实验动物的发展(6篇)
实验动物的发展篇1
【关键词】
医学生;实验动物福利;教育
作者单位:510515南方医科大学实验动物中心
通讯作者:顾为望E-mail:
1实验动物福利的提出与发展
19世纪末,随着生物医学的发展和社会文明的进步,动物越来越多地用于生物医学研究的实验中,实验动物的福利成了人们关注的焦点。实验动物的福利就是在以科学研究为目的的实验动物的生产和使用中最大限度地保证动物健康、安乐、舒适,从而获得客观、科学、准确的科研数据[1]。
近几年实验动物福利问题受到了国际关注,2008年11月,欧洲实验动物科学协会联盟称,它希望更新法规以更好地保护整个欧洲的实验动物;2010年4月,新闻报道称,欧盟将实施动物实验新法规,新的欧盟条约中有条款提到,“联盟国应该给足动物应有的福利,因为动物是有感知的生物[2]。”
落实和贯彻实验动物福利已成为国际趋势,是社会文明和经济发展到一定阶段的必然产物,在未来建立一个国际通用的实验动物福利标准已成为共识。
2我国实验动物福利的现状
中国实验动物科学的起步很晚,基础很差,但自80年代以来发展迅速,前国际实验动物科学委员会主席罗塞尔曾感慨道:“我亲眼看到中国的实验动物科技事业在不到十年的时间里,走完了西方国家半个世纪的路程。”尽管我国的实验动物科学突飞猛进,有关政策及标准不断完善,实验动物福利问题引起越来越多的重视,但在维护实验动物福利方面,我国与国外相比有很大的差距。
我国的实验动物福利只有相关的管理办法和部分条款,可操作性不强,缺乏明确具体的处罚规定,导致人们普遍漠视实验动物福利;在教学中,由于施教者动物福利意识的淡漠,并不会在涉及到动物实验的实际操作和演示中向学生传达有关维护动物福利的信息,而给学生造成实验动物只是一种资源和工具的印象:动物在清醒的状态下或未麻醉彻底就进行操作、实验结束后不给予人道处死使动物在巨大的痛苦中逐渐死亡、在垃圾堆中也时常会看到奄奄一息的实验动物,这些场面令人极为难受;只有少数实验性专业和研究生教学中开设实验动物学课程,导致医学生对实验动物福利缺乏认识,甚至毫无概念,在实际操作中不能切实维护实验动物福利,其中有些人甚至无视实验动物的痛苦,戏弄甚至伤害它们。目前情况,因为没有受到正规的实验动物福利教育,大部分医学生在设计实验和实际操作时根本不会顾及到实验动物的感受。
3重视医学生实验动物福利教育的意义
3.1培养术德兼备的合格人才的需要
“大医精诚”,“精”指专业熟练,“诚”指品德高尚。所谓“大医”,除了高超精湛的医术,还要仁慈博爱,悲天悯人。仁慈博爱方能做到“以天地之心为己心,视人之子犹己之子,勿以势利之心易之”,悲天悯人方能做到深切同情,感同身受,以人为本,尊重生命。医学生在学习阶段,生理、病理、毒理、解剖、外科手术等多门课程都要涉及实验动物,毕业后无论从事科研还是临床,依然离不开实验动物,如果对动物的痛苦和福利漠视,纵使可以“精术”,却很难“立德”,更难以确保对病患“一视同仁,贵义贱利”、“一心赴救,视病犹亲”、“廉洁淳良,不唯名利”、“宽厚仁和,倾诚无忌”,有“术”无“德”是教育的失败,更是社会的损失。
3.2有助于医学生道德上的自我完善
残忍的对待实验动物会使人堕落。同情和怜悯是人性的组成部分,人类如果对动物残忍,就会钝化和减弱他们对动物的痛苦的恻隐之情,进而在与别人交往的过程中,弱化甚至泯灭自身可以助人的本性。对动物残忍实际上是“恃强凌弱”,长期如此,这种心理和行为会投射到人类内部,演变成强势个体虐待弱势个体,丧失良知、爱心和同情心。
3.3提高医学生的思辨能力
加强医学生的实验动物福利教育,还有助于他们学会辩证地、科学地思考问题。动物福利和动物利用是对立统一的两个方面。提倡动物福利,不等于人类不能利用动物,不能做任何的动物实验,重要的是应该怎么合理、人道地利用动物,怎样科学地设计实验使实现研究目的所使用的实验动物数量降低到最少,怎样改善条件使饲养和使用过程中实验动物受到的损伤和痛苦最小,著名的“3R”原则就是在平衡科研欲求与动物痛苦的基础上产生的。
3.4获得准确、真实、可靠的实验结果的需要
动物实验能够在医学科学研究中发挥重要作用,前提是必须选择符合标准的、健康的、遗传背景清楚的实验动物,同时还要排除各种干扰因素,消除不利影响。受污染、受虐待以及发育不良、营养欠佳的实验动物用于实验,其结果必然失去准确性、真实性和可靠性,甚至得出错误的结论。此外,实验实施之前,如果对动物进行温柔地抚慰,动物会显得比较平和、温顺,有的甚至能配合操作者进行实验;反之,如果操作者态度恶劣、动作野蛮粗暴,动物也会产生反抗情绪,有时动物会有意与人作对,拒不配合,实验很难继续进行,即使勉强进行下去,也得不到真实、准确的实验结果[3]。
3.5发表学术文章的角度
为了保证实验结果的准确性和可重复性,以及符合一定的社会伦理原则,严谨的科学刊物在接受和发表涉及实验动物的文章时,都要求动物的来源、饲养和操作等遵循相应的法律、法规或条例[3],比如《CELL》的投稿规定,当实验动物是脊椎动物或更高级的动物时,在实验操作部分中要有明确的实验方案得到专门委员会认可的陈述;《NATURE》杂志对作者的要求与《CELL》的基本一致;《BiologyofReproduction》的投稿须知更详细,其中提及了美国三个部门对受试动物管理和爱护等方面的规章。因此,从发表学术文章的角度也应该加强医学院校学生的实验动物福利教育。
3.6打破贸易壁垒的制约
目前中国的医药产业蓬勃发展,中国成为新药研发中心的必备因素都已具备[4],需要大量的医学生从事生物技术研究和承接生物医药合同外包服务,而药品的检定中实验动物的质量以及福利状况都会影响对外贸易。因此,我国加入WTO后,必须重视实验动物福利,加强医学生的实验动物福利教育,否则这将成为制约我国对外贸易的技术壁垒[5]。
