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目前,随着社会的高速发展,对高中物理教学提出新的要求。以此同时,新课标对高中学生的物理能力提出新的要求,旨在培养、发展、全面、均衡,具有极强实践能力的人才。因此,高中物理教师必须加强自身素质,深入研究物理课题,创新教学思路和方法,提高物理实验教学效果。
众所周知,物理其实就是以实验为基础的自然科学,一般情况下,学生通过实验就能更好地理解、掌握各种物理理论。物理实验对人类认识世界有着很重要的作用,它是进行众多科学研究的基础。高中物理实验课程应该充分地调动学生的兴趣,让学生主动地进行学习、进行探究。作为一名多年一线物理教育工作者,经过多年的教学,以及参阅大量的文献,对于新时期高中物理实验教学有效开展有着深刻的认识,在此表述,供同仁参考指正。
不容否认,高中物理课本上的一些概念,对于学生来说相对比较抽象,而且涉及的知识面较广。教师如果知识单纯地进行讲解,学生对于枯燥乏味的理论很难充分理解,而且会对物理课堂丧失学习兴趣,失去学习的积极性和主动性,导致课堂教学无法取得应有的效果。通过完整的实验教学,不仅可以完成教学目标,还可以培养学生的动手能力,包括操作能力、仪器的使用能力、实验设计能力、理论联系实际的能力、综合处理问题能力等,激发学生实践精神和创新精神。随着素质教育的开展,在教学过程中,不仅要注重学生的“做题”能力,还要重视学生“做事”的能力。通过两者的结合,使学生在学习知识的同时,锻炼良好的动手操作能力。而实验是培养学生动手能力的最佳途径,因此要尽可能地为学生创造实验条件,增加课堂演示实验、课外小实验的次数,让学生亲自动手实验,培养学生的动手习惯和能力。基于此,作为教师的我们要加快转变高中物理教师和实验室工作者观念转变,认真研究物理新教材。督促高中物理教师吃透高中物理实验的精神实质,彻底打破“应付式”的物理实验旧思维,侧重于讲授科学的学习方法,掌握科学的实验数据处理方法,从而提高物理教学效果。
目前,在高中有关物理实验活动中,学生应该采取多样化的学习方式。单一而被动的物理实验实际已经不能适应学生发展的要求,它会使学生在学习中感到枯燥、乏味,因此必须增强物理实验的趣味性、实用性和探索性,真正让学生成为实验活动的主人,变“要我做为我要做”,教师成为学生实验的点拨者和合作者,特别关注学生亲身的感悟与体验。在平时教学过程中,首先要明确实验主题,增强实验方法的开放性。通过学生自觉参与实验,确定具体的实验目标、制定切实可行的实验方案、选择好的实验方法、监控学生的实验过程、评价实验结果,从而完成物理实验的教学目标。学生在活动过程中要特别强调:学生是实验的主体,充分发挥学生的主体地位,教师的主要作用就是对学生在实验有困难的时候提供必要的点拨和帮助。这对促进学生的个性发展具有重要意义,这也符合课标要求。加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系、引导学生乐于参与、主动探究、勤于动手,这就要求教师开动脑筋、多想点子,要注重开发和利用社会实验资源。并积极设计开放性的物理实验设计。实验设计在某种意义上说就是高中物理实验教学的较高要求,也就是对高中学生在物理实验操作技能以及思维能力的综合检测,是极其重要之实验学习方式的一种。许多物理实验场景,例如运动学中的自由落体抛体运动、动力学中的超重和失重现象,重力等都涉及重力加速度的问题。因此,当教师和学生提出“自行设计测定重力加速度的其他各种方案”时,马上激发了学生的探究欲望,同学们提出了很多可行方案,并很愉快地走进实验室,通过自己的努力,验证了方案的可行性和准确性。他们在“做”中“学”,动手解决了实际问题,极大地提高了学习物理的积极性。同时,引导学生走向生活。科技知识和社会生活紧密联系在一起,要仔细选择材料,并结合自己的见解进行整合,利用活动课在兴趣小组中学习,可以搜集科学家的探索过程和事迹,并联系社会生活中的各种物理现象,让学生在搜集资料的基础上,在班上进行介绍,这样对于培养学生能力很有帮助。基于此,希望广大教育工作者都能够提高认识,加大投入,提高教学效果。
不容否认,实验基本技能是做好实验,培养实验能力素养的前提条件,从近年来的高考题中可以看到,高考对于实验基本技能的考察几乎年年都有出现,而从考查情况来看,一些看似简单的问题如。读数”几乎年年会考,但是年年都有很多的学生在类似简单的问题上失分,如何解决这一现象呢?开展实验教学的时候,不要一味地想着如何拔高学生的能力,雨是应当重视实验基本技能的训练。一方面,教师本身在进行示范演示实验的时候尤其要注重实验操作的规范性,要知道,教师在进行示范演示实验的时候,一举一动都会成为学生独立操作时候的学习对象,为了保证示范实验操作的规范性,教师在开展实验之前要在课前进行多次演练,既可以有效提高课堂上实验的成功率,又可以让整个实验操作过程更加完整、顺利、规范;另一方面,在学生做分组实验的时候,教师对学生提出的要求不能仅仅局限在按照教师或者教材的要求进行实验操作,学生要对所做的实验原理、实验过程中所使用的实验器材以及在实验过程中的每个步骤都有清楚的认识和理解。如果可以,教师也可以让学生自己尝试着进行实验设计。综上所述,新时期,对于高中阶段物理学科实验的教育教学,作为教师的我们要引起足够的重视。在教学过程中,正确认识物理实验教学的重要性;有效开展物理实验教学;以及实验基本技能的培养,从而真正的促进高中阶段物理实验教学有效开展。
摘要:结合普通农科院校的教学实践,就充分利用现有实验室资源,对物理实验室的建设,如仪器设备的购置、开放式实验室和探究型实验室的建设等问题进行探讨,对实验室的管理等诸方面进行了讨论。
实施创新教育,培养创新型人才是我国21世纪教育的重要使命。实验教学是培养学生独立思考能力、动手能力、激发创造热情、训练创新思维、开发智力和非智力因素及提高实践创新能力的过程。实验室是实验教学的场所,而实验室的建设和管理直接影响到实验教学的效果。因此,各高校都非常重视实验室的建设和管理。随着教育改革的不断深化,我院物理实验室的建设和物理实验教学改革也取得了一定的成绩,实验条件有了很大的改善。下面结合我校的具体情况,对物理实验室的建设和管理进行一些讨论。
仲恺农业技术学院于1987升格为本科院校,当时只有一间100平方米的基础物理实验室。经过20多年的建设,已经由原来的1间扩建成现在的7间,由原来的实验体系设置一般化发展成现在包括具有较先进实验体系的基础物理实验室、电工电子实验室的综合性较强的物理学科实验中心,承担着校内20多个专业的实验教学。由于我院规模不大,在实验场地和资金有限的情况下,合理配置物理实验室尤为重要。
(一)配置合理先进的实验设备仪器。
在有限的资金范围内,为了达到教育部的评估标准,同时体现实验项目的先进性和实用性,在院系的安排下,我们专程走访了中山大学、华南理工大学、华南农业大学等省内名校的物理实验室和南京激光、浙江天煌等知名教仪厂家,在广泛、深入调查研究的基础上,对实验项目的选择和仪器设备的配置作了较为详尽的计划。
首先,物理实验室是进行实验课程的载体,所开设的实验项目是完成教学工作的前提和保障。按照大纲的要求,应能开出力、热、电、光和近代物理等五个方面的实验,如此方能根据教学计划的学时数,并结合各专业班的特点进行合理的组合搭配,高效地发挥该门课程的作用,故实验室应根据经费的情况及现有的条件,逐步地完善整个实验项目体系。
其次,在拟订采购清单时注意选择具有先进性的仪器,当今科学技术日新月异,仪器更新速度很快,适当地选购一些先进的仪器,比如尽可能地使用光电自动计时而避免使用秒表,尽可能安排一些光、机、电、计算机一体化的实验如电子和场实验仪、霍耳效应实验仪等,这样既可以提高实验室的档次,又可使学生开阔眼界。通过亲手实验使他们不再感到科学的神秘,这对培养高素质的人才非常有益。当然先进的仪器比较昂贵,容易与经费的相对紧张相矛盾,这就存在着合理配置实验项目和仪器数量的问题。一般高档先进的仪器可少购几套,花钱较少的项目则可多购几套。这样可以保证实验项目的改进和仪器的更新换代,使实验教学跨上一个新的台阶。在具体的实验安排中,可以采用大循环套小循环的方式进行实验,进而弥补仪器套数少的弊端。
(二)构建多样化的物理实验室。
充分利用现有仪器设备,建设开放式实验室为了提升学生的实验技能,我们将一些基础实验,如基本量度、万用表的使用、示波器的使用等改为开放性实验,让学生自由到实验室选做。并增补了一些能够更好地综合训练学生的实验思维和动手能力的实验项目,如电表的改装、浮水硬币实验——表面张力研究、驻波与克拉尼图形、静电感应及其应用等实验。
