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關(guān)鍵詞:小學(xué)科學(xué);實驗操作;實驗步驟
讓學(xué)生通過實驗的觀看或操作學(xué)習(xí)知識是提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)效率的重要方法??墒怯捎谛W(xué)生的年齡、閱歷和經(jīng)驗限制,教師在對其進(jìn)行實驗教學(xué)時會存在很多的問題。筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗,總結(jié)出了增強實驗教學(xué)效果、提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的幾點方法。本文將就此問題進(jìn)行重點討論。
一、創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)探究興趣
孔子說:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”小學(xué)科學(xué)教師首先需要激發(fā)學(xué)生的實驗和探究興趣,從而讓他們擁有學(xué)習(xí)的動力。一般而言,通過創(chuàng)設(shè)多種能夠激發(fā)他們興趣的教學(xué)情境,是讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)和探究熱情與興趣的有效方法。所以教師應(yīng)當(dāng)通過和學(xué)生生活息息相關(guān)或他們喜聞樂見的情境創(chuàng)設(shè),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,從而為進(jìn)行接下來的實驗教學(xué)打下堅實的基礎(chǔ)。
如,進(jìn)行《使沉在水里的物體浮起來》的實驗之初,筆者創(chuàng)設(shè)了一個魔術(shù)的情境。筆者告知學(xué)生要給大家變一個魔術(shù)。聽到這里,學(xué)生的好奇心被激發(fā),注意力集中到了講臺上。這時,筆者拿出一個馬鈴薯,向?qū)W生展示把馬鈴薯放到旁邊裝滿水的燒杯里會是什么狀態(tài)。實驗證明,馬鈴薯在水中會下沉。之后筆者說自己有一種魔法粉,可以讓水中的馬鈴薯浮到水面上。緊接著,筆者拿出魔法粉,即食鹽,放到水中慢慢攪拌,并故弄玄虛地說:“現(xiàn)在就是見證奇跡的時刻?!睕]過多時,馬鈴薯從燒杯的底部慢慢浮到了水面。此時,學(xué)生都表示出了驚訝的表情,知識的探索興趣和熱情被充分地調(diào)動起來,開始議論和思考其中的原因。這時,筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識的深入探究,大大提升了教學(xué)效果。
二、常見材料,提高操作可行性
作為學(xué)習(xí)科學(xué)的核心內(nèi)容,科學(xué)探究需要教師通過科學(xué)的引導(dǎo)方式讓學(xué)生對其中的科學(xué)規(guī)律進(jìn)行掌握。而這種探究僅憑教師的講解、多媒體的演示是很難達(dá)到預(yù)期效果的。在這個背景下,教師想要實現(xiàn)科學(xué)探究的目標(biāo),就必須借助多種形式的科學(xué)實驗,而實驗材料是保障科學(xué)實驗順利開展的前提條件。合理、有效地選材能夠充分保證學(xué)生的探究活動獲得預(yù)期效果,讓學(xué)生在實驗中獲取知識,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
針對這一點,教師在實驗材料的選取上應(yīng)當(dāng)貼近學(xué)生生活,如果是日常手邊隨時可得的物品,可以讓實驗達(dá)到事半功倍的效果。舉例而言,在《研究磁鐵》的教學(xué)實驗中,教師就可以選用常見的鐵釘、木片、玻璃和塑料泡沫等進(jìn)行實驗探究。這些材料司空見慣,能夠提高教學(xué)的有效性。
所以,在進(jìn)行實驗的材料選取時,教師應(yīng)當(dāng)按照學(xué)生的生活和課程的實際進(jìn)行選取,讓學(xué)生有效積累科學(xué)經(jīng)驗,并形成科學(xué)認(rèn)識,實現(xiàn)探究實驗活動的順利開展,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和教師的教學(xué)效率。
三、合理設(shè)計,理順實驗步驟
小學(xué)科學(xué)教師在對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時,必須做到探究實驗和科學(xué)概念并重,讓學(xué)生在親手實驗的過程中清晰地掌握實驗的步驟,從而準(zhǔn)確掌握相應(yīng)的科學(xué)概念。所以,教師實驗之初對科學(xué)實驗進(jìn)行精心的設(shè)計,可以讓學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)實驗的親手操作過程中有效培養(yǎng)他們對科學(xué)的熱情,進(jìn)而形成研究科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)與認(rèn)真態(tài)度。
