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一、重视基本测量仪器的复习
物理是一门以实验为基础的学科,实验是物理学科的灵魂,而要求学生正确使用测量仪器是做好实验的前提.中考中对测量仪器的考查是重点.而有些老师往往却忽视了实验复习中最基本的部分,所以进行实验复习之前,应对课程标准中列出的测量仪器进行认真复习,复习时可采用对比复习的方法,找出异同点,便于学生记忆.
初中物理中,用到的测量仪器:刻度尺、温度计、托盘天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表等等.使用这些测量仪器之前必须注意它们的量程、分度值、零刻线的位置(或校正零点)等.复习电流表和电压表的使用方法时,可以归纳出它们的异同点,相同点:①被测电流,电压都不能超出量程;②电流都应“+”进“-”出.不同点:①电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路中.②不能把电流表直接接到电源两端,而电压表可以直接接到电源两端.这样便于学生对比记忆,效果更佳.其中对学生容易混淆的测量仪器在复习时一定要讲解清楚.例如托盘天平是测物体质量的工具,而弹簧测力计是测量力(包括拉力,重力等)的工具.
对这些基本测量仪器都要做到熟练使用,其中有一些重要的仪器还要了解它们的原理,正确使用的步骤及注意点等.如常用温度计的原理是根据测温液体热胀冷缩的性质工作的.使用它的正确步骤:①估计被测液体的温度;②选择量程合适的温度计;③测量液体的温度.次序不能颠倒.如果学生不能正确的使用这些仪器,就谈不上用它们去做好实验,更不可能设计实验.对基本测量仪器的掌握是实验复习中最基础的一部分,千万不能轻视.
二、注重实验过程中细节的复习
科学探究的过程一般包括提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个基本要素.根据《物理课程标准》的要求,最近几年中考中突出对科学探究过程中核心要素的考查,更注重对学生实验过程中细节的考查.这要求教者在进行实验复习时,不仅要认真复习实验原理,实验器材,实验方法,实验方案等等,还不能放过实验过程中的细节问题.例如,探究水沸腾的特点时,除了每隔一分钟要记录水的温度,千万不能忽视还有一些细节:注意观察水沸腾前和沸腾时水中气泡的变化情况,注意聆听水沸腾前和沸腾时声音的变化情况.再如探究冰的熔化规律实验中,为什么用较小的碎冰块实验效果更好?其主要原因并不是使冰块受热均匀,而是让温度计的玻璃泡与被测物体(冰)能更充分接触.上述问题考查的就是实验中的细节问题.因此,笔者认为在中考实验复习时,有些重点实验,如测量小石块的密度,探究杠杆的平衡条件,伏安法测小灯泡的电功率等实验可以让学生重做一遍,不要害怕浪费时间,实验中的有些细节会在学生脑海中留下更深的印象.如此一定能够起到事半功倍的效果.
三、注重实验思想方法的复习
分析近几年的中考试卷可以看出,对实验探究考查的各种题型中,把对实验思想方法的考查放在了首位.当然,出题者通常把实验思想方法隐藏在题干中,作为参考者要能在考试中一眼击中要害,就要求复习课本中的每一个探究性实验时,更应注重对实验思想方法的复习.在所学的知识中,学生对实验方法的掌握才是其根本.
初中物理中所涉及到的实验方法有很多,如控制变量法,转换法,推理法,模型法,类比法,归纳法,等效替代法等等.而控制变量法,转换法的应用最为普遍.对这些实验方法都要求学生理解,掌握并能活学活用.这样在中考中,才能做到胸有成竹.
如复习影响滑动摩擦力大小因素的实验时,控制变量法就是其主要实验方法.教者复习时就应重点复习接触面粗超程度一定时,探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响,在压力大小一定时,探究接触面粗超程度对滑动摩擦力大小的影响.在二轮实验专项复习时,可以把初中阶段凡是应用控制变量法的实验一一罗列出来,便于学生形成知识网络,更易于掌握.如影响压力作用效果大小的因素;影响动能大小的因素;探究电流与电压、电阻的关系等等.
在整个初中阶段有些实验方法运用不多,复习时可以单独列出,便于学生掌握.如实验推理法只有两处用到:一是探究真空不能传声;二是探究阻力对物体运动的影响.
