初中物理实验教学现状及实施策略

2018-03-09 20:12陈风荣
中学物理·高中 2017年8期
关键词:物理实验现状

陈风荣

摘要:物理实验教学是初中物理教学的重点和学生学习物理知识的必要手段,通过实验教学培养学生学习物理学的兴趣,提高实践能力与创新能力,并培养科学素养。本文针对初中物理实验教学的现状和存在的问题,提出相应的教学策略,以全面提高物理教学质量。

关键词:物理;实验;现状;策略

物理实验教学是物理教学的重点和学生学习物理知识的必要手段,是提高学生实践能力与创新能力不可缺少的途径,更是学生科学素养形成所不可或缺的环节。初中物理教学过程便是以实验教学为基础,将知识系统化,进而从认识现象升华到探究本质的过程,这不仅能够激发学生的学习兴趣,同时也大大提高了教学质量。

1当前初中物理实验教学现状

根据教学过程中的切身感受,目前初中教学中把实验教学与物理理论知识衔接融合方面存在以下问题:

1.1硬件现状

(1)仪器设备的问题。由于实验资源不足,各类实验器材无法在所有的学校得到广泛普及,以至于造成部分教师想做实验但缺乏实验器材的情况。新教材要求有与之配套的实验设备,而大多数农村初中物理实验器材要么是前几年“普九”验收时根据老教材的实验配备的;要么是实验器材欠缺,学校长时间不添补,从而新教材安排的很多实验活动都不能开展。

(2)实验的习惯问题。很多学生由于没有动手实验的习惯,再加上没有探究问题的意识,总认为动手实验浪费时间,从而布置的实验探究任务不能自觉主动地进行。有甚者进了实验室都不知道实验目的是什么?不知道实验器材如何组装?如何去观察实验现象和记录实验数据等。

1.2软件现状

在当前的初中物理课堂上,真正真实做实验学校和教师较少,大量的概念、结论和规律都是直接给出或用逻辑思维推导出来的,“口述实验”或“黑板实验”的现象仍普遍存在。造成这种现象的原因是主要有:

(1)一些物理教师对实验的重要性在认识上有偏差,重实验结果轻实验过程和分析讨论的过程。他们认为课堂上讲实验比做实验来得快,来得准,效率高。

(2)物理教师在教学的过程中都有体会,准备实验所花费的时间较长,并且需要付出大量的脑力和体力劳动。从而出现不少物理教师用媒体替代实验,用演示实验替代学生实验的现象。

2初中物理实验教学应对策略

针对上面提到的当前初中物理教学的现状以及存在的一些问题,下面谈谈笔者在物理实验教学中的几点肤浅认识。

2.1用低成本实验理解物理知识

物理实验教学的目的是对相关专业知识点讲解时通俗易懂,所以提倡用随手取材的实验先激发学生的好奇心和求知欲,然后在学生已掌握知识的基础上通过实验来形象化认识,并使其系统化、规范化、严谨化。

如在“探究声音产生条件”时采用实验的方法,其中拨动绑在纸盒上的橡皮筋的小实验材料简单、操作容易,物理教学时对于简单的、易操作的小实验让学生自己做。再如在“探究声音在固体中传播”教师设计了一个很经典的小游戏——土电话,这个简单有趣的小游戏不仅能够帮助学生更加直观地了解声音方面的知识,而且还可以通过让学生自己动手、自己感受来激发学生对物理产生兴趣。

那么如何让实验具有趣味性、探究性,又具有知识性和系统性呢?如讲解光在均匀介质中沿直线传播的实验设计,是这样的,先是提出一个问题:夜晚,打开电灯,房间立刻变得明亮。光是如何照亮整个房间的?先让学生思考这个问题,然后进行试验:

(1)在桌面上豎放三个带小孔的纸板并调节是三个小孔的高度大致处于一条直线上,用手电筒从一边照射,看手电筒的光能否通过三个孔;

(2)取一张铝箔纸在上面扎几个小孔,把铝箔纸包裹在一个灯泡上,通电使灯泡发光。其次通过以上实验得出结论:光在均匀介质中沿直线传播。最后用易拉罐做成“针孔照相机”解释小孔成像的实质,这样学生的认知水平不会出现断层,而且用低成本实验理解物理知识更具有说服力。

