提升初中物理实验教学“效度”的实践与思考

2019-04-25 00:10于潮
中学教学参考·理科版 2019年3期
关键词:实验创新效度实验教学

于潮

[摘   要]文章以九年级上册苏科版物理教材《初识家用电器和电路》的教学为例,从教材设计的调整、物理实验可视化的提高、学生实验能力的培养三方面进行研究分析和设计改进,注重教学的引入和教学过程,培养学生的实验能力,从而提升物理实验教学的“效度”。

[关键词]实验教学;实验创新;教学效度

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2019)08-0052-02

物理教学离不开物理实验,因此物理实验教学是物理最重要的教学方式之一,它既指教师通过实验,把物理现象展示给学生,从而探究出某个物理规律的过程;也指教师通过引导,让学生针对某个物理现象,自己设计并完成实验,找到物理规律的过程。但是一些教师把物理实验教学仅仅理解成做物理实验,设计一些只为博人眼球,只强调结果,而不注意引入和过程的实验,这样的实验教学,学生往往就像看了场电影,待实验结束后,其实什么也没学到,因此,我们必须提高物理实验教学的“效度”。

苏科版初中物理教材中,《初识家用电器和電路》是电学的启蒙章节,物理实验教学在这节里的运用尤为重要,笔者在教材的调整、物理实验可视化的提高、学生实验能力的培养三个环节分别进行了思考、设计和改进,取得了比较好的教学效果。

一、调整教材的原有设计,提高学生主观能动性

教材的设计,一开始展示了一些电器,然后介绍电器和电源及其能量的转化,再从手电筒的电路研究起步,引出电路的三种状态,最后介绍电路图。很明显,教材是以建构电学知识为主,实验教学为辅的一种设计,很严谨。但在实际教学中,发现在一开始讲解电学知识时,有一部分学生容易被电学器材吸引,又有一部分学生表现兴趣不浓厚,导致听课效率低。而在做实验时,学生也就仅仅是完成一项任务,做实验缺乏与知识的联系,导致实验做完,收获甚微。为了提高本节课的物理实验教学“效度”,可对教材做一些调整,让本节内容以实验教学为主,在实验的过程中,构建电学知识框架。

教材设计了一个手电筒亮起来的实验电路,教师可以此实验为背景,给学生准备如下器材:一盏小灯、一个开关、两节干电池、若干导线,设计三个活动板块:1.连一连,让身边的小灯亮起来;2.比一比,看谁使小灯熄灭的方法多;3.画一画,画出正确美观的电路图。以一个让小灯亮和灭的物理实验,贯穿整堂课,让学生一边做实验,一边构建知识体系。

学生在小学学过科学,所以给他们的电学器材,他们都见过,会捣鼓。事实证明,这样的推测是正确的。第一个活动,大部分学生都能使小灯亮起来,有一部分学生没有使用开关就使小灯亮起来了,有一部分学生没能使小灯亮起来,这些现象对接下来的知识讲解,起到了很好的实例铺垫作用,教师正好利用这些现象,给学生介绍电路的基本组成部分及其各自的作用,并详细讲解一下电源和用电器的能量转化情况。

紧接着,第二个活动,想办法让小灯熄灭。一个看似简单到让人感觉根本无须去做的一个活动,却不知对初次学习的学生来说,其实他们会想到很多不一样的方法。有一组学生居然说他们想到十几种方法让小灯熄灭。学生大部分的方法都是采用断路的方式,让小灯熄灭,也有个别学生捣鼓出短路的方式,让小灯熄灭。教师利用学生实验的结果,引出电路连接的三种状态,并详细介绍电路连接的注意事项。

最后,第三个活动,画一画,让学生画出自己连接的电路图。没学过电路图的学生画的都是实物图,画得慢且不说,最大问题是,画得还不像,这让大部分学生感觉很苦恼和困惑。这样画电路图,岂不太麻烦了?于是教师就把电路元件符号介绍给学生,告诉学生,其实我们都是用这些符号代替电学实物去画图,画出来的图称之为电路图,简单易懂。