开放实验室给学生提供必要的场所、仪器设备和辅导应使学生能够自己完成感兴趣的设计性实验。设计性实验需要学生结合并运用所学的理论知识和实验技能去分析问题和解决问题,对提高学生的实验积极性,活跃学生的实验思维,充分发挥学生的主观能动性和创造性非常有利,能够使学生的创新意识和创新能力得到很好的启发和锻炼。农学院有三分之二的学生高考时选择非物理学科,因此,学生的物理理论和实验基础比较薄弱,然而只要我们选题和引导得当,学生同样有能力去完成一些简单的设计性实验。结合我院学生的具体情况及现有的仪器,我们编写了“伏安法测电阻及误差分析”、“电表的改装”、“用电位差计测电动势”、“静电感应及其应用”等简单的设计性实验的指导书。在实验指导书中,教师只写实验的目的(要求)、参考仪器、原理及注意事项。在实验前,教师进行简要的介绍,然后由学生通过查阅文献资料来设计实验步骤和实验电路图等。设计方案在得到指导教师的同意后学生才可开展实验。实践证明,学生的实验热情高了,设计实验的能力有了很大的提高,取得了良好的教学效果。
充分利用闲置或报废的仪器,建立探究型实验室我校由于建校历史长,有大量报废仪器和一些因课程改革而闲置的`仪器。这些淘汰下来的仪器,弃之可惜,又占用仪器室。因此,可以挑选部分仪器建立探究型实验室,展示其内部结构,给学生以感性上的认识。例如,将报废的显微镜剖开,了解其光学结构;将上世纪70年代的电子管示波器拆开,观察示波器的内部结构,了解其工作原理;拆卸报废的各类电表、表头、各种测试仪的机箱等,让学生更清楚地了解其工作原理和内部结构等。实践显示,学生对整个过程充满新鲜感,单调的物理实验变得富有趣味性,学生的实践动手能力和创新思维能力得到明显提高。
充分利用现代化技术,建立网络实验室我们在传统物理实验室的基础上,利用计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、加工处理传播技术等,将现实物理实验室中的各种实验资源进行处理后建立起网络实验室。网络实验室的优点主要表现在以下两个方面:
1.使实验教学内容得到了扩充,给实验教学本身以更大的自由度。网络实验室建立了物理实验课件和课件库,安装了仿真物理实验室,与现代远程物理实验网站、物理园等链接,使实验教学内容得到了扩充,实验教学本身的自由度更大了。
2.在网络实验室上发布实验指导材料和仪器设备信息,提高实验教学效果。例如,将实验录像、挂图、文字材料等指导性资料上传到网上,使学生在做实验之前就对实验仪器和内容有所了解,尤其是设计性和探究型实验信息的发布更有利于学生选择自己感兴趣的实验,并做相关的调研,为实验的开展奠定基础,从而取得良好的教学效果。发布仪器设备的信息、实现网上实验预约,使学生了解实验室现有的仪器设备及各个实验室的使用情况(时间安排等),可以给学生更大的学习空间,同时也为教师的实验教学带来方便。
物理实验室是进行物理学教学、研究、实验的重要场所。搞好实验室建设的同时还要提高实验室管理水平,这样才能充分发挥其实验教学的作用。因此,实验室管理不容忽视。
结合具体情况进行师资体制改革多年来,很多高校为了体现实验教学的重要性,把实验教学环节与理论教学分开,独立开设一门课程,这一措施的确对实验教学水平的提高起到了一定的促进作用。然而在像我们这样的普通农科院校里,教师数量少,目前尚无专职的物理实验教师,如果再把实验教学和理论截然分开,各行其道而不顾及两者的内在联系,只会使得两种教学在进度上的配合和反馈难以实现。我们借鉴了铜陵学院的师资改革方案,将物理实验室与物理教研室改制为一套班子,共同承担物理实验和大学物理两门课程的教学任务。如此可以解决两种教学的配合和反馈等难题,也有利于课程内容体系的改革和创新,同时也可以壮大和提高实验教师队伍及其业务素质,从根本上解决长期存在的实验课与理论课不便协调的矛盾。同时我院在实验教学工作量统计方面也做出了改革,课程基本系数由原来的0.8提高到1.0,使得相同时间的实验教学与理论教学的工作量基本相同,极大地提高了教师的工作热情,彻底改变了以前教师重理论,轻实验的现象。为了更好地提高教师的工作积极性和业务水平,学校还设立了实验技术优秀成果奖,并不断地创造条件分期分批培养师资,不断提高教师实验技能,以适应高校的发展。
不断深化实验课程改革实验设备的更新和投入应有与之配套的课程改革方案,但课程体系的改革是一个复杂的系统工程,应该根据大学物理课程的特点进行全面规划。首先是改革教学内容,我院大学物理实验课程是农学系部的一门公共基础课程,基础性的核心,应该体现在动手能力和创新意识两方面的培养上:第一是选用重点教材,结合实验室条件和教学实际,以常规实验为主,结合学生的专业特点,适当扩充综合设计性实验和探究性实验,编写适当的实验指导书。如对于农学专业和植物保护专业的学生可以开设“浮水硬币实验——表面张力研究”、“静电感应及其应用”等设计性实验。第二是进行实验教学方法的改革,落实学生在实验教学中的主体地位。给学生提供独立自主、自由发挥的机会,实验时每人一组,这对调动学生的学习积极性,提高学习兴趣大有裨益。第三是提高实验考核综合化水平,按照学生掌握知识技能的规律付诸相应的考核手段,实验教师在对学生进行实验考核时,应当把学生的平时成绩及期末的实验成绩考核作加权求和,并逐步提高综合设计性实验和探究性实验的权重,鼓励学生多选择该方面的实验进行设计和探究,进而提高学生的科学研究能力。实践证明,提高实验过程成绩在总成绩中的比重,综合评定学生的实验成绩这些举措可以使学生在平时的实验中充分发挥其主观能动性。
建立配套制度,强化管理力度规章制度是行动的规范,依照规章制度办事,才能少犯错误甚至不犯错误,各项工作才能高效完成。否则会出现工作管理混乱,工作的盲目性增多,积极性、主动性不强,办事效率低下等问题。我们在高校实验室管理章程的指导下,完善和制定了《仪器设备管理制度》、《实验室安全制度》、《学生实验守则》、《设备损坏丢失赔偿制度》等多项管理制度并公布上墙,其中对于设计性和探究型这类自主性较强的实验,在《实验室安全制度》中进行详细说明,特别提醒。同时还制定了《实验室技术档案管理制度》,对技术资料的收集、归档和管理职责等作出具体的规定。搞好实验室档案的建设工作,可对以前的工作作出具体的分析和研究,以便找出问题,寻求解决问题的方法。充分做好设备维修档案、设备使用时数、学生实验后续投入设备的登记造册等基本信息收集整理工作,可以更好地为实验室教学和管理服务。
基于以上工作,今后努力的方向是逐步完善传统实验室的管理方法,应用网络技术建立物理实验信息管理平台,该平台主要是集网上实验室教务管理、实验室仪器设备管理、实验室资料管理、实验室开放管理等于一体的实验室管理系统。引进现代化的管理手段,可以使实验室达到自动化运行,对于提高工作效率、降低运行成本将起到重要的作用。物理实验室的建设与管理作为一项实践活动,要求广大物理教育工作者进行长期的学习、交流、实践及创造性地开发多种资源渠道,从而把物理实验室建成培养创新人才的摇篮。
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在初中物理实验教学中,面对不同实验主题要有不同的实验设计,但是达到共同的教学目标,这就要我们进行求同比较教学,这种方法通常可以达到事半功倍的教学效果。在具体的实验教学中,教师可以通过比较分析,找出适合学生特点的实验,也可以引导学生在动手做了几个物理实验后,自己探求其中的共同点。例如人教版初中物理实验:
1.液体的扩散实验。该实验我们是观察硫酸铜溶液与清水的扩散现象,但是我们都知道这种扩散是需要几十天才能观察到明显的变化,这在课堂教学上根本无法完成。通过采取改进的教学材料,学生可以清晰的发现,在30田后硫酸铜溶液与清水的界面逐渐模糊不清。
2.改变内能方式。我们的实验内容是在压缩引火仪中加入硝化棉,当我们快速按压活塞时,由于密闭的气体被反复压缩,内能增大,温度升高,从而致使硝化棉燃烧。我们都知道硝化棉燃烧的过程是十分短暂的,可以说是瞬间,学生通常情况下很难捕捉到这样的瞬间,从而对整个实验的变化过程没有清晰的意识。这两个不同的实验主题,不同的实验设计,可以采用相同的实验方法来避免实验给物理课堂教学带来的弊端。我们可以通过摄像机把整个实验过程拍摄下来,对于时间长才能看到实验结果的,我们采取快放的方式;对于时间瞬间的,我们可以采取慢放,将整个实验过程清晰形象的呈现在学生面前[2]。
