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中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)18-210-01
物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科,實驗教學是物理知識教學的基礎。在《初中物理課程標準》同時也指出,在突出科學探究內容的同時,也要重視研究方法的指導,使學生在進行科學探究、學習物理知識的過程中,逐漸拓寬視野,初步領悟到科學研究方法的真諦。由此可見,實驗教學中蘊含著大量的科學方法,正確地掌握物理實驗的探究方法,有助于揭示物理現象、物理規律的本質屬性和內部規律。
既然物理實驗方法這么重要,我們怎樣才能讓學生掌握,并能應用自如呢?首先我們要對初中物理教學中常用的探究實驗方法有所理解。初中物理實驗探究方法主要有以下幾種:
1、控制變量法:為了研究物理量與影響它的多個因素中的一個因素的關系,可將除了這個因素以外的其他因素人為地控制起來,使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關系,得出結論,然后再綜合起來得出規律的法。這種方法在整個初中物理實驗中的應用比較普遍
2、等效替代法:研究某一個物理現象和規律時,因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質,而采取與之相似或有共同特征的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當,不僅能順利得出結論,而且容易被學生接受和理解。
3、轉換法:有的物理量不便于直接測量,物理現象不便于直接觀察,通過轉換為容易測量到與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的方法。
4、類比法:類比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問題說清楚,往往可用具體的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明抽象的、無形的、陌生的事物,通過借助于一個比較熟悉的對象的某些特征,去理解和掌握另一個有相似性的對象的某些特征。
5、圖像法:圖像是一個數學概念,用來表示一個量隨另一個量的變化關系,很直觀。由于物理學中經常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況,因此圖像在物理中有著廣泛的應用。在實驗中,運用圖像來處理實驗數據,探究內在的物理規律,具有獨特之處。
6、理想化方法:指在物理教學中通過想象建立模型和進行實驗的一種科學方法。可分為理想化模型和理想化實驗。理想化模型就是指把復雜的問題簡單化,把研究對象的一些次要因素舍去,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理去再現原形的本質的東西,構成理想化的物理模型。這是一種重要的物理研究方法。
7、對比法:“比較”是人們常用的探究方法,是找出事物之間的差異點和共同點的研究方法,比較事物間的相同特征或相異特征。
下面就初中物理實驗《探究影響導體電阻大小的因素》中運用的探究方法――控制變量法,來談談怎樣進行探究實驗方法的教學,希望能起到拋磚引玉的作用。
1、作為教師,你首先要明確該實驗用哪種實驗方法最合適,也就是說先要確定實驗方法。這就要求你對各種實驗方法都要有深入的認識,并有所研究。