四、利用实验将知识进行串联,提高学生的综合能力
初中的物理课程,有助于逐步促进学生认知能力和科学探究能力的进一步发展。物理实验课程是符合学生身心发展规律的,物理实验教学的成功于否,直接关系到学生能力的培养和物理教学的质量。
1 教师要真正当好导演这一角色
导演的任务是指导演员准确地完成表演任务。老师也是这样,在实验中指导学生明确实验目的,弄清实验的基本原理和基本方法。指导学生明确实验目的,是让他们做好学生实验的第一步。所谓明确实验目的,即要使学生清楚本实验要解决什么问题及要达到什么目的。如果实验目的不明确,不能根据教材要求很好地理解它,则会在实验时面对眼前的仪器束手无策,此次实验活动必然“收获无几”。也只有明确了实验目的,才能使自己成为实验的主人,为实现真正的科学探究打下坚实的基础。
实验原理和实验方法是指导学生完成实验的根本依据,若不能很好地掌握实验的原理和方法,做实验时就没有了可遵循的原则,当然也多半会在实验中“事倍功半”。在这个过程中,教师既要告诉学生知识的要点,也要让学生有自我发现的乐趣。既有有组织的指导预习,也应让学生自主学习与本实验有关的知识和方法。
2 教师要精心设计实验过程
物理教师要精心设计学生的实验过程,并根据实验细心选择适合当下学生需要的实验器材。实验的设计包含的要素较多,①注重实验方法;②尽量减小实验误差;③设计的步骤科学可行;④符合初中阶段学生的认知规律等。器材的选择往往被部分教师所忽视,其实,它是实验设计过程中的异常重要的一环,有时甚至能左右实验的成败。
以笔者教学《熔化与凝固》一节为例,其中的一些经验与教训很能说明问题。课前,先确定本节的主线为利用对比法探究晶体与非晶体的熔化、凝固过程中的区别与联系。例如:先在1班上时,师生共同学习了熔化、凝固定义后,很自然地过渡到熔化、凝固过程中的吸放热关系及温度变化规律的探究上来了,共同讨论实验方法时,同学们都认识到物体吸放热不均匀有可能影响本实验,不失时机推出“水浴法”及通过不停搅拌等手段来使吸热均匀。然而“百密一疏”,在冰的选择上,我采用通常的碎冰(即用锤子将冰块一一敲碎)装入大试管,进行实验,结果却并不理想。小结如下:①缺少冰在低温吸热升温而物态不变的过程发现;②冰在熔化过程中,虽经不断搅拌,即温度却仍有小幅振荡;③熔化过程过短(3.5min),不足以在学生中产生强烈印象。然后,在2班上时,我对实验的器材作了根本改变:①变贮冰保温瓶单层为“双层”,在夹层中装入-10℃的20%酒精,从而可控制实验时碎冰的初温达-6℃左右,可让学生发现晶体固态物质在未达熔点前吸热升温 而物态却并不变化的过程;②变碎冰为霜,使颗粒更细小,受热更均匀,甚至无需搅拌;③变水浴为空气浴,即通过冰从空气中吸热给冰“加热”,使冰得以缓慢吸热。实验中,经4~5min后,冰温度达到了0℃,此后经历了“漫长”的15min的熔化时间,这期间学生们还发现这些细冰熔化后形成的一个个气泡在冰水中缓慢上升这一以前老师也未见过的过程,收获到了许多意外之喜。学生们充分理解了“盘中水冰,冰化水水温不升”这句话的含义。
3 教师要努力创造一个相对开放的实验环境
学生实验时,应创造一个相对开放的环境,对其探究内容不规定得过死,否则可能会扼杀了学生的创造性。而开放实验的结果必然会带来百花齐放的局面。例如《光的折射》,我给每位同学准备了一杯热水(热水的水雾可用于显示光在空气中的光路),一只激光手电筒,一张硬白塑料片,一只空塑料杯,一只长吸管等,让学生在学习了光的直线传播及光的反射的基础上,结合自习,自主探究光的折射规律。得到的结论比平时单纯由老师演示得出结论要好得多。
笔者分析课标要求和物理学科的特点,总结了初中阶段学生需要获得的科学探究能力主要包括以下几点:(1)善于观察思考,有发现并提出问题的能力;(2)善于分析联系,能对所提出的问题作出合理的猜想;(3)能设计出可行性的实验方案;(4)能正确使用实验仪器,规范操作,完成实验;(5)能结合数学知识,用科学的方法分析处理实验数据;(6)能用物理的语言准确的表述实验结论;(7)能与他人合作交流.下面以八年级上册教材为例,分析教材是如何逐步培养学生的科学探究能力的.
首先,物理教材的知识内容编排就是按照从具体到抽象的顺序,而贯穿于知识内容之中的探究思维的培养也是有层次地逐步深入的.其编排按照三个阶段进行,即初级、中级和高级阶段.在初级阶段,主要以激发学生的学习兴趣为主,初步体会科学探究的流程,让学生慢慢地形成使用科学探究的方法来获取知识的习惯.如:
活动:探究声音强弱与什么因素有关(图1).