3.7人类有善待实验动物的责任
实验动物作为特殊的动物群体是生物医学研究不可缺少的基础和支撑条件,实验动物以及较早的普通动物对生命科学特别是医学的发展做出了巨大的贡献,从1901年到2006年总共106年的诺贝尔生理学或医学奖中,70年的获奖直接涉及25种动物,其中常规实验动物如小鼠、大鼠、兔、犬、豚鼠、地鼠、猫、猪、猴、鸡、蛙的使用频率是91次,非常规实验动物如鸟类、马、鱼、蛇、果蝇、蜜蜂、线虫等是27次。过去半个世纪的医学与兽医学的进步大于人类历史上的任何时期,假如没有进行涉及动物的实验工作,这种进步是不可能的[3]。
3.8体现社会文明的进步
一个国家的国民对待动物的态度如何,是衡量一个社会文明程度的重要标志。人类是地球上最具智慧和潜能的生命,但人类也归属于动物大家庭,与其他动物共享这个星球,而没有“主宰”其他动物的权利。随着社会文明的进步,人类应当扩大关怀的范围,设身处地考虑动物的处境,善待动物,尤其应善待对人类有着巨大贡献的实验动物,尊重生命,尽量减少动物不必要的痛苦。爱因斯坦说:“我们的任务是一定要解放我们自己,这需要扩大我们同情的圈子,包容所有的生灵,拥抱美妙的大自然。”加强医学生的实验动物福利教育,是社会文明进步的需求。
4如何加强医学生的实验动物福利教育
4.1普遍开设实验动物学课程,加大实验动物福利教学比例
实验动物福利的内容作为实验动物学这门课程的重要组成部分,可以贯穿实验动物学的各个方面予以强调突出,生物学、医学、药学、护理学专业以及其他有关生命科学的在校生,包括专科生、本科生、研究生,都应把实验动物学和实验动物福利的内容作为必修的课程;各门学科的教学中凡涉及到动物实验部分,始终贯彻“3R”原则:即替代、减少、优化,将科学发展的需要与实验动物福利相结合,阐明如何科学合理地使用实验动物。
4.2发挥教师的主导作用,加强实验动物福利教学
切实保障实验动物福利,要做到知行合一。这要求培训教师本身具有较高的素质,师资队伍比较稳定,身教胜于言教,首先教师要加强自身对动物福利内涵的认识,定期接受以实验动物福利规章制度、相关技术为主的培训,在实际的教学工作中以身作则,通过言传身教对学生产生影响,潜移默化中使动物福利的观念和意识深入人心;涉及到动物实验时,在实验的设计和实验动物的使用上做到最大程度的科学、合理并兼顾仁爱,同时依据自身条件并参照相关法规建立符合实际情况的、切实可行的实验动物福利制度,遵照执行。
4.3定期开展讲座,广泛宣传教育
医学院校成立实验动物保护协会,定期宣讲实验动物福利理念,对本校教师和学生以及社会民众普及实验动物福利知识,举行祭奠实验动物的仪式等,以促进培养医学生、科研工作者和全体教职员工善待动物、尊重生命的观念,同时近一步敦促全社会推动实验动物福利事业的发展[6]。
综上,重视并保障实验动物福利是科学文明社会发展的必然结果,对医学生进行实验动物福利教育意义重大,无论是从高校培养高素质合格人才的角度,还是为了医学生自身的完善和发展,加强实验动物福利教育都势在必行,刻不容缓。
参考文献
[1]贺争鸣,李根平,李冠民,等.实验动物福利与动物实验科学.北京:科学出版社,2011:13.
[2]王宁,王萧,王金林.基于动物福利的实验动物管理.第九届中国实验动物科学年会论文集,2010:522.
[3]秦川.医学实验动物学.北京:人民卫生出版社,2008:152-153,13,8.
[4]卢胜明,赵德明.中国实验动物产业化发展现状及方向研究.实验动物科学,2008,25(4):33-44.
实验动物的发展篇2
关键词:高中物理;拓展性实验;课程建设
1高中物理拓展性实验教学的研究背景
杜威在《民主主义与教育》中所提出的“做中学”这一宝贵思想至今依然有着重要的现实意义.新课标指出,实验是物理教学的一种重要手段,是培养学生物理学科核心素养的重要途径,在教学中发挥着举足轻重的作用.探究性教学,强调学生运用所学知识和技能亲自探索“新”规律、发现“新”现象.在当前的物理实验教学过程中,教师们往往从实验原理、步骤、注意事项,甚至连实验结果都面面俱到地进行讲解,然后由学生按部就班地操作,实验教学流于形式,完全不能发挥培养学生物理学科核心素养的作用,从而失去了实验教学的意义.我们在教学实践中也深刻地感受到:给学生创设具体的实验情境,让学生亲身经历实验探究的全过程,是培养学生物理学科核心素养的最佳途径.
2高中物理拓展性实验教学的基本内涵
高中物理拓展性实验是对“做实验不如看实验,看实验不如讲实验”现象的反思的基础上,在近几年的教学实践中不断完善、发展、创新的一种教学范式.拓展性实验,是指以高中物理中的演示实验、学生实验以及自主实验等为基础和起点,教师根据学生的认知结构以及物理实验的特点,通过对实验目的、实验平台、实验领域、实验评价等进行拓展而形成的系列实验.拓展性实验探究教学,要求学生能够在新情境下逐步做到主动设计实验、亲身经历实验、深入反思实验等.这样的教学方式,实现了实验教学目的拓展,实验课程从封闭性的、验证性的实验向开放性的、探究性的实验课程转变;实现了实验平台的拓展,实验探究教学以我们“江苏省高中物理拓展性实验课程基地”为依托,为学生提供数字化实验室、虚拟实验室、大学先修实验室、创新物理实验室等丰富的平台;实现了实验领域的拓展,在课程标准规定的实验之外,通过开发新技术应用型探究课程、生活体验型物理实验课程、学术探究型物理实验课程、问题解决型物理实验课程等,拓展高中物理的实验领域;实现了学生评价方式的拓展,对学生的评价从传统的笔试评价转化为对实验过程中的操作能力、创新能力等进行的综合评价.
