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浅论创新教学方式 科学奥秘

最后更新时间:2023-12-27 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:21008 浏览:95126
论文导读:
摘要:通过王亚平太空实验课,引起学生对探索太空、探索科学极大热情和愿望背后奥秘的分析,揭示物理实验在物理教学中的作用,提供利用物理实验在物理教学中使用的策略措施,以推动学生发展,能力提升,提高物理教学质量。
关键词:太空实验课;物理实验;策略;手段;方式中国女宇航员王亚平首次在天宫一号飞船上与地面的师生授课,它激起广大中小学生学习科学知识、探索宇宙奥秘的广泛兴趣和热情。太空授课之后的第一节物理课上,学生的种种表现深深触动了我,引发了自己深深的深思。

一、物理实验是激发科学探索兴趣的重要策略

执教近三十年,在王亚平太空授课后,我第一次遇到学生主动提出要改教学内容,讨论太空授课中的理由的情景。教学首先要让学生对所学内容有兴趣,有了兴趣才有探索,有了主动探索才能更好推动学生思维的发展,正如布鲁纳所说,“学习的最大动力是对学习材料的兴趣。”那么,太空授课中的实验为什么能引起学生的极大兴趣呢?从下面与学生探讨太空实验而揭示的奥秘中可见一斑。
实验一:质量测量实验
王亚平老师首先尝试用地球上用弹簧秤悬挂法测量物体质量的装置(如图所示)来测量物体质量;实验现象是弹簧秤上挂上重物后,弹簧秤没被拉长,不能测出物体质量;而要用另外的策略测出物体质量。
学生们对这个现象的解释是五花八门。有些同学认为,随太空飞船飞行的物体失去重力,因此弹簧秤没有形变,没有办法测量;有的同学认为飞船离地面很高,地球对物体的万有引力很小,即物体在飞船高度处重力变的很小,因此没有办法看出弹簧形变,这种测量质量的策略不行;还有同学认为,飞船上物体处于完全失重状态,物体对弹簧秤拉力为零,所以没有办法测量。课堂上学生们据理力争,纷纷提出自己的解释,在讨论过程中,既弄清了其中道理,又加深了对概念的理解和掌握,还培养学生应用知识的能力,发展了学生的科学思维。当学生根据自己所掌握的知识程度对实验现象和数据的解释存在分歧时,就会引发学生之间的思维碰撞,激发创新教学方式科学奥秘由提供海量免费论文范文的www.7ctime.com,希望对您的论文写作有帮助.进一步讨论的兴趣。
实验二:单摆运动
T形支架上,细绳拴着一颗小球,如图所示。这是物理课上常见的实验装置——单摆。王亚平老师将小球拉升至一定高度后放掉,小球像着了魔似的,用很慢的速度浮动;随后,王亚平老师用手指轻推小球,小球开始绕着支架的轴心不停地做圆周运动。这个实验是同学们比较熟悉的,但在地面和在飞船上做同个实验,现象竟有如此大的不同,其中理由是什么?这又引发学生探索的极大兴趣。
当实验现象与学生原有的认识有很大差异时,就会引发学生进一步探究的兴趣。因此,在做实验时,让学生对实验结果先进行预测,然后再开始实验操作,进行这样有预先预测实验结果的实验时,会更加容易激发学生探究的兴趣,更加有利于对物理概念和规律的理解和 掌握。
实验三:水膜、水球的制作
这是学生们最为感兴趣和最感神奇的实验。当王亚平老师用一个金属圈插入饮用水袋并抽出后,形成了一个水膜,轻轻晃动金属圈,水膜并未破裂,而是象鼓膜一样左右振动,并甩出一个小水滴。再往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好;更为神奇的是在向水膜不断注水时,水膜逐渐变为一个晶莹剔透的大水球;用针筒往水球内内注入气泡,气泡留在水球中,用针筒取出气泡,水球却不受任何破坏。这些现象学生们平常根本没有见到,而且大大超出学生常识范围,饮用水居然可以成膜,气泡居然能停留在水中。这样的实验让学生们极为喜欢,而激起学生探究这种现象出现的条件是什么呢?其中又蕴藏着什么物理道理呢?
当实验现象超出学生想象,或从来没有见过时,学生探究兴趣自然会提升。人天然有着探究的,只要有吸引他的现象和主题。因此在教学中,利用物理实验展现新的现象,超出学生常识的现象,就能引发学生对新理由探讨的兴趣和学习,更有利于探究的展开和教学的实施。
以上分析说明,学生的兴趣点是不同的,物理实验的各个环节都有可能激发学生的兴趣,利用物理实验激发学生探究兴趣是物理教学的重要策略。

