时间:2023-11-08 11:04:02
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇初中物理实验方案,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
初中物理教学是学生接触物理知识的起步阶段,新课程改革重点强调要在物理教学中培养与锻炼学生的动手能力、探索能力和创新实践能力,而其中物理实验教学是培养学生动手能力和理论结合实践能力的重要内容设置。传统的初中物理实验教学一直以来未能很好地发挥其在物理教学中所应起到的重要作用,物理实验教学在方法创新、挖掘学生思维潜力方面存在着诸多制约因素,使得物理实验教学流于形式。传统物理实验教学中教师大多占据主导位置,学生按照教师所设置的实验步骤和实验方法进行“复制式”或“效仿式”实验操作,学生的实验能力培养局限于观察和测量,对实验仪器的构造、安装、调试以及材料和实验方法选择方面都缺少系统的认知。这就极大地限制了学生物理思维能力的发展,不能适应现代素质教育观的要求,因此,我们要革新初中物理实验教学方法,从实践教学来探索其创新教学方法,以提高初中物理实验教学的整体水平。
一、提高学生的动手能力,开放部分物理实验
初中物理实验教学的重要目的之一是培养学生的动手实践能力,在实验教学中要本着以学生为主体的实验教学观念。一方面,改变被动式和纯演示性的实验教学方法,传统实验教学存在的一大弊端是为了迎合应试教育的试题设置,而忽视了学生实际动手操作和自主探索思维能力的开发。要改变传统实验教学的弊端,教师需要在备课的基础上创新实验教学开展步骤,以问题式引导和增设探索式延伸问题的方法来激发学生积极思考、自主探索。在演示实验中培养学生对物理实验器材及其组装方式的深刻认知,在探索式问题设置上从多个视角来解决实验问题,灵活地运用物理理论知识来解决问题。另一方面,在实验教学改革中教师通过开放部分物理实验内容,让学生自主操作物理实验,包括自主选择小组成员、实验内容、实验器材等,并鼓励学生自主选择实验方案和实验操作步骤。为了培养学生的发散思维能力,教师应该要求针对同一实验课题进行多种实验方式的探索。如:在研究“磁场对通电导线的作用”这个实验课程时,教师可以鼓励并引导学生通过对物理理论的理解和自主选择实验材料,通过学生对实验目的的自我理解来自主设计实验步骤,在实验过程中采用小组合作模式,要求学生自行选择实验方案和实验步骤,从而让学生在自己动手探索的过程中体会到自我研究的成就感和实验成功后的成就感,这对提高学生参与物理实验的积极性,提高学生的物理思维能力极有帮助。
二、适当增加趣味性实验和设计性实验
初中学生对于物理实验课堂的认知大多为无趣和枯燥,这表现为其兴趣度不高,对待物理实验大多流于敷衍。教师针对此现象要从增加物理实验的趣味性来着手,在实验教学中加入能激发学生好奇心的知识因素,唤起学生的求知欲望。如:讲大气压强这一课时,教师可以从演示水在导管中自动上升这一趣味实验来引入教学内容,提高课堂教学的效率并增强学生对知识的理解和记忆能力。在掌握大气压强的理论知识后,教师可以设置要求学生自主探索的实验题目,要求学生结合生活常识自主选择实验仪器和实验方法来演示与大气压强有关的物理实验内容,以培养学生的物理逻辑思维能力。
三、自制实验道具,提高动手能力
初中物理实验内容所需要的大多实验仪器简单和操作精细度不高,多数物理实验为定性内容,这为自制实验道具提供了较大的可发挥空间。且自制实验道具可以解决学校缺少部分实验仪器的问题。最主要的是,通过结合教学内容自制实验道具能够加强学生对物理知识的理解,掌握如何有效利用实验道具验证物理知识的内在方法,这对学生物理素养的提高以及日常的自我研究和发明都起着至关重要的作用。此外,通过自主实验道具培养学生动手与动脑相结合的能力,促进学生积极参与物理实验教学。
教师在学生自制实验道具时要积极引导并进行方法纠正,使学生明确实验的目的,掌握制作道具的物理原理,并结合物理教学的需要,与学生共同参与制作实验道具的过程。
参考文献:
关键词:初中物理;有效性;积极性;主动性;学习能力
新课改对新时期的教学提出了更加严格而开放的要求,将重点放在了学生的学习体验上面。虽然目前采用的还是评分制度,但是对学生的实践能力已经有所关注。这表明我们培养的人才不能只是“纸上谈兵”,应该具备更强的实践能力和创新精神,这一点在实验教学中被充分体现出来。
一、转变实验教学观念,突破实验教学思维
传统物理教学限制了学生思维和创新的能力,对物理的学习也仅限于掌握基础知识,解决物理问题等,但是对这样做的意义和真正原因却一知半解,造成学生学习积极性不高。而考试评分制度又造成很多学生急于眼前一时学习“功利”,忽视了物理的实验操作技能,甚至造成“高分低能”现象的出现。要想提高初中物理课堂的有效性,就要重视初中物理的实验教学。而对于初中物理实验教学来说,重要的不是学生如何完成实验步骤,而是从实验中能够反思到什么,能够学习到什么。将目光聚焦在学生的学习能力培养上面,结合大量的物理实验让学生发现物理学习的探究意义。
另外,老师还要突破传统的教学思维,对物理实验教学方式方法进行大胆地创新。因为现在的学生都具有极大的好奇心,而且随着信息时代的发展,他们接触的事物也往往被拓展了很多。所以传统的实验教学已经不能满足学生的需要,他们需要更多新颖的实验方法。老师要及时补充自己的实验内容,从网络上获得更多的资源,学习一些有趣的实验方法和实验内容,结合本校的实验操作实际,尽量采用生活中常用的材料,用创新的方法进行实验教学。
二、结合实际生活教学,体现物理实验意义
生活是最好的老师,物理知识来源于生活,是物理学家通过认真的观察和求证才得出来的规律。因此我们学习物理实验,也要将其放置到生活当中,从它根本的来源开始探究。这不仅有利于学习的“追本溯源”,还能激发学生的学习欲望和解决问题的能力,让学习物理实验的意义更加深刻。而初中物理中的知识都是基础性的,它包含的一些实验也和生活比较贴近,所以老师可以以生活为背景进行引导。教师要重视自己已有的生活经验,引导学生思考生活现象,或者有意识地观察生活。有效性实验教学杜绝照本宣科,完全按照教材的实验方法教学,而要让学生看到物理实验的现实反应。比如,物理实验除了教材上的几种之外,可以让学生观察烧开一杯热水的过程,会发现慢慢有蒸汽喷出,在蒸汽上面放一块玻璃,很快就会观察到水珠。其实物理实验是我们生活现象的各种集中,也就是将反映一种物理原理的现象集中起来。利用生活经验和实例进行物理实验教学,会提高学生学习的有效性,也能促进他们在生活中不断地思考,将生活作为一场实验,仔细观察,认真思考。
三、实验教材走向学生,知识实践再次创造
传统的物理实验教学是老师带着学生走向教材,而有效性的学习应当是老师起一个桥梁的作用,连接教材和学生,让教材走向学生。这样一个主动和被动的关系,就体现了谁是学习中的主体,学生是主动学习知识,还是被动接受知识。要想提高初中物理实验教学的有效性,自然要选择前者,让学生主动学习知识。物理实验活动不是教材上知识的翻版,也不是将知识从课本上总结出来那么简单。老师要立足于教材的实验方案,将教材中的实验方案进行有效总结,然后结合目前的创新点,将教材实验和课改要求很好地结合起来,体现物理实验的精华部分,足以吸引学生的兴趣,然后以此为诱导,展开新的学习。
再者,知识的再创造过程也是物理实验有效性学习的一个重要表现。因为我们做物理实验不是为了单纯地证明某个定理,而是从现象的角度来知道原理,从而更好地对其进行应用。因此在做实验的过程当中,老师要注意引导学生的实验知识再创造能力,强调物理实验之间的联系,通过对比法、类比法或者是总结法等,让学生获得更加有效的实验操作和实验反思能力。培养学生举一反三,由旧知识到新知识的理解能力。掌握实验操作的基本技能,从每个实验中获得超出实验结果本身的知识,并对知识进行再创造,这才是真正的有效性教学。
总之,初中物理实验教学的有效性一定要立足于学生的探究能力、创新能力和实践能力等具有再创造价值的学习能力,重在培养学生的学习兴趣和实验操作能力。通过实验技能和基础物理知识,逐渐帮助学生形成一个高质量的科学知识体系,完善科学探究精神和能力,为物理学习乃至整个科学的学习打下良好的基础。
