物理奥赛培训

全国中学生超常教育研究协作组第12届年会——论文

物理奥赛培训的实践与思考

黄爱国

(华南师范大学附属中学 510630)

摘要:本文从发扬团结协作的团队精神、形成理论和实验培训的教材体系、提高学生竞赛实验能力、培养自学能力和创新能力、提高学生心理素质和学习品质等五个方面总结了在物理奥赛培训的实践工作。对十年来在物理奥赛取得的成绩作统计和比较。并对物理奥赛培训中存在的问题进行了思考,列出从招生、淘汰机制、课时安排、教学内容等需要改进的问题。

关键词:物理、奥赛、实验、能力、心理素质、学习品质

物理奥赛为对物理学科感兴趣的中学生展示他们的聪明才智提供了宽广的舞台。如何培养这些优秀学生在全面发展的基础上学有特长,具有较强的思维能力和创新意识的佼佼者,为今后造就优秀人才打下良好的基础,是我们在物理奥赛培训中面对的一个重要问题。从1993年华南师大附中广东奥林匹克学校开办以来,在学校的正确领导和支持下,经过多位物理奥赛教练的艰苦摸索,在物理奥赛培训模式、教材体系和实验室的建设等方面,取得了一定的成绩,培养了一批拔尖人才。

物理奥赛培训的实践

一、发扬团结协作的团队精神,认真进行备课组的教学研究工作

十年来,备课组活动,做到每学期有计划,每次活动事先有安排。备课组以集体备课为切入点,充分显示了集体的智慧,形成了相互合作、共同探讨的良好氛围。备课采用个人与备课小组相结合的办法。在个人钻研熟悉教材基础上,备课小组集体讨论,分析教材、学生,确定教学目标,研究教学方法,然后分个人编写教案。集体进行讨论,各抒己见,提建议,补遗缺,达到横向加宽,纵向加深,整体创新。

例如:我们通过集体研究,制定高一阶段和高二阶段的教学进度和教学任务,以及在课外竞赛辅导中教师要达到的教学要求和学生具备的能力要求;对于初中二年级奥校分流的时间和分流的形式以及分流测试的方法,以及6年“一贯制”中物理教学计划等等,我们在备课组中都做了充分的讨论,并向学校提出了许多合理的建议,为了学校的科学决策,提出参考意见;在备课组活动中,我们还研究参加全国中学生物理竞赛的初赛、复赛和决赛的组织和培训工作。每一年我们都要组织学校的高中物理竞赛和高一力学竞赛。

在假期的竞赛辅导中更是体现了这种精神,在每年的8月份,我们备课组的三位老师,都要分别命一份竞赛模拟测试题,对学生进行初赛前的模拟训练。这时,我们老师不再是给自己的学生上课,而是给所有参加物理竞赛的学生一起上课。测试后我们都会一起来研究测试的结果以及存在的问题,并给所有参加测试的学生上讲评课。初赛之后,我们有一起来研究复赛的实验模拟测试题,并分工协作做好实验模拟测试的工作。

二、逐步完善理论和实验培训的教材体系

在理论课程中,我们对高中课程的内容和体系作了较大幅度的改革。在内容上分“较深”(与现行高中物理教材相比) 、“一般” (与现行高中物理教材难度相近) ,在教材的体系上作了一些变动。 计划用在高一阶段学完高中物理课程,整体达到高考和物理奥赛初赛的要求并具有初步的实验设计能力和动手能力,少数优秀学生通过指导自学达到参加复赛水平。在高二阶段主要学习竞赛的理论和实验的内容,并适当增加一点普通物理知识和高等数学的知识,例如:角动量、相对论和微积分等。使学生基本能达到高中奥林匹克竞赛复赛的要求并具有较强的实验设计能力和动手能力。

经过八年的摸索和积累,备课组编写了《高中物理奥林匹克教程》,已在两年前由广东教育出版杜出版。教材注意勾画各章和各章之间知识结构的轮廓,对每一章的内容,主要注意概念和规律的内涵和外延。

在学校领导的关心和支持下,我们建设了力、热、电、光四间实验室。从仪器的挑选、采购和实验室的设计,大约用了两年的时间。现己拥有气垫导轨、分光计、光具座、双踪示波器、箱式电位差计等一批较先进的物理实验设备,能够开设高中物理常规实验及部分大学普通物理实验。除承担奥校高中物理特长组的实验培训任务,同时也可以向奥班非物理特长组、高中理科试验班和初中奥班的学生开放。实验培训的体系已形成,在二年培训中,高一、高二阶段的补充实验已成系列,复赛和决赛的实验培训做到有计划,除典型、传统的题目外每年都调整和增加一些新的内容。