比如,在進(jìn)行《光的行進(jìn)》實驗時,教師就可以以學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)方向為起點,在探索平面鏡“反射”性質(zhì)時加入其他相關(guān)的趣味實驗活動。比如“暗箱尋秘”的探究活動中,教師準(zhǔn)備了一個只開了一個小洞的盒子,讓學(xué)生將眼睛貼在小洞上向箱子里面進(jìn)行觀察。由于學(xué)生阻擋了射入盒子中的光線,自然無法看到里面的任何事物。這時,教師故意問學(xué)生原因,是“視力不夠好”還是“觀察的方法有問題”造成的。這時,教師引導(dǎo)學(xué)生通過別的方法向箱子里面進(jìn)行觀察,這時發(fā)現(xiàn)當(dāng)眼睛從盒子的小洞上離開一些時,就可以順利地發(fā)現(xiàn)里面的情景。之后,教師開始讓學(xué)生反思之前的失敗原因。學(xué)生可以通過自主分析和小組討論的方式進(jìn)行原因的探究,并最終得知正確的原因,即能夠看到物體的原因是由于物體本身產(chǎn)生或反射其他光源的光進(jìn)入我們的眼中而造成。
由于整個的實驗過程依照學(xué)生的思維發(fā)展的規(guī)律進(jìn)行了情境的創(chuàng)設(shè)和實驗的設(shè)計,可以讓學(xué)生在“模擬”科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的過程,實現(xiàn)了學(xué)習(xí)科學(xué)和實驗操作的過程中真正的手腦共用,從而有效地通過相關(guān)的手段進(jìn)行實驗和學(xué)習(xí),有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。
之,為了達(dá)到小學(xué)生有效獲取科學(xué)知識的目的,教師應(yīng)當(dāng)通過科學(xué)實驗讓他們在零距離的感受中積累經(jīng)驗、掌握能力,從而有效提高自身的科學(xué)素質(zhì),實現(xiàn)有效的小學(xué)科學(xué)教學(xué)。
參考文獻(xiàn):
[1]邢偉.淺談小學(xué)科學(xué)實驗操作[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)(教學(xué)研究),2014(6).
一、實行安全教育培養(yǎng)學(xué)生的安全意識
在科學(xué)實驗教學(xué)中滲透安全教育是對學(xué)生進(jìn)行全面安全教育不可缺少的部分,有意識地培養(yǎng)學(xué)生的安全意識、自我保護(hù)意識和自我防范意識,做到有備無患,是很有必要的,科學(xué)教師肩負(fù)著重大的責(zé)任。科學(xué)教師是學(xué)生科學(xué)實驗的組織者、指導(dǎo)者、合作者,應(yīng)該時刻注重對學(xué)生的安全教育,才可能在科學(xué)實驗中培養(yǎng)學(xué)生的安全意識,最大限度地控制實驗的安全性。首先,每學(xué)期組織學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)《學(xué)生實驗守則》和《科學(xué)實驗室管理制度》,教師也應(yīng)該學(xué)習(xí)《實驗教師崗位職責(zé)》和《實驗教學(xué)管理制度》;其次,每節(jié)實驗課都要根據(jù)所學(xué)內(nèi)容涉及的實驗儀器講解正確使用方法、材料的安全使用和安全措施;另外,也可以根據(jù)具體事例實施安全教育,向?qū)W生介紹如果使用不當(dāng)會引起的身體損害,特別是對于光學(xué)類儀器、加熱類儀器、玻璃類儀器,通過以上教育,學(xué)生會深刻認(rèn)識到實驗中安全的重要性,從而提高安全意識,掌握一定的自救辦法,在遇到危險時,能夠采取措施保護(hù)自己,并減少對其他人的傷害。
二、正確使用實驗儀器確保安全操作