【关键词】初中物理;实验室;实验教学;质量;多媒体
众所周知,物理学是一门以实验为基础的学科,可以说物理学从出现到现在,其发展和创新都离不开实验。因此,在初中物理中,实验教学就成为了培养学生创新能力的重要环节,实验教学质量的好坏很大程度上决定了物理人才的培养质量。但是,长期以来,初中物理实验教学的质量一直没能得到较大的提高,归根到底还是教师实验教学的方法和实验教学资源没能充分利用,束缚了学习积极性和创新能力。因此,如何提高物理实验教学质量就成为许多教育教学工作者要攻克的问题。
一、加强物理实验室的建设,激活实验器材的实用价值
实验可以使学生对物理事实获得具体的、明确的认识,是学生理解物理概念、掌握物理规律、学会实验技能的重要途径。而物理实验室既是教师实施“自主、合作、探究”教学、培养学生实践和创新能力的重要场所,也是教师进行教学研究的主阵地。教师要用足、用活实验室中已有的各种器材开展实验教学,并结合生活实际,开发利用生活用品为物理学习服务,使教学资源达到最大限度的利用。
(1)充分利用现有实验室资源,大力开发生活中的实验资源。随着教育现代化进程的不断发展,一般的学校都已经配备了齐全的设备、专业的人员、完善的制度、功能全面的实验室。在实验室中,各种设备和器材都能按照一定的原则分门别类地放置在指定的位置上,并且每个器材的用途、安装方法、使用注意事项都明确地说明,学生在进入实验室后可以根据需要,选择实验器材进行实验。所以这些仪器、设备、模型都是学生进行实验的重要资源,教师要充分利用这些资源在课堂、课外,让学生经历实验探究的过程。
但是,实验室资源并不是都能充分利用,这些资源在设置与配备上有一定局限性,它往往会受到所属版本教科书、教学参考书上刚性要求的限制,对于教学活动中的教师演示实验、学生分组实验的安排都是按照“菜单式”开展。这样的要求和安排就大大束缚了教师与学生在实验活动中的创新思维,阻碍了师生之间创新实验活动的持续发展。这样就导致了实验室中的器材、模型在学生进行课内、课外探究实验过程中可能存在着不足,因此很有必要让教师和学生从生活中收集物理实验的器材资源,变生活中的“废物”为物理实验中的“宝贝”。
利用生活用品和废弃品可以做很多的实验,如生活中经常见到的废牙膏皮、可乐瓶、易拉罐、玻璃、铁钉、注射器等,这样能够丰富实验室资源,开阔学生进行物理实验的深度和广度。以生活用品—玻璃杯为例,它可以做有关声学、热学、光学、力学、电学方面的很多实验,如声学方面:①用筷子轻轻敲击玻璃杯的口,会听到玻璃杯发出清脆悦耳的声音;当不用筷子敲击时,玻璃杯是不会发出声音的。说明声音是由发声体的振动而产生的;当振动停止时,发声也就停止了。②在几个相同的玻璃杯中放入不同质量的水,使水面高低不等,当用筷子轻轻敲击不同玻璃杯口时,会发出音调不同的美妙“音乐”。说明发声体的长度不同,其发出声音的音调也不相同。③如果取用两只厚度不同的玻璃杯,用筷子轻轻敲击其杯口,会发现这两只杯子发出声音的音色也不相同。说明发声体的形状不同,其发出的声音具有不同的音色。
(2)定期开放实验室,提供实验的空间。实验室是学生在课后进行实验探究、提高实验操作技能的重要渠道,所以学校的物理实验室应该积极为学生进行科学探究创设条件,提供一切可以让学生经历自主学习、合作交流的机会,特别是在课后不受时间和空间限制的情况下,让他们自己利用已经学过的物理知识自制实验模型,验证物理学习过程中所得出的结论、规律,探究课堂学习中遇到的新问题,体会学习物理的乐趣。
然而,社会上很多学校对物理实验室的日常管理都是非常严格的,即只有在上物理实验课时,教师和学生才可以进入实验室,其余时间学生基本上没有机会进入。这样的管理模式必然会导致学生失去交流、合作的机会,对调动学生学习物理的兴趣存在很大的障碍,特别是对原来有较大热情的学生来说,由于很多问题得不到亲自动手实验操作、验证,久而久之就会对物理失去兴趣。因而从保护学生学习物理的积极性来看,定期开放物理实验室,变封闭式管理为开放式活动,让学生随时熟悉并接触各种实验仪器和设备,以便选择适当的仪器和器材进行科学探究是很有必要的。
为了提高实验室的利用效率,调动学生的积极性,作为物理教师要积极以组织和开展物理兴趣小组活动为契机,充分利用实验室中教学资源,开展物理实验活动,变限制性的实验活动为开放型的探究性实验,这样能极大调动学生学习和探究物理的积极性,激发他们内在的学习动机,培养学生的发散思维和创造性思维能力,为学好物理知识打下扎实的基础。
二、重视实验中形式的变换,实现课堂教学的高效达成
物理是一门实验为基础的学科,课堂中的实验众多,包括教师的演示性实验、学生的验证性实验和师生互动的探究性实验。在课堂中要想获得较为理想的实验效果,取得较好的教学质量,教师不能唯课本中的实验类型进行操作,应该结合教材内容、班级学生的学情以及课堂教学容量,因地制宜地变换实验教学方式,适时、恰当地将教师演示实验改为教师指导下的学生演示实验、将验证性实验改为师生共同参与的探究实验。变换方式后的实验教学,不仅能让学生从中体会到在课堂上展示的成功感和经历探究实验过程的乐趣,调动学生在课堂上的学习积极性,起到意想不到的效果,而且变换以后的教学方式,会给学生留下终生难忘的记忆。例如在“影响压力作用效果”的教学过程中,按照课本上的安排教师往往会用手掌和手指同时按在充足气的气球上进行演示,让学生观察手指和手掌陷入气球的深度。这种教师在讲台上演示的方式,前排的学生看到的现象很明显:手指陷入得深而手掌陷入得浅;而对于后面的学生往往就看不清楚。不妨变换一下方式,让全体学生取出铅笔,用两个手指分别按在铅笔的笔尖和笔尾部分,让学生经历该实验演示的过程,从中体会到按在笔尖部分的手指较疼,从而能切身感受到压力作用效果与受力面积有关,最后总结得出在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越大。这样的实验教学方式不仅能让全体学生体会到压力作用效果的存在,增加了演示实验的信度、效度,还能使学生很好地理解和掌握实验过程的研究方法,自然渗透了物理学习过程中的方法引导。
当然,在进行各种类型实验教学的过程中,欲达到激发学生的学习兴趣,提升课堂教学效率的目的,教师在注意实验方式变换的时候,还要力求遵循“科学规划、循序渐进、适度开放、充分探究、深入研讨”的原则,特别是在实验方案的设计、实验器材的选择、实验设计的演示以及实验方法的指导等方面,要注意各个教学环节应在教师的引导下,启发学生积极思维,努力实现实验教学效果的最大化。从而让学生在自主、开放的实验教学环境中,促进实验技能的掌握,在交流、合作、探究的实验过程中,提高提出问题、分析问题、解决问题的能力,使他们的思维更加缜密。
如何激发学生的实验兴趣呢?我们不妨以物理实验中“电阻的测量”为例。上课时教师先向学生阐明该实验的目的要求,接着让各小组讨论自己的实验方法,并要求学生画出相应的电路图。学生由于掌握了测电阻的原理和串并联电路的电流、电压等特点,所以通过相互讨论、研究、交流后,会发现有很多方法,如常规情况下的伏安法、缺电表情况下的伏阻法和安阻法、运用电路变化的极端法等。然后让学生根据自己设计的实验方案,动手操作实验,在动手前教师强调各种电表的使用方法以及注意事项。由于在实验教学过程中,不同层次的学生经历了自己设计方案的实验操作,体验了实验的成功,更为重要的是在此实验过程中学生由于自己的实验设计有别于其他组,心中的成功感和自豪感就会油然而生,学习物理的内在原动力就会得到激发。实验结束后教师组织学生对各个实验方案进行评估,指出各实验设计中的优点和不足,让学生开放性地归纳,这样既培养了学生分析、概括实验结论的能力,还拓展了学生的知识领域。
通过这样自主、开放性的实验活动,大大提高了学生运用知识的综合能力,同时挖掘了学生的发散思维和勇于创新的精神,学生的主动性学习与研究性学习的精神得到充分发挥,真正使学生在宽松和谐的气氛中学到知识,在乐学环境中锻炼能力。
三、重视多媒体资源的运用,呈现实验教学的多样形式