初中物理实验教学究竟是否能够达到最优的目标,章节中各个部分是否能够进行协调运转有重要意义。在进行物理实验的研究过程中有很多科学方法,只有掌握了正确的方法和事物的规律,才能真正的做好物理实验学好物理。
只发现事物之间的共性而不能发现其之间的个性,对于物理的学习仍是不利的。这就要求我们在平时的教学过程中更加注重观察和总结创新,利用好同中的存异,这也是初中物理实验教学的深化点。
(一)实验方法同中存异在教授物体对外做功内能减少的实验时,我们可以发现按照课本上的实验设计要求根本达不到很好的教学效果。大口玻璃瓶内放了些水,在不断给瓶内打气时,达到一定限度瓶塞会跳起,观察瓶内的变化。实验结果:在瓶塞跳起是瓶内会出现白雾。实验教学目标:通过实验证明物体对外做功内能减少,温度降低。这就需要有求异精神,改进实验方法,将水换成酒精,因为酒精较水更易蒸发,实验效果更佳。
(二)教学对象的同中求异通常情况下,我们在教授两个班级的学生时,两个班的学生会表现出不同的素质。这就要求教师在教授相同的实验主题时,要根据每个班学生的不同特点进行实验设计,从而达到最好的教学效果。例如我教授的两个班的学生差距就很大,一个班-a班的学生接受能力较弱,思维也不是很积极反应较慢;另一个班-b班的学生学习积极主动,课堂气氛活跃。
因此笔者在教授串、并联电路的实验时尝试了两种不同的教学设计,取得了很好的教学效果。物理规律一直都建立在实验和观察的基础之上并且经过思考和总结而得到,作为一名初中物理教师,应不断地探寻新的教学方式方法,很好的实现物理教学目标。总之,求同存异作为确定事物异同关系的基本方法,对于培养学生认知世界的多样性和一致性的对立统一具有重要意义,使他们的思考能力和动手能力在比较探究中得到培养和提高。
随着我国教育体制的不断创新和改革,高中各学科教学课程正发生着变化与发展。物理作为一门重要的高中学科课程,不仅仅需要高中生掌握做题的能力,更重要的是需要他们掌握实验动手的能力与经验总结的能力。高中物理课程是以实验动手教学来培养高中学生的创新能力,实验有利于提高他们的动手能力,充分调动他们的积极性,激发学习兴趣和欲望,让他们认识到学习和掌握物理的意义[1]。目前,高中物理实验课程学习方式过于狭隘、单一,在高中物理实验的内容和操作上并没有给学生创造出充裕的机会和空间。其中,教师将高中物理的实验目的、原理、方法等都事先排列完成,直接忽略实验过程步骤,在实验之前就得出实验结果,这很大程度上阻碍了高中生自身创新能力和逻辑思维能力的提升。本文主要采用探究式实验教学来提高高中生物理实验的动手能力。
一、动手式探究性教学。
探究式教学思想由来已久,经过多年的探索与发展,至20世纪60年代正式成为一种被学界认可的教学模式。探究式教学旨在发展学生独立思考、合作学习的精神。探究式教学思想认为学生学习期间会对知识保持好奇心,希望通过自己的探索学习来认识和掌握问题。而此时,教师要扮演者学生学习的指导者、促进者。教师要根据预先的备课给学生设定问题,在课堂上依据课本和教学目标提供学习材料和指导思想[2—3]。整个学习过程教师启发诱导学生,使其逐渐深入问题内部,同时激发学生学习兴趣,在创造性思维环境下得到逐步发展。探究式教学同样适用于高中物理实验教学之中,这不仅是一种适应于教学改革的新方法,同时能够提高高中生动手实验能力,促使他们能够在实际生活中理解与运用物理知识。
高中物理要充分利用实验方法,来不断加强学生自身的动手能力和创新意识。在实验过程中,不但要培养高中生的逻辑思维能力,还要培养他们的实践动手能力,所以高中物理实验要强调动手与动脑相结合的重要性。例如,德国高中学校的普通物理实验达108学时,而我国高中物理实验普遍不超过60学时,显然我国高中学校缺乏对高中物理实验课程的重视。在一个普通高中对学生喜欢的物理教学形式的调查结果如图1所示。在物理实验中要遵循以学生为主体的原则。例如,在物理课堂上可通过“力的作用”的实验,教师应让学生课前先整理与收集与之相关的实验课题资料,在物理实验开始前,首先在教师设定的实验问题上提出问题,然后动手进行具体的“力的作用”实验操作,最后解决问题。这样不仅能够加快学生物理实验操作的效率,还能够增强学生自身的主动性与积极性,大力培养他们的逻辑思维与创新意识。
在探究式教学指导下,物理实验教学大体可分为提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、实验操作与数据收集、分析与论证、交流与合作这几个步骤。在实际教学中,要对每个步骤都严格把关,并在课后进行评估与反思,使这些实验步骤严谨有效,更有利于高中生的学习。对于我国高中物理实验的传统课程知识,应该适当做些调整和变化,积极开展多种形式的物理实验[4]。在高中物理实验的过程中,学生可以通过小组合作的形式,来培养自身动脑探索、发现物理规律的能力。高中物理实验的小组合作是充分发挥高中生的主动性,激发他们自身积极性的重要方式。一方面,小组合作可以提升高中生的动手实践、动脑思考、探索分析的能力。另一方面,小组合作也可以增强高中生的团队合作能力,培养其团体合作意识。因此,通过高中物理实验的小组合作讨论来培养高中生的团结协作精神,能够进一步提高每个高中学生的综合能力[5]。
四、结束语。
在新课程的背景下,要充分强调高中物理实验课程的重要性,激发高中生学习的主动性和积极性,注重培养学生的动手能力和创新意识。总而言之,在高中物理实验教学中要不断提高学生的综合素养,掌握物理实验的动手技巧和经验总结,以促进每个高中学生的全面发展。
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(浙江省临安市昌化中学)。
摘要:高中物理课程已不再满足于仅是课堂授课的教学形式,对实验课程的开展也有一定的要求。通过学生自己动手去做,充分体验理论知识得出的过程,使其对理论知识的理解更加透彻,记忆更加深刻。通过对高中物理实验教学的现状进行分析,在教学理念、物理实验方式改善等方面提出些许看法,望能够为增强高中物理实验教学的有效性带来帮助。
物理学起源于物理实验,可以说所有的物理学理论都是在一次次对生活、生产中遇到的问题进行解决的过程中得出的结论,因此,物理教学的起源也应当归于实验教学。面对物理学科抽象化的学科特征,物理实验课程的开展无疑是理论教学最好的帮手,运用物理实验的方式将抽象的知识进行形象化表述,不仅能够帮助学生理解理论知识的内容,还可以提高学生的动手能力,使学生的物理思维更加灵活,为学生的创新意识提供展现的平台,提高学生解决综合性问题的能力。
1.对实验教学不够重视。
对物理实验教学重视程度不高的现象普遍存在于各所高中之中,学校与教师并没有对物理实验课程进行具体的安排。由于高中学业较为繁重,课堂时间较为紧张,很多课程的实验教学都变成了传统课堂中口头传达式的实验。教师进行物理教学的过程中,将某个物理实验用语言进行表述,要求学生记住实验结论的实验教学模式,而并非是让学生进入实验室进行具体的实操练习。随着科技的发展,网络技术水平的提高,运用多媒体进行实验展示的现象也是屡见不鲜。多媒体的运用是对教学的辅助,为教学活动提供了很大的便利,但在实验教学中使用多媒体展示的方式,实在说不过去。
2.实验设备不完善。
有些学校虽然开放了实验室,为学生提供了进行物理实验的方便,但很多实验器材的数量都与学生数量不符,实验器材远远少于学生的数量,使得很多情况下学生只能进行分组实验。在大型实验中运用这种方式还可以接受,但在那些易操作的简单实验中,再运用这种分组实验的方式就很难让学生在操作中得到满足,也不利于学生自主能力的培养。还有就是许多实验设备都存在年久失修的情况,实验设备的精确度满足不了实验的需求,使学生在实验过程中得不出准确的数据,进而影响实验结果,使实验课的开展失去意义,甚至对学生造成误导,使学生对物理知识产生疑问。
3.机械式的实验过程。
高中物理实验课程的开展强调学生的动手能力,但对于实验课程的教学目标并非只是培养学生动手能力这样简单,还要注重对学生创新意识的培养,对学生解决综合性问题能力的提升,但有些学校总是忽视这些方面,认为实验就是学生单纯地去动手操作。因此,我们会发现在许多物理实验课上存在着这样的现象:教师为学生准备好本实验需要用到的实验器材,教师为学生制订实验方案,教师为学生写明实验的注意事项,然后学生按照老师给出的实验步骤完成具体实验的操作,这样,就将本来具有创新意义的实验课程变成了机械化的操作课程,整堂课下来完全没有为学生留出思考的时间和思维拓展的时间,这种实验教学的方式无疑是对学生思考能力的一种扼杀。