3高中物理拓展性实验教学的目标解读
(1)回归教育本质追寻科学真谛物理课程是建立在人类对世界本质认识基础上的,全面提高学生的物理学科素养是物理课程教学的核心.物理学的事实和理论是在人类不断探索的过程中逐步发展起来的,实验探究便是这一过程中最有效的方法之一.我们以国标课程的主干知识为载体,依托实验室设备,通过提供一系列的拓展性实验课程,以及物理教师和物理科学研究人士的专业引领,引领学生主动参与探究,养成动手实验、动脑思考的认知习惯,培养在实践体验中认识事物、独立分析和获取新知识的意识和能力.(2)关注生活实践增强社会责任物理科学与人类的日常生活、经济活动、环境保护等方面密切相关,我们创设的拓展性实验项目和提供实验研究的内容相当部分来自于学生身边的生活实际,通过亲历拓展性物理实验的研究过程,不仅引导了学生养成严谨、务实的科学精神,还提升了学生勇于面对困难、善于进行团队协作的人文精神,丰富了学生的情感体验,增强了学生对他人包容能力和社会的责任感.(3)拓展成长空间培养特色人才我们的拓展性实验活动开拓了教师的视野,为物理教师的专业成长开辟了新的空间.同时,拓展性实验项目的不断丰富,使得物理教学更加贴近了学生的生活,最大限度地满足了学生对科学类课程的不同学习需求.这类有个性特色的拓展性物理实验活动,帮助学生了解了未来可供选择的高校物理、工程、数学类专业以及未来职业的相关内容,为学生兴趣、爱好、特长、职业和事业融为一体的人生未来奠定了基础,培养了社会所需的特色人才.(4)彰显学校特色发挥辐射效能我们结合国家课程每年开发了5门以上适合的拓展性物理实验选修课,以及一定数量的学生自主实验项目.通过课内向课外的延伸、校内向校外的延伸、书内向书外的延伸;物理学科向工程、技术、数学、信息等的拓展,彰显了学校特色.同时,借助于领衔人的核心力和影响力,展示探究成果,展示研究过程,推广项目价值,扩大专业引领的影响,助推教师的专业成长,强化了骨干教师孵化器的作用.
4高中物理拓展性实验教学的建构策略
(1)凝练物理学科观念生成实验探究主题我们研读物理学科标准,明确了各个学期学生通过哪些知识的学习要实现哪些物理学科的核心素养,并思考如何通过实验探究来帮助学生实现物理学科素养的发展.我们研读物理教材,优化高中物理的课程体系,实现学生知识体系的模块化和能力体系的结构化.我们凝练物理学科的大观念,生成了系列实验探究的主题.(2)创设真实探究情境导入物理学科问题“情境”是新一轮高中课程改革最核心的概念,将物理学习内容与真实情境结合,在情境问题的解决过程中实现知识的获得与物理学科素养的发展一直是我们思考的重点.我们的实验探究主题都是根据学生在学习和生活中可能会碰到的问题来设置,例如“长度的测量”.设置的主题也是围绕教学目标中要解决的核心问题,整个探究过程在本质上就是一个问题解决过程,每一个问题,都能明确指向物理学科核心素养的发展要求.(3)采用师生协作方式亲身经历探究过程我们通过组建不同类型的物理探究实验小组来进行协作学习,各小组配备不同个性特色的指导教师,通过实验实践来培养师生合作探究的意识和能力,充分调动与发挥了学生的主体性和创造性,增强了学生的主体力量、彰显了生命价值,发挥了学科的人文素养作用.
5高中物理拓展性实验教学的课程建设
实验动物的发展篇3
【关键词】物理教学;创新实验;新课堂
【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1005-6009(2015)42-0043-03
【作者简介】殷汉卿,江苏省海州高级中学(江苏连云港,222023)教师,江苏省特级教师。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2022)》指出:高中阶段教育要注重培养学生自主学习能力,全面提高综合素质;要创造条件开设形式多样、内涵丰富的选修课,为广大学生提供更多选择,从而促进学生有个性的全面的发展;要激发学生的好奇心,培养学生的兴趣爱好;充分发挥现代信息技术作用,促进优质教学资源共享;要开发实践课程和活动课程,增强学生科学实验的成效。由于传统教育的影响,经济欠发达地区普遍存在着学生实践能力尤其是实验能力较差的问题。
开发多元创新实验,要以现代教学理论和刘炳N实验教育思想为指导,以实践为基础,突出学生主体,以我校的江苏省高中物理课程基地为依托,开发课程资源,构建富有特色文化的物理校本“新课堂”,从而激发学生物理学习的兴趣,培养学生的实践能力与创新意识,提升学生综合素质,实现学生个性化发展与多元化发展的目标。
一、开发多元创新实验,打造物理教学“新课堂”
1.创建课程教学内容的呈现载体,开拓单元教学的新途径。
在高中物理课堂教学过程中,往往有些重点、难点核心知识,学生在课堂上是难以准确理解和及时掌握的。针对教学内容的重点、难点问题,我们主要从三个层面分单元设计课程教学内容的呈现载体,构建三类实验室开展实验活动,使物理现象、概念、规律都能通过物化模型或动态视频模拟呈现,从而突出重点,突破难点内容的教学。一是体验性实验,主要呈现本单元教学内容中的物理概念、原理等基础知识,帮助学生感悟、领会物理知识的实际效果,为学生学习搭建思维平台。二是探究、验证性实验,主要呈现本单元教学内容中的学生演示与实验,帮助学生亲历、明晰实验过程,掌握物理规律的核心知识,增强实验能力。三是本单元教学过程中比较抽象且不易通过实物展示的动态视频模拟实验,通过直观形象、动态模拟的形式,帮助学生把握重点、难点知识。三个层面的实验活动均建有相应的专用实验室,做到全天候对学生开放,并配有指导教师值班,学生可自主地随时到实验室学习活动,真正使得学生的多元学习活动成为单元教学的有机系统。
2.建设自主式学习的实验室,构建课程教学的“新课堂”。
目前,在高中生中普遍反映出物理学习困难、学习兴趣有减无增、探究意识不强等问题。学生的动手能力、观察能力、思维能力、创新能力普遍较弱,一些尖子生的综合能力也比较差,亟待提高。针对这一现象,我们重点建设体现自主学习的实验室,即刘炳N物理探究实验室。该实验室主要可操作两类实验,一是趣味类实验,二是探究类实验。