教師在科學(xué)實驗教學(xué)時,要控制實驗的安全性,確保學(xué)生安全。學(xué)生在科學(xué)實驗中只具有安全意識是不夠的,必須付諸行動才行。因此在科學(xué)實驗時,教師要指導(dǎo)學(xué)生正確使用實驗儀器,確保安全操作。例如:在使用酒精燈時,就要求教師先介紹酒精燈的安全使用方法,再進(jìn)行正確的示范。酒精燈使用方法:使用前,先檢查燈芯是否能用,酒精燈內(nèi)的酒精是否在1/4~2/3之間;用火柴點燃酒精燈時,酒精燈之間不能相互引燃;用完后,用燈帽將酒精燈熄滅,禁止用嘴去吹,以免引發(fā)火災(zāi)。在教師示范時,學(xué)生要認(rèn)真觀察教師的使用過程,接下來才是學(xué)生自己在實驗中使用酒精燈,教師再根據(jù)學(xué)生的使用情況給予指導(dǎo)。特別是第一次使用的時候,必須做到這樣,以后的實驗中也要強調(diào)正確、安全的使用方法。酒精噴燈使用時,應(yīng)在預(yù)熱盆中注入酒精,點燃后銅質(zhì)燈管受熱。待盆中酒精接近燃完時,逆時針開啟燈管上的開關(guān)。來自貯罐的酒精在燈管內(nèi)受熱氣化和氣孔的空氣混合,這時點燃?xì)怏w便能產(chǎn)生高溫火焰,火焰的大小可以用開關(guān)來控制。用畢后,掛式噴燈座旋緊開關(guān),同時關(guān)閉酒精貯罐下的活栓,就能使燈焰熄滅。座式噴燈火焰的熄滅方法是用石棉網(wǎng)蓋住管口,同時用濕抹布蓋在燈座上,使它降溫。開啟開關(guān)時必須先充分灼熱燈管,然后點燃管口氣體,否則酒精不能全部氣化,會有液態(tài)酒精由管口噴出,可能形成“火雨”(尤其是掛式噴燈),甚至引起火災(zāi),因為酒精易揮發(fā)、易燃,使用酒精噴燈時必須注意安全。
又如:凹面鏡和凸透鏡的使用,要保證學(xué)生正確、安全地使用,應(yīng)做到四點:(1)學(xué)習(xí)凹面鏡和凸透鏡工作原理;(2)告訴學(xué)生正確的使用方法;(3)教師示范;(4)揭示安全隱患。通過學(xué)習(xí)學(xué)生明白了凹面鏡原理是光照到鏡面反射后聚集一點,這一點的光很強,溫度很高。教師示范時,強調(diào)用凹面鏡把太陽光反射后聚集在一起的點只能對著物體,而不能對著其他學(xué)生以免燒傷。在實驗中,凹面鏡聚集的光可以把紙張點燃,實驗后應(yīng)及時熄滅,以免發(fā)生火災(zāi)。凸透鏡也是實驗中經(jīng)常使用的儀器,這其中就包括放大鏡和望遠(yuǎn)鏡。首先,向?qū)W生講解凸透鏡的原理,即通過光的折射然后聚集光,產(chǎn)生高溫。然后,教師講解凸透鏡如何使用,并進(jìn)行示范,同時強調(diào),不能對著凸透鏡用眼睛看太陽,不然會燒傷眼睛。在科學(xué)實驗教學(xué)時,教師要講解儀器使用方法和進(jìn)行示范,并告訴學(xué)生實驗有可能存在的安全隱患,在學(xué)生使用實驗儀器時給予適當(dāng)指導(dǎo)。這樣學(xué)生才能掌握正確的使用方法,安全操作,才能保證實驗的安全和成效。
三、制定安全問題處理方法進(jìn)行及時補救
科學(xué)教學(xué)實驗中存在著一定的安全隱患,要根據(jù)實驗的實際情況,對可能出現(xiàn)的安全問題制定處理方法,及時補救,提高安全效能??茖W(xué)實驗教學(xué)中的問題包括儀器使用不當(dāng)造成的傷害,有毒、有害實驗材料使用等。例如酒精燈和酒精噴燈使用出現(xiàn)安全問題時應(yīng)該采取的處理方法:在做實驗時,不小心將酒精濺出后在實驗臺燃燒,應(yīng)立即取濕抹布蓋在上面。酒精噴燈在小學(xué)科學(xué)實驗中應(yīng)用很少,但也要讓學(xué)生了解一些使用常識,以防患于未然。酒精噴燈的火焰溫度是非常高的,在實驗中若出現(xiàn)燙傷,應(yīng)將受傷部位放入涼水中,以降低局部的溫度;受傷面積大時,應(yīng)該立即就醫(yī),運送的過程中應(yīng)注意避免感染,可以用干凈的衣物包扎,并避免擠壓。
再如,玻璃儀器使用時,如果出現(xiàn)玻璃碎片劃傷皮膚,一般情況下的處理方法:(1)用自來水或其他干凈水沖洗傷口數(shù)遍,每次間隔一會,這樣可以將傷口上的玻璃碎片沖掉。(2)如果傷口上的玻璃碎片沖不掉,可用鑷子將傷口上的小玻璃碎片慢慢取出,注意動作要輕柔。(3)用雙氧水消毒。雙氧水的泡沫可使細(xì)小的玻璃片浮出,可輕輕彎曲手指,以檢查韌帶是否完好。
使用硫酸時出現(xiàn)安全問題的處理方法:實驗時不小心將酸液滴在皮膚上,需立即用大量清水進(jìn)行沖洗,并用碳酸氫鈉沖洗,嚴(yán)重時需要就醫(yī);如果滴在皮膚上的是濃硫酸,需先用干抹布輕輕擦去,再進(jìn)行沖洗;酸液滴在眼睛里,必須立即提起眼瞼,用大量清水進(jìn)行沖洗,并不時轉(zhuǎn)動眼球,然后及時就醫(yī)。只有對有可能出現(xiàn)的安全事故制定處理方法,才能保障受傷后得到及時治療,才能提升安全的效能,確保學(xué)生安全。
四、結(jié)束語
在實驗過程中,存在一定的安全隱患。要確保學(xué)生的安全就必須對學(xué)生進(jìn)行安全教育培養(yǎng)安全意識,作為教師應(yīng)該講解實驗儀器的使用方法并示范,并告訴學(xué)生實驗有可能存在安全隱患,在學(xué)生實驗中使用實驗儀器時給予適當(dāng)指導(dǎo)、制定安全問題處理方法進(jìn)行及時補救。另外,實驗后應(yīng)認(rèn)真總結(jié)實驗中存在的問題,并制定有效的措施,加強對學(xué)生安全教育,從而使學(xué)生在健康、安全、快樂的環(huán)境中成長。
參考文獻(xiàn)
[1] 何亞東.水性無鹵超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料試驗研究[D].長沙:湖南大學(xué),2007.
