“先生后师”模式在物理实验教学的几点尝试
朱清泉
福建省长乐华侨中学
一、引言
当前教育由应试教育向素质教育转变 是落实党中央提出的“科教兴国”的战略,是培养“三个面向”人才的重要课题。物理学科是以发现 科,而物理实验是复杂的过程。如布鲁纳和皮亚杰所说“对所学材 工作都是由兴趣来完成的”。要做好实验来培养学生对物理学习 H 兴趣、最具生命力的环节。通过“先生后师”的模式能很好地培 提高物理学习兴趣。本人自从参加“先生后师”教学课题后,就用“先生后师 式来实施实验教学,现谈谈自己的一些想法。
二、“先生后师”模式的内涵与优势
(一)“先生后师”模式的内涵
“先生后师”模式打破传统教学的顺序,在物理实验教学中,教师先不进行详细的讲解和示范,而是向学生提出实验任务和目标,提供必要的实验器材和资料,让学生通过自主查阅资料、小组讨论等方式,尝试设计实验方案、开展实验操作,在实践过程中发现问题、思考问题。当学生遇到困难或出现错误时,教师再进行针对性的指导和讲解,引导学生分析问题产生的原因,帮助学生完善实验方案,最终完成实验任务。这种模式将学生的自主学习和探索放在首位,教师的指导贯穿于学生学习的全过程,体现了“以学生为中心”的教育理念。
(二)“先生后师”模式的优势
1. 激发学生学习兴趣:“先生后师”模式给予学生充分的自主空间,让学生成为实验的“主人”。学生在自主探索过程中,能够体验到发现问题和解决问题的乐趣,增强学习的成就感,从而激发学习物理实验的兴趣,提高学习的主动性和积极性。
2. 培养学生创新能力:在没有教师详细指导的情况下,学生需要独立思考实验方案,尝试不同的方法和途径解决问题。这种自主探索的过程有助于培养学生的发散思维和创新意识,使学生敢于突破传统思维的束缚,提出新颖的实验思路和方法,提高创新实践能力。
3. 提升学生问题解决能力:在“先生后师”模式下,学生在实验过程中会遇到各种实际问题,需要自己分析问题的本质,寻找解决问题的方法。通过不断地尝试和实践,学生的问题分析能力、逻辑思维能力和实际操作能力都能得到有效锻炼,逐步提升解决实际问题的能力。
4. 促进师生有效互动:教师在学生自主探索后进行指导,能够更准确地了解学生的学习情况和困惑,针对学生的具体问题进行有针对性的讲解和引导。这种互动方式更具实效性,能够有效提高教学效率,同时也有助于建立良好的师生关系。
三、“先生后师”模式在物理教学中的实践案例
(一)演示实验案
1.任务布置
在演示“大气压”实验中,我向学生展示:一个杯子,一张硬纸片,水。要求:可使杯口朝下,用硬纸片盛满一杯水。
2.自主探究
请两位学生到讲台上试一试,做一做,自主设计实验探究,这样把同学们的兴趣调动起来,进行积极探索。3.教师指导
观察学生的操作和讨论情况,针对实验存在的问题,引导学生讨论原理,共同制定方案,然后教师演示实验,边演示实验边讲解。
4.总结归纳
实验最后由学生自己总结。这样能把学生的无意注意很好地唤醒,将学生对物理的兴趣激发出来,加强了有意注意。通过实验演示,培养了学生积极思考的好习惯,从而提升教学效果。
(二)分组实验案例:
1.任务布置
《滑动摩擦力与哪些因素有关》实验,我为学生准备好木板、木块、砝码、毛巾、棉布等实验器材,介绍器材的使用方法,同时提供相关的教材内容和简单的实验指导说明。将学生分组并布置任务:探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关,找出影响滑动摩擦力的因素,并学会用控制变量法设计实验。
2.自主探究
学生思考探讨影响滑动摩擦力的可能因素,如压力大小、接触面粗糙程度等。包括如何改变压力和接触面粗糙程度,如何测量滑动摩擦力等。然后自主设计实验方案,如设计用弹簧测力计水平拉动木块在不同表面上匀速运动,通过弹簧测力计的示数来测量滑动摩擦力大小。然后学生按照自己设计的方案进行实验,如在木板上放置不同数量的砝码改变压力,分别在木板、毛巾、棉布等不同粗糙程度的接触面上拉动木块,记录每次弹簧测力计的示数以及对应的实验条件。教师在学生实验时巡视,观察学生操作是否规范,如是否水平匀速拉动木块等,不轻易打断学生实验,当学生遇到问题如弹簧测力计读数不稳定等情况时,适当提示学生检查操作步骤。最后,学生根据记录的数据进行分析,尝试得出滑动摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度之间的关系。如发现压力越大,弹簧测力计示数越大,即滑动摩擦力越大;在粗糙程度更大的表面上,弹簧测力计示数也更大,说明接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