问题:要使鼓声更响些,你会怎么做?
猜测:鼓声的响度可能与鼓面振动的幅度有关.
设计:想出一种能显示鼓面振动幅度大小的办法.
校验:试一试,你的猜测对吗?换个声源(如锣、胡琴、或音叉等),情况又会怎样?
教材以鼓作为实验器材首先让学生产生了浓厚的探究兴趣.进而又提出了“怎样让鼓更响一些”,这个问题对于初二的学生来讲凭已有的知识和经验是可以做出合理猜想的.而怎样设计实验证明猜想的正确与否,恰是本实验的重点.这时老师可以放开课堂,让学生们交流讨论:有的在鼓面上放纸屑观察振动幅度、有的放泡沫小球观察、有的用平面镜观察等等.经过这样的探讨,既能激发学生的学习热情,又能培养孩子爱动脑筋的好习惯.最后,学生们根据讨论的方案自己动手实验,找到正确结论.本实验没有过多的语言阐述,而是通过“想一想”、“猜一猜”、“设计”、“试一试”、“得出结论”这样的探究过程,引导学生体验科学探究的过程.
学生们对实验探究的基本步骤了解之后,教材又提出了更高一些的要求,即进入了科学探究的中级要求阶段.
本实验既是生活中最常见的又是不容易直接观察的,所以对实验的精心设计很重要.如选择烧杯盛装水量多少时,既要考虑方便观察到实验现象,又要考虑实验时间的把握.而要圆满完成本实验,更主要的是看学生有没有安全操作实验的能力,是否能规范使用各种测量工具和器材,这些能力都不是一两天能培养起来的.所以在中级阶段的科学探究活动中,教材更注重学生在实验设计和操作能力方面的训练,如探究平面镜成像特点实验、探究凸透镜成像特点实验等等.实际上,只要同学们在学习过程中多参与、多动手,不断积累实验操作的技能和经验,最终就会形成良好的实验操作的能力.
思维能力,就是人们在感性认识的基础上,运用比较、鉴别、概括、抽象、分析、综合、归纳、演绎、假设和想象等思维的基本方法,形成概念并通过判断和推理,从而获得对事物的本质和规律性的认识的一种能力。物理学的研究和教学中,不论是物理概念的建立,或是物理规律的发现,物理基础理论的创立,还是对前人累积的理性认识的掌握,都离不开思维能力的作用。物理思维需要建立理想模型,采用等效思维方法,必要时还要进行假设并验证,运用数学模型求解物理问题。培养思维能力,既是物理教学的任务,又是提高物理教学质量的保证。
二、新课程背景下思维能力的培养
(一)充分利用课堂教学培养学生思维能力
课堂教学是物理教育的关键性的场所,是培养学生思维能力的主要渠道,优化课堂教学培养思维能力是首要任务。
1.注重物理概念和物理规律形成过程。
在进行物理概念和物理规律的教学时,尽可能地把学生的思维引向问题的最源头,鼓励学生模仿物理学家的样子,在实验或实践的基础上,通过想象和直觉,大胆地提出自己的猜想和假设,并在教师进行点拔、引导,让学生在原有思维层次上,进一步展开理论推理,从而获得物理规律。
2.全面、准确、深刻地理解物理概念和物理规律,培养学生分析问题能力。
新课程教材中的物理概念、规律都是经过物理学家概括、总结而成的。在充分展现物理学家思维过程并得出物理概念规律后,我们要进行深刻理解它,细细去体味概念、规律中的每一个词。教给学生从规律中总结和引出处理问题的思路和方法。解决物理问题的思路和方法,应该从这些物理规律中去寻找,从定律本身的分析中引出解题思路是形成解题思路的基本方法。从定律中找方法,就要求我们对定律本身作深入分析,分析定律中的各个物理量的意义及其相互关系,这不但有利于加深对物理概念的理解,更重要的是有利于提高学生分析和概括的思维能力。
3.新课程物理教学中强化思维训练。
学生思维能力的培养是新课程物理教学的一个重要任务,而培养和发展思维能力必须建立在思维训练的实践之中。教师在课堂教学中,要精心安排好教学环节,给学生一定思考空间。如采用讨论法教学,充分发挥学生的主体作用,当场展现学生的思维过程,让全班同学“集思广益”,教师及时收集反馈信息,从而对症下药,予以纠正。如在讲“牛顿第一运动定律”适当安排时间,让学生讨论“力是物体运动原因还是改变物体运动原因”。
(二)在实验教学中培养学生的思维能力
物理学是一门实验为基础的科学,实验课教学是新课程物理教学的重要一环,因此也是培养学生思维能力的一个重要途径。下面就物理实验教学的几个环节中,谈谈物理实验教学与学生思维能力培养的关系。
1.通过理想实验,培养学生想象能力和逻辑推理能力。
“理想实验”是人们在头脑中塑造的一种具有理想过程的实验,它具有逻辑推理的思维过程,是进行理论研究的一种重要方法。如伽利略的斜面实验,得出运动不需要力来维持,驳斥了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的论断。因此,在物理教学中,大胆启发和引导学生运用思维实验、展开想象翅膀、运动思维、培养学生想象能力和逻辑能力。