目前,多媒体资源在学校教学中的应用已十分广泛,运用多媒体实验教学资源时,可以借助于图片、声音、影像、Flas、视频等形式,将一些无法用实验器材直接演示、验证的物理性质或在实验中无法在短时间内进行的操作过程直接展示出来,让学生能够获得图文并茂、视听一体的交互式集成信息。这种立体、直接的教学资源能给学生感官上的直接刺激,大大调动学生的学习兴趣。
四、结束语
综上所述,提高物理实验教学质量对于提高学生整体物理学习能力具有重要意义。但是,长期存在的初中物理实验教学质量低下的现状并不是一朝一夕就能解决的,因此,提高物理实验教学质量是任重而道远,作为教育教学工作者,应该在教学中不断发现问题,不断完善和提高教学能力,为初中物理实验教学质量的提高贡献一份力。
参考文献:
只有设计好实验,才能顺利完成实验,达到实验探究的目的。然而设计实验恰恰是学生很头疼的事,有以下几点困难:基础知识掌握不牢,就如同无本之木,无源之水,导致实验设计无从下手;实验方法运用不灵活,例如不能正确选用控制变量法、转换法等实验方法,致使实验设计不完美,给实验的进行造成障碍;思维不活跃,受已有知识或生活经验的束缚,设计不出实验方案等。因此,在实验教学中,教师要善于引导学生自主设计实验,提高实验探究能力。根据多年的教学实践,笔者认为做好以下几点可以有效提高学生的实验设计能力。
一、善于分析,找准源头,确定实验方案
初中物理实验探究主要有两种类型,一是物理量的测量,二是探究物理量之间的关系。这两种类型的实验一般都以学过的物理知识为基础,课本上的基础知识和概念就相当于实验探究的源头。所以,能够把课本上的基础知识、基本概念和要探究的问题联系起来,设计实验就容易些。但是有许多学生一遇到实验就慌,没有任何思路,摸不着头脑。这类学生犯的毛病就是不善于思考。这时候,教师要告诉学生,不要急于设计实验,而要先静下心来分析实验,看看要探究的问题是哪方面的知识,要用到哪些原理,需要哪些实验器材,在题目中能不能找到等。
例如“密度的测量”实验:如图1所示有一个100 mL的量筒和一个小试管,还有足够的水。请设计实验测出制作小试管的玻璃的密度。要求写出具体的实验方案、需要测量的物理量和数学表达式。
图1
在完成此题时,教师首先引导学生回忆密度测量原理ρ=m/v,需要测量的物理量是玻璃的质量和体积,需要的测量工具是天平和量筒。通过读题,发现测量仪器只有量筒,没有天平,如何通过量筒间接找到玻璃的质量是解这道题的关键。引导到此,一些学生马上想到如果让小试管像轮船那样在量筒中漂浮,测出小试管排开水的体积,计算出它在水中受到的浮力即找到了小试管的重力和质量,此题就解决了。可见对密度测量原理,物体漂浮时重力、浮力之间关系的理解,就是解决此题的源头。如果学生没有扎实的基本功,是不可能顺利完成此题的。基本知识、基本概念的教学不容忽视。但是,基本功再扎实,不善于思考和分析也是很难解决问题的。所以,教师更要注意在实验教学中,培养学生在实验设计前分析实验的良好习惯,找准探究问题涉及的基础知识和概念,把探究问题和课本知识联系起来,找到解题的关键,突破实验设计难关。
二、强化练习,学会选择恰当的方法,完善实验方案
有时候,学生有一定的探究思路,但由于实验方法使用不当,使实验设计出现缺陷,影响实验探究的结果,达不到实验探究的目的。初中物理实验探究的方法主要有控制变量法、等效替代法、转换法、类比法等。其中应用最多的是控制变量法,其次是等效替代法,再次是转换法。而且在中考命题中这几种实验方法的考查往往不是课本上的实验,而是让学生通过实验探究生活中可能遇到的问题。这样的探究题目一般是考查实验方法的运用,不涉及课本以外的知识点,对于学生来说还是能解决的。但是有的学生会认为“探究题目没有学过,肯定不会”。如何让学生得心应手地应用各种实验方法设计实验?可以从以下几个方面加以尝试。
1.引导学生分析确定合适的实验方法,总结各种实验方法的运用规律
探究某个物理量与其他物理关系时运用控制变量法。如探究电流与电压、电阻的关系,探究电流热效应的大小与电流、电阻和通电时间的关系,探究导体的电阻与导体的材料、长度、横截面的关系等实验都应用了控制变量法。探究难于直接观察或感知的现象和物理量时要用转换法。如比较电磁铁磁性的强弱,比较电流通过导体产生热量的多少应用转换法。有了规律的引领,遇到这类探究题目,学生就不会摸不着头脑了。
2.平时多应用,多总结
教学过程中教师要注意随时渗透各种实验方法,还要多给学生创造实验探究的机会,练习使用各种探究方法,达到提高实验探究能力的目的。在教学电功率的大小与电压、电流的关系时,教师首先提出了探究问题,然后让学生回答应用哪种探究方法。学生回答正确后继续提问:“你学过的哪些实验应用了控制变量法?”学生答出十多个应用控制变量法的物理实验。这样,不仅顺利完成了当堂的实验探究,而且回忆了以前的实验,巩固了控制变量实验方法的应用。教师适时引导学生总结归类,学生形成完整思维体系。
三、适时点拨,启发思维,突破实验设计难关
学生在设计实验方案时,可能会受教材已有实验设计的影响,思维受到束缚。这时,教师要适时、适当地予以点拨、引导,点燃学生智慧的火花,对培养学生创新思维,提高学生设计实验的能力大有好处。
例如:测电阻的实验,课本上安排的是“伏安法”。学完课本上的实验后给学生出了一道新题目:如果其他器材不变,没有电流表,只给你一只电压表,再多给一个已知电阻R0,如何测量定值电阻Rx的阻值呢?解决这个问题需要涉及串并联电路的知识和伏安法测电阻的知识,对于初学者来说是个不小的挑战。怎样引导才能打开学生的思路呢?根据R=U/I,要得出电阻值必须测量的是哪两个物理量?根据题中的已知条件能测量哪个物理量?没有电流表怎么找到待测电阻的电流值呢?通过回答教师的问题,学生们会想到串联电路电流相等,利用电压表和已知电阻R0就能找到Rx的电流,问题就解决了。紧接着给学生又出了一道题目:如果其他器材不变,没有了电压表,只给你一只电流表,再多给一个已知电阻R0,如何测量定值电阻Rx的阻值呢?有了上面的经验,学生很容易确定了实验方案。并联电路电压相等,设计Rx与R0并联,利用电流表和已知电阻R0找到R0两端电压,即Rx两端电压,再用电流表测出Rx的电流值就可以求出Rx阻值了。
教师的适时点拨启发了学生的思维,开拓了学生的探究思路,从而提高了学生设计实验方案的能力和创新能力。探究实验重在设计,但也不能忽视操作,只有通过实验操作才能更好地提高学生设计实验的能力,使学生的探究水平走上可持续发展的轨道。
四、结束语
关键词:物理实验;能力
一、通过演示实验培养学生的观察能力
实验教学是物理教学的重要任务之一,也是搞好初中物理教学的重要手段之一。观察是学生进行物理学习的最直接、最有效的方法,初中阶段的物理演示实验重在培养学生观察实验现象,激发学生自主学习的好奇心,提高学生物理学习兴趣,发现物理规律。通过观察与思考提高学生的物理思维能力,培养学生形成良好的物理学习习惯。比如,在进行“电功率”的教学时,教师给学生提供额定电压都是220V但额定功率不同的两只灯泡,让学生观察这两个灯泡的灯丝有什么不同之处?为什么两只灯泡的灯丝粗细不同呢?额定功率大的灯泡灯丝粗还是额定功率小的灯泡灯丝粗?很多学生为了一探究竟主动走到前边拿着灯泡仔细观察,还有的学生按照教师的提示从家里带来了不同额定功率的灯泡进行自主观察,大大提高了观察效率,提高了学生自主学习的积极性和主动性,培养了学生良好的思维习惯和学习习惯。当然,培养学生的观察能力,只注重培养观察课堂教学中的演示实验是远远不够的,还必须培养学生平时善于多观察自然现象和身边事物的习惯,综合提高演示实验效果。
二、创设宽松的课堂实验环境
教育心理学的研究表明,学生在没有精神压力,没有心理负担,心情舒畅、情绪饱满的状况下,大脑皮层容易形成兴奋中心,创造性思维容易激活,实验能力也更能得到培养.因此,教师在实验教学中首先应该尊重和信任学生,帮助他们积极主动探索实验方法,营建生动活泼、宽松和谐的实验氛围和自由探索、积极进取、大胆创新的心理氛围.只有这样,学生才能在实验过程中充分地表现自己,才能产生自尊、自信、自豪感,进而积极地参与到实验活动中来.例如在“探究流体的压强与流速关系”的教学活动中,应鼓励学生开展多样实验活动.在实验过程中,学生思维异常活跃,设计方案层出不穷,如吹纸片,吹乒乓球,吹气球,做吸水喷雾器,等等,个个积极参与,多方设计,认真操作.
