物理实践与科普讲座的实践与思考_物理论文

物理实践活动、科普讲座的实践与思考,本文主要内容关键词为:实践活动论文,讲座论文,物理论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

一、背景

全日制普通中学物理教学大纲明确地提出了“培养科学探究精神”“培养良好的学习习惯和创新精神”“鼓励学生自己提出问题和发现问题”“鼓励多做物理实验和参加物理实践活动”……培养学生的创新精神和实践能力被提到教育的首要位置。物理实践活动和物理科普讲座被列入物理教学大纲规定的必修内容,这是培养学生创新精神和实践能力的大好契机。

物理实践活动和物理科普讲座是一种新的教学尝试,在4年的时间里,我们进行了多次实践,在此基础上提出我们实施物理实践活动和物理科普讲座的模式,以及在实践过程中的思考。

二、初中物理实践活动课和科普讲座的内容和方式

1.初中学生创造性的表现

物理创造性思维包括两方面内容,一是重新安排、组合已有的物理知识,创造出新的知识和形象;二是突破已有的物理知识,提出崭新的见解、设想、思路和观念。

初中学生创造性的表现为:

观察 思维个性 表现

喜欢精细常用类比和 习惯于自己决非常希望把自

地观察 推理。 定学习和研究己发现的东西

事物。 有较强的好奇的课题。告诉别人。

时常专心心,总想寻根究 有自己独特的喜欢向权威

致志听别底,弄清事物的 实验方法和发挑战。

人说话,注 来龙去脉。 现问题的方法。 喜欢预测结果,

意别人的 能从乍看起来喜欢寻找多种并能努力地去

行动。 互不相干的事解决问题的可证明这一预测

物中找出联系。 能性。 的正确性。

2.初中物理实践活动课和科普讲座的内容、方式

对物理实践活动和物理科普讲座内容的选取要能够发展学生的创造性并体现多学科的渗透。从教学方式的选取上体现形式的多样性。

(1)资料研究性课题

以信息收集为主的实践活动。通过查阅图书资料,在计算机网络上查找信息资料,参观博物馆、调查、采访、网上下载、查阅图书资料等方式获取信息,然后整理加工。把这些资料整理、改写成论文、调查报告等,在班级内进行交流。

例如“城市交通的问题”“纳米、光纤等新技术的应用”“地磁场”“能源的开发与利用”“激光的应用”“生活与物理”“对美国大规模停电事件的调查”“对本地区电网建设的调查”“对北京市近10年来的温度变化及未来10年的温度变化趋势预测”等内容。

(2)以实验探究为主的实践活动

创设问题情景,引导学生主动探求知识。应选择或设计具有实践性的研究课题,让学生探究、发现、获取知识,解决问题,在实践中学会学习。这类活动选择课题范围要小一些,研究和实验的操作性要强一些。课题可以选择物理教学大纲中的实践活动参考题,也可以由教师设计一些课题或学生提出自己感兴趣的课题。