三、统筹安排、循序渐进提高学生竞赛实验能力

1.重视实验基本功的训练,培养学生实验基本操作能力

物理实验基本功是指实验的基本理论、基本方法和基本操作技能。实验基本功的训练主要是在高一阶段,认真做好课本的每一个演示实验和分组实验,通过演示实验、分组实验及课外实验来培养和规范学生的基本实验操作能力。课本演示实验和分组实验的内容和难度与竞赛实验相差太大,但我们觉得这些实验对于训练学生的实验基本功、培养学生的实验操作能力有重要的作用。例如:我们安排了“安装简单的收音机”和“利用双缝干涉测定光波的波长”这两个分组实验,实验效果十分良好,学生反映十分热烈。重视实验基本功的训练,培养学生实验基本操作能力,是提高学生实验能力的基础。

2.加强探索性实验教学,提高学生的实验思维能力

探索性实验是根据教材的特点和学生实际情况,在学生已有知识和初步具有实验技能的条件下,由教师提出课题,在教师指导下,让学生自己动手、动脑,在实验中观察现象,主动探索,然后得出物理规律。例如:在讲到“气体的等温变化——玻马定律”时,采用边讲边实验的方法用实验来探索出气体等温变化的规律:从气体的温度、体积、压强三个状态参量出发,思考一定质量的气体的三个状态参量的相互关系,引导学生利用控制变量法先研究温度不变(即等温)的情况下,气体的压强与体积的关系;然后列出提供的实验仪器,要学生考虑怎样利用这些仪器来探索气体的压强与体积的关系,并在教师的引导下完善实验方案,以及在实验中应注意的问题;最后是实验操作,根据实验数据得出“在温度不变时,一定质量的气体压强和体积成反比的关系”。将教材安排的两个课时的内容,在一节课里完成,既提高了效率,也利用探索性实验提高了学生的实验思维能力。采用探索性实验教学,可以让学生自己探索,成为科学知识的主动探索者。探索性实验教学,提高学生的实验思维能力,使学生具有初步的设计实验能力。

3.加强设计实验思想和方法的培养,提高学生的设计实验能力

设计性实验是根据实验要求理解实验原理,编写实验步骤,设计实验表格,正确选用仪器和器材,并进行实验操作得出正确实验结果的一种实验形式。在物理实验竞赛中,这种实验较常见,它对学生的能力要求也特别高。设计实验能力是一种最高水平的实验能力,是活化知识、进行创造性活动所必须具备的一种能力。

每一个实验都有各自的设计思想,一个成功的实验,其设计思想总包含着对已有知识的灵活应用与创造性的科学构思。引导学生领会前人的实验设计思想,体验科学家所经历的探索过程,是一条培养学生具有设计实验能力的有效途径。例如:卡文迪许测量万有引力恒量实验。在介绍这个实验时,利用卡文迪许扭秤实验模型,讲清实验的设计思想:由于物体间的引力非常微小,把微小的引力观察出来,是实验设计的关键。这里卡文迪许把万有引力转化为一对力偶是第一次放大;把力偶的作用转化为石英丝的扭转形变是第二次放大;把扭转形变通过光的反射转化到较大距离的标尺上的读数(光杠杆的放大作用)是第三次放大。通过三次“转化”和“放大”的作用,就可以比较准确的观察测量出微小的引力。这个实验的设计思路十分巧妙,第三次放大的是利用光杠杆放大方法,这个方法在常在物理实验竞赛出现。通过分析教材中的著名实验,挖掘出它们的设计思想对于提高学生的实验设计能力有很大的帮助。

4.开放实验室、精选课外实验,提高学生的动手能力

中学生的实验能力与理论水平相比差距很大。实验能力水平较低,主要体现在学生的动手能力水平较低。所以在提高学生的实验思维能力和设计实验能力的同时,应加强培养学生的动手能力。 高一阶段,因为学生刚开始接触高中物理,学生整体的理论水平还不高,所以采用因材施教的方法来提高学生的动手能力。通过开放物理实验室,要求学生提前几天向老师提交实验申请书,包括实验的名称、实验目的、原理和所需的仪器及安排实验的时间。然后教师从实验的可行性、目的性、实验室仪器的准备情况等方面考虑学生提交的实验申请书,然后通知学生具体的实验时间和地点。在约定的时间里学生来实验室做实验,教师在傍边做指导。