三、教给学生实验设计的基本思想方法
要设计一个物理实验,就要首先对这个实验进行构思,实验的设计与构思大致有以下几种,一种是平衡法,其实质就是利用偏离平衡的因素的抵消效应,用已知的物理量去检测另外未知的物理量。二是转换法,就是借助于力、热、电、光、机械等方法之间的相互转换,依据等效的思想,把一些不易测量的量转换为可观察、可测量的量,如伏安法测电阻就是把测电阻转换为测电压和电流。三是放大法,就是借助于声光或叠加等方法将物理现象或要测的物理量放大后再去观测,如微小量的叠加测量法。四是比较法,就是利用异中求同或同中求异,对物理现象或物理量进行比较,如光谱分析。五是再现法,就是利用实验、模拟自然现象,如用棱镜分解太阳光。
四、通过生活课程资源进行拓展实验,培养学生的合作探究能力
我们知道,物理知识来源于生活,学生也喜欢利用生活中的课程资源进行自主学习和合作学习。教师应根据学生的这一特点,结合教材实际,有目的地培养学生利用生活物理课程资源进行物理实验的学习,通过自主实验与探究培养学生团结协作的精神和与人共事的能力,这是从事现代实验科学的研究者不可缺少的素质,也是促进学生全面发展的客观要求,从而综合提高学生的物理素养。比如,在进行“大气压强”的教学时,教师除了采用教材上的实验进行教学设计,还利用了生活中的课程资源辅助教学,让学生参与到课堂教学的全过程,从中感悟物理知识的奥秘。在教师演示完“马德保半球实验”后,让学生用自己所带的材料进行实验,证明大气压强的存在。学生在课前自行结组进行合作探究式学习,有的学生利用饮料瓶进行吸水实验,利用皮碗进行挂衣实验,还有个别学生利用手机拍摄了用压水机提水的过程,在课堂上用多媒体展示给大家。这些实验都有力地说明了大气压强的存在。这些实验材料和实验方法都是学习小组进行自主探讨,合作学习获得的。这样教学,既有效地刺激学生参与实验的热情,又有利于学生的团结合作,有利于师生之间、生生之间的进一步沟通,使教学气氛更加和谐,促进学生的全面发展。
五、开放物理实验室
陶行知有句歌谣:“人有两件宝,双手和大脑。大脑指挥手,手又刺激脑。手脑协调用,才能有创造。学用单项练,悟性太肤浅。理论不实践,能力有缺陷。”在课堂教学中,学生可以掌握一定的物理知识,但缺乏亲自动手体验的经历,即使在分组实验中,也因实验器材和时间限制而草草结束实验,创新能力与实验能力很难真正得到培养.在开放的实验室中,学生就不受实验器材和时间的限制,可以根据自己的兴趣和需要确定研究课题,探讨实验方法和途径,设计实验方案,改装实验器材等.因此,开放物理实验室,引导学生实验,让学生采用“手脑并用”法学习,对发展智力,培养创新意识、实验能力将产生巨大作用.
六、培养学生的思维能力
物理实验中的思维能力包括观察分析实验现象的能力、分析处理实验数据的能力及根据实验目的独立设计实验方案的能力。实验教学具有其他教学形式难以替代的优势,实验情景能生动地吸引学生,实物和现象能刺激学生产生探求原因的欲望,使学生处于积极的思维状态。我们应充分利用实验教学促进学生思维能力的发展。例如,可以让学生自行设计方案,改进或变换实验方法,预想实验结果,分析实验误差等形式发展学生的思维能力。
参考文献:
关键词:初中物理 实验教学 实践 反思
目前,初中物理实验主要分成两种类型:教师演示实验和学生分组实验,两种类型的实验都各自有特点和相应的作用,比如说演示实验现象呈现的直观性,而学生分组实验对于学生具有一定的挑战性、新颖性和小组同学间的协作性等,由此可见,无论是哪种类型的实验,都是无法用其他形式替代的,当然我们不仅要以实验体现物理学的精髓,还要在完成实验教学实践之后有所总结和反思。那么,我们在物理实验教学实践之后应该从哪些方面进行总结和反思呢?
一、从实验原理角度进行反思
根据实验原理进行反思,尝试通过对实验原理公式的进一步变形,使实验设计的方案可能会更为简化,实验结果的呈现可能会更为直观。例如,我们在学习简单机械的内容、进行滑轮组机械效率分组实验时,如果我们反思一下实验原理公式,尝试通过数学变形使原理公式转化,此时我们只需要分别用弹簧测力计测出重物的重力和绳子自由端的拉力两个物理量,通过观察直接作用在动滑轮上绳子的股数,即可测出滑轮组的机械效率,从而简化了实验过程中物理量的测量,避免了测量带来的实验误差,使实验结果更趋近于精确。
二、从实验设计方案评价角度进行反思
引导学生思维向发散方向发展,寻求多种实验设计方案,然后对每种实验设计方案进行反思,分小组讨论出它们的优点和不足,从而优化实验设计方案,最后选取最佳设计方案,这不仅有利于实验设计方案的完善,还有利于学生间合作学习意识的培养。例如,我们在学习密度知识——“测量盐水的密度”的实验中,让学生分成不同的小组进行讨论,学生至少可以设计出以下三种方案。
方案一:(1)用天平测出空烧杯的质量;
(2)烧杯内倒入盐水称出总质量;
(3)把烧杯内的盐水全部倒入量筒中,读出盐水的体积;
(4)计算。
方案二:(1)用天平测出烧杯和盐水的总质量;
(2)把烧杯内的盐水全部倒入量筒内读出盐水的体积;
(3)用天平称出空烧杯的质量;
(4)计算。
方案三:(1)用天平测出烧杯和盐水的总质量;
(2)把烧杯内的盐水倒入量筒中一部分,读出盐水的体积;
(3)用天平称出烧杯和剩余盐水的质量;
(4)计算。
对于上述三种实验方案,教师可以先引导学生分小组进行讨论和反思,再由每个合作学习的小组陈述小组的观点。
三、从实验现象的呈现这个角度进行反思
在初中物理实验教学的过程中,针对学生实验过程中观察到的现象进行反思,可加深对物理规律的理解。例如在进行串、并联电路实验教学过程中,两灯泡串联时,我们发现一只灯泡亮,另一只灯泡暗,从而引起学生的质疑,这时我引导学生对实验现象进行分析和反思,可知决定灯泡亮暗的是灯泡的实际功率。根据串联电路中电流相等、功率的大小取决于灯泡电阻的大小可知。一亮一暗是因为两只灯泡的电阻不同,亮的灯泡电阻大,暗的灯泡电阻小。通过对上述现象的反思,使学生加深了对决定灯泡亮暗的因素是实际功率、而不单是电流或电阻大小的理解。
四、从实验规律的归纳总结这个角度进行反思
在教学物理实验操作的过程中,提醒学生应仔细观察实验现象,分析产生该实验现象的原因,分析实验的条件和实验现象的变化,总结实验规律,加深对规律的理解和应用。例如,我们在“探究凸透镜成像规律”的实验中,把“形光源”放在两倍焦距以外;把“形光源”放在两倍焦距点;把“形光源”放在一倍焦距和两倍焦距之间;把“形光源”放在焦点以内,分别在凸透镜另一侧光屏上观察到倒立、缩小的实像,倒立、等大的实像,倒立、放大的实像,正立、放大的虚像。然后根据在上述实验演示过程中所呈现的现象引导学生分析、反思,总结出如下规律:
(1)物体由两倍焦距向焦点靠近的过程中,像逐渐变大。
(2)物体由两倍焦距向焦点靠近的过程中,物距减小,像距增大,像变大。
(3)两倍焦距是成放大与缩小像的分界点,一倍焦距是成实像与虚像、正立与倒立的分界点。
通过实验操作呈现实验现象归纳总结出以上规律化的知识,最后呈现给学生简单明了的规律化的结论,学生印象会更深刻,并且为学生运用此类知识奠定了实验基础,从而培养了学生解决同类问题的能力。
五、从实验操作注意事项的角度进行反思
初中物理实验是为培养学生良好的实验技能提供基础的,所以在初中的每一个实验都有其自身操作的注意事项,我们在初中物理实验教学的过程中要逐步引导学生围绕实验注意事项进行反思,认清错误操作的危害,从而在思想上规范学生的实验操作要求,为顺利完成实验奠定良好的基础。
(福泉市第三中学贵州福泉550500)
1. 背景
在过去十几年的教学中发现,初中毕业生升入高中后,往往感觉到物理特别难学,特别是实验教学,让学生难以接受和理解。由于工作变动,今年我又有幸从事了初中物理教学,带着对这一问题的思考,结合学科特点,为了做好实验教学,我在教学中做了一些思考和总结,按本文中所列几个方面入手,颇见成效,谨以此和大家分享,并请各位同仁批评指正。
2. 充分利用物理趣味实验,创设乐学情境,激发学生求知欲
兴趣是最好的老师。初中学生对生动形象的物理实验普遍怀有好奇心和神秘感,合适的实验不仅能帮助学生理解和掌握知识,而且能激起学生的兴趣,启迪其思维定向探究。实验导入是物理课堂导入的最主要的方法。我在教学实践中主要采用了惊奇现象导入,黑箱导入,配合故事导入,实验复习导入等方法。
3. 高瞻远瞩,正确理解概念
在初中物理教材中,速度的定义为物体在单位时间内通过的路程。这时,教师应讲清楚这个定义是对于物体作匀速直线运动而言的,由于物体在各个时刻运动的快慢和方向是相同的,因此任意时刻的速度都等于整段时间内的平均速度。对于物体作变速运动,物体在各个时刻运动的快慢和方向是不同的,这样定义出来的速度只能是平均速度。这样一来,为高中物理学习瞬时速度、平均速度打下了良好的基础。
4. 重视内涵和外延
例如:欧姆定律的内涵是导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,即部分电路欧姆定律。欧姆定律的外延是,电路中的电流与电源电动势成正比,与整个电路的总电阻成反比,即全电路欧姆定律。
5. 注重科学方法
“授人以鱼不如授人以渔”。这就要求初中物理教师在教学过程中,应积极采用探究式教学法以培养学生的创新能力。把科学家从事科学研究的一些基本做法反映到教学中来,让学生体验科学的结论都有其科学的产生过程,即“问题假设求证结论”的探究路径。注重对结论的产生过程的教学,将对培养学生的抽象逻辑思维能力起到积极的作用。
5.1注重科学探究的七个环节
5.1.1提出问题
我们要尽可能地引导、激发学生的想象能力,从而使他们会发现问题和提出问题。探究是从问题开始的,发现和提出问题是学习的开端。教师在教学中要善于创设问题情境,使学生在阅读、观察、调查中对自然现象、生活现象或实验现象产生好奇,发现或提出一些有探究价值的问题。
