淺談如何提高物理實驗教學(xué)的效率

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學(xué)生實驗是培養(yǎng)學(xué)生各種能力的重要途徑,因此歷來是考查的重點,不管是學(xué)期考試還是高考以及實驗會考。考查的類型主要有兩大類,一類是理論考試,另一類是實踐考查。但結(jié)果往往不盡人意。對此,我談?wù)勔恍┛捶ê徒ㄗh:
    教師在進(jìn)行實驗前往往要先對實驗原理、器材、步驟、注意事項等做較詳細(xì)的介紹,并做一些示范。但往往會出現(xiàn)如下問題:
    1 注意力分散
    在教師介紹實驗器材時是學(xué)生注意力不集中之時。例如在學(xué)生實驗《練習(xí)使用打點計時器》時,有的學(xué)生在固定打點計時器,有的學(xué)生穿紙帶,有的學(xué)生在調(diào)整電源電壓。當(dāng)教師叫學(xué)生回答器材名稱時,因大多數(shù)同學(xué)看不清教師所指部位,所以只是管自己邊看邊摸。又例如有一些學(xué)生開始是聽教師在講,但當(dāng)教師講了如何選擇電源電壓后,就只顧自己動手不再聽講了,這種情況在實驗課中是十分普遍的。
    究其原因,我們認(rèn)為這是由于信息相互干擾的結(jié)果。當(dāng)教師介紹實驗器材時,由于學(xué)生看不清教師手上的器材,肯定得看自己桌上的器材,這樣的話,學(xué)生接受的視覺信息來自實驗桌上,而聽覺信息來自教師,教師對學(xué)生的引導(dǎo)能力就大大下降,出現(xiàn)大量學(xué)生注意力不集中現(xiàn)象也就不奇怪了。由于學(xué)生聽講時的不認(rèn)真,導(dǎo)致一些學(xué)生在十分基本的知識點上也要發(fā)生錯誤,而聽覺信息來自教師,教師對學(xué)生的引導(dǎo)能力就大大下降,出現(xiàn)大量學(xué)生注意力不集中現(xiàn)象也就不奇怪了。由于學(xué)生聽講時的不認(rèn)真,導(dǎo)致一些學(xué)生在十分基本的知識點上也要發(fā)生錯誤。
    2 儀器無端損壞
    在教師介紹實驗原理時也是學(xué)生注意力不集中之時。除了前面所述的由于信息干擾這一原因外,主要原因是因為教師只利用靜態(tài)的示意圖及板書,講解對學(xué)生產(chǎn)生的吸引力不及實驗器材對學(xué)生產(chǎn)生的吸引力大。很多同學(xué)在教師講解實驗原理時一直在擺弄實驗器材,例如在“測玻璃的折射率”這個實驗中,當(dāng)教師在講解實驗原理時,有不少學(xué)生在擺弄玻璃磚,導(dǎo)致實驗器材無端損壞。
    3 熱鬧而無序
    學(xué)生注意力相對集中及積極參與是在“儀器安裝及調(diào)節(jié)”“操作并記錄數(shù)據(jù)”“數(shù)據(jù)分析及處理”這三個階段。在這三個階段學(xué)生的積極性雖然很高,但實驗效果并不好,這是因為由于學(xué)生在前面幾階段的基礎(chǔ)沒有打好,導(dǎo)致學(xué)生的操作無序,通過實驗操作并沒有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生良好的操作技能這一目標(biāo)。
    針對以上問題,進(jìn)行了如下的思考與設(shè)計。
    1 變視聽信息相互干擾為協(xié)調(diào)一致
    視聽信息相互干擾大大影響了教師對學(xué)生的控制與引導(dǎo),使開始階段的信息傳輸受阻,降低了課堂教學(xué)的效率,這對于以動作技能為特征的學(xué)生實驗課來說,確實是一個致命的問題。
    我認(rèn)為在開始講解器材作用與介紹實驗原理時一定要讓學(xué)生的頭抬起來,為了做到這一點,我們認(rèn)為可以用視頻展示臺將實驗器材放大,這樣學(xué)生既可以看到清晰的儀器,又可以聽教師講解。在實驗原理講解時,力求用生動活潑的形式來吸引學(xué)生的注意力。
    例如在《練習(xí)使用打點計時器》中制作了“打點計時器工作原理”的動畫。在動畫中,交流電的大小與方向的變化通過電流表的指針偏轉(zhuǎn)來表現(xiàn),振片的磁極變化通過與永久磁鐵對應(yīng)的顏色變化來反映,打點周期通過周期為0.02s的一個小時鐘來表達(dá)。