二、物理实验是揭示自然现象本质的重要手段

物理学研究的任务就是揭示和寻找自然现象的本质和规律,而物理实验是揭示现象本质的重要手段。那么物理实验是如何揭示现象本质,寻找其中规律的呢?

1.通过比较实验揭示现象的本质

如单摆实验,王亚平老师太空授课时,先让地面上老师做单摆实验,然后再在天宫一号飞船上做单摆实验,观察两种不同条件下同一个实验及现象,通过比较实验条件和结果就能揭示出单摆摆动的内在理由,这是揭示现象本质的一种策略。又如陀螺实验,先不让陀螺转动,用手轻推陀螺,发现陀螺不断翻滚;然后王亚平老师让陀螺高速旋转,再用手轻推陀螺,这时发现陀螺方位不变,稳定运动。通过前后比较发现陀螺的方向性是由于陀螺的高速旋转确定的。
通过比较实验来揭示现象的本质的策略,就是转变影响实验结果的一个有关联的因素,通过实验,观察实验结果的变化,来证实实验结果与理由(因素)之间的联系,揭示自然现象的本质。

2.通过系列实验揭示现象的本质

如水膜、水球、水球中气泡的一系列实验,目的都是指向水与空气接触表面具有收缩的表面张力的本质。由于表面张力并不能直接看出,因此只能先假设这表面张力的存在,推出在表面会出现的各种可能情况,然后用实验证实是否与预设情况相一致。如果实验结果与预设情况一致,说明这种表面张力存在,也就间接揭示了这些现象的本质。这就是实验归纳法(或探究性实验法),其特点就是从大量实验数据中寻找规律,揭示现象背后的本质规律,即实验在前,结论在后。
通过系列实验揭示现象的本质的策略,就是利用已有理论(本质因素)推导出尽可能多的情况,然后用实验去证实是否与预设情况相一致,这也是揭示现象的本质另一种策略,叫实验验证法(或实验验证演绎法)。其特点就是推理、判断在前,实验验证和结论在后。

3.通过理想实验揭示现象的本质

本次太空实验没有这方面的内容,但理想实验在物理学发展过程中,在揭示现象背后的本质理由中起到极其巨论文导读:魂,而创新意识则是科学发展的动力。这次太空实验的整个设计和实验操作都渗透着科学精神,如太空授课的第一个实验是让指令长聂海胜悬浮在太空实验室中,然后再完成其它失重情况下的实验;又如用弹簧连杆装置测量聂海胜质量时要求聂海胜要紧紧抓住连杆装置,跟着连杆装置一起运动,不能松垮;这一系列的细节展示都是科学严谨细致的体
大的作用。比如伽利略在揭示运动和力的关系的本质研究时就采用理想实验的策略。如图所示,小球从左边斜面(尽可能光滑)上某处从静止开始下滑,会观察到小球能滑到右边斜面几乎等高处;然后让右边斜面放平一些,重复刚才实验,发现结果是一样的;在这基础上,伽利略问,如果右边的斜面放成水平方向,那么会出现什么情况?结论就是小球能沿水平面不断运动下去……用这种策略揭示了运动并不要用力来维持,运动是物体本身的一种属性。这就是理想实验的策略,以有限的实验事实为依据,通过合理的外推来揭示现象的本质。牛顿利用理想实验揭示了苹果下落和月亮绕地球运动的本质理由,是他们的运动都存在万有引力作用下的运动。
综上分析,实验不仅是学习物理的重要策略,而且是认识自然、揭示现象本质的重要手段。