高二阶段,在开放实验室的基础上,精选课外实验。教师通过精选历届的竞赛实验,分成力学、热学、电学、光学等四个专题课外实验,并印成讲义发给学生作为课外实验。每一个实验只摆出一套仪器放在奥校物理实验里,把实验室的钥匙交给物理科代表保管。每一个专题的课外实验根据实验个数的不同安排四到六周的时间。要求学生在规定的时间内利用课余时间来实验室做实验,并提交实验报告。通过开放实验室、精选课外实验尽量创造更多的条件,给学生更多的时间和空间来动手做实验,是提高学生物理实验能力的关键。

5.进行模拟实验竞赛,提高学生的应变能力

物理奥赛实验是一个综合能力的竞赛,除了实验理论、设计能力和操作能力的竞赛,更是一个心理素质、应变能力水平高低的竞赛。从小学到高中,学生很少体会过这样的情景:一个老师在旁边看着你,同时在记录着你的每一步操作,并判断你的操作是否规范;而你同时还要面对一堆熟悉或不熟悉的仪器,要在比平时更短的时间内,完成二个或三个可能从来没做过的实验。这些都说明物理实验竞赛能力应包括心理素质和应变能力。这些能力可以在平时培养和提高,但我们觉得更好的提高方法是进行模拟实验竞赛。模拟实验竞赛关键是在于模拟,为了使模拟竞赛更逼真,在实验模拟竞赛过程中,基本上按照全国中学生物理竞赛复赛的形式来进行。将每一次实验竞赛的成绩作为物理竞赛竞赛的一部分,按总成绩分别评出一二三等奖。增强学生的竞争意识,使学生重视模拟实验竞赛。通过模拟实验竞赛,来感受实验竞赛的紧张气氛,提高学生的心理素质能力和考场应变能力。

四.塌实基础与能力培养相结合

1.课堂教学是向学生传授知识的主要途径。只有在课堂教学中打好坚实的基础,才能进行更深层次的学习,才能在全面发展的基础上学有特长。所以我们特别重视课内的教学,强调打好扎实基础的重要性,消除学生好高骛远的心理。从我们的教学过程中,可以总结出,能在竞赛中取得好的成绩的学生都有很扎实的基础。在高一阶段我们要求学生要扎实打好基础,理解、掌握课本上的内容,并从最基础的题目开始做起。从课本开始,循序渐进,掌握好课本的内容后,再看相关的竞赛内容。

2.在物理竞赛中能取得优异成绩的学生,普遍都具很强的自学能力。我们经常跟学生说上到高二后在解题能力上要超过老师,如果单靠从指导教师那里得来的很有限的一些东西,是不足以应付高难赛题,更不能在竞赛中取得好成绩。教师要使学生超越自己,必须尽早培养他们独立获取新知识的能力。注意培养学生的独立思考能力和自学能力,凡是学生通过独立思考能够解决的问题,老师不宜包办代替。教师应千方百计留给学生较为充分的独立思考的时间和空间。耐心地这样熏陶,学生对教师的依赖心理将逐步淡化,而对自己独立解决问题的信心却日益强化,他们的学习过程便可能,步入不需要老师教的境界。我们在高二阶段在引导学生课外自学方面进行了一些尝试:将学生按照学习能力和学习成绩分为A 、B 两大组。活动的时间是每周一的晚自习第一节课的时间。A 打基础,主要是由老师根据学习进度选取一些基础题给A 组同学做练习。B 组的活动分两部分:第一部分由同学们自寻、自解、自讲一些难题,让听众吸收讲者的经验,让讲者在听众的连珠发问中锻炼表达解题思想和快速解决漏洞的能力。第二部分是由老师讲解提早几天发下的练习题,这些练习题,难度较大,模型较新,要求同学们在课前做完,可以讨论和查资料。主要目的是开阔学生的视野,提高解题能力为复赛、决赛做准备。

3.在培训过程中培养学生的创新能力。常利用一题多解和一题多变来,扩展学生的思路。结合科技制作、小论文、头脑奥林匹克竞赛、研究性学习课题研究等方面培养学生的创新能力。例如:2003届高中奥班陈欣同学开展的课题研究“脉冲式同期扫描光谱的研究”在全国青少年科技创新大赛中荣获一等奖,并光荣入选第五十四届英特尔国际科学与工程学大奖赛中国代表队,将前往美国参加一年一度的国际青少年科技创新盛事。高二奥班的全小航、刘永佳、谢容思三位同学的课题研究“不同类型声信号延迟及相应听觉回声阀的计算机仿真研究”获2003年“广州市科学大使计划青少年科技创新活动资助”项目。