2、在實驗問題的提出時就開始滲透實驗方法的思想,并讓學生聯系實驗提出的問題和假設來尋找,并確定實驗的變量。例如在《探究影響導體電阻大小的因素》實驗教學中,當我們換用不同的電阻進行實驗時,發現燈泡的亮度是不一樣的,那樣就可以提問“為什么燈泡的亮度不一樣?”來引導學生去分析比較,得出影響導體電阻大小的因素可能是導體的材料、長度和橫截面積,還有溫度,從而確定該實驗的變量。
3、確定變量后,要引導學生用怎樣的實驗方法進行實驗。在該實驗中,我們確定了四個實驗的變量,那么我們就可以提問“我們怎樣才能知道這些變量與電阻的關系?怎樣進行研究?”讓學生認識到,要研究每個變量與電阻的關系,就必須在每次實驗中控制另外的變量保持不變。這樣自然而然的,我們就可以提出實驗要使用的實驗方法――控制變量法。接著教師要把控制變量的思想介紹給學生,使學生逐步領悟到控制變量法的實質要領,為之后的實驗方法的教學作好準備。
4、學生明確了實驗方法后,但是對該實驗方法還處在認識階段,還沒有理解,更難說得上運用。這就需要我們引導他們來運用這種實驗方法來進行實驗。在該實驗設計中,根據控制變量法的要求,我們就需要準備不同材料、不同長度、不同橫截面積的金屬導線。那么在實驗操作中我們應該選用那些金屬導線進行實驗呢?這樣一個問題的提出又可以讓學生對控制變量法有更深的認識。例如,在探究導體電阻的大小與導體材料的關系實驗時,我們就可以引導學生根據控制變量法的思想,選用相同長度、相同的橫截面積,不同材料的的導線來進行實驗。
關鍵詞:初中物理;有效性;積極性;主動性;學習能力
新課改對新時期的教學提出了更加嚴格而開放的要求,將重點放在了學生的學習體驗上面。雖然目前采用的還是評分制度,但是對學生的實踐能力已經有所關注。這表明我們培養的人才不能只是“紙上談兵”,應該具備更強的實踐能力和創新精神,這一點在實驗教學中被充分體現出來。
一、轉變實驗教學觀念,突破實驗教學思維
傳統物理教學限制了學生思維和創新的能力,對物理的學習也僅限于掌握基礎知識,解決物理問題等,但是對這樣做的意義和真正原因卻一知半解,造成學生學習積極性不高。而考試評分制度又造成很多學生急于眼前一時學習“功利”,忽視了物理的實驗操作技能,甚至造成“高分低能”現象的出現。要想提高初中物理課堂的有效性,就要重視初中物理的實驗教學。而對于初中物理實驗教學來說,重要的不是學生如何完成實驗步驟,而是從實驗中能夠反思到什么,能夠學習到什么。將目光聚焦在學生的學習能力培養上面,結合大量的物理實驗讓學生發現物理學習的探究意義。
另外,老師還要突破傳統的教學思維,對物理實驗教學方式方法進行大膽地創新。因為現在的學生都具有極大的好奇心,而且隨著信息時代的發展,他們接觸的事物也往往被拓展了很多。所以傳統的實驗教學已經不能滿足學生的需要,他們需要更多新穎的實驗方法。老師要及時補充自己的實驗內容,從網絡上獲得更多的資源,學習一些有趣的實驗方法和實驗內容,結合本校的實驗操作實際,盡量采用生活中常用的材料,用創新的方法進行實驗教學。
二、結合實際生活教學,體現物理實驗意義