例如对“搜寻肇事司机”课题的设计、“噪声的危害与控制”课题的设计、对“热岛现象的研究和思考”等。

(3)以设计和动手制作为主的实践活动

这类活动要划定范围、要具体,并且要留出足够的创造空间和制作时间。

例如“制作一辆无动力小车”,“生活中的浮力”“杠杆的应用”“照相机的应用”“安全用电”等。

(4)其他形式的实践活动

例如学生对“噪声的危害与控制”调查与讨论方案设计。

三、初中物理实践活动课和科普讲座的参考模式

实施名称具体实施过程

一提出问题 发现值得探究的现象,把该现象问题化

表述,提炼为一个科学问题。

二猜想与假设在事实和推理的基础上提出猜想、假设。

三制定计划与提出研究方案、思考并选择科学探究的

设计实验 方法。

按照制定的方案进行实验与证据收集,

日的明确,观察细致。会阅读简单仪器

四进行实验与的说明书,能按书面说明操作。会使用

收集证据 简单的实验仪器,能正确记录实验数据。

具有安全操作的意识。具有捕捉意外信

息的意识。

描述信息。比较信息。归纳科学规律。

寻找数据之间的相互关系。关注物理条

五分析与论证件改变与物理现象变化之间的联系。用

简洁的语言陈述探究结果。

有评估探究过程和探究结果的意识。有

六评估 从评估中吸取经验教训的意识。尝试改

进探究方案。

学会写简单的探究报告。有准确表达自

七交流和合作己观点的意识。

学会与他人合作。

1.提出问题

学生主动提出问题、发现值得探究的现象,是培养创造能力的重要方面。教师可以创设情境让学生在其中有所发现,或布置一定的任务让学生为完成任务而提出问题。

例如在“未来城市的交通”课题中:

师 我们现在的交通已经尽善尽美了么?先让我们看两段录像。(嘈杂的声音,尾气的录像)。这些场景大家都不陌生,从这里你可以看出什么?

生 1.堵塞。2.空气污染。3.噪声污染。4.能源危急。

这样的情景使得学生很顺利地注意城市交通存在的问题,思考并提出问题。

2.猜想与假设

猜想(假设)是建立在事实和推理的基础上,且有待于实验证明。猜想既有科学性、创造性,又有推测性。我们需要的科学猜想和假想必须有可检测性。

对于学生提出的问题,确定猜想和假设。

例 研究城市的堵塞情况的设计。

学生猜想:道路堵塞情况与时间段有关。

学生设计方案:通过统计同一汽车(或自行车)经过某繁华地段所用的时间。通过时间的统计、比较,反映该地区的堵塞情况。

学生选择了东城区灯市口大街进行研究。接着学生就自己提出问题的可检测性及检测方法的可行性进行论证。

3.制定计划与设计实验

学生根据自己提出的假设制定计划,根据需要,设计实验,思考和选择科学探究的方法。某些课题,教师可提出研究方案的样例(注意:不能硬性要求统一)。

例如激光作为推动当代高新技术发展的强大动力,具有无穷的魅力,激光在国防、科研和国民经济各部门都有着广泛的应用。请你们根据兴趣,调查激光在各个领域中的应用。

学生讨论:涉及领域有检测领域、材料加工领域、军事、安全领域、医学领域。根据兴趣分组,设计具体计划。

其中研究医疗领域的小组的计划:通过网络收集相关信息;去北京第六医院调查他们使用激光治疗的情况;采访医院的大夫,调查他们对使用激光治疗的看法。

4.进行实验与收集证据

按照制定的方案进行实验与收集证据。要求目的明确,观察细致。

例如“激光的应用”:医学领域的应用,拍摄手术实景。学生通过多方面联系,带着摄像机走入北京第六医院,先是采访,然后拍摄了利用激光手术除痞子的过程。在课上放映这一段录像时,随着镜头推移,大家发现除痦子的手术竟然是在自己的老师脸上做的!课堂气氛沸腾了!

会使用简单的实验仪器,会阅读简单仪器的说明书,能按书面说明操作。

例如在我们搞的实践活动中,学生使用了照相机,数码相机,摄像机,电脑(Power Point软件、Flash软件、3DMAX软件等),移动存储装置,秒表,噪声仪,录音笔等。

要求学生能正确记录实验数据(并设计表格以使得数据记录条理化)。后期需要分析实验获得的数据以得出结论,且实验有时重复一次很麻烦,因此每次数据都要认真记录。

要求会从网上收集信息,会查询权威资料分析信息的可信度,会去图书馆查阅资料,知道图书馆的检索方法。

要求学生具有安全操作的意识。

如在记录车流量,噪音量,研究激光的应用中时,注意自身安全。

要求学生具有捕捉意外信息的意识。例如在研究激光在医学领域的应用采访中,恰逢医生在利用激光刀手术,学生马上对手术过程进行抓拍。

5.分析与论证(提出解决方案)