三、物理实验是推动科学素养提升的重要方式

物理是一门科学的学科,其基本创新教学方式科学奥秘论文资料由论文网www.7ctime.com提供,转载请保留地址.任务是努力提高学生的科学素养。高中物理课程标准明确指出:“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能;体验科学探究过程,了解科学研究策略;增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情;认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响;为终身发展,形成科学世界观和科学价值观打下基础。”因此,物理实验是推动学生科学素养提升的重要方式。

1.物理实验是推动理由意识形成的重要方式

物理实验首先要确定实验目的,实验过程中可能会遇到具体理由,实验数据和现象的分析过程也都会有大量理由产生。如这次太空授课的实验中,王亚平老师在演示完用弹簧秤悬挂法测质量不成功后,就会产生在失重情况下测量物体质量的理由;在做水膜振动实验中,从水膜中飞出一滴小水珠,就会产生在失重情况下如何处理的理由?在做完陀螺实验后,提出陀螺现象有何应用?……
物理实验的每一个环节都是培养学生理由意识的机会,因此在学生完成实验的过程中,教师不应该把实验过程中可能出现的理由在实验操作前做仔细的交代,这不利于学生理由意识的形成,而应多给学生发现理由和解决理由的机会。

2.物理实验是推动实践能力和创新意识提升的重要方式

物理实验中一个重要环节就是利用实验原理和实验策略,选定适合的实验器材,按照科学流程来完成实验操作,收集正确的现象和数据。这就要求实验者必须动手实践,动脑思维。这次王亚平老师在完成每个太空实验的过程中,实验操作恰到好处,科学规范。单摆实验时,首先在太空实验平台上固定好支架,轻拉小球使细绳刚好拉直,静止开始释放小球,观察现象;然后轻推小球,观察小球能以较小的速度绕悬点转动起来;至此实验并没有结束,转变小球转动平面,轻推小球,也能观察到小球还能以较小的速度绕悬点转动起来。实验操作的每个细节都有科学道理。实验操作并不是简单机械地按步骤完成,而是经过精心设计,仔细规范操作的,实验过程边操作、边观察、边深思、边记录,这就推动学生动手动脑能力的提升。
物理实验的整个过程就是推动学生动手实践能力和创新能力提升的过程。在实验过程中要给学生足够的实验操作时间和科学规范的要求,注意到每个细节,科学观察和记录实验现象,解决实验中出现的理由,就能很好推动科学素养的提升。

3.物理实验是推动科学精神形成的重要方式

物理实验就是用实验事实结果来揭示事实的真相,因此实验的科学规范,严谨细致,实事求是就成为物理实验的灵魂,也是科学精神的灵魂,而创新意识则是科学发展的动力。这次太空实验的整个设计和实验操作都渗透着科学精神,如太空授课的第一个实验是让指令长聂海胜悬浮在太空实验室中,然后再完成其它失重情况下的实验;又如用弹簧连杆装置测量聂海胜质量时要求聂海胜要紧紧抓住连杆装置,跟着连杆装置一起运动,不能松垮;这一系列的细节展示都是科学严谨细致的体现。在做单摆实验时,小球并不是像预计的一样,放开手时静止不动,而是缓慢下摆,这说明在天宫一号实验时,并不是完全失重状态,只能说是处于微重力状态,这就是实事求是的科学态度
物理实验中的基本要求就是科学严谨,求真务实;因此要求学生在实验操作过程的每一步都要有科学道理和依据,做到实验观察仔细全面,数据记录真实可靠,数据分析严谨科学,数据归纳实事求是。
综上所述,物理实验不仅是物理教学的内容,更应该是物理教学的重要策略和手段。重视它的作用,就能更好地激发学习兴趣,培养良好习惯,掌握科学策略,为探索科学奥秘创造更好的学习条件。
(责任编辑:詹国荣)