    又如在《測定玻璃的折射率》實驗時,在操作步驟講解時,由于學(xué)生還沒有實際看大頭針像的經(jīng)驗,教師很難用語言把物像“遮擋”及其本質(zhì)講清楚,通過制作動畫很好地突破了這一教學(xué)難點。由于動畫生動形象,所以大大提高了學(xué)生的注意力,整個學(xué)習(xí)過程十分順利,教學(xué)效率大大提高。
    2 用動作技能的學(xué)習(xí)規(guī)律指導(dǎo)動作技能的學(xué)習(xí)
    學(xué)生的動作技能是比較缺乏的,具體表現(xiàn)在參加實驗考查時,既便面對十分簡單的實驗,例如“打點計時器的使用”“用萬用表測電阻”學(xué)生也是手不斷地抖,看一步操作步驟做一步,根本達(dá)不到熟練程度。另外不同組的學(xué)生其操作常常各不相同,經(jīng)常出現(xiàn)錯誤的操作方法,例如在《用玻璃測折射率》這一實驗時,有的學(xué)生用玻璃磚作工具固定大頭針。
    究其原因,我認(rèn)為這是由于教師不熟悉動作技能的學(xué)習(xí)規(guī)律的緣故。有的教師把動作技能的學(xué)習(xí)等同于知識的學(xué)習(xí),認(rèn)為我己經(jīng)把它講清楚了,你們也就會了。有的教師由于自己已經(jīng)掌握了動作技能,而認(rèn)為動作技能的學(xué)習(xí)很簡單。其實既使是比較簡單的騎車、游泳等動作技能,哪個人是一學(xué)就會的呢?只有通過教師很好的示范作用,(示范的可見性非常重要)學(xué)生實驗操作的正確率才會大大提高,教學(xué)效果及教學(xué)的吸引力大大提高。
    3 加強(qiáng)對實驗操作過程及數(shù)據(jù)處理的反饋
    研究表明,只有不斷地進(jìn)行反饋,學(xué)生不良的操作行為才能得到糾正。教學(xué)中學(xué)生的操作過程與實驗數(shù)據(jù)的處理通常得不到及時反饋,正是由于對學(xué)生的操作過程缺乏有效的反饋,使得學(xué)生對自己的操作顯得隨便,正是因為對學(xué)生的操作過程缺乏有效的反饋,學(xué)生常常覺察不到自己操作上存在的錯誤與不規(guī)范。
    就數(shù)據(jù)處理來說,因為學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)都是記載在實驗冊中,而且數(shù)據(jù)處理過程中的錯誤,在實驗冊的批改中難以發(fā)現(xiàn),如在打出紙帶后,位移的測量有的學(xué)生采取分段測量,驗證機(jī)械能守恒定律中測量點的選取不同等。
    另外,從完成實驗到上交實驗冊再到教師批改后發(fā)還給學(xué)生,需要一周多時間,這時學(xué)生與教師都早已進(jìn)入另一種教學(xué)與學(xué)習(xí)情景,教師對學(xué)生在實驗時出現(xiàn)的抄襲數(shù)據(jù)、湊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象也因不能及時反饋而難以發(fā)現(xiàn)與糾正,既使教師在批改實驗冊時發(fā)現(xiàn)并在課堂中加以指出,也會因事過境遷而使學(xué)生觸動不大,這樣長此以往,學(xué)生肯定無法形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。
    視頻展示臺為實驗操作的反饋與實驗數(shù)據(jù)處理的反饋提供了很好的工具。我們可以讓學(xué)生在視頻展示臺上進(jìn)行操作,也可以把學(xué)生打出的紙帶或?qū)嶒瀮灾械膱D表在視頻展示臺上展示。例如在實驗《練習(xí)使用打點計時器》中,開始時由于學(xué)生的拉帶速度較小,紙帶上打出的點非常密,教師抽取幾條紙帶通過視頻展示臺一展出,同時啟發(fā)學(xué)生:怎樣才能獲取間隔合適的紙帶?又例如在《用玻璃測折射率》這一實驗時,通過教師對學(xué)生所畫光路圖的及時反饋,學(xué)生的操作錯誤得到了改正,學(xué)生的操作技能得到了優(yōu)化。
    通過以上一些舉措,往日學(xué)生在進(jìn)行實驗操作時的“熱鬧”場面沒有了,各種無序操作沒有了,教師的操作幾乎沒有了,學(xué)生卻能夠有序地做,教師在認(rèn)真地察看,達(dá)到了“教是為了不教的目的”。