针对现在学生动手少、对身边的现有资源应用得少、亲身经历少这些现状,教师要指导学生利用身边的生活用品、学习用品等器材制作小制作、小发明,既符合学生的身心特点,又能学到物理知识。这样实验教学不仅生动有趣,而且学有所得,这才是最好的实验。

2.2捕捉生成性资源

俗话说“预则立,不预则废”,所以实验前要做好充分准备,尽早发现实验过程中可能出现的问题,尽早拿出可行的解决办法和措施。

(1)要做到心中有实验。有些实验受多种因素的影响,学生探究时很可能不能得出完善的结论,这就要求教师在课前先做一遍,发现和想到可能出现的问题,找到解决问题的办法和措施,以便在学生探究的过程中能够有的放矢地指导、点拨。

如“探究冰、烛蜡的熔化特点”实验,教师课前不去先实验,就不知道学生在做的时候因为熔化速度快,来不及观察现象和记录数据;吸收热量却不升高温度等现象的出现。

(2)要做到对实验要有“数”。在探究实验的基础上,要能全面而系统地掌握知识的内在联系,抓住实验课的教学目标,抓准实验重点和难点,结合学生的实际情况,进行实验的再处理,对实验内容做适当的补充、拓展。让学生学会观察,学会记录,学会处理数据。有的放矢的去寻找实验课有效的教学方法和手段组织教学,让物理实验课堂变得更精彩、有效。

例如:利用“气球”就能很好地进行实验的再处理,对实验内容做适当的补充、拓展。将一个气球放在机械手表与耳朵之间,可验证声音在固体中传声效果比气体中好;手压气球,气球变形,引入形变的概念;一只手压在气球上,另一只手的食指顶住气球,改变压力的大小,可验证影响压力作用效果的因素;把气球放在钉板上,再把木板放在气球上,向木板上施加一定的压力,气球变形但不会被刺破,可验证通过增大受力面积减小压强;向悬挂着的气球的一侧吹气,可验证流速与压强的关系;用气球自制“喷气火箭”,不仅可以说明物体间力的作用是相互的,力能改变物体的运动状态,内能转化为机械能,而且又可练习运用速度公式计算出其通过全程的平均速度等等。这种用一个器材生成若干个实验资源对于复习知识点时很有效,不仅复习了知识点,又培养了学生的发散思维。endprint

2.3以学生的自主合作实验为主,体现科学探究的过程

在进行实验教学时教师要鼓励学生大胆发挥自己的联想与想象,要勇于做出各种假设,并且要引导大家对于自己的各种假设进行有效验证。这样的教学过程能够充分体现学生的学习自主性,有了这种有效的独立探究后学生们对于知识的理解与体会才会更深刻。当然学生自主合作探究期间,教师要进行巡视,及时发现问题并及时点拨,抓住每一个闪光点资源。

如在探究电流与电压、电阻的关系时,第一步:提出问题:如果电源电压大于灯泡允许的电压,就需要串联一个定值电阻,如何选择这个电阻?第二步:猜想、假设。引导学生考虑通过导体的电流与电压、电阻有什么关系?学生经过讨论,提出了下列猜想:电流可能与电压成正比、与电阻成反比。第三步:设计实验。怎样用实验来检验猜想?组织学生深入探讨:怎样改变变量及控制变量?引导学生提出实验方案。第四步:实验探究。强调滑动变阻器接法、调节和运用控制变量法。第五步:交流与评估。组织学习处理数据并归纳总结得出电流与电压、电阻的关系,再根据数据画出图像,进一步说明电流与电压、电阻的关系。

有效的自主探究实验的展开不仅使学生很好地认识相应的知识点,同时学生独立探究的过程中也很好地掌握了初中物理研究的基本方法,这对于学生的逻辑思维能力与实践探究能力的掌握都有极大的促进意义。

2.4培养学生实事求是的科学态度和较强的创新实践能力

新教材安排了一些小制作、小实验和综合实践活动,学生通过经历实验过程,学习科学实验方法,培养实验探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度。

