• 提高物理实验竞赛训练质量的思考

     

      第26届全国中学生物理竞赛复赛(海南赛区)于2009年9月20、21日举行,笔者参与了实验竞赛的监考、评卷工作。考生竞赛中出现的情况折射出物理实验教育存在一些问题。本文结合笔者平时的教学实践,对此进行分析,并就如何强化实验操作技能、提高中学生物理实验竞赛水平提出可行性建议。
    中国论文网 /9/view-9236108.htm
      一、物理实验竞赛的情况分析
      本届物理实验竞赛考两道电学题,从考生实际操作情况来看,总体上不太理想。主要表现在考生对实验过程中出现的异常现象观察、分析不够,甚至完全不予注意,往往只是按照题目要求安排调整实验装置,急于得到实验结果。比如一实验题要求考生测定RC串联电路中的电容数值,不少考生在使用示波器观察电路中各元件产生的波形时,电路与示波器的连接没有满足“共地”,说明学生在知识的灵活运用上、与现代科学技术结合上,以及综合运用知识的创造力和创造精神等方面,需要进一步加强。
      在物理竞赛中,方法与技巧、思路与灵活性关系着比赛的顺利进行,关系着最终的成绩好坏,更关系着学生物理知识的延伸拓展以及今后在物理方面的进步和发展。而在实际教学过程中,很多教师忽视了对学生技巧的培养,只注重基础知识的积累,导致学生的思维空间狭窄,缺乏临时应变能力,从而造成比赛失误。
      二、强化实验操作技能,提高中学生物理实验竞赛水平
      技巧的培养不是短时间内一蹴而就的,平时教学的讲解和渗透是必不可少的。所以,中学物理教师不能仅仅依靠赛前的临时突击来挑选比赛选手,课堂上、作业中都要贯彻这一理念,发现并培养人才。基于应试教育对分数的要求,很多教师对物理竞赛基本不予重视,对成绩好坏也毫不关心,一味地为考试而教学。殊不知,这样并不能从根本上解决问题,反而失去了提高成绩的好机会。还有一些教师对参加竞赛很支持,但由于自身教学和辅导的经验不足而走错了方向。主要表现在对竞赛本身的目的和方向不很明确,对竞赛题目和内容不熟悉。因为这些原因,往往会下了不少工夫,最后取得的结果并不理想,打击了自己学生的积极性。这就要在竞赛的意识和方法上多研究,多思想,多总结经验,逐步改善被动的局面。
      1.了解物理实验竞赛题的特点,严格遵守竞赛规程,确保训练方法科学规范
      物理实验竞赛题的特点:1)要求学生对物理概念有清晰全面的认识,还要求对实验中出现的物理现象进行正确的阐述和分析,其中涉及力、热、电、光学的一些基本概念,要求学生具有较广泛的知识面。2)对操作的要求较高。给出的仪器和装置大多是散装部件,要求学生自己组装设备。3)要求学生具备一定的数据处理方面的知识和能力,能对实验结果进行不确定度计算和误差分析等。即物理实验竞赛题对物理概念、实验技能、数据处理及综合分析能力等要求都比较高,是科学性与技术性的统一。
      竞赛规程是竞赛时评分员和考生共同遵守的竞赛规则和要求,是评分员实施仲裁的依据,亦是对辅导教师训练具有指导作用的纲领性文件,辅导教师、参赛学生要共同认识到竞赛规程的重要意义,训练时要科学规范、按“实战”标准严格执行。否则,差之毫厘、失之千里,对竞赛规程哪怕是细微的疏忽大意,都会影响竞赛成绩。
      2.基础实验培训阶段,应透彻理解实验原理、熟练使用仪器
      实验原理是学生实验的前提和基础,熟悉使用实验仪器是学生实验能力强弱的具体体现。基础实验阶段,教师着重物理实验的预备性知识和技能的训练,结合与实验竞赛相关的教材内容、最新的信息资料,采用讲解、引导、类比等多种教学方法,使学生深刻理解和运用实验原理,突出从提出问题到解决问题的逻辑思维过程;尽量多了解仪器构造、多研究仪器说明、会选用适当量程、清楚注意事项,做到规范、熟练地使用米尺、游标卡尺、螺旋测微器、物理天平、秒表、温度计、量热器、电流表、电压表、万用电表、灵敏电流计、变阻器、电阻箱、电容、变压器、二极管、电桥、电势差计、示波器、稳压电源、信号发生器、光具座等仪器。比如在使用学生电源时,在打开电源之前,应调电压量程档位在最小,关闭电源前也要把电源电压调到最小等。实验的基本技能和知识要靠实践,勤动手,多动脑,熟能生巧。