生活是最好的老師,物理知識來源于生活,是物理學家通過認真的觀察和求證才得出來的規律。因此我們學習物理實驗,也要將其放置到生活當中,從它根本的來源開始探究。這不僅有利于學習的“追本溯源”,還能激發學生的學習欲望和解決問題的能力,讓學習物理實驗的意義更加深刻。而初中物理中的知識都是基礎性的,它包含的一些實驗也和生活比較貼近,所以老師可以以生活為背景進行引導。教師要重視自己已有的生活經驗,引導學生思考生活現象,或者有意識地觀察生活。有效性實驗教學杜絕照本宣科,完全按照教材的實驗方法教學,而要讓學生看到物理實驗的現實反應。比如,物理實驗除了教材上的幾種之外,可以讓學生觀察燒開一杯熱水的過程,會發現慢慢有蒸汽噴出,在蒸汽上面放一塊玻璃,很快就會觀察到水珠。其實物理實驗是我們生活現象的各種集中,也就是將反映一種物理原理的現象集中起來。利用生活經驗和實例進行物理實驗教學,會提高學生學習的有效性,也能促進他們在生活中不斷地思考,將生活作為一場實驗,仔細觀察,認真思考。
三、實驗教材走向學生,知識實踐再次創造
傳統的物理實驗教學是老師帶著學生走向教材,而有效性的學習應當是老師起一個橋梁的作用,連接教材和學生,讓教材走向學生。這樣一個主動和被動的關系,就體現了誰是學習中的主體,學生是主動學習知識,還是被動接受知識。要想提高初中物理實驗教學的有效性,自然要選擇前者,讓學生主動學習知識。物理實驗活動不是教材上知識的翻版,也不是將知識從課本上總結出來那么簡單。老師要立足于教材的實驗方案,將教材中的實驗方案進行有效總結,然后結合目前的創新點,將教材實驗和課改要求很好地結合起來,體現物理實驗的精華部分,足以吸引學生的興趣,然后以此為誘導,展開新的學習。
再者,知識的再創造過程也是物理實驗有效性學習的一個重要表現。因為我們做物理實驗不是為了單純地證明某個定理,而是從現象的角度來知道原理,從而更好地對其進行應用。因此在做實驗的過程當中,老師要注意引導學生的實驗知識再創造能力,強調物理實驗之間的聯系,通過對比法、類比法或者是總結法等,讓學生獲得更加有效的實驗操作和實驗反思能力。培養學生舉一反三,由舊知識到新知識的理解能力。掌握實驗操作的基本技能,從每個實驗中獲得超出實驗結果本身的知識,并對知識進行再創造,這才是真正的有效性教學。
總之,初中物理實驗教學的有效性一定要立足于學生的探究能力、創新能力和實踐能力等具有再創造價值的學習能力,重在培養學生的學習興趣和實驗操作能力。通過實驗技能和基礎物理知識,逐漸幫助學生形成一個高質量的科學知識體系,完善科學探究精神和能力,為物理學習乃至整個科學的學習打下良好的基礎。
關鍵詞 分組實驗;初中物理;實驗
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)09-0153-02
物理學科是一門以實驗作為基礎的學科,在實驗教學過程中一般采用學生進行分組學習,在教師的指導下在實驗室中對物理課本上出現的實驗方案進行實際操作驗證的教學模式。學生進行分組實驗探究學習,不但能提升參與課堂教學的積極性,還能培養探索精神。在實驗過程中不但可以培養學生對實驗操作的動手能力,還能有效培養學生的觀察能力。同時,實驗課是一門培養學生實事求是精神的課程,對其有效方法探究也是很重要的。
1 初中物理分組實驗教學的現狀分析
初中物理是一門邏輯性強、知識比較抽象的學科。目前由于教學環境的特點,教師給學生的實驗機會比較少,就算是做實驗也不會給學生較長的時間,在實驗中往往是教師給學生的演示實驗作為實驗過程,學生實際參與實驗操作較少,對實驗儀器的使用以及實驗中存在的問題感受不深。更有時候學生的實驗是一種走過場,看起來熱熱鬧鬧,實際上效果很差。在這樣的實驗中,學生的體驗比較間接,更別談動手操作能力及思維的拓展了。有時候教師對學生進行分組實驗,但是在實驗結束后對實驗報告的評價不及時或者不到位,長此以往,就降低了學生對物理實驗課的重視程度,實驗的興趣也漸漸淡薄。