五、提高知识水平与提高学生的心理素质和优良学习品质相结合

在知识辅导提高学生知识水平过程中,主要是进行物理学研究方法教育和物理学理论学习方法的教育。在竞赛培训过程中,通过严格的要求、持之以恒的耐心对学生潜移默化的进行学习方法的教育。要求学生在做好“五连环”学习方法后,要多联系实际、多提出问题、重视自学和课外阅读、重视自我总结和自我调整。学生在竞赛的学习过程中,承受着较大的困难和压力。做为竞赛的辅导老师,需要了解学生的思想动态,及时做工作。特别是在每一次测验之后,帮助学生分析在测验中出现的问题(见下表),指导他们去解决学习方法、心理状态等方面的问题,并要求学生在一阶段的学习后对自己的学习方法、学习状态和存在的问题等作一个详细的书面总结,让学生懂得总结经验教训,避免再次犯同样的错误,提高学生的心理素质。在班上树立学习榜样,提倡相互学习共同进步,提高学生的学习品质。

取得的成绩

十年来,每一届物理奥赛中,我校获奖的学生,无论在获奖层次还是获奖人数,在省内均保持较大的优势;在全国决赛中,也取得了很好的成绩。全国一等奖7人,有6人入选中国国际物理奥林匹克集训队。在2002年,高三奥班陈阳同学光荣入选中国代表队,于2002年五月份参加了在新加坡举行的第三届亚洲物理奥林匹克竞赛获得金牌,并于2002年7月份代表中国队参加在印度尼西亚举行的第33届国际物理奥林匹克竞赛,实现了“物理竞赛国际金牌零的突破”。2003年高三奥班陈哲呴同学光荣入选中国代表队,但因“非典”和政治原因,我国没有派出代表队参加在泰国举行的第四届亚洲物理奥林匹克竞赛和在台湾省举行的第34届国际物理奥林匹克竞赛,陈哲呴同学与两枚金牌“擦肩而过”。2005年5月高三奥班的方力同学在第六届亚洲物理奥林匹克竞赛中荣获总分第一名和亚洲物理奥赛金牌。

绝大部分学生都保送或考入了全国重点大学,有两名学生取得高考物理单科省第一。这些学生在大学里不仅学习成绩名列前茅,在各项活动和竞赛中都成绩突出。不少同学已在攻读硕士、博士学位,参加工作的学生,表现出了较强的责任感和适应能力。这些同学虽然已经离开母校,离开了物理奥赛,但他们还经常通过电子邮件、校园网BBS 、附中日等途径表达他们对母校关心、对物理奥赛、对学弟学妹的关心和帮助。

对物理奥赛培训的思考

1、严格地讲还不算是全省招生,不能把全省的学习尖子都能招进来。而我们每一年的招生就在有限的几个地方,应通过增加各种途径的宣传和主动与小学、初中竞赛中获取好成绩的学生进行联系,做到尽可能将全省的尖子学生能集中在奥校里,只有这样才是名符其实的“广东省奥林匹克学校”。

2、没有完善的淘汰机制,在高二就会淘汰一部分的同学,只留下有希望拿省一等奖的10个左右的尖子学生。这样既保证竞赛成绩较差的学生能及时调整学习方向,在高考中取得好成绩,又使教师能将更多的精力,放在更高层次的学生上,同时还有更重要的是,使学生在高一阶段就必须全力以赴的学习。考虑到学生全面发展的问题,在淘汰中除了看竞赛成绩外,还应看学生的综合成绩。

3、在课时安排上,与兄弟学校相比可知我们在高二阶段投入的时间是比较少地,考虑到学校的各种活动(学农、各种假期、期中考、高考、中考等)的影响,我们是不能保证在高二阶段每周4+6节的课程。如果从总时间来看他们竞赛培训的时间是我们(包括高一高二)的两倍。

4、在高二阶段给学生讲授“微积分”等一些高等数学的内容做得还不够系统。

5、加强利用高校的教学力量,这一方面是我们物理竞赛培训的最大缺陷,由于各种原因我们省的大学教授几乎没有研究高中物理竞赛的,请来的老师大都只会讲大学物理的内容,不能与竞赛联系起来,学生觉得学习效果不是很好。

结束语

物理奥赛培训是一个系统工程,需要教师群体的团结和长期的努力,需要各学科之间的配合,需要学生和教师的共同努力。对优秀学生的培养不是拔苗助长,它是因材施教的一个方面。学习成绩优秀而又学有余力的学生,通过教师针对他们的特点有目的、有步骤的培养,使学生在学科知识、思维方式、学习方法、意志品质、学习习惯等方面得到提高和完善,为今后的学习和工作的发展奠定坚实的基础。