5.1.2猜想假设
猜想与假设是学生运用已有物理实验和实践经验,对问题的可能答案进行猜测,尝试性地提出自己的见解和想法。这一环节有利于调动学生参与学习的积极性和主动性,有利于促进学生思维能力、创造能力的发展。在教学中可根据具体的内容,采用多种方式,鼓励每位学生大胆说出自己的想法。
5.1.3设计实验
针对探究的目的和条件,设计明确、具体的操作步骤,达到预期目标。教学中教师应根据探究问题的难易程度,在设计实验方案时给学生必要的方法指导,注意实验设计的层次性和典型性,使学生逐步掌握统筹问题、分析问题及控制变量的意识。
5.1.4进行实验、收集数据。
通过实验,获取事实与证据;正确操作,确保实验顺利进行;科学记录实验现象及数据。
5.1.5分析论证得出结论
引导学生对实验进行解释并通过理性分析形成结论,这是实验的目标。教学中注意引导学生逐步学会用报告形式将实验进行总结,包括:实验的目的、方法、步骤、注意事项、结果、分析和讨论,学生通过比较、分类、归纳、概括等方法,对事实与证据进行简单的加工、整理、归纳、处理和分析,得出正确的结论。
这几种程序可依次进行,可穿插配合使用,也可单独进行。
5.2把课堂还给学生,使学生成为实验的主体
新课程背景下,老师只是课堂的组织者,引导者,管理者,聆听者,评价者,欣赏者。努力提高学生的实验思维,学生的动手,动脑,观察,归纳分析能力是老师的主要功能。
5.2.1重视课程改革,掌握探究性实验的特点和设计要求
传统的学生实验都是在新课学习之后安排时间进行的,属于验证性物理实验,且都只强调对实验基本技能的培养。在新课程改革目标中,尤为重视对学生探究能力的培养,致力于改善学生的智能结构,激发学生的创造精神。
探究性物理实验教学有如下特点:一是探究物理规律并培养学生基本的实验操作能力;二是让学生经历探究过程,学习科学研究的思想和方法,对学生进行情感教育;三是能充分体现课堂教学中学生的主体地位,教师的主导作用。为此,教师事前要做好安排,准备可供选择的实验器材。
5.2.2从“提”、“学”、“练”三个环节入手,做好探究性物理实验
(1) “提”:即提问。学生自己在学习中发现问题是至关重要的。当学生提出有价值的问题时教师应该因势利导,让学生知道什么样的问题有价值,这对培养学生发现问题的兴趣,养成提出问题的习惯,都有好处。学生发现并提出问题,是求知的起始,也是教师展开教学的最好开端。
(2)“学”:即在教师指导下学生预习、阅读课文,进行思考;
(3)“练”: 学生动手实验,正确观察、量度和整理、分析数据,从复杂多变的过程中剖析现象之间的因果关系,从而认识现象的本质特征,并抽象出物理规律。
6. 积极开展家庭物理实验的形式以补充物理教学,培养学生的观察力、注意力、毅力等优良品质
教材每一章后面都附有一些小实验,这些小实验都有是一些取材方便、简单易做、现象明显的实验,教师可指导学生在家庭的条件下独立完成这些小实验。如在学生“物体浮在液面的条件”后可安排一个家庭实验《鸡蛋的浮沉》,通过这个实验来加深对“浮沉原理”的理解。
7. 在实验教学中培养学生的创新精神
关键词:物理;实验教学;问题中图分类号:G633.7文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)18-0233-01我们知道,物理是所有自然学科中的基础学科,也是其他世界论和方法论的根本。物理自身也有着实实在在的一些理论来源,与我们的生活也是密切相关的。物理与生活实际的交融,就会转化的社会的一种生产力,从而推动了整个自然学科向更深处的去深入。加之,物理学科的实用性和科学性性特征,我们做好实践教学中的物理实验这一教学内容,也可以让学生在学习物理上能力提高,也对学生学习自然学科的一些兴趣和态度都有一定重要的作用。因此,初中物理实验教学也越来越受到重视,但主要存在的问题有:
1.教师对物理实验的观念淡薄
如今的初中物理教学和老师的一些旧的教育方式影响了,当信的物理实验这方面都有重理论轻视实验教学的一种错误观念。有部分教师没有充分认识实验教学在实施素质教育中的重要意义,在片面追求中考升学率思想影响下,只重视理论知识而忽略了学生动手能力、观察能力、科学素质及物理实验教学中的科学方法的训练和培养。在平时教学中想成功做好一次实验是件麻烦的事情,首先要和实验室管理员提出申请,准备实验器材,为了提高实验的成功率,课前还要检查器材,对实验进行试演,经过多次的调整,才可以走进课堂,可是无论怎么精心准备都可能出现尴尬的局面。所以大多采用传统的讲授形式去教学实验部分。有部分教师有错误的说,学生做不做实验不重要,只要能做题就可以了。于是出现了"做实验不如讲实验",最后就是学生实验上成演示实验,演示部分的实验又稿成没有实验课的现象。
2.教师实验技能有待提高
物理实验技能是顺利进行物理实验并完成实验目的的个性心理特征。这是一种综合能力,是各种基本技能在实验活动中的综合体现,在总体上包括思维和操作两部分。在实验能力中思维是一种综合性思维,是各种思维的综合运用。 中学物理教师应具备一定的实验教学素质和实验技能,才能更好培养学生的实验技能,提高学生的实验操作水平。其实验教学素质包括:物理实验技能的素质和实验教学方法的素质,两者缺一不可。可见具备中学物理实验技能的重要性。我们在教学中,所说的教师具有的实验方面的能力,指的是教师所具备的在实践教学中自己能做好实验且会研究实验中出现的现象的一种能力。对于教师实验能力一般含组织与管理方面的能力、实验方案制订能力和操作能力,以及对实验结果的分析整理,重点是在实验中对学生各方面能力的培养能力。比如,一些必要的初级实验技术(玻璃工、焊接、胶合的初级技术)都不会,这就限制了实验教学的顺利进行。如今的实验内容,在教材上的内容是十分丰富的,当然牵涉到的器材或用品也是很多的,我们老师不能等学校的实验条件到达了才去做相应实验,应主动开发或自做一些实验器具来用于课堂,激发学生相应知识的学习。也只有这样长期的去做,反复的教育,教师自己在实验方面的能力才能大大加强且能积累不少丰富的经验,最终便提高了自身的实验能力,也就更好地指导于自己的教学。
3.实验实验教学模式单一
物理实验评价是物理教学评价中的重要组成部分,它对于衡量中学物理实验教学的效果和学生的实验能力,促进学生实验素质的全面发展,具有很强的导向和质量监控作用。而传统教学中对于物理实验的评价,知识注重卷面测试,让学生背一些实验现象、实验步骤、实验结论,而忽略了对学生探究能力、实验操作能力等方面的考核,这样的评价方式,不利于学生实验素质的培养,也淡化了物理实验在物理教学中地位。现在的初中实验教学,我们在调查中发现,最老火的就是教师们的实验教学模式的僵化性、固定式,从而如今的初中物理实验可以基本上是没有发挥其应有的作用的,这就是如今教学方式的死板造成的。其实,老师也明白,一种单一的教学模式对学生在实践中发现问题、解决需要解决的问题的能力的发展都是没有好处的,对学生思维的培养上更是一种障碍,至于学生创新思维的培养问题,基本上是谈不上的,也就是最终对学生智力的发展严重不利。
4.实践教学中实验做得不多,其效果不尽人意
现在的物理实验教学,我们在调查中发现,主要效果不好是在于实验课基本上没有做实验,在在老师的讲解和演示中完成了该部分内容的。也就是我们说的以讲你做或叫"黑板实验"的情况就出现了,这也是如今普遍存在的一种现象。有时候,即使有实验在做,也同样存在不少问题,比如学生在实验前没有老师的指导,于是不去提前了解要做的是什么实验,要到达什么样的目的,于是在一上课做运用实验时,就会无从下手。也有实验结束后,不去总结实验的得失,或是即使一些演示实验,由于班上学生多,也不是每个人都能看清楚,从而出现实验效果大打折扣的情况。
以上实验教学的现状,极大地影响着物理教学质量,与物理教学目的、教育改革的要求和物理实验教学重要地位很不相称,与时展对人才的要求很不适应。为了促进实验教学的改革与发展,全面提高实验教学质量,我们应当看到当前初中物理实验教学中的薄弱环节,是有很多方面的原因。也应针对初中物理实验教学中存在的问题,从素质教育的高度,从这些制约因素出发,进行初中物理实验教学改革,使实验教学能充分发挥其在素质教育中的特殊作用。要加快实验教学改革的步伐,全面提高实验教学质量,必须采取相应的应对策略。
当然,为了促进实验教学的改革与发展,全面提高实验教学质量,我们应当看到当前初中物理实验教学中的薄弱环节,是有很多方面的原因。在分析问题、解决问题的时候也应从这些方面进行,应针对初中物理实验教学中存在的问题,从素质教育的高度,从这些制约因素出发,进行初中物理实验教学改革,使实验教学能充分发挥其在素质教育中的特殊作用。参考文献:
关键词:实验探究;初中物理;教学策略
1问题提出
《课标》(实验稿)在“课程性质”中明确指出:义务教育阶段的物理课程主要价值体现在:“⑴通过实验探究,使学生经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度.⑵通过科学想象与科学推理方法相结合,发展学生的想象力和分析概括能力,使学生养成良好的思维习惯.”[1]可以说,任何物理规律的形成都离不开物理实验这个坚实的基础,它的重要性不言而喻.然而,在日常教学活动中,很多教师对教材中实验资源并不重视,甚至认为实验探究是在浪费时间.有时候,教材中明确要求的学生分组实验也被“缩水”成了演示实验,甚至变成了观看实验视频,至于教材中每一章节后面小制作、小发明更是成了师生眼中的“弃儿”. 在很多情况下,学生的探究活动也是依照教材步骤进行“模仿”,所谓结论归纳也是“假象”背后所结的“涩果”.