      3.晋阶实验阶段,着重物理实验方法的应用能力和实验设计、创新能力的训练
      实验能力是一种综合能力,它是动作技能与智慧技能的有机结合。我们的学生实验多是“菜谱式”实验,即已经给定了实验步骤和方法,这种实验虽然可以使学生掌握一定的操作技能,但不利于学生独立思考。因此,在实验能力的训练中,多采用“讨论式、研究式”的教学方法,改变那种“老师怎么说,学生就怎么做”的教学模式,教会学生独立思考,独立判断,维护学生在教学中的主体地位,让学生主动驾驭整个实验,有利于开发潜能、展示个性。善于利用实验中出现的问题,给学生介绍相关的科学知识,扩展学生的视野,可以激发他们的实验兴趣,促使他们灵活运用知识,对实验中观察到的现象进行正确分析,进而提出新的实验方法、设计并解决之。
      中学教材中实验内容相当少,而竞赛中对实验要求较高(这也是竞赛的目的之一,即促进参赛学生的实验水平在其原有基础上有较大的提高),在现有教材实验的基础上,增加调整部分仪器,采用改造、创新或增加功能的方法创造成新的实验。比如在光学平台上,学生根据测量的对象自己设计,把散件组成一套特定的光学仪器,可谓以不变的物理方法应万变的科技需求,学生每做一次实验都是在运用物理学进行技术创造,动手与动脑相结合。重视创新实验指导是提高学生实验技能、“活化”物理知识的有效途径,也是实施素质教育的核心所在。教学实验不但要让学生懂得“应该做什么?”而且要懂得“为什么要这样做?”更要创造性地思索“还能做什么?”,这样才能加强动作技能与智慧技能的综合运用,促进实验能力的全面发展。
      4.实践效果
      近年来,海南省多所中学把参赛学生的实验培训活动设在海南师范大学。实践证明,在晋阶实验阶段,学生热情最高,来实验室做实验的较多,早来晚走的屡见不鲜,遇到疑难问题能积极主动与教师商讨或查资料想办法,或同学间相互探讨共同钻研,学生解决问题后的“成就感”令人欣慰,学习热情和兴致唯增不减。而且,这阶段实验仪器损坏率极低,说明是基础实验阶段巩固基础的成果。
      三、养成良好的实验习惯,提高实验速度
      良好的实验习惯体现在实验前的计划性、准备性,实验中的意识性、执行性,实验后的反馈性和总结性。实验前要检查、清点仪器,并把仪器摆放整齐有序,便于操作、读数;实验时,要有实验计划,不是边做边想,不是按课本上的实验步骤“依葫芦画瓢”,有意识思考为什么这样做,并不断提醒自己规范操作;当实验结果与预期理论值不符时,反省一下前面哪一步做错了,及时补救、总结。良好的实验习惯是提高实验速度,使实验操作平稳完成的重要保障。
      物理竞赛的指导思想是培养中学生实验能力,推动中学物理的实验教学工作。一个学生要在物理竞赛中取得优异成绩,不仅要掌握大量的物理知识,而且还要有很高问题解决能力和心理素质。然而,学生实验竞赛能力的提高是一个循序渐进的过程。因此,作为称职的竞赛指导教师,要熟悉教材,吃透教材,钻研竞赛大纲,并以竞赛大纲为纽带将高中知识与大学知识结合起来,采用针对性的措施,使学生在不同的阶段得到各种能力的培养,使知识的积累过渡到能力的生成和素质的提升,有效地提高中学物理实验竞赛水平。
      
      参考文献
      [1] 轩植华.谈谈物理竞赛中的实验题.物理实验,2001(3):29.
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      [3] 全国中学生物理竞赛常委会组织编写.全国中学生物理竞赛实验指导书,2004.1.
      [4] 康翔.培养物理拔尖人才探索新的科学方法.广西大学学报,2001(6):23.
      [5] 王承金.新课程背景下高中物理竞赛校本化的构想.物理教学探讨,2008(8):42.
      
      (责任编辑刘永庆)

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