2.通过设计实验,培养学生发散思维能力。
多数物理实验都是学生被动地进行,只是按照实验册的步骤安排去做。学生的思维就会显得呆板,缺乏灵活性。因此,教师在教学中要让学生在已有的实验基础上,自己设计一些实验方案。如要测量一张桌子的长度,有哪些方法学生想来想去只有用尺子去测量,教师可以一反常规,可以用手表、细线、小重锤来测量,让学生设计一下实验步骤,写出具体测量方法,增减学生发散思维能力。
3.改进实验方法,培养学生创造性思维能力。
一些实验,由于实验原理和方法不够完善,或者实验效果较差,在物理实验教学中,要引导学生积极开动脑筋,努力改进实验方法要有创新精神。在实验中,通过启发学生改进实验方法,不仅可以使实验效果更显著,误差减少,实验更趋于完善,主要对培养学生创造性思维的能力有益处。
4.进行误差分析,培养学生分析问题的能力和严谨的科学态度。
在物理实验教学中,各种物理实验在实验原理上,实验操作过程中,实际情况和理想状态的差异等一系列原因,使一般的实验都存在着各种各样的误差,在教学中要善于教会学生认真分析实验误差产生的原因,努力减少误差从而培养学生分析问题,解决问题的能力和严谨的科学态度。
(三)在习题教学中培养学生的思维能力
习题教学是物理教学的一个组成部分,通过习题教学不但可以巩固,掌握物理概念和物理规律,而且还可以培养各种思维能力,提高运用物理概念和物理规律解决实际问题的能力。
关键词:教育观念;教学方法;科学的方法;科学素养
中图分类号:G633.7 文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)09-0225-01
新《课程标准》将物理课程培养目标定位"提高全体学生的科学素质",特别强调科学探究能力的培养,把科学探究和科学内容放在同等重要地位。物理实验对学生知识的掌握、思维能力的培养、智力的发展、技能的形成、创新意识和探究能力的培养有着重大作用。因为科学素质是指人们在获得和应用科学知识的过程中所表现出来的内在品质,它的核心是科学方法与科学精神。在物理实验教学中如何培养学生的科学素质,是时代对物理教师提出的一个非常迫切的问题。
1.重视实践操作,多做物理实验
百闻不如一见,只有自己亲手做才能更加清晰明了深刻地懂得物理知识。实验是学生进行动手操作和交流探讨的良好媒介。学生经过实验,会获得更加深刻的情感体验。引导学生进行探究性学习,会让他们加深对知识的了解。在探究性学习中,学生不是被动地接受老师传授给的知识,而是凭借自己的探索去发现问题和解决问题,从而获取知识。在新课程里面,列举了很多科学探究活动,都很不错,值得一试,教师可以从中选用。同时还应该结合本地条件和学习的实际情况自己设计一些探究活动,教师或将一些验证性实验改为探究性实验。
学生对于科学探究的信息和对于科学知识的学习一样,都应该由简单到复杂,循序渐进。开始应该选取较简单的探究活动,必要时可以在容易出现困难的环节给予提示,而后逐步深入。在探究活动开始设置各种问题情境,引导学生发现新的物理情景与已有知识的冲突所在,从而提出问题并做出合理的假设与猜想。对于学生提出的意义不大的问题和明显不正确的猜想,不要简单地否定,教师要用科学的方法激发出学生学习科学的积极性和自信心,对学生提出的不同观点要尊重和理解,保护他们的发现欲。
学生在课堂内外进行的探究活动是多样化的,可以是观察现象、进行实验、收集数据、分析现象、讨论交流、发表见解,也可以利用各种资源收集信息。教师要在科学探究活动中,指导与帮助学生不断改进探究的方法,使学生在探究活动中,把过程和方法结合在一起,从而在学习科学知识的同时,又学习了科学方法,培养了科学精神和科学态度。
2.培养和发展学生的科学能力
科学能力包括观察能力、实验能力、思维能力、掌握运用科学方法能力、开拓创新能力和科学信息能力等。科学 能力既是培养学生科学素质的基础,又能促进科学素养的发展和提高。物理学是以实验为基础的严格定量的科学,它的所有结论都是物理现象和实验事实的结晶。讲究方法、掌握技能、提高能力、培养作风等都应渗透在物理实验教学中。
2.1 培养学生的基本实验技能和科学态度。 它通过两个方面的培养:一是要学会正确使用物理基本实验仪器。这不仅要求演示实验时教师操作规范,给学生树立榜样,而且从初中二年级开始就要有计划、有步骤地加强学生使用物理基本仪器的训练,做到会选、会拿、会调、会用,会读、会记。二是要学生养成良好的操作习惯。如在伏安法测电阻实验中,通过R=U/I,推导出实验中必须测量出推测电阻两端电压和通过的电流,由此联想到实验器材,实验步骤、实验注意点、原理图、实物连接等,同时要求尽量减少用最少导线连接电路,严格操作规范。