3. 教师指导
教师先组织学生进行小组间的交流,让各小组分享实验设计思路、过程和结论。讨论在实验中遇到的问题及解决办法,如有的小组可能发现拉动木块时速度不均匀会影响读数,大家一起讨论如何保证匀速拉动。教师再对各小组的实验进行点评,肯定学生在实验设计和操作中的优点,如有些小组能准确控制变量,也指出存在的问题,如个别小组在测量时没有多次测量取平均值以减小误差等。针对这些问题给予具体的指导,帮助学生改进实验方法。
4. 总结归纳
教师引导学生总结实验的重点,强调控制变量法在实验中的重要性,梳理滑动摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度的关系,即滑动摩擦力的大小与压力成正比 接触 粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。同时,引导学生思考在生活中 如鞋底的花纹、汽车的刹车装置等,加深学生对知识的理解和应用能力。那么引导学 面的实验目的、实验出发,自己设计实验,自己选择实验器材,到底应该用怎样的实验方法去探索自己的选择呢?教师和学生一起动手再实验,通过对实验数据的分析和处理,记录拉力的大小、推理概括、总结得出结论。
(三)、生活常识实验案例:
物理学家朱正元:“坛坛罐罐当仪器,东拼西凑做实验。在实验过程中,应该尽可能利用身边随手可以获取的材料和日常生活中的物品。例如,在讲解惯性现象时,可以基于这些日常资源进行实验。我利用“先生后师”的模式来设计这个实验:我手里拿着一个生鸡蛋和一个熟鸡蛋,形状都差不多。
1.任务布置
在不破坏鸡蛋的情况下,如何分辨出哪枚鸡蛋是生鸡蛋呢?
2.自主探究
几位同学上台演示。学生认真观察,积极思考与讨论,得出结论:能转得快的是煮熟的鸡蛋,转几个圈就慢慢停住的鸡蛋是生的鸡蛋,但原因不明确。
3.教师指导
生鸡蛋当中的鸡蛋清为半液态,当外蛋壳受力由静止状态转为运动状态时,外蛋壳受力由静止状态变为运动状态时。由于惯性的原因,在生卵中仍将保持原静止状态的卵清。于是,生鸡蛋转不了几个弯,便打住不动了;而熟鸡蛋会转得很久。
4.实验体会
我又多请几位学生上台再体验,这样的话学生就会深刻理解了惯性。
因此,教师要引导学生在多观察生活中的实际现象,分析其中与物理相关的内容,使自己的物理理论水平得到提高。在课余的时间里也会自己选用一些简单易得的材料进行实验。久而久之,学生实验的能力显著提高,对物理知识的理解更加深入。
四、“先生后师”模式在物理实验教学中存在的问题及改进策略
(一)存在的问题
1. 学生个体差异较大:由于学生的知识基础、学习能力和自主学习习惯存在差异,在“先生后师”模式下,部分学习能力较强的学生能够顺利完成实验任务并进行深入探索,而部分基础薄弱或自主学习能力较差的学生可能在实验过程中遇到困难后无法有效解决问题,容易产生挫败感,导致学习积极性下降,学生之间的差距进一步拉大。
2. 教学时间难以把控:学生在自主探索过程中,可能会花费较多时间尝试不同的实验方案,或者在解决问题时陷入困境,导致实验进度缓慢。如果教师不及时干预,可能会影响教学任务的完成;但如果教师过早干预,又可能会影响学生自主探索的效果,难以在规定的教学时间内平衡学生自主探索和教学进度的关系。
(二)改进策略
1.实施分层教学:在实验任务布置时,为不同层次的学生设置不同难度梯度的任务目标和要求。对于基础薄弱的学生,提供更多的指导和资源支持,帮助他们完成基础实验任务;对于学习能力较强的学生,鼓励他们进行拓展性探究,提出更具挑战性的问题和实验方案。同时,在小组合作中,合理搭配不同层次的学生,促进学生之间的互帮互助,共同提高。
2. 优化教学设计:教师在备课过程中,充分预估学生在实验过程中可能遇到的问题和所需的时间,制定合理的教学计划和时间安排。在教学过程中,根据学生的实际进度灵活调整教学节奏。此外,教师可以提前录制一些实验相关的微课视频,供学生在自主探索过程中参考,提高学习效率。
五、结论
“先生后师”模式在物理实验教学中的应用,为传统物理实验教学注入了新的活力,有效解决了传统教学中存在的一些问题,在激发学生学习兴趣、培养学生创新实践能力等方面取得了显著成效。尽管在应用过程中还存在学生个体差异、教学时间把控等方面的问题,随着教育改革的不断深入,“先生后师”模式有望在物理实验教学中发挥更大的作用,推动物理实验教学质量的全面提升,为培养具有创新精神和实践能力的高素质人才奠定坚实的基础。
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