基于以上问题,笔者结合教学实践进行了深入思考,期望找到适合初中物理实验教学的基本策略.现以“探究杠杆的平衡条件”实验方案为例,与广大同行一起探讨,以期对将来的实验教学有所增益.
2对探究活动中三个重要环节教学策略的探索
21猜想假设科学有据
众所周知,猜想假设是进行实验探究最重要的一个环节,它是指明整个实验探究方向的“灯塔”.任何物理概念的建立、物理规律的形成都是源于生活中物理现象的抽象概括.实施物理实验教学的过程,也正是引导学生重温先哲科学探究的过程.换而言之,科学的猜想假设就是顺利实施科学探究的“凤头”,唯有贴近学生所熟悉的生活情境,符合所处年龄阶段对事物的认知特点,探究活动才是有效的,才能成槲锢砉媛山ü骨坑辛Φ摹敖攀旨堋.
笔者在进行“探究杠杆平衡条件”部分内容教学时,发现教材中实验方案存在两个不足之处.其一、从标题明确了该实验应为探究性实验,但按照教材实验方案来看,却是一个验证性实验,只要求学生按照所设计好的步骤按部就班的“探究”.笔者认为这样的设计方案缺失了本实验活动的探究性本质.其二、教材中实验方案直接告知影响杠杆平衡条件的因素,缺少了探究活动中的最重要一环――猜想与假设.那么,在日常教学中如何才能处理好这些问题?笔者现将自己对本实验教学设计过程呈现如下,与同行一起探讨.
教学片段1对影响杠杆平衡因素的猜想
师:同学们,你们见过用杆秤称物体重量吗?(展示杆秤实物,如图1所示)
生:见过.在市集上小贩常用它来称量物体的质量.
师:很好,看来大家对它并不陌生.但是你们想过在用它称物体时,它实际上相当于什么?
生:杠杆.
师:是的.若将重物对秤钩的拉力看成动力F1,则秤砣对秤杆的拉力属于什么力?常用什么符号来表示?
生:秤砣对秤杆的拉力为阻力,常用F2来表示.
师:杆秤的支点又在哪儿?
生:在提纽处.
师:可是,许多杆秤有两个提纽,难道一个杠杆可以同时存在两个不同的支点?
生:我看见过小商贩提距秤盘较远提纽无法称物重时,常改用靠秤盘较近提纽进行称量.我想这两个位置不同的提纽可能是杆秤两个不同大小量程的悬点,也可以看成不同情况下杆秤的两个支点.
师:回答非常的棒!老师为你点赞,你平时一定是一位爱观察、好动脑的小家伙.
师:现在,老师将重物的质量再增大一些,物体对秤杆的拉力也就增大,保持其他条件不变,秤杆是否还能处于水平位置平衡?
生:不能.
师:这说明了秤杆的平衡与什么有关?
生:与力的大小有关.
师:若将所悬挂秤砣的位置向左或向右移动,保持其他条件不变,秤杆还能处于水平位置平衡吗?这又说明了什么?
生:不能.说明秤杆的平衡与力的作用点有关.
师:若用手指推动悬挂秤砣细绳,保持其他条件不变,杆秤还能处于水平位置平衡?如图2所示.这又说明了什么?
生:不能.秤杆的平衡也可能与力的方向有关.
师:若只调换不同的提纽,保持其他条件不变,秤杆还能处于水平位置平衡吗?这又说明了什么?
生:不能.秤杆的平衡还与支点位置有关.
师:通过上面的分析发现,杠杆的平衡不仅仅与力的大小、力的方向、力的作用点有关,也与支点的位置有关.然而,力的三要素直接决定力的作用线,且支点到力的作用线的垂直距离决定了杠杆的力臂大小.因此,杠杆的平衡可能除了与力的大小有关外,还与它们所对应的力臂大小有关.
设计意图:利用上面的设计方案可以避免教材中生硬的灌输式将杠杆平衡影响因素强加给学生,借助学生比较熟悉的生活现象,采用问题引导与演示操作相结合的教学方式,成功的为学生搭建思维的阶梯,让他们在不知不觉中实现了杠杆平衡影响因素的科学猜想,也使他们深刻体验到科学猜想是有证可查、有据可依的.
22探究过程切忌以“偏”概“全”
实验方案的设计要尽可能凸显物理规律的普适性,不能为了实验探究活动的方便,以特殊情形代替普遍行为,这样得出来实验结论将缺乏说服力,也不具有普遍的意义.整个实验探究过程需要层层递进,教学生以严谨求实之风,[2]通过真实的探究活动,为实现探究目的提供强有力的证据,此过程可称为探究环节中的“熊腰”.
笔者在利用教材中实验方案组织教学时,发现大多数学生只是按照教材实验步骤按部就班的操作,甚至还有不少学生连弹簧测力计也不使用,直接在杠杆两边悬挂钩码,只改变钩码悬挂的位置或数目,经过一番“热烈”的探究活动之后,最终也得出所期望的结果.
若仔细思考就会发现教材中实验方案存在诸多弊端.其一、不利于学生对力臂概念的理解.甚至会错误引导学生把力臂当成杠杆支点到力的作用点的距离,成为了正确理解力臂概念的误区.其二、存在以“点”代“面”之嫌.教材中所设计三个步骤,同属于一种特殊情形,即对杠杆作用力垂直于杠杆自身且动力、阻力分别作用于杠杆支点的两端情形,具有典型片面性.基于以上两个方面考虑,笔者将自己所设计实验方案呈现如下.
教学片断2“探究杠杆平衡条件”教学实录
师:同学们,若按照教材实验方案进行,实验之前为什么需要将杠杆调至水平位置平衡?
生:为了使杠杆的重心位于杠杆支点的正下方,防止出现杠杆自身重力及对应力臂对杠杆产生转动效果,便于消除杠杆自身重力对实验的影响.
师:调节时又有什么技巧?
生:我认为应该和天平的横梁平衡调节方法相同.杠杆哪端高,平衡螺母向哪端调节.
师:回答的真好!然而,在实验过程中,也需要使杠杆处于水平位置平衡,这又是什么目的?
生:便于通过杠杆上刻度直接读出力臂的大小.
师:没错,这是一种非常特殊的情形.若老师改变弹簧测力计对杠杆的拉力方向,弹簧测力计的示数会发生怎样变化?拉力所对应的力臂有变化吗?
生:弹簧测力计的示数会变大,它对应的力臂也变小了,并且它也不在杠杆上.
师:若将弹簧测力计悬挂位置和钩码位于杠杆支点的同一侧,且保持它对杠杆拉力方向为竖直方向,能否正常进行实验?
生:可以.
师:若只改变弹簧测力计对杠杆拉力的方向,弹簧测力计的示数会发生变化吗?所对应的力臂是否也会随之发生变化?
生:弹簧测力计的示数会变大,所对应的力臂将变小.
生:在老师指导下分组进行实验探究,并将实验数据及时填写在自己所设计的表格中.如下表1所示.
设计意图:笔者从物理规律具有普适性的角度考虑,将教材中实验设计由特殊证改进为全方位探究,体现了物理规律的建构是源于实验多角度、全方位科学探究的结晶.而且,在探究活动过程中,教师创设一系列螺旋上升的问题链,让学生在逐层解答,拾级而上,[3]最终实现了知识的自我建构.
23规律建构注重科学方法
在进行物理规律建构时,往往是通过对相关实验数据分析处理的基础上抽象概括得出的,其中常见的科学方法有:和差方法、比值方法、乘积方法、公式变形法、图示方法等,而这些方法都是基于数学应用的物理思想方法.[4]在引导学生分析处理本探究过程中所记录的数据时,笔者是教学过程设计如下.
教学片断3“杠杆平衡条件的建构”教学实录
师:对于实验数据处理,一般利用与数学知识相关的较为简单的和、差、乘、除进行尝试,很多情形下能够找出它们之间关系.
师:若从和、差角度考虑,对于杠杆的平衡条件,你们会作出哪些猜想?
生1:F1+L1=F2+L2
生2:F1-L1=F2-L2
师:同学们,但是力与力臂是完全不同两个物理量,他们能够进行相加减吗?