趣味类实验,主要由直观实验、争辩实验、体验实验、迁移实验、标新实验以及趣味实验讲座等内容组成。直观实验主要是通过生动有趣的实验、出乎意料的实验结果,提高学生的观察力、好奇心,增强学生主动探求知识的兴趣。争辩实验主要是通过实验现象或结果的分析,激发学生灵感,营造良好的学习氛围,使学生在相互研讨、争论的环境中激活思维,拓展学习物理的兴趣,培养学生的注意力、逻辑思辨力。体验实验主要是通过亲身体验出乎意料的实验效果,激发学生学习主动性、积极性和学习潜能。迁移实验主要是通过物理知识的跨学科应用,将其他学科的知识迁移到物理学习中,引导学生进行知识迁移应用,培养学生的抽象思维、逻辑思维能力,增强学生的理性能力。标新实验主要是通过“新”实验,高科技实验,设计出一些非常规实验,激发学生的求新、猎奇心理。趣味实验讲座主要目的是通过教师运用实物或视频对有趣的物理实验进行演示、模拟、讲解,拓展、丰富学生的物理知识,激发学生学习物理的兴趣,提升学生的科学素养。
探究类实验,主要由多元探究实验、数字化实验组成。多元探究实验主要以小型的实验问题为中心,在教师的引导启发或学生自主实验下,学生运用已学过的知识和掌握的技能,以新问题的探索者和发现者的学习心理,通过小型的实验或设计实验载体,去探索、发现和解决问题。多元探究实验通常以小课题形式开展研究,研究流程包括创设情境、提出问题、理论或实验探究、提出新问题、解决问题、拓展迁移、实验报告、交流展示等多个环节。学校现有60个物理探究实验及实验的指导方案。数字化实验主要是将计算机为核心的数字化技术和现代实验技术融为一体,根据不同的学习目标和内容,指导学生进行实验探究和项目的设计。学校现有24组物理数字化探究实验。通过探究实验,培养学生观察问题、思考问题、分析问题的习惯,让学生多角度多渠道创造性地研究问题,在实验探究中获取知识、动手实践、拓展迁移能力和培养创新精神。
刘炳N物理探究实验室开展的活动,使物理知识、技能、方法、能力、态度、情感在学生自身人格中不断内化,使不同层次学生的科学素养得以全面提升,使学生在活动中得到多元发展。在刘炳N物理探究实验室,学生可以自主、合作探究,充分感受到生活学习、实践体验、验证探究、潜能发现的“新课堂”。实验活动的开展,主要利用不同功能的专用实验室,开设学科选修课程或开展学生科技社团活动,有效满足不同层次的学生的学习需求。
3.开发个性化的课程资源,打造特色的校本课程。
新课程实施后,物理学科形成了一套标准、多套教材的体系。为满足学生不同层次不同需求的个性化学习,我们在校本课程资源的开发上加大力度,重点开展国家课程校本化、校本课程特色化的工作,从物理学的前沿发展、技术应用、思维能力培养和文化教育功能四个方面开发出了20余门校本课程,形成了涵盖物理学的发展历程、物理学学科分支、物理学在现代科学技术、社会、生活、环境中的运用等特色明显、内容丰富的适用于广大学生自主选修的校本课程体系;完善了物理课程基地的学科网站,学生可利用网络平台进行在线展示、交流互动、网上答疑等活动,这些自主学习形式是课堂教学的延伸和补充;设置了大型的科普文化长廊,为学生开阔视野、拓宽科技实践渠道、激发物理学习的兴趣打下了良好的物质基础。
校本课程是学科课程的补充、延伸,个性化课程资源的开发与利用,丰富了物理课程的内容和形式,学生可以根据爱好选择自己喜欢的校本课程,满足了学生个性化、多元化学习的需求。
二、通过教学案例,感受物理教学“新课堂”
探究液体内部压强与哪些因素有关时,我们设计了如下的探究实验。
(一)探究同一深度液体向各个方向的压强。
按图示实验装置准备好,用注射器在U型管中注入使两边处在同一水平面的红水,液面差为零,液面在8cm刻度处,然后插上空心橡胶皮圈。在玻璃缸中缓慢加入水到U型管刻度尺的14cm处,选定片状活塞的深度在8cm处(深度标尺可读出),注意确定深度的读数时要适当扣除活塞平移的距离;读侧面深度时,是从片状活塞的圆心到液面的距离。转动主动槽轮,使探头腔停在向下、向上、向侧的三个方向上。
三个方向的实验探究,都可读出U型管中红水的两个液面高度差均为8cm。
探究结论:在液体的同一深度,液体向各个方向的压强相同。
(二)探究同种液体的压强与深度的关系。
按上述实验装置准备好,用手拉动深度标尺,使片状活塞分别停留在4cm、6cm、8cm、10cm四个不同的深度。
观察U型管中红水的两个液面高度差分别为4cm、6cm、8cm、10cm。
探究结论:液体内部不同深度的压强与深度成正比。
(三)探究液体的压强与密度的关系。
方法一:换液法
按上述实验装置准备好,向液缸内依次加入清水(密度为1×103kg/m3)、盐水(密度为1.15×103kg/m3)、酒精(密度为0.8×103kg/m3),使被测液体的液面在U型管刻度尺的14cm刻度处,将片状活塞的深度定位在10cm深处。
观察三种情况下,U型管中红水的两个液面高度差依次为10cm、11.5cm、8cm。
探究结论:液体的压强与其密度成正比。
方法二:换管法
实验前,用注射器分别向三个相同U型管内注入上述密度的清水(红色)为U1、盐水(蓝色)为U2、酒精(不染色)为U3,液面差皆为零,都在8cm刻度处。将橡胶空心皮圈依次与U1、U2、U3换接,实验时液缸中清水不换。
片状活塞在水中的深度为10cm时,U1中两红水液面高度差为10cm。
片状活塞在水中的深度为10cm时,U2中盐水(蓝色)两液面高度差为8.7cm。
片状活塞在水中的深度为10cm时,U3中酒精两液面高度差为12.5cm。
探究结论:液体的压强与其密度成正比。
三、总结教学实践,体会物理教学“新课堂”
首先是搭建丰富多元的学习平台,可以满足学生不同层次的发展需求,学生由完成学业任务到构建物理人生,都可以依托相应的一个或多个平台得到实现。
其次是设计特色鲜明的实践活动,将学生物理学习的重心由基础理论转向理论与实践并重,由教室转向教室、实验室及科技活动中心并重,注重课内与课外结合、校内与校外结合、理论与实践结合、继承与创新结合,可以促进学生科学素养的提升。
再次是建设开放共享的学习设施,除正常课堂教学使用外全天向学生开放,积极倡导学生利用课外时间以学习小组的形式进行各项实践活动。教师应及时解决学生学习需求,帮助学生开展自主学习。
实验动物的发展篇4
摘要:实验活动的开展是物理教学的前提和重要保证,是学生能力培养和科学态度形成的重要阵地。本文就农村初中物理实验活动的开展现状做出分析,找出存在的问题,针对农村学校教师自身实际,提出一些解决措施,为进一步加强新课程在农村的推进,做出努力。
物理是一门以观察、实验为基础的学科。