附:近十年物理竞赛成绩统计表

全国中学生超常教育研究协作组第12届年会——论文

物理奥赛培训的实践与思考

黄爱国

(华南师范大学附属中学 510630)

摘要:本文从发扬团结协作的团队精神、形成理论和实验培训的教材体系、提高学生竞赛实验能力、培养自学能力和创新能力、提高学生心理素质和学习品质等五个方面总结了在物理奥赛培训的实践工作。对十年来在物理奥赛取得的成绩作统计和比较。并对物理奥赛培训中存在的问题进行了思考,列出从招生、淘汰机制、课时安排、教学内容等需要改进的问题。

关键词:物理、奥赛、实验、能力、心理素质、学习品质

物理奥赛为对物理学科感兴趣的中学生展示他们的聪明才智提供了宽广的舞台。如何培养这些优秀学生在全面发展的基础上学有特长,具有较强的思维能力和创新意识的佼佼者,为今后造就优秀人才打下良好的基础,是我们在物理奥赛培训中面对的一个重要问题。从1993年华南师大附中广东奥林匹克学校开办以来,在学校的正确领导和支持下,经过多位物理奥赛教练的艰苦摸索,在物理奥赛培训模式、教材体系和实验室的建设等方面,取得了一定的成绩,培养了一批拔尖人才。

物理奥赛培训的实践

一、发扬团结协作的团队精神,认真进行备课组的教学研究工作

十年来,备课组活动,做到每学期有计划,每次活动事先有安排。备课组以集体备课为切入点,充分显示了集体的智慧,形成了相互合作、共同探讨的良好氛围。备课采用个人与备课小组相结合的办法。在个人钻研熟悉教材基础上,备课小组集体讨论,分析教材、学生,确定教学目标,研究教学方法,然后分个人编写教案。集体进行讨论,各抒己见,提建议,补遗缺,达到横向加宽,纵向加深,整体创新。

例如:我们通过集体研究,制定高一阶段和高二阶段的教学进度和教学任务,以及在课外竞赛辅导中教师要达到的教学要求和学生具备的能力要求;对于初中二年级奥校分流的时间和分流的形式以及分流测试的方法,以及6年“一贯制”中物理教学计划等等,我们在备课组中都做了充分的讨论,并向学校提出了许多合理的建议,为了学校的科学决策,提出参考意见;在备课组活动中,我们还研究参加全国中学生物理竞赛的初赛、复赛和决赛的组织和培训工作。每一年我们都要组织学校的高中物理竞赛和高一力学竞赛。

在假期的竞赛辅导中更是体现了这种精神,在每年的8月份,我们备课组的三位老师,都要分别命一份竞赛模拟测试题,对学生进行初赛前的模拟训练。这时,我们老师不再是给自己的学生上课,而是给所有参加物理竞赛的学生一起上课。测试后我们都会一起来研究测试的结果以及存在的问题,并给所有参加测试的学生上讲评课。初赛之后,我们有一起来研究复赛的实验模拟测试题,并分工协作做好实验模拟测试的工作。

二、逐步完善理论和实验培训的教材体系

在理论课程中,我们对高中课程的内容和体系作了较大幅度的改革。在内容上分“较深”(与现行高中物理教材相比) 、“一般” (与现行高中物理教材难度相近) ,在教材的体系上作了一些变动。 计划用在高一阶段学完高中物理课程,整体达到高考和物理奥赛初赛的要求并具有初步的实验设计能力和动手能力,少数优秀学生通过指导自学达到参加复赛水平。在高二阶段主要学习竞赛的理论和实验的内容,并适当增加一点普通物理知识和高等数学的知识,例如:角动量、相对论和微积分等。使学生基本能达到高中奥林匹克竞赛复赛的要求并具有较强的实验设计能力和动手能力。

经过八年的摸索和积累,备课组编写了《高中物理奥林匹克教程》,已在两年前由广东教育出版杜出版。教材注意勾画各章和各章之间知识结构的轮廓,对每一章的内容,主要注意概念和规律的内涵和外延。

在学校领导的关心和支持下,我们建设了力、热、电、光四间实验室。从仪器的挑选、采购和实验室的设计,大约用了两年的时间。现己拥有气垫导轨、分光计、光具座、双踪示波器、箱式电位差计等一批较先进的物理实验设备,能够开设高中物理常规实验及部分大学普通物理实验。除承担奥校高中物理特长组的实验培训任务,同时也可以向奥班非物理特长组、高中理科试验班和初中奥班的学生开放。实验培训的体系已形成,在二年培训中,高一、高二阶段的补充实验已成系列,复赛和决赛的实验培训做到有计划,除典型、传统的题目外每年都调整和增加一些新的内容。