生:不行.
师:很显然这两种猜想是错误的.我们是否可以利用乘积、比值等方法去试试?大家又会作出哪些猜想?
生3:F11L1=F21L2
生4:F1L1=F2L2
师:没错,上述猜想具有一定的科学性.尽管两个物理量的单位不同,通过比值或乘积关系可以将单位约去.
师:然而,这仅仅是猜想,还要结合实验数据进一步验证它们是否成立.
生:将实验数据带入猜想公式进行验证.结果发现上面第4位同学猜想是正确的.
师:是的.古希腊著名科学家阿基米德也是通过大量的实验事实总结归纳出这一规律的,即为杠杆的平衡条件,又名杠杆原理.
师:若进一步分析实验数据还会发现:当动力臂大于阻力臂时,动力和阻力是什么关系?可能是什么类型杠杆?
生:当动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力,属于省力杠杆.
师:当动力臂小于阻力臂时,动力和阻力又是什么关系?可能是什么类型杠杆?
生:当动力臂小于阻力臂时,动力大于阻力,属于费力杠杆.
师:同学们分析的非常正确,不过还有一种情形,当动力臂恰好等于阻力臂时,动力也等于阻力,属于等臂杠杆.
……
设计意图:物理规律的抽象概括需要充分考虑学生的认知特点和对已有知识的灵活应用,还要适时对学生进行一定的物理科学方法教育.使学生既可以从较为简单的和差、乘积、比值及正比、反比等方法分析问题,也可以从特殊情形过渡到普遍规律演绎推导,以求实现实验探究的最终目标.同时,也要注重课堂教学的生成,使其为下一步的学习做好铺垫.例如,通过对实验数据的分析,自然而然的得出杠杆不同类型的分类,这区别于一般先结论后应用分类教学方案.
3结束语
高效的物理课堂必须以实验探究活动为载体,通过学生积极主动参与、亲身体验、实验探究,才能更有利于学生对物理规律的有效建构.[5]在实施教学过程中,充分考虑学生认知特点的基础上,巧妙的借助生活情境加以引导,努力处理好探究活动的科学猜想环节,适时的对学生进行科学思想方法的教育,力争将实验探究活动的目标顺利实现,以期提高初中物理课堂教学的效益.
参考文献:
[1]全日制义务教育物理课程标准(实验稿)北京:北京师范大学出版社,2006:6
[2]董子贵巧铺垫重实验抓住本质是关键[J].物理教学,2013(1)39-40
[3]吴志明递进式问题链的教学设计与应用[J].物理教师,2015(1)33-36
一、由单一重实验基础知识向重视实验知识与技能、过程与方法的全面考查转化
示例:小明想验证“用滚动代替滑动能减小摩擦”的正确性,利用以下一些器材:质量相等、带钩的木块A和木块B,弹簧测力计,砝码、棉布,圆柱体铅笔若干,进行实验探究。请完成以下填空:
实验步骤一:把木块A放在水平桌面上,用弹簧测力计________拉动木块,记下弹簧测力计的示数F1,根据________知识,可知F1的大小等于木块受到的摩擦力;
实验步骤二:把________放在水平桌面,将________放在其上方,用步骤一的方法拉动木块,记下弹簧测力计的示数F2;
实验分析:当满足________的条件时,上述结论是正确的。
反思:研究影响滑动摩擦力大小的因素是教材中一个重点实验,本题在该实验基础上进行拓展──验证用滚动代替滑动能减小摩擦的正确性。题中仅以五个填空全面考查了学生对实验原理的理解、实验器材的选择、实验方案设计及实验结论分析等内容,是知识与技能、过程与方法的全面兼顾。实验原理是实验方案设计的理论指导,实验前不弄清原理,必会导致实验的盲目性;实验器材选择是保证实验成功的一个关键因素,它要求学生了解常见实验仪器的作用与使用方法,有的实验器材在选择时还需借助科学方法分析,本题就是应用控制变量法选择器材的一个实例;实验方案设计是实验的核心,是实验原理、器材选择使用的综合体现,理所当然是考查的重点。
二、拓展教材实验,考查学生分析改进实验方案的能力
示例:在测量大气压的实验中,某同学将玻璃板放在桌子上,用吸盘贴在玻璃板上面,用弹簧测力计将吸盘缓慢向上拉,直到吸盘脱离板面,问:某同学做实验时发现弹簧测力计的量程都太小,不能测出吸盘脱离板面时的拉力,请你选择其他器材与这只弹簧测力计组合,测出吸盘脱离板时的拉力,要求写出用到的器材和方法。
反思:题中实验源于教材,是《大气压》内容教学的一个重点。教材所提供的实验方案是一种极为理想的情况,然而在实际操作中会因吸盘面积较大,而弹簧测力计的量程太小无法测出拉力,给实验增添了一定难度。如何改进实验方案?这是对学生综合运用所学物理知识解决实际问题的能力考验,更为激发学生创新意识提供了良好的契机,是物理教学目标的精髓。
三、运用科学原理评估分析实验方案
示例:为了探究并联电路中干路的电流与支路的电流有什么关系,小明同学选择的实验器材是:3节干电池串联作电源、两个标为2.5V字样的小灯炮、一只电流表、一个开关、导线若干,他的实验设想是:首先将实验器材连成图所示的电路,然后用电流表选择恰当的量程分别测出A、B、C三点的电流,分析这一次测量中三点电流的数据,就得出干路与支路的电流的关系。请你分析说明小明同学这一实验方案中存在哪些不足,并提出相应的改进意见。
反思:探究并联电路中干路电流与支路电流关系是学生亲手做过的一个实验,试题巧妙设置易被学生忽视的几个不合理因素,以评估方式考查学生对实验的理解程度。实验评估是对学生能力的较高要求,它要求学生对实验有一个整体上把握,如实验原理、器材、步骤、结论分析等;同时,它也要求学生透彻理解实验的每个细节,如器材优化、步骤顺序、物理学方法等。以往教学中,不少老师担心教学进度而忽视实验中的评估环节,学生缺乏实验思考的机会,大量重点实验把握的深度不够。加强学生评估能力的考查,不仅能有效区分学生的实验能力,更是对今后物理教学方向的引导。
四、巧设实验故障,考查学生灵活运用物理仪器排除简单实验故障的能力
示例:在测定小灯泡额定功率的实验中,所用小灯泡上标有“3.8V”的字样,它的电阻约10Ω。小刚合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器,灯泡都不亮,于是小刚提出以下猜想:A、可能是灯丝断了;B、可能是小灯泡短路;C、可能是变阻器开路。
究竟哪个猜想正确,可根据电流表和电压表的示数进行判断(电流表、电压表均无故障)。下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。
电流表
电压表
判断结果
示数不为零
示数为零
示数为零
示数不为零
示数为零
示数为零
反思:在电学实验中,灯泡不亮、电流表和电压表的示数异常是经常遇到的情况,然而不少学生对类似情况表现出束手无策,其主要原因不外乎有三个方面:一是学生动手实验技能差,不敢动手甚至不会动手;二是对实验仪器的作用和性能认识不够,不能正确使用测量器材进行测量;三是对实验涉及相关的物理学知识掌握比较欠缺,动手操作只是胡乱应付,不知其所然。排除简单实验故障是学生综合实验能力的表现,加强这方面内容考查有助于学生掌握基本实验仪器的使用,培养动手能力。
五、联系生活实例进行探究,全面考查学生实验能力的综合运用
示例:冬天,小星新买了一双尼龙袜和一双棉袜,他发现穿棉袜比穿尼龙袜暖和,那么棉袜与尼龙袜相比,主要是什么物理特性不相同呢?