分析与论证的过程包括:描述信息、比较信息、归纳科学规律、寻找数据之间相互规律的特征(相等、之和、之差、乘积、比值)、关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系(及两者的数量关系),用简洁的语言陈述探究结果。对获得的重要数据进行处理并得出结论为假设服务,体现学生较全面的能力。可以利用学生的特长,如数学、计算机。

例如研究城市的交通堵塞情况。通过同一交通工具通过某路段时间的统计、比较,反映该地区的堵塞情况。学生在设计中注意了交通工具,是否节假日等因素对调查结果的影响。

设计表格并记录数据、用EXCEL处理数据呈现的柱形图如下,使比较的结果一目了然。

(图中不同颜色的柱状体表示不同的日期)

日期/时间 6:00 7:00 7:30 7:50 10:00 12:00 15:00 17:00 19:00 20:00

9月10日 200 330

909 830

356 434

244

769

567

356

9月13日 200 320

809 760

543 523

344

680

498

412

9月15日 202 331

876 890

456 321

256

780

634

299

6.评估

在评估过程中,有评估探究过程和探究结果的意识。有从评估中吸取经验教训的意识。在研究中随时调整并改进探究方案。

如研究车流量与假日、开学、是否有警察、是否发生突发事件等有何关系?是否再增加调查的内容以获得更全面的数据?

7.交流和合作

在实验调查,收集资料数据的基础上,学会写简单的探究报告(包括探究的问题、过程和结论,不强求刻板、统一的格式)。

要求学生在报告中能准确表述自己观点的意识(自己的观点与别人不同,或别人暂时还没有想到时,有把自己的观点告知别人的愿望)。

学会与他人的配合和合作。

(1)交流中对发言学生的要求

说明课题设定的理由,课题研究方案,调查研究的结果(设计易于观察的照片,图片,资料等),课题中有待解决的问题、参考文献等在报告后进行简要的答辩活动。

(2)对听讲学生的要求

听取他人发言,参与评价活动,你对其内容感到惊讶和新发现的东西是什么?想要进一步了解的内容是什么?对报告者的表达能力做出评价(①课题思路顺畅与否;②资料、数据的展示方法及灵活运用怎样?③语言表达如何?)、对报告者提出你的质疑等。

四、初中物理实践活动和课题研究的成果形式

1.以文字图片等形式的成果布置专栏展示。

2.以论文报告、制作的网页、录像资料等形式在班级内汇报、交流,选出好的在全年级汇报。

3.把科技制作的成果在全年级比赛、评比或举办作品展览。

4.参加全市、全国的评比活动。

5.试着把有意义的调查结论向政府部门递交。

例如搜寻肇事司机。

分析利用简单仪器秒表测出汽车的速度和便携式测速器测量速度比较,出现差异的原因是?便携式测速器的测速原理是?

汽车速度表的原理是什么?

二环、三环路和许多道路为什么要限速?超速的后果是什么?

媒体上报道的累积超过万元的超速罚单被拍摄于三环的莲花桥路段,关于这件事你怎么看?

五、初中物理实践活动和课题研究的评价

1.评价主体

本章内容和各种活动较多,教学活动的参与者包括教师、学生、家长和其他机构和人士,这些都可以作为评价主体。特别要引导学生学会自我评价与评价他人,强调学生自我比较,淡化学生之间的相互比较,以体现评价主体的交互性和多元化。

2.评价内容

(1)对科学探究能力的评价

科学探究的重要目标是体验科学过程,增进对科学探究的理解。具体的评价目标包括:提出科学问题,进行猜想和假设,制定计划、设计实验,观察与实验、获取事实与证据,检验与评价,表达与交流等六个方面。