[2] 王娜,藏明.探討酒精燈安全使用的方法及預(yù)防噴燃發(fā)生的措施[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2011,29(6):106-107.
關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實技術(shù);初中物理;實驗教學(xué)
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)03-0148-02
1 前言
物理實驗教學(xué)是物理學(xué)科教學(xué)的一個重要的組成部分,也是學(xué)好物理的基礎(chǔ)。在物理教學(xué)中運用實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力,并在操作中形成物理的科學(xué)精神和品質(zhì)。因此,物理教師在物理實驗中要運用科學(xué)的教學(xué)手段,提高物理實驗教學(xué)的質(zhì)量。
2 虛擬實驗技術(shù)的內(nèi)涵和在實驗教學(xué)中的優(yōu)勢
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是隨著計算機技術(shù)發(fā)展起來的新型的綜合實驗技術(shù),它使用模擬的方式為實驗者營造一個逼真的實驗場景,讓實驗者可以直接參與到實驗環(huán)境的變化中[1]。虛擬實驗是利用計算機技術(shù)的圖形功能,應(yīng)用虛擬技術(shù)來仿真實際物理實驗過程,從而達(dá)到實驗的目的。但它和傳統(tǒng)的實物實驗不同,虛擬實驗是對虛擬物體的操作,因而在實驗過程中的工具和對象也是虛擬的。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理實驗教學(xué)中應(yīng)用,使教學(xué)方法靈活有趣,能夠吸引學(xué)生的興趣,調(diào)動學(xué)生參與物理實驗的積極性,可以實現(xiàn)教學(xué)資源的優(yōu)化配置和共享。與傳統(tǒng)的實物實驗相比,虛擬現(xiàn)實技術(shù)不需要儀器儀表的齊全,實驗的參數(shù)也可以任意設(shè)定,而且可以應(yīng)用在物理的各個實驗當(dāng)中[2]。這種實驗對器材的消耗小,不受實驗器材種類和數(shù)量的限制,降低了實驗的成本。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)代計算機技術(shù),實現(xiàn)實驗的高效操作,因此實驗的速度快、效率高,對物理針對性和綜合性的實驗容易展開,學(xué)生在物理實驗中能夠體會到成功喜悅,更有利于學(xué)生積極性的提高[3]。實驗所獲得的數(shù)據(jù)和圖形可以直接使用打印機進(jìn)行打印,直觀地向?qū)W生展示。在物理實驗教學(xué)中運用現(xiàn)代化的教育手段,能夠在實驗課堂中營造一種輕松活躍的教學(xué)氛圍,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和實驗探究的興趣得到大大提高,有利于素質(zhì)教育目標(biāo)的實現(xiàn)。
3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理實驗中的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)代技術(shù)在演示型實驗中的應(yīng)用 在物理實驗中比較常見的是演示型實驗,而實驗課上教師的成功演示可以有效地提高學(xué)生對于實驗的興趣和注意力,提高實驗課堂的效率。學(xué)生可以跟隨教師演示增強探討物理科學(xué)的勇氣和信心,激發(fā)學(xué)生對物理科學(xué)知識的探究興趣。演示型實驗很大程度受實驗室環(huán)境的影響,如果實驗室條件不佳,會影響實驗的結(jié)果,失去物理實驗的科學(xué)性。在光的反射實驗中,教師通過對實驗演示,增加學(xué)生對光的反射定律的印象和原理的掌握。但在學(xué)校現(xiàn)實條件下,光的反射會受到多個方面的影響,光的反射效果不佳,會直接影響實驗成功。教師可以借助虛擬實驗技術(shù)彌補現(xiàn)實實驗條件的限制。
