,特別是探索精神和創新能力的發展。

**性實驗教學的實踐:新課標要求學生通過實驗,**加速度與力、質量的關係,強調讓學生經歷實驗**過程。牛頓第二定律是力學部分的核心內容,通過實驗**,培養學生的科學**能力,加深對定律的理解,能更好地落實三維課程目標。

下面以「**加速度與質量的關係」為例,說明**性實驗教學的實踐。

(1) 創設情境,提出問題

a.當一個乒乓球滾來時,用球拍輕輕一擋就能使它改變方向,一個網球以同樣大小的速度滾來時,需用很大的力握住球拍去擋,才能使它改變方向。

b.把一輛原來靜止的空車推動很容易,但用同樣的力,很難推動一輛載重車。

提出問題:物體的加速度跟質量有什麼關係?

(2)猜想與假設

引導學生把自己的猜想說出來,由小組討論、交流(提示學生注意同樣大小的力),學生可能會猜測出:

a.質量越大,加速度越小,質量越小,加速度越大。

b.當f一定時,加速度與質量成反比。

c.當f一定時,加速度與質量的平方成反比。

最終那一種猜想正確,只有通過實驗驗證。

(3) 制訂計劃與設計實驗

用實驗進一步**時,由於學生以前做定量實驗較少,教師要加強指導,提示學生首先解決好以下問題。

a.怎樣測量和改變物體的質量?

b.設計一種方法相當於物體只受一個恆力,在這個恆力作用下,研究a與m的關係。

c.如何測出物體的加速度?能否用其他較容易測量的物理量代替?

當討論了上述問題以後,請寫出你設計的實驗操作方案,並與其他同學交流,從而確定本小組的實驗方案。

學生選擇的實驗方案可能有以下幾種:

方案1:因為我們**的是a與m的比例關係,不測加速度的具體數值。比如用同時釋放兩輛小車,同時停止兩輛小車,通過較容易測量的物理量如位移,進行比較。

方案2:用最直接的方法:用刻度尺測位移,並用秒錶測時間,由a=2xt2計算。

方案3:選擇用打點計時器打出的紙帶測加速度。

方案4:用氣墊導軌、兩個光電開關、數字計數器等,分別計算出滑快在兩個光電開關間運動時的初、末速度,再計算出滑塊的加速度a。

由學生討論,從四種方案中選擇一種最佳的實驗方案進行實驗。

(4)進行實驗與資料收集。

由學生根據實驗設計選擇器材,進行實驗,測出有關的資料,填入自己設計的**。

根據不同的實驗設計,有不同的資料處理方式,學生可能選擇的資料處理方式。可以用計算器,也可以輸入計算機用excel軟體來處理資料,擬合曲線。

對學生用圖象法處理,教師要給予必要的指導,從測出的a和m中,很難看出a和m的定量關係,可以提示他們研究a和1m的關係,做出a與1m的關係影象。對於學生提出的每一種方案都是可行的,教師都應該給予充分的鼓勵。

(5)分析和論證

通過對實驗資料的分析,你得出的結論是什麼?然後與你的猜想進行比較,並作出解釋。

(6)評估與交流

你的結論是否可靠?請你從實驗設計,操作過程,資料處理等方面分析,並對結論作出評價。提出改進方法,進一步完善,並與其他小組交流。

案例分析:

(1)在現行教材中,這個實驗是以演示實驗的形式出現的,由教師演示,學生觀察。新課標教材克服了現行教材的不足,改為**性實驗。

(2)本節課是一堂**式教學設計案例,突出了以實驗**的方式得出加速度、力和質量的關係。體現了新課標準所要求的科學**的幾個要素,整個設計貫穿了學生自主建構知識這一主線,抓住了**學習的本質和核心。

(3)新課標教材基於這樣的安排,從創設的問題情境中激發學生提出問題的能力,學生可以提出不同的猜想與假設,猜想是否正確,還有待與進一步的實驗驗證,突出學生的科學態度與科學精神的培養,培養了學生的問題意識。

(4)在小組內討論實驗設計方案,選擇最佳的設計方案進行實驗。教師應該清楚地知道每一種設計方案,實驗誤差大小等,並適時給學生以指導。

(5)對實驗資料的處理環節,更體現了資訊科技與物理實驗的整合,由於實驗資料的處理比較複雜,可以利用計算機處理實驗資料,避免了煩瑣的計算,同時還可以用excel擬合曲線,為學生提供了**式學習的機會。

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