物理实验活动是学生获取知识、进行知识创新的重要手段,是培养学生的学习兴趣、科学态度和提高学生终身学习能力的重要途径.通过实验的操作、观察和结果分析手段,使学生最有效地掌握进一步学习现代生产和科学技术所必需的基础物理知识和初步的实验技能,使学生初步具有独立的解决问题的能力。同时实验过程中的体验,在培养学生的情感态度、意志品质、交流合作精神等方面发挥独特作用。
因此,发挥物理实验活动在提高学生科学素养及终身学习中应有的作用,是物理新课程实施的重要表现手段。
随着新课程的推进,物理教学改革的进一步深化,物理实验活动开展也出现了一些问题,特别是在情况比较特殊的农村。找到存在的问题,寻求一些解决的方法,使实验活动的开展,在农村初中中能深入持久的开展下去成为了当务之急。现状及问题如下:
第一、条件所限,实验效果不理想。
较多普通中学演示实验设备不完善,实验器材不足,器材比较陈旧,更新速度不够,缺乏专人维护,演示实验的直观性和可见度都不太理想,实验条件受到限制。不少学校的物理实验数目达不到《新课程标准》的要求。即使有的学校按要求完成了,但是实验教学的效果往往不理想。实验的优势和作用被削弱,造成教师不愿使用器材设备开展实验活动。
第二、学校和教师受传统观念的影响,普遍存在着重理论轻实验的思想。
学校对实验课普遍不够重视,认为可有可无。表现在教学场所提供、维护建设、实验室资金的支持,包括物理课课时设置等诸多方面限制,导致教师不得不放弃,能不做的尽量不做。
对于教师而言,有些教学方法比较陈旧,仍以讲授为主。出现学生不会动手做实验不要紧,只要会动笔考实验”的论调;甚至由此而引发了较为普遍的做实验不如讲实验”,讲实验不如背实验”的荒谬作法。学生实验变成演示实验,演示实验变成不做实验。总而言之,目前相当数量的教师不做或少做实验,放弃了运用实验的直观教学方法,这一现象严重妨碍了对学生创新能力的培养。这样教出来的学生一碰到实物就束手无策,不知道如何动手。
第三、变探究”为模仿”,实验教学思想落后,教学方式单一,忽略创新能力的培养。
为了应付考试,有些老师在实验活动中从选什么器材、到如何操作,到结论,只要会考的全一股脑全告诉学生;一节课讲30分钟,剩15分钟到实验室完成实验,甚至多个不同实验一起完成。教师在实验活动开展中一手包办现象严重,变探究实验”为验证实验、模仿实验”。学生只需按课本中规定、老师的说法进行实验;照葫芦画瓢,被动模仿。这样的实验味如嚼蜡,更谈不上实验能力和创新能力培养。
第四、随着农村教育现代化的建设,现代教育技术的引进,有些教师过于追求教学手段的先进,与城市接轨”,出现了多媒体演示替代传统实验的现象。光有实验过程的再现,对学生实验过程中的情感体验没有足够的关注。
以上现状,对新课程改革在农村中推进产生了制约,也极大地影响着物理教学质量,和物理实验活动的重要地位很不相当,与时展对人才的要求很不适应。
面对新课程标准的要求,和发展学生能力的需要,结合农村目前教学条件的现状,针对教师自身提出了一些建议。
(一)转变观念,改革教学方式、方法。
(1)实验活动的开展是物理新课程的要求。学校应树立新观念,在课程设置、经费投入、师资调配和其他相关方面充分考虑到物理实验活动开展的实际需要,并提供必要保障。
(2)对于教师自身,应积极掌握新课程的理念,改革实验教学方式、方法。
在教和学的方式上,由单向输导向多向交流转变。由单纯的讲解转变为师生的共同探究,共同体验实验的全过程。在实验活动中实现师生交流、生生交流,相互沟通、相互启发。
在这种互动中交流分享彼此的思考、经验、情感、体验,丰富教学内容,求得新的发现,从而达到共识、共享、共进,实现教学相长和共同发展。例如:教师的演示实验,完全可以让学生参与进行,教师课前有目的地安排一些实验让学生事先去完成,演示实验时让学生配合教师一同进行,这既能调动学生的学习主动性和积极性,又能使学生的动手能力得到加强,使学生印象深刻。
(3)重视培养学生实验研究的兴趣和情感体验,明确实验活动开展的指导思想。
开展实验活动指导思想是,还学生在实验中的主体位置。因此,激发学生的兴趣,充分发挥其创造性,使其获得直接的情感体验,是开展实验活动的核心思想。
比如:我们可以采用将课堂教学中验证性演示实验改变为学生探索性学生实验的方法。在改变物体内能方式这一节课教学时,安排学生从家中带来锯条、木块、铅丝、火柴等实验材料,让学生用除加热之外的其他方法使这些物体温度升高,内能增加,学生就会得到做功也可以改变物体内能,特别是划燃火柴和点燃火柴使学生进一步深刻理解做功与热传递在改变物体内能效果上是等效的。
(二)提高教师自身的实验能力和创新能力
教师自身的能力是实验活动开展的一个重要影响因素。教师应加强自身的学习,使自身具备良好的实验能力和实验技能;要有钻研和创新精神,例如对物理中的疑难实验进行专题学习和研究、改进一些实验、创新一些实验设计等。教育部门应组织物理教师在物理实验中对实验的设计,实验测量的操作技巧,设计、改进实验以及排除故障的创造性能力,实验考核的命题能力等方面的培训。此外,开展各级物理实验研讨会,也提供物理教师间交流与探讨的重要机会。
(三)以培养学生的创新能力为目标,开展实验活动,适应时代要求。
(1)在培养创新能力的活动中,加强教师的指导,掌握必要的研究技能
研究技能的掌握,是顺利开展实验活动、培养创新的必要基础和重要的智力支持。一方面,让学生熟悉实验所需的器材,掌握基本操作原理,学会仔细、全面的观察,能准确描述,能归纳实验的结论。另一方面,学会运用观察、分类、交流、对比、测量、预测、推断、识别与控制变量、形成与验证假设、数据解释、设计实验、建立模型等探究方法,并渗透到平时学习之中。使学生熟悉他们,掌握他们。两者相结合,才能使激发出创造的火花,转化为学生孜孜以求的探索。因此,在教师的指导下,掌握必要的研究技能,是实验活动走向深化的必由之路。
(2)在实验中多设置能使学生观察和思考的问题,引发研究的欲望,形成实验研究问题的习惯。例如:在进行奥斯特实验教学时,我先和学生一起观察到,在通电直导线下小磁针指向发生了偏转,学生得到了一个可感知的形象信息,我没有马上向学生指出通电导体周围存在磁场,而是请同学回忆旧知识:小磁针放在磁体旁会发生什么现象?为什么?”来启发学生学习兴趣和思考,从而抽象出通电导体周围也存在磁场,电与磁有密切联系”结论。在此基础上,又提出:平时我们看到一条导线,能否确定导线中是否有电流通过呢?”学生根据学到的原理,又设计了验证电流是否存在的方法。这样实验活动的开展使学生探索兴趣、创新意识得到最大程度的激发。