2.2 让学生掌握基本科学实验方法。 一是有计划地训练使学生学会"控制条件"探索物理规律的科学方法。物理实验往往是保持其他条件不变的情况下,控制一个条件变化来考察这个条件变化所产生的物理现象,在此基础上通过综合、概括、总结导出规律。二是有计划地训练学生用实验数据描绘图线、利用图线寻找规律或建立概念的科学方法。三是开放实验室, 加强课外实验和小发明活动,并要求学生对课外实验的原理和结果进行分析和说明。
2.3 培养辩证思维,树立科学精神。 理论思维可以是形而上学的,也可以是辩证的;前者是静止地、孤立地、片面地看待自然界的一切,而辩证的思维则是从发展和本质上全面看待一切。要让学生明确实验中的一切公式、约定都是有条件的、相对的而不是绝对的。如果辩证地看待测量结果,我们不可能得到一个绝对的、准确的数值,而只能对在此原理、设备、条件、环境下的测量给出较为实事求是的评价,反映出可能的误差限度或不确定度,表明结果的可置信程度。再如虽然对各种仪器作了误差估算的约定,但在不具备正常测量条件时,却不能死扣教条,对号入座,而要实事求是地估计出合理的误差数值。总之,应充分利用物理实验中丰富的实例,对学生进行辩证思维的训练,培养学生实事求是、独立思考的科学精神。
2.4 培养学生实事求是的科学作风。 中学教育是接触科学理论的初始阶段,因此在进行实验方法教育和进行物理实验时,必须养成求真务实、一切从实际出发的科学态度和力戒弄虚作假,提倡严谨求实、一丝不苟的作风。例如:由于仪器材料操作过程、观察方法的原因,学生在进行定量实验时,数据有误差是难免的,对个别学生凑数以求正确结论的现象,教师应进行教育,指出实验数据应是真实的,应找出误差的原因,科学本身就是实事求是。
一、什么要改革物理实验教学
物理实验教学,从18世纪德国、法国建立了学校的演示实验室,教师经常用昂贵的仪器演示生动的现象,从此便开始了世界上的物理实验教学,成为物理教学中重要的教学手段和有效的教学形式。
近年来中考物理试卷对实验的考查,已从简单的背诵实验知识转向考查对实验的思想、原理、方法的理解上,重在考查学生的实验能力和综合分析能力。但是实验题的得分率都不高,反映了目前在中学物理教学中,实验教学是一个薄弱的环节。许多物理教师都不同地只重视理论的讲授和解题能力的培养,而忽视了对学生动手能力的培养。不少学校教学经费不足,仪器设备陈旧简陋,地方陕小拥挤,严重制约了实验教学的正常开展,对于大纲规定的实验,不仅开出率低,而且演示实验的作用和地位还在低水平下徘徊,使学生实验动手能力普遍较低。近几年我国中学生实验素质较差。又如1990~1995年期间,国家教委仪器研究所对一万余名学生进行实验能力测试,结果是我国中小学生实验动手能力几乎都不及格。说明了我国中小学生实验动手能力普遍较差。因此,为了培养学生的实验技能、观察能力、思维能力和科学的思维方法,提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力,进一步提高学生学习物理的兴趣和爱好,调动他们的学习积极性,发挥非智力因素的能动作用,引导他们从小爱科学、学科学,激发他们树立敢于攀登科学高峰的雄心壮志,缩小与世界先进国家实验教学的差距,我们应进一步改善实验条件,改革实验教学,直观形象地为学生提供感性认识。
二、怎样改革物理实验教学
1、重视实验教学,加强能力培养。
目前,学生普遍感到物理“难学”,其原因之一就是物理教学中缺乏实验。而一些经济发达的国家,他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法,如日本初中物理的课时数只有75课时,但安排的学生实验却有20个,演示实验有130个,并且绝大多数都是研究性实验,基本形成以实验为中心的课堂体系。可见,他们的学生在实验方面得到训练和能力培养比我国的学生多得多,他们学生的实验心理素质比我国中学生强。因此,在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中,我们对物理实验教学,必须引起高度的重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,例如“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时,引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野丰富他们的想象,而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
2、变验证性实验为探索性实验。