在物理實驗課前,一些教師沒有及時安排學生對實驗內容進行預習,學生不注意實驗操作過程的注意事項,對實驗器材也是一知半解,在實驗過程中不明確實驗目的,完全是一種盲目的實驗狀態。組員之間分工協作不明確,各行其是,參與度不高,實驗后的交流與評價也較少,學生自己動手操作存在的疑問也沒有及時在組內或者課堂中提出并且得到解決。甚至對于部分不符合預期的實驗數據進行直接修改,不尊重實驗客觀事實。這都是當前物理分組實驗教學的普遍現象。
2 在物理實驗教學中對學生進行分組的標準
任何事情都有一個規則,人們才能根據這個規則進行學習、生活。初中物理分組實驗教學也是一樣,小組實驗教學更需要注重小組成員的分配,不能將學習好的全部放置于一個組,這樣會使得其他小組沒有學習的信心,心理上產生落差;應該保證每個小組既有學習好的優等生,也有學習稍微薄弱的后進生,兼顧理論知識扎實和動手能力強的學生合作,這樣小組中才能人才均衡。每個小組都按照這種方式分配,才能確保小組人員的能力優勢互補。同時,要注重分組時對于實驗任務的分工,形成實驗過程中人人參與、人人合作、人人交流的局面。
3 分組實驗學習在教學中的意義
實驗過程中將學生分成不同的小組,引導學生自己動手操作,通過實驗現象找到本質,從中發現問題、解決問題。分組實驗對于教師的教學質量也有一定的提高,因為學生可以通過實驗深刻記憶相關的物理概念及規律,有效激發學習興趣,提高學習質量。
分組實驗學習提高學生學習動力,加強學習效率 現在初中課堂的許多物理實驗都由教師直接操作,開始時學生由于好奇,還能夠認真觀察,但漸漸地都會失去興趣。一部分學生是由于距離教師比較遠,既沒有參與感,又不能觀察到實驗的細節,因此就不再看了;還有一部分是因為實驗現象在課本中就已經講解得非常詳細了,再看也不會出現新的事物。然而實驗的吸引力就在于自己成功后的喜悅,在操作實驗過程中不但提高了動手能力,而且收獲了成功的果實,使學生親身感受物理實驗所帶來的驚喜與奧妙,提升學生的創造能力。為了提高學生的學習效率,學校開展了分組實驗教學法,使學生通過團隊組合實驗,認真歸納總結在實驗中所存在的缺陷與問題,及時展開討論,從而解決問題。
分組學習有利于提升學生對新事物的探索能力 隨著社會的發展,傳統的知識已不能滿足社會的需要,科技在發展,信息在全球化,因此需要開創新的領域。筆者看到過蘇霍姆林斯基的一句話,其大概意思是:每個人的內心深處都希望自己是發現、尋找新事物的第一人。在分組教學的時候,考查的不僅是學生對于課本知識的掌握情況,更多地是希望學生通過自己的親手實踐打破常規,發現新的問題。但是初中物理實驗已經給定最終的結論,而且都是教師怎么說,學生就怎么做,有什么現象都已經知道了,使學生都局限于教師的思維中。分組實驗的優點在于學生之間可以自主討論,提出新的觀點,發展創新思維能力。
分組學習有利于加強學生的團體意識 小組實驗教學方法是指學生通過團隊合作進行實驗,使學生自主進行設計規劃,探討實驗,發現科學知識,豐富生活內容,加強團隊間的合作默契,為以后在工作中與人交往、與人合作奠定基礎。
4 分組實驗在初中物理教學中的有效應用
分組實驗有助于規范使用實驗儀器 認識和了解實驗儀器的使用方法,在實驗中起到關鍵性作用,保證了實驗數據的精密性。每一個實驗儀器都有其使用限度,超過了使用范圍,輕者實驗失敗,儀器毀壞,重者有的儀器會引起實驗安全問題。因此,在初次接觸實驗儀器時,學生可能都不會使用實驗儀器,這時候分組實驗,小組內的成員進行溝通,優秀的學生帶薄弱的學生,動手能力強的學生帶動動手能力弱的學生。
如在學習探究物體吸收熱量多少與物質種類關系時,需要選擇質量相同的不同物質――水和酒精,對不同物質進行加熱,讓他們升高相同的溫度,比較加熱時間。但是,本實驗中酒精是易燃物,如果操作不當容易引起火災、燙傷。有些學生理論知識弱,不會使用和安裝儀器,而小組內的優秀學生由于動手能力強、理論知識扎實,通過交流,實驗課上每個學生都能正確使用。這樣不但可以確保學生學習內容的有效性,還能讓學生之間通過小組學習掌握器材的使用方式,避免安全事故的發生。