4.以试题代替实验。
为了节约时间,有些教师就会使用编写实验试题的形式来代替学生亲自进入实验室完成实验,进行实验课程的开展。例如,针对实验步骤的填空试题,针对实验注意事项的简答试题等。这种用笔做实验的形式可以说是应试教育下的产物,对学生学习物理学科的热情造成了损伤,严重打击了学生物理学习的积极性,并且使学生的课业压力增大。
告别过去教师在课堂上“讲实验”“展示实验”的教学方式,让学生真正参与到实验课堂中,锻炼学生的实验技能,让学生能够真正掌握实验的方法。放手让学生自己去做,杜绝教师将一切都安排好的实验课堂,让学生自己去选择适合实验操作的设备,自己确定实验进行的方案,自己对实验过程中应注意的事项加强关注。只有在实验课堂中实现学生自主实验,让学生在实验过程中产生更深刻的认识,让学生明白物理不仅仅只是公式与概念的集合,而是需要我们动手操作才能弄清楚、搞明白的一门学科。只有这样,才能不枉费学生一堂课宝贵的时间。
在物理实验教学的过程中,教师应时刻站在学生的立场上思考问题。物理实验的开展要结合学生的动手能力与知识掌握程度,不要让难度过大的物理实验打击学生进行物理知识学习的积极性,也不要开展过于简单的实验课程使学生的实验潜能得不到激发,要坚持“踮起脚能够到”的实验课程开展原则,设定学生经努力能够完成的实验目标。
2.让探究实验代替验证实验。
改变以往实验教学中教师事先将实验结论对学生进行交代学生进行验证的方式,引导学生进行探究式的实验,让学生运用自身掌握的知识对新问题进行探究,尝试运用不同的实验方法来解决问题。例如,“探究求合力的方法”的实验:
(1)在水平放置的木板上,垫一张白纸,把橡皮筋的一端固定在板上p点,用两条细绳连接在橡皮筋的另一端,通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋与细绳的结点到达某一位置o,并记下此位置,如下图所示。
(2)记下两个测力计f1和f2的读数和它们的方向;在白纸上按比例画出两个力f1和f2的图示。
(3)只用一个测力计,通过细绳将结点拉到同一位置o;记下测力计的读数f和方向,按同一比例画出这个力的图示,观察合力f和力f1、f2的共同作用点o与这三个力图示的箭头端的'位置,看它们构成了什么图形,若不够明显的话,可以用虚线将合力f的箭头端分别与f1、f2的箭头端连接再观察。
(4)改变两测力计拉力的大小和方向,多次重复实验,看看结论是否相同。
对于新问题进行探究的过程也是对于学生思维进行拓展的过程。探究实验不仅只是让学生对于实验结果进行探究,还要对实验中各个细节进行探究。探究实验课程的开展既对学生物理基础知识的掌握进行了强化,又对其进行了检测。另外,学生在自主探究实验的过程中很容易出现不知下一步要如何走的问题,这时就需要教师对学生的实验进行耐心的指导,帮助学生顺利完成探究实验。
3.设置创新型实验。
设置创新型的实验来调动学生的学习热情,教师可以将实验器材加以改进,将实验条件进行改变,实验数据进行改变,让学生在实验的过程中得到全新的体验。在教师的引导下,学生运用自己储备的物理知识,运用不同的物理实验器材进行实验,且达到不同的实验效果;遵循新的实验条件进行实验,对于不同条件下实验结果的差异性进行归纳;运用新数据进行实验,使得不同数据间能够形成对比,让学生对实验结果产生更深刻的理解。此外,教师还可以运用丰富的生活资源,开展贴近生活的物理实验课程,让物理知识从生活中来,经过学习与实践,再将知识运用到生活中去,让物理实验教学变为学生解决生活难题的有利帮手。
例如,我们可以运用细塑料管和塑料瓶作器材来研究平抛运动规律。水从细管口流出,水线形成抛物线形状,从而能看到平抛运动的轨迹,用这个抛物线来定性和定量地研究平抛运动。但在实验的过程中由于水位下降后水压减小,水线的射程变小,这样变化太快影响了研究,学生开始想办法令水压在一段时间内保持恒定,使得水柱形状不变。小组讨论后采用水管进水口与浮标相连的方法。当水位下降浮标也下降,这样就使得水压可以在一定时间内保持不变了。学生还为计算出水口速度想出了两种方法:(1)根据抛物线的形状来计算;(2)用量筒测出一定时间内流出水的体积,再测出出水管的直径,算出水柱的速度。
4.开展拓展性实验。
在实验教学中,既要忠实教材,使学生全面理解实验的原理和实验的方法,同时又要结合学生的实际,引导学生对一些实验进行拓展,使学生的实践能力和创新精神得到充分培养;学生学习物理的积极性和主动性得到充分发挥。例如,在学生完成“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验后,为学生安排“探究橡皮筋弹力与其伸长量的关系”“探究弹簧的劲度系数与其圈数之间的关系”等实验。如“探究弹簧的劲度系数与其圈数之间的关系”实验可利用一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,读出指针的位置的实验方式进行探究,如右图所示。
5.改善实验设施。
学校应加强对物理实验课程的重视,将物理实验室进行开放,使学生能够运用课下时间开展物理实验,为学生提供物理难题随时解决,物理实验随时做的可能,加大学校对实验器材的资金投入,使学生在实验课堂上能够实现人人有实验器材可用,实现实验结果的准确性。实验器材的配置是一切物理实验进行的基础,只有为学生提供好课程的物质保障,学生才能更好地进行物理课程的学习,才能提高物理实验教学的有效性。
总而言之,在高中物理学科学习阶段,开展物理实验课程对于学生的物理学习来说是非常必要的。学生在物理实验的过程中能充分体验自己动手完成实验、得出结论、解决问题的快感,进而能增强学生对于物理学科的学习热情,提高学生解决综合性物理问题的能力,开拓学生的物理思维。希望通过此篇文章对于物理实验教学现状与提高物理实验教学有效性的途径的分析,能够为高中物理实验课堂的开展提供帮助。
参考文献:
[1]周鹏。“问题生成”实验教学模式:基于问题为中心的高中物理实验课研究[j]。湖南中学物理,(12)。
[4]李贵安,刘婵玉,赵志鹏。新课改背景下高师院校课堂教学改革存在的问题与对策[j]。高等理科教育,2012(03)。
摘要:提高高中物理实验教学的有效性,是广大教育工作者亟须解决的一个问题。新课程中高中物理实验教学存在趣味性、微型化、生活化及社会化等特点。目前高中物理实验教学在教师、学生以及评价体制等方面存在诸多问题。为提高高中物理实验教学有效性,结合教学实际,谈了几点看法。
求。所以,解决物理实验教学中的问题已成为当务之急,鉴于这个原因,笔者阐明了高中物理实验教学的特点,指出其中存在的主要问题,并提出了提高高中物理实验教学有效性的对策,以期为高中物理实验教学有效开展提供借鉴。
1.趣味性。
物理实验都是在假设与验证下进行的探究,因此,它具有调动学生学习积极性的作用。为实现激发学生学习兴趣这一目的,在实验教学过程中,注意实验简单易行,具有较强的趣味性,教师通过创设出趣味实验的方式,使实验教学多样化、系列化,从而使物理实验的趣味性显著提高。
2.微型化。
新课程下物理实验具有材料少、仪器简易、现象明显等特征。因此,在物理实验教学中,同样体现出这一特点,因微型实验的器材具有非常广泛的来源,其取材非常易于实现,能够保持学生人手一套器材,最终在实验过程中实现人人动手。
3.生活化以及社会化。
物理属于一门应用性、实践性较强的学科,物理知识遍布于社会生活的方方面面。需教师积极创设生活中的物理实验,使学生在生活中接受到教育。同时,“从生活走向物理、从物理走向社会”的教学理念已经在物理中得到落实,要求课堂教学与社会、生活相贴近,使学生得到“有用的物理”。实验应该注重与学生的生活与社会实际进行联系,这样能够使学生学习兴趣不断提高,体验到物理存在于生活之中,同时充分掌握物理理论。
1.教师方面。
首先,因受传统教育的影响,教师对实验的重视程度不足。一些教师口头提倡素质教育,然而却注重理论和分数,根本不关心实验,将许多本来可让学生亲自动手的实验通过多媒体进行展示,这种现象较为常见,使学生无法体会到真实的实验。其次,实验教学模式过于僵化,教学方式非常落后。当前,实验教学在教学方式以及内容等方面均未给学生留下充足的发展空间。在教学过程中,学生动手操作仅仅通过纯粹的机械操作进行,学生应付的现象时有出现。因此,广大物理教师的观念需要进行更新,其素质有待于进一步提高。
2.学生方面。