(2)对科学知识和技能掌握的评价

在探究过程中要使用的物理学知识和工具。

例如在“寻找肇事司机”“调查某地段交通堵塞情况”的实践活动中要使用测量长度,时间的仪器,牵涉到求平均速度的方法,对于公路上的测速仪要会分析其原理等。

(3)对科学态度、情感与价值观的评价

通过活动培养学生良好的心理素质,体验挫折,要求学生在活动中体现良好的道德风尚。在活动中注意保持环境卫生,文明礼貌,懂得礼让、合作。受到挫折不灰心,修改方案或再次尝试,直到成功。

例如“激光的应用”讲座的准备中,材料加工。学生为讲解激光对金属、塑料等各种材料的切割、焊接、打孔、打标、弯曲成形、表面处理等加工过程,特地用3DMAX制作了模拟过程,结果花了很长时间制作的软件不知被谁删掉了。但学生马上投入重新做的过程,在正式的讲座上,仍然拿出漂亮的作品。

(4)对科学、技术与社会关系认识的评价

使学生感受到科学对人类生活的巨大影响,激光技术、光纤通信、信息高速公路、基因工程、克隆技术、海底光缆、卫星传输、无绳电话、电脑、CPS系统等新技术的应用,让我们的生活发生翻天覆地的变化。科学技术的发展和应用是双刃剑,随着技术发展而带来的环境问题、能源问题等,也是人类必须解决的问题。

例如未来城市的交通,通过现在和过去,以及对未来城市的规划设计,通过地铁、城铁、磁悬浮列车的出现,使学生在对比中感受交通工具、城市规划、新技术对生活的改变。

例如可以组织“对美国大规模停电事件的调查”,和“对本地区电网建设的调查”等实践活动,使学生在活动中感受技术和社会相互促进依存的关系。

3.评价方法

主要有连续观察与面谈、实践活动、书面测试、个人成长记录等方法。初中物理实践活动的评价原则应是激励和发展。评价应该是动态的、积极的、多种形式的。如过程评价、终结评价、成果评价、自我评价、小组评价、教师评价、等级评价、描述性评价(评语)、展示性评价等等。

(1)过程评价

指在过程中进行评价,评价的内容重在参与过程中的态度、表现、进步情况。

例如中期汇报,起到检查、反馈、激励、调整作用。其中包括进程、做了哪些工作,小组同学的参与情况,对已完成的部分工作进行质询和答辩。

(2)终期评价

一个课题完成后有总结,各小组自评,互评。

教师给予评价,可以是等级:优、良、合格等。重在参与,参与了实践活动全过程,就合格;也可以是激励性的评语:学生参加活动的态度、承担工作所起的作用、哪些方面能力有提高等具体的描述;还可以通过展示研究成果进行评价;各小组在班上交流;评选出最优秀的参加年级交流。获得展示的机会是学生感到最骄傲的评价。

(3)成果评价

例如拍的照片、录像,作为资料保存起来,或投稿在刊物杂志发表,或者编著成册,对于学生来说,这是自我价值的体现。

例如在“未来城市交通”课题中,学生写的文章被整理成册,制作的图片在教室以展板形式展示。

(4)综合素质评价

实践活动中的表现和能力的提高应纳入到对学生综合素质评价之中。如将积极参加实践活动纳入自主学习态度评价之中;将利用网络收集和处理信息的能力纳入自主学习能力评价之中;将课题研究能力和实践活动的成果纳入到自主研究能力、创新意识和实践能力评价之中。

例如“未来城市交通”的课后评价:

在这次科普实践课中,注意保持学生对自然界的好奇,发展对科学的探索兴趣;注重让学生经历从生活走向物理,从物理走向社会的认识过程,重视对学生科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。注重物理学科与其他学科的融合,使学生学会关心科学技术的新进展和新思想,了解自然界事物的相互联系,注意不同学科间知识与研究方法的联系与渗透,逐步树立科学的世界观,使学生得到全面发展。

在这节课的准备和实施过程中,能够做到全体学生参与,极大地调动了学生学习的积极性,改变了学生被动学习的局面,使他们成为了学习的主人。改变过分强调知识传承的倾向,激发并保持学生的学习兴趣。通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。