(3)对于探究性实验,切实让学生自己动手,挖掘学生的创新潜能。如:研究平面镜成像特点”,从器材的选择,实验步骤设计,如何找虚像的操作……到交流得出结论,让学生有完整的体验,获得发现创造的喜悦。教师也可以有针对性的设计一些探究性的实验,让学生参与其中。比如学习了电能表,让大家回去比较家里用电器耗电量的大小?通过情境的体验和学生创造,将发展能力,激发创造思维,落实在行动上。
(四)立足自身的实际,多角度开发资源,创造性的开展实验活动
在演示实验设备不完善,实验器材不足的情况下,演示实验的直观性和可见度都不太理想,演示实验条件受到限制,教师可以因陋就简,自己制作一些教具,以增强实验效果。例如:在讲述分子之间存在引力和斥力时,学校没有分子相互作用演示仪。为使学生能够直观地理解分子之间同时存在斥力和引力,有时候分子力表现为斥力,有时候表现为引力,这一抽象的问题。我们可以用简易教具演示,两个乒乓球之间压缩一个弹簧,使之产生引力和斥力,简单实用,现象直观可见。
实验活动中,有意识使用非常规”代替常见”实验器材。例如,用废旧墨水瓶和吸管制成的微小形变演示器”,探究固体的形变;用塑料袋制成的帕斯卡桶裂实验装置”,研究液体压强,用易拉罐制成的滑轮”,探究动滑轮的特点等等。这种做法本身就是一种创新教育,这些物理实验中蕴含的丰富的创新思路,无不潜移默化地启迪着学生。这对保持学生的好奇心、培养学生终身的探索乐趣、实践能力以及创新意识无疑是一种有效途径。
此外,学生身边的物品和器具也是重要的实验活动的资源。利用身边的日常器具做实验,不但具有简洁、直观的优点;而且有利于学生动手,激发兴趣,发展学生的实验技能,培养创新意识。例如:物体沉浮条件”应用这节课时,我让学生准备一支普通钢笔,去掉外壳后,把它放入一杯水中,要求钢笔在水中处于悬浮状态,刚开始时学生很难把握吸入笔胆中的水量,常造成不是漂浮就是下沉,从而顺利引出了物体的沉浮条件,也培养了学生控制物体沉浮动手能力。
最后,适当的引入现代教育技术手段。动手实验,是发展学生科学技能的必要途径;而明智的采用电子技术无疑会使传统实验发扬光大,更好的为实验活动开展服务。例如:对虚拟实验的引入,一些特定软件的应用,比如进行研究声音的特征”的实验时,将同一个人发出的响度不同的两次声音输入计算机,比较它们波形的异同;将音调高低不同的声音输入计算机,比较它们波形的差异;由此让学生学会如何从波形图中识别声音的振幅和频率。发挥现代教育技术的独特优势,更好的为实验的开展创造另外一条路径。当然在此过程中,应正确处理两者的关系。在统一的培养目标下,做到合理利用。
(五)有效的开展一些条件具备的实践活动,注重物理与生活、社会的联系。
为了将实验活动延伸到课外,我们使用的苏科版物理教材,在配套的实验册”和教材的WWW”中设置了相关的拓展活动”,引导学生自主学习,自主探究。为此,我们应开辟第二课堂”,在课外,在实际生活中,开展别样的实验活动,使我们的实验活动常态化。
(1)我们的教材,是基于一系列的实验活动建构其框架的,课后作业也包含了大量的实验。但条件所限,学生不可能每节课都到实验室学习,更不可能每人单独使用一套仪器。为了取得更好的学习效果,我们向学生们倡议请建立一个自己的家庭实验包”。学生可以在家中和学校收集一些实验材料,如小石子、铁钉、螺母、饮料瓶等生活中的物品,再配备(自制、购买或借用)一些最基本的测量仪表和装置,如电流表、温度计、磅称等。家庭实验包”是课开展实验活动重要物质保障和必要补充。比如用带吸盘的挂衣钩来做马德堡半球实验”,学生们会从熟悉材料产生的实验现象感知到大气压的存在,使学生兴奋不已,感到物理就在身边,感受到生活中充满了物理现象,因此就会使学生对物理学产生亲近感和愉悦感。
(2)发挥课外小实验在物理教学中的作用,把课堂引入学生的生活,在把生活带入到课堂。如学了《摩擦》后,我们布置了用筷子提起茶杯”的小实验。课堂交流时,学生提出采用压紧,用沙替代大米,选用轻质杯子等方法可以较好完成实验,这时教师提示采用了课堂上讲的哪些增大摩擦的方法?学生一一举出,这样既加深了理解,使课堂变得生动。
(3)利用社会资源,开展一些实践活动,鼓励学生参与重大社会问题的研究;可以使学生更多的接触社会。如:学了安全用电”知识后,要求学生调查家里和附近居民违反安全用电的事例和造成的严重后果,并提出解决的方法。在学习了有关水循环的问题后,和环境保护相联系,让学生到附近的工厂、农村调查环境污染情况并提出改进措施等。这样既使学生增长了科学知识与技能,同时又使学生增加了社会责任感。
总之,农村的初中物理实验活动开展有他的特殊性,只要我们明确思路,落实行动,开阔视野,创造性的开展实验活动,必然能为学生的发展,为新课程在农村初中中的推进产生积极作用。我们也欣喜看到在08年的中考中,引入了实验技能的考察,相信有了他的积极推动,农村初中物理实验活动的开展将会获得巨大动力,出现新的面貌。
参考文献:
刘锋《实验:学习物理永恒的主题》
实验动物的发展篇5
1物理教学中的探究思想
美国教育家施瓦布是探究教学的发起和传播者,施瓦布认为,学生的学习过程类似于科学家的研究过程,学生的学习需要经历探究问题的过程,感悟知识的产生、形成为发展,得到知识的同时训练思想,接受科学价值观和科学方法的熏陶,开发创新能力,教师将知识作为预先确定的东西呈现给学生,要求学生无条件接受,不利于学生对知识的认识和理解,无助于学生处理问题思想的形成和发展,教师要关注学生如何在原有知识、经验基础上,构建起新的更完善的知识和经验体系,从而把握解决问题的过程,探究性思想强调学习过程中,学生自主获取知识,体验科学的过程和科学思维方向。
物理学作为一门以实验为基础的自然科学,动脑思考、动手操作是学科研究的基本特征,探究思想渗透到实验教学,强调引领学生感受实验情境、经历实验过程,通过提出问题、假设与猜想、设计实验、动手操作、分析得出结论、交流讨论等环节,明晰实验原理和过程,把握实验思想和方法,培养创新意识和能力,沪科物理新教材8年级共安排探究性实验26个,苏科物理新教材8年级共安排探究性实验67个,体现初中物理课程“提高全体学生的科学素质”培养目标,课程标准的内容标准由科学探究和科学内容组成,随着新课程的全面展开,科学探究的思想越来越显示其强大的生命力,科学探究既是物理课程的目标,又是物理教学的重要内容,更是学生掌握物理知识的方法。