因此,教師在實驗前要先介紹幾個基本光的概念,包括入射光線、反射光線、法線、入射角、反射角,讓學(xué)生在掌握基本概念的基礎(chǔ)上對光的反射進(jìn)行初步認(rèn)識。然后運用平面鏡和平行光源對光的反射原理設(shè)計相應(yīng)的模型,對光的反射現(xiàn)象進(jìn)行模擬演示,吸引學(xué)生實驗的興趣。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究,并從實驗中得出自己的實驗結(jié)論和光的反射原理以及規(guī)律。然后教師在虛擬實驗平臺上讓學(xué)生拖動鼠標(biāo)隨機增加入射角的大小,觀察光線的變化情況,并對不同角度的入射角和反射角進(jìn)行記錄,進(jìn)行兩者間的比較。最后,教師總結(jié)出規(guī)范性的光的反射定理。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在探究型實驗中的應(yīng)用 探究型實驗是讓學(xué)生自主探究一些實驗現(xiàn)象,總結(jié)出物理規(guī)律。探究型實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和自主探究的能力。探究型實驗要在真實的現(xiàn)實中應(yīng)用,但會受到外界各種因素的影響而阻礙實驗的順利進(jìn)行,因此,教師可以在實驗中借助虛擬現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行虛擬實驗,保障實驗方案的順利進(jìn)行。
如在探究凸透鏡成像規(guī)律時,現(xiàn)實實驗受到光線的影響而無法正常進(jìn)行,對規(guī)律總結(jié)不利,因此可以采取虛擬現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行實驗。首先,教師使用實物進(jìn)行實驗演示,將物體由遠(yuǎn)及近逐漸靠近凸透鏡。在實驗過程中讓學(xué)生觀察物體的成像特點,并針對出現(xiàn)的現(xiàn)象提出相應(yīng)的問題:物體距離凸透鏡的遠(yuǎn)近是否會影響凸透鏡的成像特點,并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,調(diào)動學(xué)生探究的欲望。其次,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行虛擬實驗。先要創(chuàng)設(shè)虛擬實驗平臺,讓學(xué)生把物體放置在離凸透鏡較遠(yuǎn)的位置,并拖動鼠標(biāo)進(jìn)行操作,讓物體逐漸靠近凸透鏡,觀察物體成像的特點,并進(jìn)行記錄。最后總結(jié)出凸透鏡成像的特點,教師給予規(guī)范化的成像描述。
虛擬現(xiàn)代技術(shù)在操作型實驗中的應(yīng)用 操作型物理實驗是按照學(xué)生已有的物理知識進(jìn)行實際連接、安裝和設(shè)計,最后得出物理規(guī)律,發(fā)現(xiàn)物理問題。在大多數(shù)的中學(xué)物理實驗課中,學(xué)生沒有這樣的機會進(jìn)行實際的操作訓(xùn)練,達(dá)不到知識和實踐相結(jié)合的教學(xué)目的。因此,教師在物理實踐操作型實驗中要加強學(xué)生的操作實踐能力,讓學(xué)生在實踐中獲得物理知識的學(xué)習(xí),總結(jié)物理規(guī)律,積累物理經(jīng)驗。
如在“探究電路短路問題”時要考慮到教學(xué)設(shè)備的安全問題,因此多數(shù)教師采取講解的方式,而學(xué)生不能親手操作,導(dǎo)致對短路問題理解比較膚淺,在面臨實際問題時無法進(jìn)行有效解決。在物理實驗中,教師往往采用演示的方式向?qū)W生展示物理現(xiàn)象,學(xué)生缺少動手實踐經(jīng)驗;如果實驗使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),學(xué)生不但可以親手操作,還能親自體驗短路現(xiàn)象,探究出短路的原因,避免實驗發(fā)生不安全事件,優(yōu)化了教學(xué)的組織形式,也提高了教學(xué)的質(zhì)量。
教師首先將電線短路分解成不同的任務(wù),讓學(xué)生自主探究。讓學(xué)生先了解電源短路的現(xiàn)象,知道什么是短路。讓學(xué)生在虛擬操作平臺上建立一個用導(dǎo)線連接電源兩極或者用導(dǎo)線將電源和開關(guān)連接起來的閉合電路,在連接電路時使用鼠標(biāo)拖動相應(yīng)的元件到相應(yīng)的位置,組成電路,閉合開關(guān),觀察電路現(xiàn)象;然后點擊鼠標(biāo),將電流表串聯(lián)到電路再閉合開關(guān),觀察發(fā)生的現(xiàn)象。學(xué)生通過該次實驗操作,了解到電源短路的有關(guān)知識以及產(chǎn)生的后果,得出電源短路會導(dǎo)致電流過大而燒毀電器,造成不安全事件的發(fā)生。