三、统筹安排、循序渐进提高学生竞赛实验能力

1.重视实验基本功的训练,培养学生实验基本操作能力

物理实验基本功是指实验的基本理论、基本方法和基本操作技能。实验基本功的训练主要是在高一阶段,认真做好课本的每一个演示实验和分组实验,通过演示实验、分组实验及课外实验来培养和规范学生的基本实验操作能力。课本演示实验和分组实验的内容和难度与竞赛实验相差太大,但我们觉得这些实验对于训练学生的实验基本功、培养学生的实验操作能力有重要的作用。例如:我们安排了“安装简单的收音机”和“利用双缝干涉测定光波的波长”这两个分组实验,实验效果十分良好,学生反映十分热烈。重视实验基本功的训练,培养学生实验基本操作能力,是提高学生实验能力的基础。

2.加强探索性实验教学,提高学生的实验思维能力

探索性实验是根据教材的特点和学生实际情况,在学生已有知识和初步具有实验技能的条件下,由教师提出课题,在教师指导下,让学生自己动手、动脑,在实验中观察现象,主动探索,然后得出物理规律。例如:在讲到“气体的等温变化——玻马定律”时,采用边讲边实验的方法用实验来探索出气体等温变化的规律:从气体的温度、体积、压强三个状态参量出发,思考一定质量的气体的三个状态参量的相互关系,引导学生利用控制变量法先研究温度不变(即等温)的情况下,气体的压强与体积的关系;然后列出提供的实验仪器,要学生考虑怎样利用这些仪器来探索气体的压强与体积的关系,并在教师的引导下完善实验方案,以及在实验中应注意的问题;最后是实验操作,根据实验数据得出“在温度不变时,一定质量的气体压强和体积成反比的关系”。将教材安排的两个课时的内容,在一节课里完成,既提高了效率,也利用探索性实验提高了学生的实验思维能力。采用探索性实验教学,可以让学生自己探索,成为科学知识的主动探索者。探索性实验教学,提高学生的实验思维能力,使学生具有初步的设计实验能力。

3.加强设计实验思想和方法的培养,提高学生的设计实验能力

设计性实验是根据实验要求理解实验原理,编写实验步骤,设计实验表格,正确选用仪器和器材,并进行实验操作得出正确实验结果的一种实验形式。在物理实验竞赛中,这种实验较常见,它对学生的能力要求也特别高。设计实验能力是一种最高水平的实验能力,是活化知识、进行创造性活动所必须具备的一种能力。

每一个实验都有各自的设计思想,一个成功的实验,其设计思想总包含着对已有知识的灵活应用与创造性的科学构思。引导学生领会前人的实验设计思想,体验科学家所经历的探索过程,是一条培养学生具有设计实验能力的有效途径。例如:卡文迪许测量万有引力恒量实验。在介绍这个实验时,利用卡文迪许扭秤实验模型,讲清实验的设计思想:由于物体间的引力非常微小,把微小的引力观察出来,是实验设计的关键。这里卡文迪许把万有引力转化为一对力偶是第一次放大;把力偶的作用转化为石英丝的扭转形变是第二次放大;把扭转形变通过光的反射转化到较大距离的标尺上的读数(光杠杆的放大作用)是第三次放大。通过三次“转化”和“放大”的作用,就可以比较准确的观察测量出微小的引力。这个实验的设计思路十分巧妙,第三次放大的是利用光杠杆放大方法,这个方法在常在物理实验竞赛出现。通过分析教材中的著名实验,挖掘出它们的设计思想对于提高学生的实验设计能力有很大的帮助。

4.开放实验室、精选课外实验,提高学生的动手能力

中学生的实验能力与理论水平相比差距很大。实验能力水平较低,主要体现在学生的动手能力水平较低。所以在提高学生的实验思维能力和设计实验能力的同时,应加强培养学生的动手能力。 高一阶段,因为学生刚开始接触高中物理,学生整体的理论水平还不高,所以采用因材施教的方法来提高学生的动手能力。通过开放物理实验室,要求学生提前几天向老师提交实验申请书,包括实验的名称、实验目的、原理和所需的仪器及安排实验的时间。然后教师从实验的可行性、目的性、实验室仪器的准备情况等方面考虑学生提交的实验申请书,然后通知学生具体的实验时间和地点。在约定的时间里学生来实验室做实验,教师在傍边做指导。