中学物理实验可分为验证性实验和探索性实验,而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是,对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵”。
因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此渗透物理思想,启迪学生思路。让学生用实验探索和理论探研两种方法自我进行推证,在推证过程中学生就自然而然地对核定的研究对象、成立条件、使用范围、注意事项搞得一清二楚。让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固,同时使学生受到科学方法的熏陶。
3、合理运用多媒体,优化演示实验教学。
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而利用多媒体教学,是教学现代化的重要标志,是教学改革的重要组成部分。因为多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察和方法,组织多媒体信息,形成合理的教学结构,以实现教学优化,使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时间以及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。
一、让学生明确实验目的,教师适当指导操作
任何实验都要通过一定的实验而获得一定的实验结论。同理,在初中物理实验中,如果没有目的,实验过程也就变得盲目起来。传统实验教学中,大多数是由教师主控,不少学生只是看看、听听完成的,至于实验中要知道什么、了解什么、掌握什么,学生都较为模糊,故而实验效果不高。
明确实验目的,首先要从知识和技能角度考虑。在实验进行中,教师要依据实验的目的和要求认真、及时指导学生观察实验。在学生操作的时候,教师要以问题为引导,让学生理解这样操作的原因,以此来培养学生分析问题和解决问题的能力,并提高学生的操作技能。同时也要注重对学生基本实验操作技能、观察能力、问题分析能力的培养。其次,在实验过程中,不仅要让学生乐于参与,对实验有兴趣,还要在此基础上让学生学会设计实验方案、正确操作,进而掌握实验仪器的使用方法,进一步培养学生的实验能力。
二、关注实验原理,并让学生能够理解应用
学生知道了实验目的,但不一定能操作实验,那么,如何进行实验?这就要求教师在学生进入实验室之前,就要让学生清晰地知道实验的原理,并让学生知道每一步操作的依据。如,在测定物质密度的实验教学中,此实验的原理是密度公式,即ρ=m/V(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积),在实验过程中,教师就应该让学生掌握如何测定物质的质量和体积,进而求得物质的密度。通过生活实践及前面所学的知识,学生知道测物体质量或体积的方法有多种,这时教师就又要让学生学会如何选择最佳的方法,探究物质的密度。
如用量筒测量物体的密度(适用于体积小,而密度大于水的物体),先用量筒测得量筒内原有液体的体积,然后将物体放入量筒,物体沉入液体后测得液面上升后的体积,根据体积差算出物体的体积,再用天平测得物体的质量,密度也就能求出了。在初中物理实验教学中,教师要摒弃传统的以教师教授为主的模式,应引导学生在实验原理的基础上,多角度思考问题的解决方法,这样才能更好地培养学生的实验能力。
三、关注实验过程,引导学生思考
物理实验的目的就是要让学生在教师的引导下,观察实验现象,动脑思考,动手做。学生通过观察了解实验现象,思考实验中的问题,分析实验现象,从而得到实验结论。因学生知识基础和实验经验等因素影响,学生在实验中很可能出现因实验记录数据出错或观察不到位等而导致错误,这就要求教师在学生实验过程中,发挥主导作用,引导学生找出实验错误,从问题出发,解决遇到的问题,在纠错中提高实验效率。
同时,在实验过程中也可能出现预设之外的各种异常现象,很多时候教师对这些现象都是“一言以蔽之”,甚至当学生追问而教师无法解释时,还用教材的“权威”来“遮掩”。其实不然,实验过程中的异常现象往往能引导学生思考,根据现象进行深入探究,获得意想不到的收获。如在“测小灯泡功率”的实验中,学生按照电路图连接了小灯泡和仪表,结果发现开关还未闭合,但小灯泡已经亮了,检查电压表和电流表却发现指针偏转是正常的。相反,当开关闭合后,小灯泡反而不亮了,电压表和电流表的指针也停止了偏转。为何会出现这样的现象?学生不得其解。教师发现这一异常现象后,引导学生检查连接的电路,结果很快发现了发生这一现象的原因,是在连接电路的过程中,将开关并联到了电池的两端,而没有将开关串联在干路上,故而开关闭合前电路就是通路,如果不排除这样的故障,很容易发生短路而烧坏电源。