甚至在物理實驗過程中學生還可以進行組與組之間的探討,比如:用托盤天平測質量時,為什么不能用手拿砝碼,而應該用鑷子夾取?學生間經過充分討論后能形成共識,并且知道了正規規范的使用方法。
借助分組實驗方式培養學生的實驗興趣 會學習的人不如快樂學習的人,快樂學習是激發學生學習動力的基本要素。學生對于未知的、新鮮的事物都充滿好奇,有一種急切的求知欲。所以在做物理實驗時,每位學生都會集中注意力觀察,這時教師需要引導學生,提示學生注意每一步實驗的條件及現象變化。在小組實驗中能有效實現學生查缺補漏的問題,而且學生在分組實驗的時候能保證每個學生都參與實驗教學活動,學生之間也能根據實驗現象和問題進行討論。如在學習熱傳遞這章節的時候,實驗小組中的學生盡可以進行分工,有學生準備實驗器材(鐵架臺、凡士林、火柴等),有學生負責觀察實驗現象,有學生記錄數據;實驗結束后,小組內的學生對實驗結果進行總結。這樣確保了每個學生都參與實驗教學,體驗到操作、觀察、交流討論的樂趣,使優秀的學生和薄弱生都能體會到學習的成就感。學生有了興趣,就會愿意學習物理,這樣在課堂中聽課認真,積極參與課堂,學習的自信心也會增強。這是個良性循環的過程,這個過程會讓學習更容易。
對分組實驗進行匯總交流,提升實驗探究能力 實驗結束后,對結果的分析與總結是必不可少的一步。學生在做實驗時,常常由于種種內在外在因素導致實驗結果的標準值與測量值存在差距,要引導學生找到產生這種差距的準確原因,然后進行小組討論,解決這些問題。比如實驗中常用的多次測量法,測量密度這個物理量時,涉及的實驗室常用儀器是托盤天平和量筒的使用,在實驗過程中誤差是不可避免的。但是分組實驗可以進行多次測量,進一步減小實驗誤差。比如在測量水的密度時,教師將班內學生以3人為一個小組,全班形成10個小組,每個小組都測量出水的密度,最后將各小組成員所有的測量結果進行平均,得出的平均數據就更準確。
另一方面,小組協作學習在交流匯總各組實驗方案時還能集思廣益,不斷地使實驗方案得到改進。比如在測定大氣壓強的實驗中,利用托里拆利實驗裝置,在用液體水測量大氣壓強時,各組都發現實驗室大氣壓能托起的水柱越來越高,直到研究到將1米長的試管倒置于水槽中時,試管中的水柱并沒有下降。各組討論時發現,繼續加長試管,對于實驗的操作來說非常不方便。在小組內和大組間討論時,大家一致認為,應根據實驗原理p大氣=p液=ρ液gh,
通過換用密度大的液體使液體的高度變小,使實驗操作更方便。討論交流并且每個小組的學生不斷改進自己的實驗方案,使小組間的思維碰撞產生創新的火花,這可以引導學生更深程度地了解實驗,使實驗方案更加完善,理解實驗的根本原理,強化物理知識。
5 結束語
綜上所述,物理作為初中學生學習的一門新的學科,尤其是一門以實驗為基礎的學科,在實驗過程中有必要在教師的指導下,合理對學生進行分組實驗操作,讓學生在分組實驗中學會合作,在合作中學會探究,在探究中增強自己的知識,進而培養科學的學習方式,對于提升學生的綜合能力具有積極的促進意義。在物理實驗教學中進行分組實驗是比較有效的實驗教學方式,在培養學生學習興趣的過程中,培養學生的實驗能力和合作學習的能力。
參考文獻
[1]楊健鴻.淺談初中物理學生分組實驗教學策略[J].中學教學參考,2013(5):67-69.
[2]朱敏.加強初中物理實驗教學的做法和體會[J].科技信息,2013(6):84-86.