2探究思想对传统物理实验教学的影响
传统物理实验教学的终结性目标很强,均属于验证性实验,实验教学由理论讲授、动手操作、问题训练三个阶段完成。
理论讲授阶段,教师讲解实验原理、实验要求、实验步骤、实验操作注意事项,给出所用的实验器材,对专用器材的使用方法进行规范,要求学生从理论层面熟悉实验操作的全过程,明确所要观察的现象,设计好记录数据的表格,实验数据可能出现差错的原因及避免方法,动手操作阶段,学生按照老师预设的实验步骤进行操作,获得的实验数据基本与给定的结论相符,略有出入便会被舍去,问题训练阶段,学生解答教师针对实验过程所编制的习题,强化实验步骤、注意事项的机械识记,掌握实验数据的处理技巧和实验结论,能正确分析实验误差产生的原因等等。
验证性实验教学,与实验相关的思想与行为均被转化为知识,要求学生强性识记,实验过程中真正由学生自己探索问题、解决问题、总结实验观点、实验结论的太少,学生经历实验过程虽然也可以获得知识,但掌握的知识难以巩固,不是学生的直接经验,更缺乏问题生成,实验过程不存在知识的探究过程,学生主动学习很难体现,更谈不上学会学习,结果导致实验在教学中的地位被逐渐淡化,无助于培养学生的科学素养,调整学生的知识和能力结构,学生的综合素质得不到发展。
探究性思想以其思维的递进激发学生的好奇心,以其探究的自主性呵护学生的创新意识,用探究的思想处理实验教学,探究性实验注重学生自主动手能力的开发,生动形象、形式多样,蕴藏着非常活跃的积极因素,能开放思路,训练思维空间,活化知识结构,增强理解力,为学生的个性发展拓展空间、夯实基础。
验证性实验教学忽视新知识本身所蕴藏的潜在价值,对新知识的组织形式和呈现方式探讨不够,不能够从情感上充分调动学生学习的兴趣,大大削弱了学生学习的主动性、积极性和创造性,以实验作为探究思想的载体,充分体现学生学习中的“自主、合作、探究”的主体地位,引导学生运用已有的知识技能,通过实验亲自体验发现问题、探究问题和解决问题的过程,获得成功的经验和失败的教训,逐步累积成就感,达到激发学生研究问题的兴趣和积极的学习动机,给学生构建一片可以自由飞翔的学习空间,使教学不在仅仅局限于科学知识本身,还可以揭示其中的科学思想和科学方法。
探究性实验教学要求教师改变传统的“以讲代做,以教代学”的教学策略,学习是学生自己的事,教师不能包办代替,实验教学要打破“实验目的一实验原理一实验器材一实验步骤一验证结论”的机械模式,采用科学家探究问题的“提出问题一猜想假设一制订计划和设计实验一进行实验和收集证据一分析和论证一评估一交流与合作”新思路,强调学生经历探究新知的思维过程和获得新知的体验,为学生真正把握知识提供足够的直接经验,实现结果和过程要求并重,更好培养学生的科学素养。
3初中物理探究性实验指导研究
3.1验证性实验的探究
验证性实验是既有给定的实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤和可能的结论的动手操作过程,验证性实验教学要求学生理解实验原理,按照教师预设的实验过程完成经历实验过程,如光的折射实验教学,验证性实验教学首先给出光的折射所遵循的规律一光的折射定律,然后展示准备好的器材,要求学生利用准备好的器材动手操作,证明光的折射定律是正确的。
探究性实验思想,要求光的折射实验教学经过的探究过程是:(1)观察光射到两种透明介质(如空气和玻璃)的分界面时发生的折射现象,改变入射光线的方向,观察到折射光线的方向同时发生变化,由此提出问题一光的折射有什么样的规律?(2)借助研究光的反射规律的经验,对与光的折射有关的概念进行界定,同时明确探究的方向——研究折射光线与入射光线、法线间的关系,折射角与入射角间的关系;(3)选择实验器材(测量工具),设计实验方案——制定实验步骤;(4)动手实验,收集实验数据;(5)分析实验数据,得到光折射遵循的规律;(6)合作交流,评价实验过程、实验数据的科学性,实验过程注重彰显学生的自主性,关注实验思想一“多次实验总结规律”的渗透,实验过程的每个环节,教师提出有针对性的问题进行引导,以激发学生的创新思维,发展学生的好奇心,而不是告诉学生的具体做法或结论,为学生创设思考的平台,学生边实验边思考,而不是单纯硬套、照搬现存的结论。
3.2探究性实验的指导
苏联心理学家维果斯基的“最近发展区理论”认为,学生的发展水平有两种,一种是现有水平,指独立活动所能达到的解决问题的水平;另一种是可能的发展水平,也就是通过学习所获得的潜力,两者之间的差异就是最近发展区,教师的指导作用应着眼于学生的最近发展区,为学生提供带有难度的学习内容,调动学生的学习积极性,发挥其潜能,超越其最近发展区而达到其发展的水平,然后在此基础上进行下一个发展区的发展。
教师对探究性实验的指导,就是建立符合学情的最近发
展区,学生探究性实验课题与所学习的知识紧密联系在一起,教材中对探究性实验从问题的提出到交流讨论分析实验数据,均会给出指导性的意见,但是由于课堂教学所面对的学生,思维层次、学习习惯等均有较大的差异,所以教学在指导学生进行实验探究时,一定要密切联系学生的学习实际,针对探究的每一个环节,给出符合学情的引导性问题如物质的密度一节,探究物体的质量与体积之间的关系时,教材明确给出探究课题,并且借助“测量一个金属回形针质量”的实验,提出质量与体积成正比的猜想,但由于思维水平的差异,学生在设计实验方案时存在两方面需要指导的问题,其一是由“同种物质组成的不同物体,体积越大,质量越大”,想到“物体各自的质量与体积的比值”,进而提出该比值可能相同,其二是将“质量与体积的比值”与单位体积的质量等同起来,教师在指导这类问题时,既不能轻易地将结论告诉学生,更不能强调探究的自主性,放弃对学生进行指导,教师要通过设置符合学生“最近发展区”的问题进行铺垫和引导,让学生体验到挑战性和创造性,获得成就感。
学生动手实验时,教师要关注学生规范使用托盘天平和量筒,讨论“向量筒里加入适量的水”中“适量”的含义;处理实验数据时要渗透多次测量、通过比较发现物理规律的思想;引导学生学会准确读数、正确记数、科学分析实验数据,这样学生经历实验过程,才能感悟探究实验的内涵和其中蕴藏的科学方法,提高实验素养。