学生的动手操作能力比其理论掌握程度明显落后。一些学生的动手操作能力相对较差,对仪器的使用不规范,有一部分学生以“背”实验结论的方式代替操作,有的学生拿到实验题目之后,仅仅依靠脑子对实验知识进行死记硬背,仅仅是机械性地对实验结论进行默写。同时,一部分学生用笔“做实验”。教师编制了许多实验试题,一方面使学生的负担有所增加,另一方面使学生动手实验的积极性受到挫伤,从而使实验教学成为应试教育。
3.评价体系方面。
在实验教学中,学生的`实验能力无法得到评定,实验操作评价理论难以和实践进行有效的融合,无法制订出可行的评定标准。学校的教育评价仅仅通过考试的方式进行,在评价过程中过分注重分数,造成学生、教师以及学校等各个方面均忽视了物理实验的真正意义。
1.积极转变实验教学观念。
高中物理实验教学存在的问题与教学观念具有很大关系,因此,推动实验教学改革,转变观念就成为最重要的一个问题。要转变观念,应该将整个社会的观念转变。使学校、教师与社会各界能够弄清教育不应该急于求成,应该注重未来,尤其是注重学生今后在社会中的作用,努力将追求短期学生成绩以及升学率的不当思想摒弃。
2.使学生对实验产生兴趣,养成实验能力。
是否能够对物理实验的学习产生兴趣,是学生能够积极主动。
进行思维活动的重要前提。可以通过演示一些新奇、有趣的物理实验培养学生的好奇心,使学生产生初步的学习兴趣,通过这些实验可以帮助学生克服思维定式,扩展学生的思路和眼界。在实验过程中,要注意以学生为主体,让学生自己动手、动脑,有意识地培养学生的自学能力、独立思考能力和创新能力。
3.建立完善的实验评价体制。
首先,应该使评价内容以及评价标准与课程标准保持一致,让学生利用实验的方法分析物理现象、研究物理规律,系统地培养和训练学生掌握物理实验的基本知识、基本方法以及基本操作技能等诸多方面的能力。其次,评价方法应该多样化,采用笔试与操作相结合的方法,客观评价学生的实验动手能力、实验观察能力以及各种实验素养等。在操作评价中,观察学生能否正确安装和调整仪器,使用工具;能否遵守操作规程,按部就班地进行实验操作;能否迅速准确地选定观察对象,读数准确,判断无误;能否科学合理地分析结果,并撰写实验报告等。
总之,在高中物理实验的教学过程中,任课教师应该积极探索、大胆创新,努力提高高中物理实验教学的有效性,培养学生的自学能力和创新能力,使物理实验课成为提高学生学习能力和综合素质的重要环节。
参考文献:
(作者单位浙江省温州市第十四中学)。
实验器材是帮助教师开展物理实验的主要工具,如果器材出现损坏、缺失等情况,不仅影响整体的实验效果,而且还浪费了时间。
因此,在研究物理实验创新策略时,对实验器材进行创新是物理教师所要优先考虑的方面。
对此,笔者围绕牛顿管的创新为例展开分析。
牛顿管是《牛顿管演示自由落体》实验的重要器材,如果出现缺失或损毁,必然会导致实验活动的终止。
我们可以创造出一个新型的牛顿管。
材料方面需要准备永久磁铁、固定铁环、透明玻璃管(长度一米左右)、铁片和羽毛、密封性良好的物质(环氧树脂等)、空气阀门开关、胶管、三通联通器。
在制作的过程,可以将准备好的羽毛、铁片放到玻璃管当中(分开放入),然后利用密封良好的物质封住玻璃管,并按上空气阀门。
当密封物质干涸后,再利用铁环和橡胶垫对玻璃管进行固定,然后再使用胶管连接三通和两个阀门。
这种创新设计在试验中可以最大限度地提高实验的效果,并降低无关因素的干扰。
为了增强可视性,还可以将材料中的羽毛涂上明艳的色彩。
当然,除了新型牛顿管之外,还有许多实验仪器值得创新,比如楞次定律实验中所要用到的魔术筒,简易电磁波接收演示器等等。
在此就不一一列举了。
二、实验方案的创新。
1、革新探究实验,让实验具有创造性。
探究实验具有神秘性和多样性的特点,其未知因素具有无尽的魅力,可以让学生全身心地投入其中,在参与的同时增强自身的操作能力。
如果对探究实验进行革新,让其具有创造性,那么一方面可以提高探究实验的整体功能和价值,一方面还可以有效提高实验的乐趣。
但具体该如何实现这一点呢?以《自由落体运动》为例:在创新阶段,老师修改了原实验的相关理念和目标,让探究实验具有了更深层的内涵。
原实验中提及“硬币和纸片在下落的.过程中会出现哪些不同的现象?这些现象受到哪些因素的影响?如果将硬币和纸片都放在真空环境当中,那么将会出现哪些变化?”
经过修改,变成了“在大风天,下落状态中的硬币和纸片会发生哪些变化?如果将纸片团成一团,那么在下落的时候会出现哪些变化?”通过这样的整改,不但让探究实验更具备了悬念性的特点,而且还可以让高中生感受到挖掘知识和探究知识的乐趣,从而增强他们对物理的热爱情绪。
值得注意的是,在修改实验方案和目标方面,教师也可以要求学生自行改良,目的是为了诱发学生潜意识中的探究积极性,间接增强他们观察事物和挖掘问题的良好习惯。
2、修改演示实验,给学生提供参与机会。
高中物理教材中包含了许多演示实验,通过组织这些演示实验可以有效加深学生对知识的理解和掌握能力。
但是在传统课堂中,这些演示实验都是由教师在课堂中完成,而学生只能机械地观看,偶尔配合教师进行思考。
这种方法不仅有局限性,而且不利于学生操作能力的提高。
对此,让学生成为演示实验的操作者,由教师配合指导,这样不仅提高了学生的动手能力,而且还加强了学生操作能力。
以《牛顿管演示自由落体》为例,在这次实验中,教师改变以往的实验规则,由学生在台下进行自主操作,观察实验的过程,以及出现了哪些情况和问题。
笔者观察发现,学生在操作期间兴致都非常高昂,虽然他们出现了不少的错误,但经过老师指点,他们都能快速发现错误、修改错误。
在这期间,为了让学生进一步把握知识,还可以延伸性地提出一些问题,比如:如果不存在空气阻力,所有的物体都只会受到重力的作用,不同物体从同一高度同时由静止下落会出现哪些结果?由此点燃学生的探究热情。
综上可见,学生在亲身经历实验之后,他们对知识的把握能力将会得到提高。
期间,哪怕出现了一些问题,在经历改良后,他们也会及时地把握重点。
总之,实验是物理课堂的重要组成部分,它的作用和功能在物理课堂中不可或缺。
合理地对实验进行创新,可以让严谨、抽象的物理知识变得更具直观性、具体性和可视性,可以让学生在身临其境中把握知识的运作规律和原理,从而达到“看得到、摸得着”的效果。
但是,如何完成创新,如何保证创新后的实验活动具有价值,这却是一个难点中的难点,也是对广大物理教师专业技能和素养的综合性考验。
一、研究匀变速直线运动,测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)。
1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器4-6v交流电,电火花220v交流电,它每隔0.02s打一次点(电源频率是50hz)。
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量。求任一计数点对应的即时速度v:;如(其中t=5×0.02s=0.1s)。
3.由纸带求物体运动加速度的方法:
(1)利用上图中任意相邻的两段位移求a:如。
(2)用“逐差法”求加速度:(t为相邻两计数点间的时间间隔)求。
(3)用v-t图法:即先根据;求出打第n点时纸带的瞬时速度,再求出各点的即时速度,画出如图的v-t图线,图线的斜率即加速度。
[实验步骤]。
[注意事项]1.纸带打完后及时断开电源。
2.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7~8个计数点为宜。
3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于6个(即每隔5个时间间隔取一个计数点),是为求加速度时便于计算。
5.平行:纸带和细绳要和木板平行.
6.两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源后取纸带.
7.电压若增大,打点更清晰;频率若增加,打点周期更短;。
实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系。
[注意事项]1.不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超过弹簧弹性限度.
2.尽量多测几组:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.
3.使用数据时应采用即弹簧长度变化量.
4.统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.