高二阶段,在开放实验室的基础上,精选课外实验。教师通过精选历届的竞赛实验,分成力学、热学、电学、光学等四个专题课外实验,并印成讲义发给学生作为课外实验。每一个实验只摆出一套仪器放在奥校物理实验里,把实验室的钥匙交给物理科代表保管。每一个专题的课外实验根据实验个数的不同安排四到六周的时间。要求学生在规定的时间内利用课余时间来实验室做实验,并提交实验报告。通过开放实验室、精选课外实验尽量创造更多的条件,给学生更多的时间和空间来动手做实验,是提高学生物理实验能力的关键。

5.进行模拟实验竞赛,提高学生的应变能力

物理奥赛实验是一个综合能力的竞赛,除了实验理论、设计能力和操作能力的竞赛,更是一个心理素质、应变能力水平高低的竞赛。从小学到高中,学生很少体会过这样的情景:一个老师在旁边看着你,同时在记录着你的每一步操作,并判断你的操作是否规范;而你同时还要面对一堆熟悉或不熟悉的仪器,要在比平时更短的时间内,完成二个或三个可能从来没做过的实验。这些都说明物理实验竞赛能力应包括心理素质和应变能力。这些能力可以在平时培养和提高,但我们觉得更好的提高方法是进行模拟实验竞赛。模拟实验竞赛关键是在于模拟,为了使模拟竞赛更逼真,在实验模拟竞赛过程中,基本上按照全国中学生物理竞赛复赛的形式来进行。将每一次实验竞赛的成绩作为物理竞赛竞赛的一部分,按总成绩分别评出一二三等奖。增强学生的竞争意识,使学生重视模拟实验竞赛。通过模拟实验竞赛,来感受实验竞赛的紧张气氛,提高学生的心理素质能力和考场应变能力。

四.塌实基础与能力培养相结合

1.课堂教学是向学生传授知识的主要途径。只有在课堂教学中打好坚实的基础,才能进行更深层次的学习,才能在全面发展的基础上学有特长。所以我们特别重视课内的教学,强调打好扎实基础的重要性,消除学生好高骛远的心理。从我们的教学过程中,可以总结出,能在竞赛中取得好的成绩的学生都有很扎实的基础。在高一阶段我们要求学生要扎实打好基础,理解、掌握课本上的内容,并从最基础的题目开始做起。从课本开始,循序渐进,掌握好课本的内容后,再看相关的竞赛内容。

2.在物理竞赛中能取得优异成绩的学生,普遍都具很强的自学能力。我们经常跟学生说上到高二后在解题能力上要超过老师,如果单靠从指导教师那里得来的很有限的一些东西,是不足以应付高难赛题,更不能在竞赛中取得好成绩。教师要使学生超越自己,必须尽早培养他们独立获取新知识的能力。注意培养学生的独立思考能力和自学能力,凡是学生通过独立思考能够解决的问题,老师不宜包办代替。教师应千方百计留给学生较为充分的独立思考的时间和空间。耐心地这样熏陶,学生对教师的依赖心理将逐步淡化,而对自己独立解决问题的信心却日益强化,他们的学习过程便可能,步入不需要老师教的境界。我们在高二阶段在引导学生课外自学方面进行了一些尝试:将学生按照学习能力和学习成绩分为A 、B 两大组。活动的时间是每周一的晚自习第一节课的时间。A 打基础,主要是由老师根据学习进度选取一些基础题给A 组同学做练习。B 组的活动分两部分:第一部分由同学们自寻、自解、自讲一些难题,让听众吸收讲者的经验,让讲者在听众的连珠发问中锻炼表达解题思想和快速解决漏洞的能力。第二部分是由老师讲解提早几天发下的练习题,这些练习题,难度较大,模型较新,要求同学们在课前做完,可以讨论和查资料。主要目的是开阔学生的视野,提高解题能力为复赛、决赛做准备。

3.在培训过程中培养学生的创新能力。常利用一题多解和一题多变来,扩展学生的思路。结合科技制作、小论文、头脑奥林匹克竞赛、研究性学习课题研究等方面培养学生的创新能力。例如:2003届高中奥班陈欣同学开展的课题研究“脉冲式同期扫描光谱的研究”在全国青少年科技创新大赛中荣获一等奖,并光荣入选第五十四届英特尔国际科学与工程学大奖赛中国代表队,将前往美国参加一年一度的国际青少年科技创新盛事。高二奥班的全小航、刘永佳、谢容思三位同学的课题研究“不同类型声信号延迟及相应听觉回声阀的计算机仿真研究”获2003年“广州市科学大使计划青少年科技创新活动资助”项目。