(1)请你做出猜想。
(2)设计一个实验检验你的猜想,要求写出实验方法。
反思:本题素材源于学生熟知的生活现象,通过学生理性思考作出合理猜想,并设计实验方案来全面考查学生综合运用科学探究要素解决实际问题的能力,同时控制变量法也得到了考查。科学探究要素与控制变量法等科学方法在教材大多数实验中都有充分体现,但有的学生在学习中囫囵吞枣,没能真正掌握其本质,靠机械识记偶尔也能应付教材实验的重现性考查。因此,为了真实考查学生的科学探究能力,以学生生活为本,探究素材不拘泥于教材,是最有效的途径之一。
关键词:物理实验教学; 动手能力; 自主实验; 观察和实验
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)09-055-001
目前我们物理实验教学,课改前后主要存在两种实验教学方式:一种是教师讲实验,然后让学生按照教师讲解的实验目的、要求、步骤去完成,这种实验课缺少问题情境的创设,难以激发学生的兴趣。另一种是在当前课改的热潮下,要求充分放开让学生自由实验,发挥学生的主体作用,实验步骤自己设计,结论学生小组讨论总结,教师不包办。两种教学方式中学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力并没有得到培养,更谈不上探索精神和创造力的培养了。
针对当前物理实验教学存在的现象,我认为要想真正让物理实验课有效,应当从以下几个问题入手:
一、课堂上要让学生充满兴趣
实验课堂上教师要设计一些有趣的活动,新奇的实验,有趣的物理故事,调动学生实验欲望。在教学中,这种出乎学生意料的演示、深入浅出的解释、学生生活中以及科技和社会中的有趣事例、探究性的学习活动和小实验,这些都是激发和保持学习兴趣的重要手段。例如我在学气压时先演示易拉罐中倒入热水,然后倒掉,用橡皮泥封住口,让学生观察有什么现象出现,学生看的目瞪口呆,想了解大气压知识的欲望很强烈,心中充满好奇,学习的热情很高。再如研究压力压强时,教师事先让男女生分别准备好一块木板,一盒大头针,男女生比赛在规定时间内,谁在木板上按下的大头针多,教师事先把男生的一盒大头针去掉尖,其比赛结果必然是男生输了。男生不服气,教师启发学生找找原因。在此基础上让学生猜想,以及设计影响压强的因素实验就水到渠成了。在物理实验教学中,如果没有必要实验的引入,给学生奠定一定的实验基础,学生是无法提出猜想及设计合理实验步骤。但是教师不能只满足于让学生感到新奇或吸引学生的注意,更重要的是善于引导学生运用已有的知识和技能,在解决问题的探究过程中获得成功的愉悦。这样才能使学生的学习兴趣持久地保持下去。
二、教师要变传统“讲实验”为学生“做实验”
让学生从机械的记忆实验、模仿实验转变成以学生为主的“小组式”探究实验,学生大都具有强烈的操作兴趣,希望亲自动手多做实验。教师要充分保护和利用这个积极性,让学生更多地参加实验活动,学生要以研究者的心态投入到研究中去,这样才能发挥出自身的水平,教师的主体作用体现在给出实验课题,提出实验目的,对实验做必要提示和引导,做必要合理的分组,让学生去根据实验的目的,选择实验器材,设计实验步骤,处理实验中出现的各种问题,每组学生自己去思考、分析、讨论,查阅资料,提出实验方案,设计实验步骤,然后实验,得出实验结果,写出实验报告。这样做能使每个学生都得到机会均等的全面练习,又能充分体现工作中的分工与协作。这种“小组式”实验教学方法使得学生的分析思考能力、动手能力、收集信息和分析信息以及学生间的合作能力都得到了一定的提高。
三、实验过程中教师要有效指导
学生分组实验时教师要认真观察每组的完成情况和试验中出现的问题,给予及时的指点,如果指导不到位,学生将会无事可做,如在研究液体压强规律时,一位教师要求学生按照书上的三个小实验自己完成,然后说出看到的实验现象和能得出什么结论,结果教师让学生回答时,几乎没有一位回答出来,答问非所答。再者教师要求学生小组内的角色分工要明确,例如甲负责操作、乙负责记录,或不同学生负责从不同信息源中寻找相关信息;另一方面,组内角色要转换,例如第一次甲操作乙记录,第二次乙操作甲记录。要注意发挥每个学生在探究活动中的作用,不能由少数学生包办代替。例如学生完成液体压强分组实验时,有的教师要求学生利用桌上的液体压强计探究液体内部规律,任务交代下去后,各小组内分工不明确,课堂上乱糟糟,学生都想动手,结果学生只图热闹,二十分钟过去后,没有一组完成实验任务。这就是教师指导不到位,对于液体压强计的使用,实验过程中每组任务不具体,再者实验任务很重,所以完成不了任务,所以教师课前要认真分析实验内容,实验中可能出现的问题,作充分的准备。在总结实验结论时教师也不要包办,要让学生各自发表自己的见解,要让每个学生都有充分的机会口头陈述。在实验过程中,要求学生实事求是,不要凑数据,让学生充分体验探究的过程,安排足够的时间让各种想法、各种观点进行充分的交流和讨论。整个过程离不开教师的指导。
四、设计不同的实验方案
对于容易产生误差的实验,可以让学生设计不同的实验方案,然后分组按不同的方案进行实验,分析实验结果,确定最佳方案。例如在学习物质密度,学生测量液体密度实验时,通过教师的引导,让学生设计测量液体密度的实验步骤,方案一先测量空杯质量,然后把液体倒入烧杯,再测总质量。方案二先把液体倒入烧杯中,测出总质量,然后倒入量筒中后,再测烧杯质量。让全班分成两部分,左边的几组按方案一实验,右边的几组按方案二实验,最后比较实验的结果。分析误差较大的一组的原因是什么。最后确定最佳的方案是方案二,这样的实验安排可以让学生更容易掌握液体密度的实验方法,记忆更牢固,收到事半功倍的效果。通过这样的对比实验,有利于学生对实验误差分析能力的提高。
总之,物理是以观察和实验为基础的课程,好的物理实验能激发了学生学习物理的积极性,培养学生的观察、思维能力,培养了学生动手操作能力和科学探索精神,在物理教学中教师要改变实验教学的方法,让学生主动参与到实验中,发挥学生的主体作用,让实验课真正发挥其应有的作用,把物理实验课真正上“好”,上的有效。
参考文献:
关键词:实验教学;学生实验;创新教育
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)11-244-01
物理是一门以实验为基础的自然学科,它与社会生活联系紧密,以物质的结构、物质之间的相互作用和其运动变化规律为研究对象,具有科学性、实用性、趣味性、开放性等特点。而在初中物理阶段,学生初入物理科学的殿堂,在掌握基础实验知识的同时却不能被现有内容所束缚住而阻碍其兴趣的养成、思维的发展。为了避免其形成对物理实验科学的思维定式,创新能力的培养就必不可少。创新是巩固旧识获得新知的一把钥匙。那么,在物理实验教学中,如何进行创新教育呢?我从以下几个方面进行了尝试和改进。
一、树立创新教育的实验教学指导思想
物理实验教学的目的,不仅是验证原理,让学生理解和掌握已有的书本知识,更重要的是培养学生的科学素养,激发学生爱科学、学科学的兴趣,培养学生的创新能力和实践能力。因此,必须改变传统的“教师讲,学生听,教师演示,学生观看”的实验教学方法。在实验教学中,要求教师从学生的实际能力入手,以学生为主。在教学过程中,适当创设情境使学生的思维一直处于积极探求的状态。
二、创设教学情境,激发学生求知欲
兴趣是最好的老师。有趣而适当的实验不仅能满足学生强烈的好奇心,还能帮助学生理解和掌握知识,而且能激起学生的兴趣,启迪其思维定向探究。
利用惊奇的实验导入新课,让学生观察到意想不到的奇特现象,唤起学生的注意,引起学生思考,从而使学生产生强烈的求知欲望而希望深入研究,这是一种相当普遍的实验导入方法。。例如:“大气压”是比较抽象的概念,新课引入时,可以先演示窄口瓶“吞”鸡蛋的实验,吸引学生们的注意-力,并说明这就是大气压现象,那么什么是大气压呢?在学生兴趣被激发的情况下转入新课教学。当学生明白大气压的概念后,为了加深其印象,接着我会将一只玻璃杯灌满水,用一张塑料卡片盖在杯口上,再按住卡片把水杯倒过来。问,当把手移开后,会产生什么现象?松手后学生观察到结果惊讶不已。纷纷议论,这大气压到底有多大?为了满足学生的好奇心和求知欲,我将抽去空气的马德堡半球示出,叫学生推选两个力气最大的男同学来拉,结果用尽力气也拉不开,再换-四个不服气的同学,还是没有拉开,当我把进气阀门打开后,一个人就很轻松的把两半球拉开了。学生即惊奇又信服,对“大气压不但确实存在而且又很大”的结论深信不疑了。
这样通过实验情景,提出问题导入新课。使教学信息具有新奇性,从而使学生产生好奇心和求知欲,极大地激发了学生的探索兴趣和动机,有利于培养学生的创新意识和解决问题的能力。
三、在实践中培养学生的创新精神
物理教学要教会学生知识,不仅要求学生学会,还要学生会学。在实验教学中我注重给学生提供更多的思维机会和广阔的思维空间,激发学生求异创新的愿望,逐渐培养学生从全方位推测、假设和构思中“探视”答案以解决问题的思维方式。初中物理无论是演示实验,还是学生实验,往往给出的实验方案方法单一,无探索性,不利于创新精神的培养。我在教学中,以常见实验知识为生长点,进行引申,让学生发掘其内涵和外延,引导其从多角度、多方位、多层次地进行创新分析,利用尽可能多的方法来设计实验方案,并对各方案进行评价,选择最佳方案,以此来培养学生的创造性思维。
如:测量液体的密度时对质量m和体积v的测定。
方案一:(1)用天平称出空烧杯的质量m;(2)用量筒量出液体体积v;(3)把液体盐水倒入烧杯中称出液体和烧杯的质量M;(4)求出密度ρ=(M-m)/v。
方案二:(1)用天平称出烧杯和液体的质量M;(2)倒入量筒中液体体积v;(3)称出剩余盐水和烧杯的质量m;(4)求出密度ρ=(M-m)/v。
比较两种方案,方案二最佳。因为方案一中量筒中的液体倒入烧杯中质量减少了。因为玻璃对液体来说是浸润的,一部分液体附着在量筒的筒壁上,没有倒入烧杯中,所以选择方案二。
这样,让学生去设计问题,并解决问题,在解决问题的过程中,不仅使学生最大限度地获得物理基础知识和基本技能,沟通了知识间的联系,更重要的是,培养了学生的创新精神。
四、给学生多动手实验的机会,培养学生的实验技能