实验三:验证力的平行四边形定则。
[注意事项]1.用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧秤的轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。使用的弹簧秤是否良好(是否在零刻度),拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦,拉力方向应与轴线方向相同。
以上三种实验是分别从不同的角度进行验证的,从而得出关于力学的重要结论:力是物理运动状态改变的原因,物体受力方式不同运动状态也就不同。
教育是培养人的一种社会行动,我们不能把物理实验的现状单单归咎于物理教师,应该从家庭、学校、社会来统一考虑。
其实不少教师是深知物理实验教学的重要性的,但迫于各方面的压力、教学课时等的限制,最后不得不放弃找寻更好的实验教学方法。
因此要转变观念,就要转变整个社会的观念。
要让学校和教师以及社会上的人们认识到教育不能急于求成,追求暂时的表面的效果,而要着眼于未来,特别是要着眼于学生在未来社会的作用与价值,使他们从追求短期学生成绩和升学率的片面认识中转变过来。
这样才能给广大物理教师一个广阔的发挥才干的空间,使他们自觉地投身于物理实验教学改革中去,在教学中充分发挥主观能动性,大胆采用创新教学方法。
因此,要改变传统的教育观,树立新的教育观念,不断提高对实验教学基础地位的认识,提高实验教学的效果。
二、改变教材结构。
1、优化实验教学目标,在实验教学中,教师应该在分析教材和学生的基础上,把培养学生的创新能力的意识渗透进备课的过程中,优化实验教学目标。
制定适用于不同层次学生的多层次实验教学目标。
2、注重实验的开放性、多变性和创造性,培养学生的创新精神,可以在实验目的、原理、器材以及实验条件和数据的处理上进行创新,可给出多种方案让学生思考、选择,从而培养学生的创新探究能力。
3、预习是上好实验课的基础。
教程可根据实验内容布置一些与本节实验相关的知识点和习题让学生在课前思考,为实验做好理论准备。
改革实验教学模式。
将由教师一手包办的演示实验改为师生共同设计、探索、改进、完成的演示实验。
让学生预习教材中的演示实验,邀请学生参与演示实验的课前准备及课堂上的实际操作,并鼓励他们把自己设计的实验带回课堂进行演示。
实验完成后,让学生进行归纳,充分发挥学生主动思维的积极性。
这样不仅有利于培养学生学习物理的兴趣,调动学生学习的积极性,更有利于学生自觉钻研教材,研究实验原理,探讨实验方法。
四、改变实验评价体制。
评价的内容和标准应该与课程标准相一致,促使学生提高用实验方法研究物理现象与规律的能力,使学生在物理实验的基本知识、基本方法和基本技能等方面受到较系统的训练,加深对物理学基本概念的理解和掌握,培养良好的科学素养、创新精神和实践能力。
摘要:在新课改要求下,实验教学的地位和作用显得越来越突出。
物理学是一门以实验为基础的自然科学,实验教学在物理教学中举足轻重,占有不可取代的地位。
它是一种激发学生学习兴趣,提高学习积极性,提高学生动手能力,培养学生严谨、求实的工作作风,提高物理课堂教学效率的教学手段。
物理学作为一门自然科学学科,它以实验作为检验其的理论正确性,物理概念和定律,是通过反复的实验发现的。
这样就能激发学生的学习兴趣,提高其学习积极性,有助于学生对物理知识的理解和掌握,同时能开拓学生思路,锻炼学生的独立观察能力。
演示实验教学是指教师借助实验设备和材料、影像资料、数字化媒体把教学中复杂、抽象的理论定律、原理通过实验演示给学生,从而把复杂的定律简明化、把抽象的原理形象化,帮助学生对定律、原理的理解和掌握。
通过演示实验教学可以提高学生的学习兴趣,有助于提高学生的观察能力,锻炼学生的思维能力。
(1)明确目的、充分准备演示实验演示实验教学是向学生展示原理、传授知识的教学方法,学生能通过演示实验直观地了解和掌握所学知识。
所以,教师事前做充分准备,认真备课,了解教学内容,对仪器设备、实验材料要仔细检查,以保证实验的安全和实验良好的效果,明确哪些实验是教材和大纲中规定的演示实验,哪些是可以适当补充的有助于学生学习和掌握教学内容的小实验。
使教师精心设计的演示实验能准确的反应教学内容的原理,以提高教学效果。
(2)动作标准,操作规范演示实验教学能充分发挥教师在物理实验教学中的主导作用,其目的是激发学生的求知欲、帮助学生建立概念和认知规律、锻炼其观察和思维能力、提供示范锻炼实验操作技能。
因此,教师要在操作方法、操作顺序及仪器使用等方面动作标准、规范操作。
在实验开始前,教师要对实验的目的和要求、实验原理、所用仪器设备及正确使用、实验的操作过程等,作必要的说明或演示,以增强实验的目的性,增加实验演示效果,要起到好的教学效果。
拆卸时先断电源,后拆线路;线路要整齐标准,正负极导线、零线火线区分开,主辅电路区分开。
总之,演示实验时教师的一举一动都会对学生产生较大的影响,并且有些实验带有一定的危险性,如不规范操作将会引起严重的后果,所以,教师操作的规范性,是使学生养成认真规范、严谨求实的良好学习习惯,也是完成实验教学目的的前提。
(3)运用多媒体演示实验随着计算机的广泛应用,多媒体越来越多地运用于高中物理实验教学中。
多媒体演示实验能充分展示实验,能激发学生学习物理的兴趣调动学生的学习积极性。
教师可以利用多媒体为学生模拟在课堂上不易进行的、有一定危险的物理实验,并且对于需要认真分析、反复观察的实验,可以通过多媒体的重复播放、慢镜头播放,让学生反复观察、分析。
例如,在学习自由落体的运动规律时,由于动作过快,学生很难再瞬间完成的实验中观察其速度变化规律。
如果通过多媒体将视频进行反复播放,或是慢镜头播放,就可以让学生从中观察、分析、总结其运动规律。
有条件的还可以制作flash动画模拟自由落体运动,对学生的理解会有很大帮助。
教师可以通过多媒体演示危险性较高、财产损失较大的实验的错误操作所带了的后果,提高学生对实验的重视,以规范学生实验时的操作,同时避免危险和财产损失。
如由于电路连接错误产生电源短路,从而引起的火灾和实验器材损坏的实验演示。
2重视学生分组探究实验教学。
现代教育提倡以学生为主体,教师为主导,教学中要突出学生的主体地位,倡导教师的主导作用,让学生在教师的主导下参与教学活动,让学生成为“学”的主人。
实验教学法是指学生在教师的指导下,运用实验设备和材料,通过规范操作,引起某种物理变化,观察这些物理现象,验证或获取物理知识的教学方法。
实验教学要求教师要做到以下几点:
(1)认真对待、充分准备为保证实验的效果和安全,教师事前要先进行实验,对实验设备和实验材料进行仔细检查,确保实验顺利进行。
讲授或谈话等形式对实验的目的和要求、理论依据、实验设备的正确使用、实验的操作过程和要求等作充分的实验说明。
实验过程中尽可能使每个学生都积极参与、亲自动手,教师要适时巡视指导,及时发现和纠正学生在实验中的错误。
实验结束后,由教师组织学生进行实验总结,分析原因、查找不足,并由学生填写实验报告。
通过实验教学使学生通过反复的实验验证物理知识和原理,通过物理实验使学生能日常生活中的物理现象与实验联系在一起。
开放和多变物理实验可以培养学生严谨的工作态度、规范的操作意识,同时培养学生的自主能力和创新意识。
总之,教师要重视实验教学在高中物理教学中的作用,科学、合理的针对不同层次的学生安排物理实验教学,促进物理教学的课堂实效性。
但处处以教师为中心,
缺乏对学生主体性的考虑,
实验过程中,
学生没有较高的参与度.比如,
有些教师在“牛顿第一定律”这节实验课中就从头到尾自己在台上做实验,
学生并没有参与其中,
只是看老师做实验,
听老师灌输知识而已.
很多教师会考虑在实验设计阶段把多媒体技术应用到实验当中,
但却对如何应用多媒体技术举棋不定,
于是在实验设计中便考虑把实验的过程通过多媒体视频展现出来,
认为这种方法不仅节省时间,
还节省精力.学生在这样的实验教学中不能真正体会到实验的乐趣,
同时也违背了实验的初衷.3)物理实验设计过于僵化教师在物理实验设计中,
普遍存在“重知识,
轻方法;重讲授,
轻活动;重结论,
轻过程”的情况.整个实验过程的设计都是沿袭旧的教学理念,
当学生在实验中出现误差较大的数据时,
教师往往不会分析误差产生的原因,
而是直接归结为实验存在误差,
导致学生也养成不良的实验习惯,
不能从知识上分析实验结果与结论不相符的原因,
不能将理论和实践有机结合地去理解物理概念和规律,
造成实验作用甚微.
1)在实验设计中将学生放在主体地位物理实验设计中应该充分考虑到学生的主体因素,
把实验变得更加生动形象,
集中学生的注意力,
激发学生学习的主动性和积极性,
在建立和谐的学习氛围的同时,
也能够把学生对知识的欲望激发出来.在实验中体现出对每一位学生的认真负责.
2)在实验设计的思想上考虑实验与生活的结合物理是与生活紧密相连的,
很多教师在物理实验设计中往往只注重知识理论,
忽视了在实验设计中对生活因素的考虑.生活中的物理知识是无处不在的,
生活中的各个方面同物理都有着直接或间接的联系,
教师要在实验设计中体现物理联系生活的思想,
要善于把物理知识同生活结合起来,
引导学生发现生活中存在的物理知识,
把同生活相关的、学生感兴趣的素材融合到物理实验中,
激发学生学习物理的兴趣和主动性,
让学生真正理解物理是来源于生活的.例如在学习“频率”这部分知识的时候,
教师可以设计一个测量脉搏的实验,
使用秒表测出1min之内心脏跳动的频率,
由于这个实验同物理知识有着直接的关系,
学生的注意力能够有效集中.