四、关注实验结论,引导学生反思
【关键词】初中物理;实验教学
1 让学生明确实验目的,教师适当指导操作
任何实验都要通过一定的实验而获得一定的实验结论。同理,在初中物理实验中,如果没有目的,实验过程也就变得盲目起来。传统实验教学中,大多数是由教师主控,不少学生只是看看、听听完成的,至于实验中要知道什么、了解什么、掌握什么,学生都较为模糊,故而实验效果不高。
明确实验目的,首先要从知识和技能角度考虑。在实验进行中,教师要依据实验的目的和要求认真、及时指导学生观察实验。在学生操作的时候,教师要以问题为引导,让学生理解这样操作的原因,以此来培养学生分析问题和解决问题的能力,并提高学生的操作技能。同时也要注重对学生基本实验操作技能、观察能力、问题分析能力的培养。其次,在实验过程中,不仅要让学生乐于参与,对实验有兴趣,还要在此基础上让学生学会设计实验方案、正确操作,进而掌握实验仪器的使用方法,进一步培养学生的实验能力。
2 提高教师自身素质,上好每节实验课
教学中要真正运用好物理实验,提高教学质量,发挥独特的作用,需要提高教师自身素质:①教师要有物理学理论和实验知识;有教育学、心理学和教学法的知识;亲手实践;②具备良好的实验能力和实验技能,通过不断学习实验教学能力和知识水平提高;③有钻研和创新精神;对疑难实验进行专题学习和研究、改进方法,接受新的教育理论和思想,指导教学实践;④积极参加针对物理实验中对实验的设计,测量操作技巧、改进方法及排除故障的创造性能力,实验考核的命题能力等培训及各级物理实验研讨会,提高自身素质。
3 组织好分组实验,提高学生的动手能力
学生分组实验是在教师的指导下,学生探究知识的过程,包括:猜想、设计实验、小组合作、讨论总结等。
在分组实验的过程中应该注意以下几个方面:
3.1 科学分组如优生差生组合,男女生的比例,学生的生活阅历;
3.2 立下规矩,定下制度。往往教师一提去实验室上物理实验课,学生就热情高涨,表现出很高的积极性,但一进入实验室,受好奇心的驱使,注意力不集中,达不到较好效果。所以物理科代表、班委干部要与全班学生一起讨论制定学生分组实验的规章制度,由于制度来源于全班学生,就有执行的基础,违反的学生在接受教育时才口服、心服。有了制度,课堂纪律才有保证,教师的演示、启发、引导才能有序进行。
3.3 学生在实验时要分工明确,责任到人,要有严谨的科学态度。实践证明,只有通过有序的分组实验,才能提高课堂有效性,提高学生的科学素质。
4 多设计一些探究性、开放性实验
在课堂教学中,我们常会遇到一些抽象的、较难解决的问题,教师怎么讲,学生也很难明白,而课本中又没有相应的实验来探究这一问题,这时我们就可以针对这样的问题自己动手设计一些探究性实验,让学生通过实验探究解决这一难题,效果非常好。在学习摩擦力知识时,学生对影响摩擦力因素这一问题,理解起来难度较大,于是我设计了如下题目供部分学有余力的学生探究。例如,现有一长方体木块、长木板、弹簧测力计、玻璃板、毛巾、硬纸板等器材,请设计实验,探究影响滑动摩擦力大小的因素。(1)写出实验方法及实验步骤;(2)说明探究得到的结论;(3)设计实验,探究滑动摩擦力与物体接触面积的大小有没有关系。类似的题目还有很多,教师可编排成一课一练,供学生课余讨论探究。
5 培养学生处理数据、归纳结论的能力
按物理教学来说,形成概念和掌握规律是中心任务,培养学生处理数据、归纳结论的能力就显得非常重要了。而在初中阶段,数据的处理常采用比较分析法、图像法、推理法等。所以,在处理实验数据时,教师引导学生把实验数据或实验现象进行横向或纵向分析,找出它们之间的必然规律。或根据实验数据,建立坐标系绘制图像,从图像上找出规律。如在处理《探究固体熔化时的温度变化规律》实验的数据时,引导学生绘制图像,从图像上可以明显看出非晶体熔化过程温度一直上升,而晶体在熔化过程中温度保持不变。归纳结论就是让学生从处理数据中观察个体事物的规律,然后在教师的引导下进一步推理、概括出规律。如在研究牛顿第一定律时,先演示伽利略实验,得出在相同条件下,小车受到的阻力越小,前进得越远。然后引导学生讨论分析如果小车受到的阻力为零,小车的运动情况将如何呢?进一步推理出小车将一直运动下去,从而得出结论。
6 结语
物理教学分为理论和实验,而所有的理论都来源于实验,实验在初中物理教学中起着举足轻重的作用,存在的问题远不止这些,比如实验计划存在的问题,教师引导存在的问题等等,我们这里就不再一一探讨。多渠道多方面多层次引导开发学生参与物理实验,如何去适应新课改的要求,这也是作为一名初中物理老师努力的方向!