探究性实验构建的是学生自主学习、合作学习的平台,追求的教学目标是让学生获得理解知识的实践经验,达到科学素养的培养,既不能为探究而探究,也不能将实验探究全部交给学生,忽视教师的指导作用。
3.3探究性实验的开放性
实验动物的发展篇6
【关键词】大学物理;演示实验;应用型本科院校;实践探索
1.大学物理演示实验的教学功能和意义
在物理理论教学中借助于实验来再现物理过程、验证物理规律是必不可少的教学手段,这种以辅助理论教学为最初目的的实验被人们称之为演示实验。随着研究及教学实践的不断发展,演示实验无论是在教学形式、组织和功能上都发生了深刻的变化。演示实验在物理教学中占有十分重要的、不可替代的地位。
日常生活中难于见到的物理现象只凭教师的语言描述,学生难以理解,通过演示实验直观地把物理现象和规律展现在学生面前,可加深印象,增强说服力。学生细心、敏锐的感知去捕获其中的重要现象,因此需要学生有较强的观察力。利用演示实验分析物理现象和过程的同时又促进学生的分析与应用能力。课堂上要学生能长时间对所学课程保持较的关注也不容易,在讲授中穿插一些演示实验,活跃课堂气氛,能提高学习效果,激发起浓厚的兴趣。如在力学课中演示锥体上滚,学生会看到锥体从导轨低处向高处上滚,这种现象引起了学生的兴趣,通过仔细观察才发现问题的本质[1]。
2.应用型本科院校大学物理演示实验现状
2.1基础薄弱,投入不足,重视不够
目前,演示实验在应用型本科院校大学物理教学中的现状并不乐观。大多数院校,尤其是新升格的本科院校的大学物理演示实验数量少,自制教具少,原始积累少,基础薄弱。其次,一些院校在发展品牌专业,特色专业和重点学科的同时,忽视了物理等基础学科的建设,造成在物理演示仪器的购置和建设上投入不够,成为制约物理演示实验发展的瓶颈;再次,一些院校认为物理实验不如物理理论重要,物理演示实验不如物理实验重要,造成大学物理演示实验被挤占甚至取消的尴尬局面[2]。
2.2实验与理论课有一定脱节
多数本科院校的物理理论课的教材都是知识面较全面、理论性较强的全国通用教材。而大多数应用型本科院校由于实验经费比较匮乏,实验器材的更换和添置步伐则相对较慢,所开设的实验项目相对也比较陈旧,造成了理论课与实验课的脱节。另外,理论课的教学讲究的由浅入深,循序渐进,但实验则是涉及到多种知识的运用,跟理论课相比,不是落后了就是超前了。客观上也造成了理论课与实验课的脱节。
3.大学物理演示实验的实践与探索
3.1课堂演示
课堂演示就是把与堂课教学内容相关的演示仪器带进教室,讲到某内容时即演示与之相关的实验,帮助学生对该内容的理解和记忆。大学物理的学习过程就是这样一个从感性认识上升到理性认识,再由理性认识回到实践中经受实践检验的过程[3]。课堂演示能很好地把演示实验与理论内容紧密结合起来,因此课堂演示已被几乎全部高校所采用。但是,并不是所有的演示实验都能进行随堂演示,如某些演示实验仪器过大或容易损坏不方便带进教室,某些实验过程较长或操作复杂不适合在课堂上演示等。故在课堂演示中应尽量选择携带方便、操作简单、现象明显的演示仪器进行。在课堂演示还要注意不能只是教师演示,学生只看不参与,演示实验就没有发挥应有的作用。在进行演示实验时,应采用边演示边与学生讨论分析的方法,与学生共同探索物理规律,给学生以方法论及物理思维培养。例如,笔者在偏振光教学进行的偏振片的实验演示,偏振片传到学生手中,启发学生观察旋转偏振片后光线的变化规律,学生对实验现象非常感兴趣,对其原理有强烈的求知欲,对偏振光一节的教学大有帮助,教学效果很好。
3.2多媒体演示
随着多媒体教学的普及,用Flash,Authorware等软件编写的多媒体课件能动态地演示复杂的物理过程,一些与物理相关的多媒体资料也可用于物理实验演示。相对于实物演示,多媒体可以在教室里展示课堂上实验无法演示的宏观的、微观的物理过程,它突破了时间和空间的束缚,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。例如,讲解刚体定轴转动的角动量守恒定律时,可利用直升机模型进行课堂实物演示,让学生们看到当直升机的螺旋桨开始转动时,机身将反方向转动,引导学生分析原因并提出解决方案。之后,可利用多媒体演示各种直升机如何利用角动量守恒定律的,如加尾桨,双顶桨等,以及直升机在飞行中是如何实现转弯的。这样不仅使学生对物理规律理解更加透彻,而且拓展了学生的知识面,增强了学生知识运用能力。
3.3实验室演示
实验室演示一般是在课程结束一个章节后,组织学生进入专门的大学物理演示实验室进行实验演示的一种教学模式。实验室演示是课堂演示的延伸与有效补充,它可以满足学生与实验仪器近距离接触,使学生更清楚地观察实验过程和实验结果。但由于条件限制,很多没有物理专业的本科院校没有独立的大学物理演示实验室,如笔者所在的学校。鉴于此,我校教师都借助普通物理实验室来完成物理演示实验,并且利用普通物理实验室的资源开发出许多物理演示实验。如利用静电模拟仪进行静电分布实验演示,利用迈克尔逊干涉仪进行光的等倾干涉与等厚干涉现象的演示实验的。
3.4走廊展板演示
走廊展板演示是利用楼道走廊的展示橱窗进行物理实验演示的一种方式。走廊展板演示一方面使得演示实验不受时间限制,学生任何时间都可参观;另一方面也为学校增添了工程文化氛围。传统的展板通常以图文和仪器的静态展示为主,物理演示实验展板还应让所展现的内容动起来。如我校展板中驻波现象,磁悬浮原理,动量守恒小球等,除有图文介绍外都有实物的动态演示,高压放电展板中的尖端放电,雅各布天梯等更是现象精彩刺激吸引了大批同学驻足参观。近几年的展板制作部分学生也参有其中,学生在思考如何将一个物理规律直观的展现出来并亲自动手实现时,即加深学生对物理规律的理解和认识,同时培养提高了学生的应用能力和创新能力。走廊展板演示以成为我校物理教学中的一大特色,每年新生进入实验楼的第一件事就是参观大学物理展板演示。
4.结语
演示实验为学生学习物理知识提供了必要的感性认识,能够加深学生对物理概念的理解,营造轻松愉快的物理学习环境,提高学习效率,学生动手参与演示实验,必然促使学生积极的思维,培养学生观察能力、逻辑思维能力、应用能力和创新能力。在应用型本科院校的大学物理教学中加强演示实验教学方式必将收到事半功倍的效果。[科]
【参考文献】
[1]梁法库,路峻岭,江荣宝.演示实验在大学物理教学中的积极作用[J].物理与工程,2002,12(2).