如用扎有孔装满水的饮料瓶探究液体内部压强特点、用易拉罐做小孔成像等等,都有意加强了对学生动手能力的训练,要充分利用好这一资源,不要轻易放过。要鼓励学生自己独立完成,特别鼓励学生用身边的废弃物做实验,让空矿泉水瓶、废纸、蜡烛头都能变废为宝,使学生感到物理并不神秘,也不深奥,与生活很贴近,从而更加喜爱动手实验,创新实验。

当然,培养学生的创新和实践能力要有针对性地开展,不能走极端,不能为实践而实践,为创新而创新。在如制作简易的密度计,这个综合实践活动的关键是:如何使细管竖直漂浮在水中?如果实验中没有让细管竖直漂浮就用这样的密度计测未知液体的密度,毫无疑问测量值误差较大。那如何改进?有的学生说:“将一些铁丝从细管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来,使其竖直漂浮在水中。”有的认为:增加铁丝的质量;有的认为:用橡皮泥作为配重物。并把这些都试了试,发现仍不能较好地竖直漂浮在水中。有的学生提出:用小刚球替代铁丝;有的认为:可能与细管的直径和长度等有关。通过不断地改进,解决了。如何在密度计上标刻度?常规的做法:直接用笔在细管的外壁上标,由于空间小难标和细管的外壁较光滑,标记易被擦除,这时学生一致认为:可用笔先画在细长的卡片纸上,再将其插入透明的细管中。结果发现密度计上的刻度线过密,又如何解决?通过问题提示,学生就会在观察实验时有目的、有方向,实验完成后,让学生对上述问题进行归纳小结、反思,这样学生不仅思维充分调动起来,结合实验直观、顺利得出结论并发现新问题,而且使学生从原有的感性认识上升到理性认识。

当然学生根据实验现象总结得出的结果与理论结果往往会有差别,虽然差别可能不大,但是如果常忽略、不关心、不分析,久而久之,学生就会养成马虎粗心、敷衍了事的习惯。因此要重视实验中的细微差别,才能引导学生改进实验方法,严格规范操作、细致认真观察、深入全面思考。因此在学生顺利接受知识的同时,更应注意培养学生严谨的作风,实事求是的科学态度。

2.5发挥物理学史的价值,提升科学实验的素养

《物理课程标准》在其“课程目标”的“知识与技能”维度中明确指出“了解物理学及其相关技术发展的大致过程,知道物理学不仅含有物理知识,而且还含有科学研究的过程与方法、科学态度与科学精神”。随着学习的深入,实验操作能力的增强,此时让学生动手做实验,所学的知识不仅得以巩固和应用,重要的是在实验中找出探索知識的一些基本方法,逐步养成具有像科学家们细心观察、积极思考、坚持不懈的精神。

如在“探究感应电流产生的条件”时,先演示:在闭合开关,发现小量程电流表的指针不偏转后,断开开关,依次更换磁体:小磁针、条形磁体、u形磁体,闭合开关,发现指针均未偏转后,学生很失望,怀疑磁不产生电。教师看似“忘记了”断开开关,将磁体从导线旁拿走,学生意外发现了指针发生了偏转。在实验探究过程中,多次实验失败后,教师似乎忘了断开开关,无意间将磁体拿走,此时学生意外发现了磁能产生电,这跟历史上法拉第发现电磁感应现象一样,这似乎就是一个历史重演,吸引每一个学生参与其中,亲身感受实验失败的沮丧,意外发现惊喜。紧接着学生动手实验,探究“运动”是否是磁生电的充分条件?怎样的运动才能产生电流?学生尝试不同方向的运动,得出产生感应电流的条件。

在这样的探究体验的基础上,不仅让学生理解科学家的研究工作,也能积极评价自己的探究活动。

总之物理教学离不开实验,实验教学的改革为我们探索物理教学规律开创了思路,在当今物理教学中,要坚持用精彩的实验吸引和感染学生,用朴实的实验打动学生,用成功的实验激励学生,用科学的实验引领学生,真正做到让实验走进物理课堂,让实验走进教师和学生的心中。endprint

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