参考文献:
关键词:物理;实验教学
中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1005-5312(2010)21-0179-01
一、引导学生进行观察和实验
观察是准备创新素质。首先应该使学生知道:所谓观察是指直接运用眼、耳、鼻、舌、皮肤等感觉器官,或者间接借助于器材对物理现象的一种有目的、有计划,并且持续、反复的知觉过程。就是要有目的地辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因。其次,要使学生了解:观察是要经过一定的努力,克服一定的困难,才能发现问题,才能对事物的正确认识,才能得到正确的结论。(1)在演示实验中培养学生的观察能力。在学习过程中有许多演示实验,学生对演示实验很感兴趣,但在进行观察时往往抓不住关键,这就要求教师要在实际教学中,引导学生进行观察演示实验,对培养学生的观察能力是很重要的。教师对所做演示实验的每一步都应该对学生提出具体的观察要求,使学生掌握正确的观察方法。如观察磁铁向上吸引用细线拴着的回形针,分别用纸片、木板片、玻璃片、铝片、铜片插入其间,会看到回形针不掉落下来,而分别用铁片、钢片插入其间,却看到回形针掉落下来,这是什么原因?(2)开展课外活动激发学生的观察兴趣。组织学生参观、做课外小实验等,激发学生的观察兴趣。如学习面镜前,就布置学生写小论文《平面镜成像》,使学生主动地去观察了解平面镜的相关物理知识,在此基础上进行观察演讲,活跃了学生的思维,调动了学生的积极性,提高了学生学习物理的兴趣,达到了培养观察能力的目的,组织学生参加社会实践活动,使学生了解物理知识在生产实际中的广泛应用。
二、根据生活经验,利用身边物品创新物理实验
物理也是一门与生活实际紧密联系的科学。它渗透在日常生活的各个方面,如走路、骑车、照镜子……这些看起来随意的日常生活,其实都包含着许多物理知识,这为学生学习物理提供了大量的生活经验背景。在物理实验教学中,用手掌分别轻压和紧压在桌面上并拖动可探究“滑动摩擦力与压力的关系”等,这样开展实验有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活息息相关。而且通过这些课本上没有出现的器材来实验能启发学生的创新思维、培养学生的实践能力,调动学生的创新意识,也能为学生今后开展创新实验提供了物质保障。
三、综合提高创新的实践
1、培养学生应用物理知识解决问题的能力。在学生认识物理实验的重要性后,会积极主动做好实验, 当学生能够做基本实验后,教师应当对学生实验提出较高层次的要求,如指导学生做一些验证性的和设计性的实验。适当增加设计性实验。联系专题,分析解决问题,如在学完力学知识后我就让学生,根据实验室所能提供的器材,要求学生解决如何测金属块的密度问题,学生提出了这样一些问题:①怎样用天平、量筒、水等测金属块的密度?②如何用怎样用天平、烧杯、水等测金属块的密度?③怎样用量筒、水等测金属块的密度?④怎样用弹簧秤、水等测金属块的密度?⑤怎样用天平、量筒、水等测金属块的密度?一步研究物质密度的测量,通过欧欧姆定律的学习,引导学生思考,如何测导体的电阻等,使学生知道新知识的增加都是建立在已学知识的基础上的,但学习了知识后要进一步学习新知识。2、应用物理知识解决实际问题。学完简单机械后,就引导学生讨论自行车中的力学问题,学生通过对自行车的观察与分析提出了(1)轮胎为什么要有花纹?(2)自行车下坡时为什么不宜急刹前轮?(3)自行车在正常使用时有几种摩擦?(4)自行车的轮胎为什么是圆的?
四、在实验中帮助学生总结实验探究和创新实验的方法