最终,一堂课,一个学生实验,让学生一边动手,一边思考,发现问题,解决问题,总结归纳,从而掌握整节课的知识,让物理实验真正成为学生探究的实验,提高学生的主观能动性,提升物理实验教学的“效度”。

二、提高物理实验的可视程度,便于学生认知

本节教材的难点是让学生了解电路短路造成的危害。由于学生是初学电路,对于短路,不可能通过电学原理去跟他们解释,所以只能通过让学生体验短路实验现象,认识短路的危害,为以后理论知识的学习做铺垫。

教材对短路的教学,只是直接通过文字告知学生:绝对不允许不通过用电器将电源两极直接用导线接通,以免损坏电源。不做实验,显然学生就是死记硬背,这不符合目前物理实验探究教学的理念。

一般情况下,教师给学生一节干电池,一段导线,让学生做一个简单的短路实验,学生在做实验的过程中会感受到导线、电池发烫,从而认识到短路的危害。这样做很好,既锻炼了学生动手实验的能力,又让学生亲身体验了一下短路的现象。不过,在实际生活中,短路往往容易引起火灾,因此,教师可在原实验基础上,再设计了一个短路演示实验,让学生亲眼看到短路的危害。

为此,笔者做了各种尝试,用极细的铜丝和铁丝直接接在干电池两极,只是发烫,无法烧断,在上面包纸和塑料皮套,也无法着火。串联多节干电池,结果还是如此。网上资料显示锡箔纸有很好的效果,于是笔者改用锡箔纸接在干电池两极,也只是发烫,没烧起来,干电池串得再多,也是一个效果,因为电源有内阻,所以干电池串得多也没用。于是笔者想到改变电源,正好身边有强光手电筒18650锂电池,电压为3.7V,拿来一试,第一次就成功了,锡箔纸一会儿就烧断。后来笔者对锡箔纸进行改进,把它剪成两头宽中间窄。把这样形状的锡箔纸接在18650锂电池两极,中间窄的部位由于电阻相对较大,产生热量多,瞬间就发红、燃烧、断裂,现象非常明显,学生看得也非常震撼。

三、提高学生的实验能力,落实教学三维目标

义务教育物理课程要求:通过物理学习提高学生的科学素养,让学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面得到发展。在初中物理教学中,笔者认为应让学生体验过程,感悟掌握方法为主,学生学会了方法,就能在探究过程中掌握知识与技能,从而最终在情感态度与价值观上得到升华,真正做到自主学习,独立探究。

这就要求教师在初中物理教学中分清主次,以培养学生实验能力为主,使学生逐步提升实验探究的能力。

要做到这一点,教师的辅助是很重要的,教师在备课时,就应考虑如何引导辅助学生独立完成实验探究。

所以在《初识家用电器和电路》这节中,没有一开始就给学生讲解电学知识,而是让学生连电路,让小灯亮起来。学生连正确了,得到了锻炼,同时也增加了实验的自信心;连错了,没事,教师在一旁鼓励纠正,让学生积累宝贵的实验经验。然后,再让小灯熄灭,大部分学生想出各种断路的方式使小灯熄灭,个别学生做出短路实验,让学生相互讨论自己的实验现象,最终总结,既锻炼了学生的动手能力,又培养了学生的团队协作精神,从而培养学生的探究思维能力。最后让学生把自己连接的电路图画出来,让学生真正做到,自己开始实验,自己结束实验,自己从实验中获得知识。

教育就像一项运动,但它不是短跑,而是一场马拉松式的长跑。作为教师,绝不能急功近利,一味地为了分数而教学。学生总有离开教师去外面自己闯荡的那一天,提高物理实验教学“效度”,让学生在物理实验过程中,不仅学到物理知识,还培养实验探究能力,教会学生自主学习的方法,提升学生自主学习的能力。

(责任编辑 易志毅)

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