一、物理實驗教學在初中物理教學中的意義
1.培養學生對于事物的科學態度
物理實驗是能夠創造一個不受干擾的物理環境,讓物理實驗者在其中能夠很好地對物理現象進行探索和研究,發現物理規律。基于物理實驗這一特點,學生可以在老師的啟發下或者自己動手創造一個相對適合物理實驗的環境,將物理知識以一種具象的方式展現在眼前,從而了解事物的物理原理和物理規律,加深學生對于物理知識的理解,對于事物客觀性存在的認知能力。
2.提高學生的動手和動腦能力
在進行物理實驗的過程中,學生必須有一個明確的實驗目的和清晰的實驗操作程序。在進行物理實驗的過程中,要正確對待做實驗的每一個步驟,對實驗現象進行觀察分析,記錄實驗結果并且討論。物理現象是錯綜復雜并且是不斷變化的,需要學生在動手的同時不斷運用大腦來進行分析。物理實驗是訓練學生綜合能力的過程,不是簡單的動手操作練習,是培養學生求知探索精神的重要方法。
二、物理實驗教學在初中物理教學中的現狀
1.教學觀念傳統,教學方式單一
目前課堂教學仍然是初中教學的主要方式,老師是教學的主體,學生在整個教學過程中呈現的是一種被動的學習狀態。在講解物理知識時,大部分老師更多的是結合課本進行講解,讓學生自己在課堂上消化吸收。但是物理是事物不斷變化的本質過程,單依靠老師口頭講解難免抽象,學生沒有辦法光憑自己的想象完成對物理知識及現象的理解。從而導致學生對物理不感興趣,甚至因為總是沒有辦法理解老師所講的知識而產生厭學情緒。
2.實驗設備滿足不了物理實驗教學的需求
實驗設備的齊全是進行物理實驗教學的必要條件,但由于物理實驗所需要的器材較多,一些輔助器材成本較高,學校建設一個條件相對齊全的物理實驗供學校師生使用。由于我國物理教學對物理實驗的重視程度不夠,在物理考試中也主要是將物理理論的掌握情況作為主要的考核標準,因此許多學校的實驗室或者形容虛設或者設備陳舊只能完成物理書本上的實驗,沒有辦法為學生進一步探究物理知識提供幫助。
三、物理實驗教學在初中物理教學中的應用
1.轉變教學觀念,改善教學方法
轉變以物理理論為主的教學觀念,重視物理實驗教學的推行。物理實驗教學很好地利用了學生對于物理現象的求知欲,讓學生自己動手去一步一步探究物理現象背后的物理知識。這樣的教學方法一掃以課堂講解為主的沉悶氣氛。單一的教學方法并不適用于講解所有的物理實驗方法、步驟和原理。長久使用單一的教學方法不僅沒有辦法適應物理實驗教學的要求,還很容易使學生產生厭倦心理。因此,物理教師要根據不同的物理實驗采用不同的方式進行教學,體現物理實驗教學的真正意義。
2.提高老師在物理實驗方面的專業性
每一種物理現象都可以進行一種物理實驗。物理現象的多變也就造成了物理實驗的多樣性。物理老師在進行物理實驗教學的過程中,不能僅局限在書本教材中所提到的實驗,還應該主動學習尋找其他物理知識的相關實驗,豐富物理實驗的教學內容。
3.走出課堂,讓學生自己動手做實驗
一、實驗復習的時間安排
由于實驗能力是一種綜合能力,不僅僅是有關實驗的一些基本操作,而且還涉及到教材各個章節的許多基礎知識,只有在完成了第一階段復習的基礎上,才有可能復習實驗專題。
二、實驗復習的主要內容和方法
由于實驗內容的考查,突出的是能力的考查,所以近年中考實驗題,不再是那些靠死記硬背教材實驗就能回答的題型,更注重考查學生對實驗的分析、設計能力、數據的處理能力。中考中考查的物理實驗內容,主要是學生實驗和課本上一些主要的演示實驗。對于以上的實驗從考試角度進行分類復習。無論哪種類型的實驗,都應該從以下幾個方面進行總復習:
(一)熟悉基本測量儀器,了解它們的原理、規格和使用方法。