通過探究并聯(lián)電路中的短路現(xiàn)象,探究電路的問題。讓學(xué)生操作鼠標(biāo)將兩個燈泡并聯(lián),開關(guān)與其中的一個燈泡并聯(lián),觀察閉合開關(guān)時發(fā)生的物理現(xiàn)象,并觀察操作多盞燈并聯(lián),其中一盞被短路時發(fā)生的物理現(xiàn)象。學(xué)生通過自主操作,當(dāng)閉合開關(guān)時,并聯(lián)的燈全部熄滅,保險絲被燒壞。讓學(xué)生記錄每次實驗的結(jié)果,并得出自己實驗操作的結(jié)論。
利用虛擬實驗,學(xué)生可以安全地進(jìn)行操作和探究物理問題,教師在實驗中起到指導(dǎo)作用,學(xué)生可以體驗到電路短路的問題和電路短路會發(fā)生的事故。這種實驗會調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和科學(xué)實驗的興趣,又對學(xué)生的安全不造成任何影響,不但保障了實驗的效果,還保障了教學(xué)的效率。
4 總結(jié)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用,將虛擬實驗作為一種科學(xué)的實驗方法融入科學(xué)實驗當(dāng)中,體現(xiàn)了物理實驗教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。學(xué)生通過虛擬實驗還原物理真實情景,探究物理規(guī)律,積累物理經(jīng)驗,有助于養(yǎng)成良好的科學(xué)精神,為物理教學(xué)質(zhì)量的提高做出重要貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]邢如玲.虛擬實驗在初中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用策略研究[D].長春:東北師范大學(xué),2011.
一、加強廢物利用,提升實驗效果
科學(xué)實驗需要有基本的實驗器材與設(shè)備作為必要保障,學(xué)校實驗室的實驗設(shè)備是有限的,且一些設(shè)備不便于課堂展示,因此,學(xué)生周圍的物品也可以成為實驗器材的最佳選擇。利用學(xué)生熟知的、日常生活與學(xué)習(xí)所用的物品進(jìn)行實驗,不僅操作簡單、直觀,而且能夠在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的動手能力與創(chuàng)新能力,節(jié)省實驗成本,有著無限的優(yōu)越性。在對低成本實驗進(jìn)行設(shè)計時,一般要遵循三條原則:首先實驗材料的制作必須成本低廉;其次制作過程簡單易操作,且花錢少;最后要便于教師在課堂上演示。比如,在學(xué)習(xí)《地球與宇宙》這一章節(jié)時,為了能夠使學(xué)生對地球的基本形狀與特點進(jìn)行深入的了解,可以采用紙帶與鉛筆設(shè)計出地球的模型,將紙帶纏繞成橢圓球體,然后為學(xué)生展示并講解地球兩級的基本體征。再如,學(xué)習(xí)《物質(zhì)的形成》這一章節(jié)時,為了讓學(xué)生感知不同形態(tài)物質(zhì)的差異性,可以用針筒抽取5ml的空氣,然后堵塞針孔,推動針筒活塞,觀察空氣能夠壓縮到多少毫升。然后再將空氣換為水,以同樣的方法進(jìn)行壓縮,觀察能夠壓縮的程度。經(jīng)過親身體驗,學(xué)生能夠?qū)怏w、固體的分子間隙有一個科學(xué)的認(rèn)識。該實驗不僅操作簡便、成本低廉,而且還能夠使學(xué)生廣泛參與其中,親身感受不同狀態(tài)物質(zhì)的分子特點,具有一定的優(yōu)越性。
二、注重引導(dǎo),激發(fā)學(xué)生的參與熱情
低成本實驗?zāi)軌蚴箤W(xué)生普遍參與到實驗當(dāng)中,提升學(xué)生的實踐動手能力,增強學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的興趣。在科學(xué)教學(xué)過程中,教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的課堂情境,根據(jù)學(xué)生的興趣愛好以及身邊的具體事物,選擇具有針對性的、能夠滿足學(xué)生好奇心理與興趣愛好的實驗,使學(xué)生對生活中一些基本現(xiàn)象、科學(xué)技術(shù)能夠進(jìn)一步了解。