五、提高知识水平与提高学生的心理素质和优良学习品质相结合

在知识辅导提高学生知识水平过程中,主要是进行物理学研究方法教育和物理学理论学习方法的教育。在竞赛培训过程中,通过严格的要求、持之以恒的耐心对学生潜移默化的进行学习方法的教育。要求学生在做好“五连环”学习方法后,要多联系实际、多提出问题、重视自学和课外阅读、重视自我总结和自我调整。学生在竞赛的学习过程中,承受着较大的困难和压力。做为竞赛的辅导老师,需要了解学生的思想动态,及时做工作。特别是在每一次测验之后,帮助学生分析在测验中出现的问题(见下表),指导他们去解决学习方法、心理状态等方面的问题,并要求学生在一阶段的学习后对自己的学习方法、学习状态和存在的问题等作一个详细的书面总结,让学生懂得总结经验教训,避免再次犯同样的错误,提高学生的心理素质。在班上树立学习榜样,提倡相互学习共同进步,提高学生的学习品质。

取得的成绩

十年来,每一届物理奥赛中,我校获奖的学生,无论在获奖层次还是获奖人数,在省内均保持较大的优势;在全国决赛中,也取得了很好的成绩。全国一等奖7人,有6人入选中国国际物理奥林匹克集训队。在2002年,高三奥班陈阳同学光荣入选中国代表队,于2002年五月份参加了在新加坡举行的第三届亚洲物理奥林匹克竞赛获得金牌,并于2002年7月份代表中国队参加在印度尼西亚举行的第33届国际物理奥林匹克竞赛,实现了“物理竞赛国际金牌零的突破”。2003年高三奥班陈哲呴同学光荣入选中国代表队,但因“非典”和政治原因,我国没有派出代表队参加在泰国举行的第四届亚洲物理奥林匹克竞赛和在台湾省举行的第34届国际物理奥林匹克竞赛,陈哲呴同学与两枚金牌“擦肩而过”。2005年5月高三奥班的方力同学在第六届亚洲物理奥林匹克竞赛中荣获总分第一名和亚洲物理奥赛金牌。

绝大部分学生都保送或考入了全国重点大学,有两名学生取得高考物理单科省第一。这些学生在大学里不仅学习成绩名列前茅,在各项活动和竞赛中都成绩突出。不少同学已在攻读硕士、博士学位,参加工作的学生,表现出了较强的责任感和适应能力。这些同学虽然已经离开母校,离开了物理奥赛,但他们还经常通过电子邮件、校园网BBS 、附中日等途径表达他们对母校关心、对物理奥赛、对学弟学妹的关心和帮助。

对物理奥赛培训的思考

1、严格地讲还不算是全省招生,不能把全省的学习尖子都能招进来。而我们每一年的招生就在有限的几个地方,应通过增加各种途径的宣传和主动与小学、初中竞赛中获取好成绩的学生进行联系,做到尽可能将全省的尖子学生能集中在奥校里,只有这样才是名符其实的“广东省奥林匹克学校”。

2、没有完善的淘汰机制,在高二就会淘汰一部分的同学,只留下有希望拿省一等奖的10个左右的尖子学生。这样既保证竞赛成绩较差的学生能及时调整学习方向,在高考中取得好成绩,又使教师能将更多的精力,放在更高层次的学生上,同时还有更重要的是,使学生在高一阶段就必须全力以赴的学习。考虑到学生全面发展的问题,在淘汰中除了看竞赛成绩外,还应看学生的综合成绩。

3、在课时安排上,与兄弟学校相比可知我们在高二阶段投入的时间是比较少地,考虑到学校的各种活动(学农、各种假期、期中考、高考、中考等)的影响,我们是不能保证在高二阶段每周4+6节的课程。如果从总时间来看他们竞赛培训的时间是我们(包括高一高二)的两倍。

4、在高二阶段给学生讲授“微积分”等一些高等数学的内容做得还不够系统。

5、加强利用高校的教学力量,这一方面是我们物理竞赛培训的最大缺陷,由于各种原因我们省的大学教授几乎没有研究高中物理竞赛的,请来的老师大都只会讲大学物理的内容,不能与竞赛联系起来,学生觉得学习效果不是很好。

结束语

物理奥赛培训是一个系统工程,需要教师群体的团结和长期的努力,需要各学科之间的配合,需要学生和教师的共同努力。对优秀学生的培养不是拔苗助长,它是因材施教的一个方面。学习成绩优秀而又学有余力的学生,通过教师针对他们的特点有目的、有步骤的培养,使学生在学科知识、思维方式、学习方法、意志品质、学习习惯等方面得到提高和完善,为今后的学习和工作的发展奠定坚实的基础。

附:近十年物理竞赛成绩统计表


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