1. 要了解各種基本儀器的工作原理。例如:天平是利用杠桿的原理;彈簧測力計是利用彈簧的伸長量跟拉力成正比的原理;常用溫度計是利用液體熱脹冷縮的性質制成的等。
2. 要了解各基本儀器的測量范圍。例如:體溫計的測量范圍是35℃至42℃;學生用電流表的測量范圍是0至0.6A或0至3A;學生用電壓表的測量范圍是0至3V或0至15V等。測量時不允許超出測量范圍。
3. 要了解各基本儀器的分度值。分度值是儀器的刻度中每一小格所表示的刻度值,它決定儀器測量所能達到的準確程度。例如:實驗室用溫度計準確到1℃;體溫計準確到0.1℃等。可根據實際需要選用分度值不同的同類儀器。
4.要了解各基本儀器的正確使用方法。基本測量儀器主要考查如何正確選用、使用、讀數。它們不管在選用、使用上還是讀數都有共同點:不能超過量程;有刻度的,都要求正視;讀數應由數據和單位兩部分組成。
(二)進行分類復習。初中物理實驗,概括起來主要可分兩種類型:①測量型實驗;②探究型實驗。
1.掌握測量型實驗。測量型實驗又分直接測量型與間接測量型兩種。
(1)直接測量型實驗是指利用有關基本儀器直接測出欲測物理量的實驗。如用刻度尺測長度(寬度、厚度),用量筒測體積,用天平測質量,用測力計測力,用溫度計測溫度,用電流表測電流,用電壓表測電壓等。
(2)間接測量型實驗是指先測出有關物理量,再由物理公式(或原理)計算得到欲測物理量的實驗。如“測量固體和液體的密度”、“測小燈泡的電阻”,或“測量小燈泡的功率”、“測量斜面的機械效率”等。對于這類實驗重點應放在掌握每個實驗的原理、設計思路、操作步驟,記錄表格的設計,關鍵器材在實驗中的作用以及是否需要多次測量求平均值。
2.掌握探究型實驗。探究型實驗的特點是通過實驗,測出需要探究的某條物理規律(或原理)中有關物理量的數值,然后從這些數值之間去尋找關系,從而找出某條物理規律。例如:“探究壓力的作用效果與什么因素有關”、“探究杠桿的平衡條件”等,這類實驗在在初中物理實驗中占的比重比較大。在復習這類實驗中,要注意相似實驗的對比。如:“探究阻力對物體運動的影響”和“探究影響摩擦力大小的因素”中都運用到毛巾、長木板,學生容易混淆。這類實驗應掌握實驗中各物理量及其測量方法,實驗方法,從而會選擇實驗器材,設計實驗步驟,測出各相關量,進而探究。
三、實驗復習的注意事項
1、對每一個實驗的實驗目的、原理、材料及注意事項等進行比較記憶,要認真領會每個實驗的設計意圖和總結實驗方法,可對教材實驗內容進行適當拓展創新訓練。
2、分析和研究教材中的經典實驗,總結和領悟實驗與探究的過程和方法。
3、重視實驗的探究過程。
1 教學基本程序
初中物理實驗“六步教學法”包括提出目標(教師活動) 設計方案(師生互動) 預審方案(師生互動) 實驗嘗試(師生互動) 匯報交流(學生活動) 歸納總結 (師生互動)6個環節。
提出目標:即教師根據教學內容提出研究問題,要求學生能夠根據所提問題,設計研究方案。問題的提出要注意如下兩點。首先,提出的問題要有明確的導向性,便于學生及時理解學習要求。第二,問題要有層次性,既要讓學生自學討論有一定的容量,又要讓學生通過自己的努力能夠去完成。例如,在“歐姆定律”教學時,可用如下兩種方式提問。問題一:通過某導體的電流Ⅰ和加在兩端電壓 V以及導體電阻R三者之間有何關系?請同學們設計一個研究方案。問題二:通過導體的電流Ⅰ與哪些因素有關呢?請同學們設計一個研究方案。明顯地看出,用第二種方法提問,導向性不強,同時層次也太高,學生無從下手。