比如,在現(xiàn)實生活中或電視節(jié)目中,學(xué)生經(jīng)常會看到胸口碎大石等魔術(shù),對此充滿了好奇,教師可對該原理進(jìn)行實驗展示,實驗器材很簡單,兩只高腳杯、一把鐵錘與一塊粗細(xì)均勻的模板,將高腳杯置于木板上,然后用錘子敲擊木板,讓學(xué)生預(yù)測可能會出現(xiàn)的現(xiàn)象,然后再進(jìn)行展示,得出結(jié)論,使學(xué)生明白這是利用了壓力與壓強的關(guān)系。學(xué)生的注意力將會集中于整個實驗,學(xué)習(xí)興趣高漲,而且能夠從實驗中學(xué)到科學(xué)知識,解釋生活中出現(xiàn)的科學(xué)、物理現(xiàn)象,不僅能夠提升課堂效率,而且能夠使學(xué)生的觀察與創(chuàng)新思考能力得到提升。
三、將生活物品應(yīng)用于科學(xué)實驗
科學(xué)實驗的最終目的是為了能夠使學(xué)生通過實驗演示了解某一個原理,因此,只要能夠?qū)嶒炘磉M(jìn)行有效地揭示都能夠在課堂上進(jìn)行展示。我們生活中的物品五花八門,都可以發(fā)揮想象力與創(chuàng)新思維能力運用于科學(xué)實驗中。對于一些實驗器材缺乏的學(xué)校來說,對生活物品的利用能夠有效解決實驗器材不足的問題,而且能夠滿足實驗教學(xué)的目的。一般情況下,科學(xué)實驗中運用到的生活物品都是比較常見的,能夠使每個學(xué)生普遍參與到實驗當(dāng)中,享受實驗操作帶來的樂趣。比如在學(xué)習(xí)內(nèi)燃機的運作原理時,可以設(shè)計這樣的一個實驗,實驗器材主要有食品包裝盒、鐵釘、打火機的電子點火器,往包裝盒內(nèi)滴適量的酒精,然后封閉,對包裝盒的表面進(jìn)行反復(fù)摩擦,達(dá)到一定的程度后,按電子點火器,這樣整個內(nèi)燃機的工作原理就清晰地展現(xiàn)在每個學(xué)生面前,且這些實驗器材可以反復(fù)使用。諸如食品包裝盒、電點火器等這些器材都是平時生活中極為常見的東西,基本上可以做到人手一套,使學(xué)生都能夠參與實驗,加深學(xué)生對知識的理解與認(rèn)識,不僅成本低廉,而且課堂實驗效果極佳。
四、對自然現(xiàn)象的實驗探究
以培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨,積極倡導(dǎo)讓學(xué)生親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動,培養(yǎng)他們的好奇心和探究欲,發(fā)展他們對科學(xué)本質(zhì)的理解,使他們學(xué)會探究解決問題的策略,為他們終身的學(xué)習(xí)和生活打好基礎(chǔ)。
二、教材分析:
本冊教材由“生物與環(huán)境”、“光”、“地球表面及其變化”、“運動和力”四個單元組成。
《生物與環(huán)境》單元從內(nèi)容上分三個部分:通過“綠豆種子發(fā)芽和生長”、“蚯蚓的選擇”研究生物的生存和非生物環(huán)境的關(guān)系。第二部分引導(dǎo)學(xué)生觀察分析生態(tài)群落中生物之間的食物鏈和食物網(wǎng),并通過生態(tài)瓶的制作、觀察,探究生物群落中生物和生物、生物和非生物相互依存的關(guān)系。第三部分內(nèi)容,是把以上認(rèn)識拓展到自然界,通過典型事例的分析,認(rèn)識到保護(hù)大自然、維護(hù)生態(tài)平衡的重要性。
《光》單元首先引導(dǎo)學(xué)生們觀察光的傳播(直線傳播和反射)特點及其在生產(chǎn)和生活中的運用;接著指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識許多光源在發(fā)光的時候也在發(fā)熱,太陽是地球最大的光源和熱源。陽光下物體得到的熱與受到的光照強弱有關(guān)系,也與物體本身的性質(zhì)有關(guān)系。最后通過制作太陽能熱水器綜合運用相關(guān)知識。
《地球表面及其變化》單元內(nèi)容主要包括兩個方面:一是認(rèn)識地球表面總的地形概貌,以及河流、海洋、山脈、高原等地形及特點;二是地形地貌變化及發(fā)生原因。讓學(xué)生知道是地球內(nèi)部的運動,是太陽、流水、風(fēng)、冰川、波浪等自然力共同作用形成和重塑了地球的外表。
《運動和力》單元內(nèi)容可分為四個部分。第一部分了解重力、彈力、反沖力,讓學(xué)生用這些力作動力使小車運動起來,并研究動力的大小與小車運動的關(guān)系。第二部分學(xué)習(xí)測量力的大小,認(rèn)識力的單位,為研究摩擦力大小做好技能準(zhǔn)備。第三部分認(rèn)識摩擦力,研究影響摩擦力大小的一些因素,研究摩擦力對物體運動的影響。第四部分動手實踐,設(shè)計和制作一個小車。