同时也存在很多漏洞,
以计算机为终端,
通过接口、传感器等仪器形成计算机辅助实验系统,
这个系统能够对数据和图像进行处理,
实验的结果更加精确,
极大地弥补了传统实验过程中存在的漏洞,
更加完美地把物理实验展现在学生面前.例如在学习“自感现象”这部分知识时,
教材中的实验虽然能把自感现象的存在体现出来,
但还是存在一定的漏洞,
例如通电时电流的变化情况是不能直接展现在学生面前的,
传统的验证动能定理的方法是使用光电计时器和气垫导轨来实现的,
在计算方面和图表的处理方面都比较复杂,
而应用辅助实验系统则能够精确地记录滑块的速度,
把数据统计起来并进行图表的制作,
能够把实验的最终结果真实合理地呈现出来,
科学而高效.综上所述,
因此教师要在教学过程中不断创新实验资源,
尽最大的可能激发学生对知识的兴趣,
把物理知识同生活联系到一起,
打破传统实验教学设计中的弊端和不足,
营造一个和谐良好的学习氛围,
引导学生能够自主地学习物理知识,
培养出更多高素质的人才。
作者:王平单位:甘肃省嘉峪关市第一中学。
1.实验目的:用单摆测定当地的重力加速度。
2.实验原理:
3.实验器材:长约1m的细线、小铁球、铁架台、米尺、游标卡尺、秒表。
4.易错点(高考常考点)。
a.小球摆动时,最大偏角应小于50。到10度。
b.小球应在竖直面内振动。
c.计算单摆振动次数时,应从摆球通过平衡位置时开始计时。
d.摆长应为悬点到球心的距离。即:l=摆线长+摆球的半径。
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摘要:物理学本是一门实验科学,在物理学的发展中,实验起到了重要作用。物理教学自然也应该还原它的本色,要以实验为基础。物理实验作为物理教学的重要基础、重要内容、重要方法和重要手段,在物理教学中的地位和作用可见一斑,但是在我国的中学物理教学中,存在着“重知识、轻方法;重讲授、轻动手;重结论、轻过程;重机械训练、轻实质体验”的问题。长此以往,实验教学将会流于形式,事倍功半甚至劳而无功。
因此,提高物理实验教学的研究就成为每一位物理教师务必要认真研究解决的重大课题。
关键词:现状;问题;解决策略;培养创新精神;总结。
高中物理实验及其教学是物理课程和物理教学的一个重要组成部分,它既是物理教学的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段,在培养学生科学素养的教育中具有独特的地位和全方位的功能。当前,高中物理实验教学必须注意以下几个问题,那就是:实验教学的重视与加强,实验设备的添置与更新,学生动手实践能力、创新思维能力的提高。在物理实验教学的课堂上,经常可以看到一些见怪不怪的现象,试举三例:
现象一:媒体实验就是学生通过媒体“看实验”。过去的实验“看黑板”,如今的实验“看录像”、“看投影”。令人难以理解的是,一些原本可以让学生动手做的实验却用多媒体来展示,被称为是“现代技术的运用”。
现象二:程式化实验,虽然学生动手,但以单纯的机械操作为主。学生根据教师讲解的实验目的、器材、步骤,像做广播操那样,按照规定的程式进行操作,去获取教师(或书本)所要求得到的实验数据(或实验结果),而不需要去考虑实验为什么要这样做,怎样去做,更不必考虑实验中可能会存在什么问题,以及需要如何去解决。
现象三:试题实验,就是学生用笔“做实验”。由教师编制的大量实验试题不仅增加了学生的学业负担,而且挫伤了学生动手实践的积极性,使实验教学在“应试”的泥潭里越陷越深。
1、实验教学还处在“重知识,轻方法;重讲授,轻活动;重结论,轻过程”的层面上,忽视学生实验素养、实验习惯、实验能力的培养。现在的.新教材中,物理实验虽然在形式、编排和内容的设计上都明显优于传统的老教材,但是在学生实验方面,在实验的方式、方法和设计思想上仍然保持着传统的格局,没有质的改变。
2、试题实验,就是学生用笔“做实验”,重练习、轻实践。因为教师对实验考查的题目太熟了,因而课堂上往往为了教会学生如何处理某类题,就将问题情境建立在假设的基础上,而忽视了学生实验结果的利用。
3、实验教学模式僵化,物理实验教学的基本原则没有得到充分的体现,从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间。教师实验教学理念陈旧,缺乏实事求是、尊重事实的科学态度。无论学生实验得到的数据误差有多大,老师都归结为实验存在误差,导致学生也养成了不良实验习惯,不能从知识上分析实验结果与结论不相符的原因,不能将理论和实践有机结合很好地去理解物理概念和规律,造成实验作用甚微。
三、对于教学中出现的问题的解决策略。
高中物理实验教学是培养学生基本的实验方法和实验技能的过程,也是学生物理思维的训练过程。教师应精心设计实验教学方式,以用于不同的实验活动,满足学生的不同需求,达成各种实验教学目标,使物理实验更适合学生的学习,促使学生积极地参与和体验。因此,为教学出现的问题,提出相应的改进。改进的教学方式主要有:
1、“实验――训练”方式:
“实验――训练”教学方式,用于培养和训练学生的实验技能和实验方法。应让学生明白实验“做什么”和“怎样做”,强调学生的参与、体验和理解。同时,学生实验操作过程的合理、规范、协调、熟练程度,要通过学生不断地反馈调节才能得心应手。教师的示范点拨,要精到、简明、娴熟。
2、“实验――归纳”方式:
“实验――归纳”教学方式,往往用于学生物理概念的形成阶段。教师应创设情景,让学生在实验中学会像科学家那样地思维,自己构想实验方法,控制实验条件,排除干扰因素,在实验中测量数据,获取信息,交流信息,处理信息,在信息中寻找和发现规律。从物理现象的观察和物理实验的研究分析中归纳出结论,是高中学生学习科学归纳思维方法的有效途径。
3、“实验――应用”方式:
“实验――应用”教学方式,通常用于学生物理概念、规律的复习和应用,并不局限于实验室。现实生活中的许多实际问题,学生很有兴趣,但已超越物理学科学习的具体情境。设想以实际的问题为载体、以学生的实验探究为特征,引导学生把已经掌握的知识、技能迁移到现实生活中,解决真实的问题,发展学生的实践能力和应用能力。
四、在高中物理教学中应倡导学生学习创新精神的培养。
笛卡尔曾经说过:“科学产生于怀疑”。充分利用设计性实验,是培养学生创新能力的有效途径。审视传统的物理教学,我们的观念总是强调确定性,排斥可能性,在这种教育的熏陶下,培养的学生往往长于求同,而弱于求异,其结果往往是墨守成规,缺少创新。要真正塑造创造型的人才,教师在教学中要鼓励学生勤于观察、敢于质疑、勇于发问,即便对那些已成定论的东西也不妨去重新审视或争论一番,使之不成为僵死的教条。
如:以测量性实验为例,由于每一种测量仪器都有其基本的固定的作用,如用刻度尺测长度、用天平测质量等,但如果要求突破测量仪器固有的功能(局限性)去测量一些看似没有因果联系的物理量,这对培养学生的求异思维品质无疑是一条“绿色通道”。
由此可见培养学生对物理学习的创新精神是非常重要的,它不仅使学习事半功倍,同时也使教学变得更简单。
总结。
在实验教学的实践过程中,教师们对其在物理教学中的作用逐渐有了更为深刻的认识,对教育过程本身也有了全新的感受。“过程即是知识”,使学生学会学习是走向社会和终身发展的基础。促使学生把教材中学到的知识和思维方法通过自己动手实验,在实验探索过程中学习新知识、巩固已学知识、激发学习欲望、培养创新思维、提高学习力。
参考文献:
[1]推课改实验区各种版本物理实验教科书的策略研究.物理教学。
1.实验目的:用单摆测定当地的重力加速度。
2.实验原理:
3.实验器材:长约1m的细线、小铁球、铁架台、米尺、游标卡尺、秒表。
4.易错点(高考常考点)。
a.小球摆动时,最大偏角应小于50。到10度。
b.小球应在竖直面内振动。
c.计算单摆振动次数时,应从摆球通过平衡位置时开始计时。
d.摆长应为悬点到球心的距离。即:l=摆线长+摆球的半径。
1.垒积放大法把某些物理量(有时往在是难以直接测量的测量的微小量)累积后测量,或把它们放大后显示出来的一种方法。如通过若干次全振动的时间测出单摆的振动周期;把员杨螺杆的微小进退.通过周长较大的可动到度盘显示出来(螺旋测微器)等。
2.平衡法根据物理系统内普遍存在的对立的、矛盾的双方使系统偏离平衡的物理因素,列出对应的平衡方程式,从而找出影响平衡的一种方法如用天平测质量、验证有固定转动因乎衔条件、验证玻意耳定律等。
3.控制法在多因素的物理现象中,可以先控制某些量不变,依次研究某一个因素对现象产生影响的一种方法。如牛顿第二定律实验。可以先保持质量一定,研究加速度与力的关系等。
4.转换法用某些容易直接测量,(或显示)的量(或现象)代替不容易直接测(或显示)的量(或现象)。或者根据研究对象在一定条件下可以有相同的效果作间接的观察、测量。如把流逝的时间转换成振针周期性的振动;把对电流、电压、电阻的测量转换成对指针偏角的测量;用从等高处抛出的两球的水平位移代替它们的速度等。
5.留迹法把瞬息即逝的(位置、轨迹、图象等)记录下来的一种方法。如通过纸带上打出的小点记录小车的位置z用描述法画出平抛物体的运动轨迹;用示波器显示变化的波形等。
二、实验的基本类型和要求。
中学物理学生实验大体可以分为四范其要求如下:
1.基本仪器的使用除了初中已接触过的常用仪器(如天平秤、弹簧秤、压强计、气压计、温度计、安培计、伏特计等)外.高中又学习了打点计时器、螺旋测微器、游标卡尺、万用电表等,要求了解仪器的基本结构,熟悉各主要部件的名称,懂得工作(测量)原理,掌握合理的操作方法,会正确读数,明确使用注意事项等.