六、教师对初中物理实践活动和课题研究的组织

在物理实践活动中,教师是学生学习的促进者、组织者和引导者,教师必须对具体活动进行指导。教师应成为学生研究信息交汇的枢纽,成为交流的组织者和建议者。在不同的学习阶段进行重点的指导,在整个课题研究和实践活动中,学生会遇到多种多样的实际问题,教师在指导和与学生共同研究中,不断丰富自身的知识和经验。教师对实践活动的组织、指导和控制可以从以下六方面体现:

1.动员

教师在每一次实践活动开始时,要先动员。教师讲实践活动形式,内容范围,研究方法(如调查、采访、查询、搜集资料、实验等方法),研究成果汇报的方式(如作品展览,展板、论文、实验报告、网页)等,以及相关的知识(物理的,科技制作等方面的)。

2.组织

教师要了解有关研究题目的知识水平,该题目中隐含的争议性问题,在动员和分组中帮助学生从多个角度认识、分析问题,并根据自己的爱好结成小组。

分组有三种形式:班级内自由结合;班级内随机组合;跨班级随机组合。目的是培养合作与交往能力。每组3~5人,一个班大约分10个小组。

选举组长。做好分组名单记录,以便检查督促,建立实践活动课记录档案,准备实践活动过程记录表。

3.指导

教师要指导学生选题、申报课题。题目要具体,可操作;设计课题申报表,指导学生制定自己的研究计划,包括研究内容、研究方法、时间安排、成果形式等等。教师对学生的申报课题进行审批,主要看是否符合要求、是否可行。

指导学生开展活动,写论文、写实验报告,制作展板、网页,指导学生对活动作总结,指导学生进行课题成果交流。

教师的指导切忌将学生的研究引向已有的结论,而应提供信息、启发思路、补充知识、介绍方法和线索,引导学生质疑、探究和创新。教师要指导学生及时记载研究情况,真实记录个人体验,为以后进行总结和评价提供依据。

一个教师所任教的几个班,可以不同时开展实践活动,以免教师组织指导困难。不同班级就可以有不同的研究课题。学生可以自己选题,教师给予指导。

4.帮助

给学生的实践活动提供支持、答疑,指导学生如何搜集资料(图书检索,网上搜索等)。如向学生介绍资料的获得途径,如图书馆检索方法,搜索引擎的使用(如:www.google.com,www.baidu.com等常用搜索引擎)介绍常用演示软件的使用(如Power Point,Flash,3Dmax等)。组织与活动内容相关的参观、报告;在一定范围内提供实验器材、工具、材料。如在活动时间对学生开放图书阅览室和电子阅览室,以供学生查询资料,开放实验室和劳技工作室,提供实验、制作的场地和设备。指导学生采访专家,寻求帮助,和谐交往等。

5.检查

实践活动中期组织学生在班内汇报已经进行的工作,做一次交流,各小组汇报设计思想,相互质询,找出设计中的问题,完善设计。以此指导、督促、控制活动进程。

6.总结

引导学生总结课题研究内容内外的收获体会。挖掘物理实践活动更深层的意义。

初中物理实践活动可以把课内和课外结合起来,一部分活动用物理课堂时间,一部分活动利用课外时间。学生选择的个性化课题研究一般都是用课外时间,教师个别指导。

七、对初中物理实践活动的管理

初中物理实践活动应建立区(县)、学校、年级组(或教研组)、班级、小组多级管理组织。

1.区级负责监督、交流、评价实践活动,发现好的典型及时宣传普及。

2.学校要有专门的机构(教务处)和人员对实践活动具体的领导、管理和评价。把实践活动纳入教学计划。

3.年级组(或教研组)要明确实践活动的具体负责教师,给学生建立实践活动档案,负责实践活动的实施、评价和管理。

4.班级管理及小组管理在具体操作过程中进行管理和监控。

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