三、學(xué)生分析:
1、整體學(xué)習(xí)狀況:我所任教的502班和504班,每班學(xué)生均為50名左右,其中各班男生比例較大。從與其他老師交流中得知,學(xué)生整體學(xué)習(xí)比較認(rèn)真,并善于設(shè)法自主去獲取知識并在生活中靈活運用知識。
2、已有知識、經(jīng)驗:由于各種條件的限制,大部分學(xué)生的科學(xué)常識缺乏,科學(xué)探究能力也較弱。家長和某些教師偏重于語數(shù)教學(xué),使學(xué)生沒有多少時間和機會接觸大自然,更沒有得到大人和老師及時、周到的指導(dǎo),使學(xué)生沒能很好地在觀察、實驗、調(diào)查等實踐活動中獲取知識、發(fā)展能力、培養(yǎng)科學(xué)情感。
3、兒童心理分析:在小學(xué)階段,兒童對周圍世界有著強烈的好奇心和探究欲望,他們樂于動手操作具體形象的物體,而我們的科學(xué)課程內(nèi)容貼近小學(xué)生的的生活,強調(diào)用符合小學(xué)生年齡特點的方式學(xué)習(xí)科學(xué),學(xué)生必將對科學(xué)學(xué)科表現(xiàn)出濃厚的興趣。
四、教學(xué)目標(biāo):
1、五年級的學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的過程與方法技能,如觀察、記錄、簡單實驗等,本冊將引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷更為完整的探究過程。
2、通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生強調(diào)實驗前后的推測、解釋要有充分的依據(jù)。
3、掌握控制變量實驗的技能,并學(xué)習(xí)實際控制變量實驗。
4、運用模擬實驗探究自然事物發(fā)生的原因、變化及規(guī)律。
5、面臨幾次較長期的觀察研究活動:能用線條、符號、圖畫、文字等方式記錄觀察現(xiàn)象,用柱狀圖、折線圖處理數(shù)據(jù),并認(rèn)識到重復(fù)實驗的意義。
五、教學(xué)重難點:
教學(xué)重點:重視對學(xué)生典型科學(xué)探究活動的設(shè)計,以探究為核心,培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
教學(xué)難點:通過動手動腦、親自實踐,在感知、體驗的基礎(chǔ)上,使學(xué)生形成較強的科學(xué)探究能力。
六、教學(xué)措施:
1、首先加強教師自身的科學(xué)教學(xué)基本功的訓(xùn)練是最主要的。平時要充分利用空閑時間,認(rèn)真學(xué)習(xí)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)教材,認(rèn)真鉆研科學(xué)教法學(xué)法,盡快成為一名合格的科學(xué)教師。
2、結(jié)合所教班級、所教學(xué)生的具體情況,盡可能在課堂上創(chuàng)設(shè)一個民主、和諧、開放的教學(xué)氛圍。以學(xué)生為課堂教學(xué)的主體,設(shè)計符合學(xué)生年齡特征的教學(xué)法進(jìn)行課堂教學(xué),采取一切手段調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性和興趣。
3、充分利用好學(xué)校的科學(xué)實驗室,盡可能的去科學(xué)實驗室上課,做到“精講多練”,多通過實驗引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,得到收獲。
4、注重學(xué)生課外的拓展研究,不應(yīng)只停留在課堂教學(xué)內(nèi),要將學(xué)生帶出教室,到大自然中去,到社會中去,將科學(xué)課的學(xué)習(xí)從課堂延伸擴展到活動課程,擴展到家庭和社會。
七、主要教學(xué)活動類型:
搜集信息 現(xiàn)場考察 自然狀態(tài)下的觀察
實驗 專題研究 情境模擬
科學(xué)小制作 討論辯論 種植飼養(yǎng)
科學(xué)游戲 參觀訪問 競賽
科學(xué)欣賞 社區(qū)科學(xué)活動 家庭科技活動
角色扮演 科學(xué)幻想信息會、報告會、交流會
八、主要導(dǎo)學(xué)方法:
探究法 演示法 參觀法 實踐法 討論法
談話法 辯論法 實驗法 列表法 暗示法