2.基本物理量的测量初中物理中巴学过长度、时间、质量、力、温度、电流强度、电压等物理量的测量,高中物理进一步学习了对微小长度和极短时间、加速度(包括g)、速度、电阻和电阻率、电动势、折射率、焦距等物理量的测量。要求明确被测物理量的含义,懂得具体的测量原理。掌握正确的实验方法(包括了解实验仪器、器材的规格性能、会安装和调试实验装置、能选择合理的实验步骤,正确进行数据测量以及能分析和排除实验中出现的常见故障等),妥善处理实验数据并得出结果。
3.验证物理规律计有验证共点力合成的平行四边形定则、有固定转动轴物体的平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒定律、玻意耳定律等。其要求与物理量的测量相同,着重注意分析实验误差,并能有效地采取相应措施尽量减少实验误差,提高准确度。
4.观察、研究物理现象,组装仪器如研究平抛运动、弹性碰撞、描绘等势线、研究电磁感应现象、变压器的作用、观察光的衍射现象。把电流计改装为伏特计等.其中,对观察型实验,只要求会正确使用仪器,显示出(或观察到)物理现象,并通过直觉的观察定性了解影响该现象的有关因素。对研究型实验(包括组装仪器),要求不仅能使用仪器,掌握正确的实验研究方法,把有关现象的物理内客反映出来;或把有关参数测量出来,还能够通过具体的测量作进一步的定量研一究或实验设计。
测量值与待测量真实值之差,称为测量误差。主要来源于仪器(如性能和结构的不完善)、环境(如温度、湿度、外磁场的影响等)、实验方法(如实验方法粗糙、实验理论不完善等)、人为因素(如观测者个人的'生理、心理习惯、不同观察者的反应快慢不一等)四方面。在中学物理中只要求定性分析实验误差的主要原因,了解绝对误差和相对误差的概念。
四、实验验数据处理。
数据处理是对原始实验记录的科学加工。通过数据处理,往往可以从一堆表面上难以觉察的、似乎毫无联系的数据中找出内在的规律,在中学物现中只要求掌握数据处理的最简单的方法.
1.列表法把被测物理量分类列表表示出来。通常需说明记录表的要求(或称为标题)、主要内容等。表中对各物理量的排列月惯上先原始记录数据,后计算果。列表法可大体反映某些因素对结果的影响效果或变化趋势,常用作其他数据处理方法的一种辅助手段。
2.算术平均值法把待测物理量的若干次测且值相加后除以测量次数。必须注意,求取算术平均值时,应按原测量仪器的准确度决定保留有效数字的位数。通常可先计算比直接测量值多一位,然后再四会五入。
3.图象法把实验测得的量按自变量和应变量的函数关系在坐标平面上用图象直观地显示出来.根据实验数据在坐标纸上画出图象时。最基本的要求是:
(1)两坐标轴要选取恰当的分度。
(2)要有足够多的描点数目。
(3)画出的图象应尽是穿过较多的描点在图象呈曲线的情况下,可先根据大多数描点的分布位置(个别特殊位置的奇异点可舍去),画出穿过尽可能多的点的草图,然后连成光滑的曲线,避免画成拆线形状。
(1)为避免读数出错,三种测量器具(包括毫米刻度尺)均应以mm为单位读数!
(2)用游标尺或螺旋测微器测长度时,均应注意从不同方位多测量几次,读平均值。
(3)尺应紧贴测量物,使刻度线与测量面间无缝隙。
2.实验原理。
l螺旋测微器----每转一周,螺杆运动一个螺距0.5mm,将它等分为50等份,则每转一份即表示0.01mm,故它精确到0.01mm即千分之一厘米,故又叫千分尺。
3.读数方法。
l游标卡尺----以标尺的零刻线对就位置读出主尺上的整毫米数,再读出游标尺上的第几条线与主尺的某条线重合,将对齐的游标尺刻度线数乘以该卡尺的精确度(即总格的倒数),将主尺读数与游标读数相加即得测量值。
l螺旋测微器----先从主尺上读出露出的刻度值,注意主尺上有整毫米和半毫米两行刻线,不要漏读半毫米值。再读可动刻度部分的读数,看第几条刻度线与主尺线重合(注意估读),乘以0.01mm即为可动读数,再将固定与可动读数相加即为测量值。注意:螺旋测微器读数如以mm为单位,小数点后一定要读够三位数字,如读不够,应以零来补齐。
4.注意事项(高考常考点)。
(1)游标卡尺读数时,主尺的读数应从游标的零刻度处读,而不能从游标的机械末端读。
(2)游标尺使用时,不论多少分度都不用估读20分度的读数,末位数一定是0或5;50分度的卡尺,末位数字一定是偶数。
(3)若游标尺上任何一格均与主尺线对齐,选择较近的一条线读数。
(4)螺旋测微器的主尺读数应注意半毫米线是否露出。
(5)螺旋测微器的可动部分读数时,即使某一线完全对齐,也应估读零。
摘要:信息技术在物理实验教学中发挥着越来越重要的作用。通过多媒体cai进行演示实验,不仅增强了学生的感性认识而且提高了实验的精度。借助于通用软件如excel和数字信息系统实验室对物理数据进行分析和研究,还有助于培养学生的化学推理和归纳总结能力。
关键词:实验教学数字化信息技术整合。
信息技术与物理实验教学整合,实现了实验手段多样化和现代化,能够创建有利于引导学生主动学习的课程实施环境,提高学生自主学习、合作交流以及分析和解决问题的能力。
一、有利于学生获得直观体验。
传统的物理实验教学以学生掌握和巩固知识为目的,对实验在知识、能力、方法、情感态度与价值观等综合科学素质教育中的重要作用认识不足。实验教学基本上是以教师为中心演示实验,教师操作,学生观察,教师引导学生总结物理规律。由于课堂的时间和空间的限制,以及实验仪器、实验设备的性能制约,多数演示实验的操作过程以及物理现象可见度较低,无法让全体学生同时获得有效的刺激,难以形成直观的感性认识。
新课程理念重视学生对物理实验的理解。演示实验,不仅要求学生关注所观察的实验现象,同时要求引导学生理解该物理现象是用来说明什么问题和怎样说明问题的、了解实验装置的工作原理。学生分组实验,要求学生明确实验目的、理解实验原理,设计实验,独立操作,重视学生实验技能的提高,使学生能正确使用高中物理实验中的仪器和工具,获得准确的实验信息,避免刻板的技能训练,以适应对技能要求的不断变化。实验是了解、研究自然规律的重要方法,是信息获取、信息演绎、归纳的过程。演示实验鼓励学生参与其中,获得直接观察经验,体验物理规律的发现过程;学生分组实验采用探究式教学,根据探究活动的需要,增加学生在实验室的活动,练习使用各种实验仪器、实验设备,尝试实验设计,收集实验数据并归纳、总结实验规律。
二、有利于学生探究物理本质。
1.动画模拟与真实实验相结合。
在传统实验的基础上,可利用实验模拟动画,展示实验现象发生的全过程,利用交互功能控制过程的进行,强化观察主体,引导对物理现象的分析,增强实验效果;可应用信息技术叠加分析性信息,搭建形象思维与抽象思维的“桥梁”,使学习者更深刻地理解客观物理规律及其应用。在“平抛运动”的教学中,利用实验演示平抛运动的物体和做自由落体运动的物体同时开始运动、同时落地,得出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动的结论,现象不明显,结论的得出略显牵强。而利用flash动画模拟、重现运动过程,过两个小球连一条直线,使直线随小球一起下落,放慢动画速度,发现直线始终保持水平,学生自然、合理地接受了实验结论。2.利用动画技术模拟无法用传统实验演示的物理现象、物理过程,创设生动形象的物理情境。在“波的形成和传播”的教学中,仅利用绳波的演示,学生很难发现质点的运动与波的传播的关系。而flash动画演示,绳子被形象地分解为一个个质点,动画模拟波的形成和传播、质点的运动,清楚、直观地演示质点的运动与波的传播的关系,在教学中起到事半功倍的效果。
3.模拟实验规则不允许操作或进行的技能训练。模拟物理实验不受实验一般规则的限制,学生可自由地进行模拟实验的“操作”。在虚拟物理实验室中利用相关课件,可让学生在网络环境中去独立“操作”。例如观察课件所模拟的电流表或电压表的接线柱接反、测量值超过了量程、电源短路等误操作情况下发生的'现象,既保护了仪器又规范了学生的操作习惯。虚拟实验室为学生提供了全方位的、开放性的操作环境,如学生在虚拟场景中拆解游标卡尺,练习测量(如测量圆柱的直径、圆桶的深度和内径等),根据得到的反馈信息(测量方法和读数)进行针对性训练,完成了对游标卡尺的结构、测量方法及读数的意义建构。
信息技术能使实验信息处理高速化和智能化,一些通用软件(如excel)的数据处理界面非常接近实验数据的分析方式,数据以图表的形式显示,有利于分析实验数据。如测定电源电动势和内阻的实验,用记录表中的数据创建excel数据表,生成点线图,有助于学生发现相关物理量之间的关系。
dis可以替代打点计时器、弹簧秤、温度计、压强计等仪表,可以测量传统仪表无法测量的物理量,如测量瞬时速度(光电门)、磁感应强度(霍尔传感器)、微电流(微电流传感器)等。替代不是简单的功能重复,而是测量范围的扩展,是测量精度、速度的提高,是对电磁学实验中暂态现象的观察与记录。
信息技术与实验教学整合,发挥传统实验与信息技术各自的优势,优化实验教学过程,促进学生学习并应用信息技术解决实际问题,能够突出学生主体地位,有效培养学生的学习能力和综合素质。
参考文献。
1.吴朝劲以信息技术促进物理实验教学的探索与开放.《教育信息技术》,,第9期。
2.李明浅谈物理实验中多媒体的运用.《江西教育学院学报》,20,第3期。
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