設計方案:學生根據老師提出的實驗目標,通過自學、小組討論等形式設計研究方案。研究方案主要包括 :儀器、裝置的選用和安裝,實驗的原理、方法和步驟。這個過程是教學的難點,教師要酌情加以引導,但不強調千遍一律。這也是培養學生創新的較好機會。通過長期的訓練,可使學生掌握常用的實驗思想、方法,了解儀器的規格和性能。例如,在研究測電阻方法時,既可用電壓表、電流表來測電阻,也可用一只電流表和一只電阻箱(定值電阻),或者用一只電壓表和一只電阻箱(定值電阻),常見的方案多達8種。如果考慮到實際[是提供寫作論文的網站,歡迎光臨dylw.net]測量效果,還需要考慮儀器規格組合,方案就更多了。只要放手讓學生去動腦,各種方案都可能出現,甚至有的方案教師還未想到。用這種方法教學,不僅鞏固了知識,還培養學生發散思維能力,激發了學生學習熱情。
預審方案:教師組織學生匯報實驗方案,師生共同評審方案,實現師生、生生互動。由于不強調方案的千遍一律,因此,會出現各種各樣的實驗方案。有的可操作,有的不能完成實驗任務,有的雖符合實驗原理要求,但現象不明顯或者無法達到效果等。在組織學生匯報和審核方案時,教師要注意如下幾點:一是要充分肯定學生學習的積極性,充分讓學生展示自己的方案,發表自己觀點和看法,教師不武斷判定正確和錯誤。二是要組織學生對各種方案進行審核,突出教學主體性。對學生無法判定的方案,可適當引導或者留下一步“實驗嘗試”中解決,讓學生通過實驗去判定方案的正或誤。三是對具有創新意識、創新精神的學生要加以表揚、鼓勵。對學生提出的問題,教師若一時無法解答,要利用課外加以輔導或者鼓勵學生在以后的學習中繼續研究。四是對學生展示的方案要及時歸類小結,對尚未思考出的其它可行方案,要及時引導學生繼續討論,進一步完善方案。
實驗嘗試。根據設計方案,組織學生分組對不同方案分別動手實驗或教師演示實驗,并做好記錄。有條件的學校,采取分組實驗形式,實驗條件差的學校一定要有演示實驗。這個教學環節的教學目的是: ①驗證實驗方案的可行性,使學生進一步體會實驗方案設計的技巧。由于方案的多樣性,儀器準備應做到多樣化,超出課本要求去準備實驗儀器。也可采取課內、課外相結合的形式來完成方案的驗證工作。②修改實驗方案。由于受到實驗條件的限制、對儀器規格、性能了解不準或者方案有誤,使實驗達不到理想效果。需要教師引導學生修改實驗方案。③通過實驗發現物理規律,達到實驗目標。④培養學生實驗操作技能和技巧,培養觀察、分析能力。實驗嘗試不同于傳統的學生分組實驗,學生分組實驗所用儀器、步驟、方法是通過實踐總結出來的,實驗成功率很高。而嘗試實驗方案帶有探索研究性質,成功率較小,這需要發動全體學生參與,需要學生有良好的實驗素養。
匯報交流。學生根據實驗情況,匯報交流實驗結果。內容包括:①本小組實驗方案完成情況。是否達到預期效果。②實驗中,如何修改實驗方案,使方案更完善,現象更明顯。③實驗現象和數據記錄。在學生匯報實驗情況時,教師要及時歸類記錄,對實驗不成功,要幫助分析,提出改進意見,可利用課外時間讓學生再次實踐,也可布置作為課外作業。
歸納總結:教師根據學生匯報的實驗情況,組織學生總結實驗規律。通過成功實驗,總結實驗技能和技巧;通過失敗實驗,總結經驗教訓;通過實驗數據或現象分析,得出物理規律。
2 教學基本特征
初中物理實驗“六步教學法”與傳統的實驗教學有明顯不同,突出表現在如下幾個方面。
2.1 創造性
傳統的學生實驗,對學生統的太死,對儀器、裝置、步驟、方法作了統一的要求,學生屬于模仿實驗,驗證實驗。而“六步教學法”則要求學生自己去摸索、實踐,去發散思考,去創新。把創新意識、創新精神、創新能力的培養放在重要位置。
2.2 民主化
傳統的教學,強調“教師權威”,而“六步教學法”給學生創造了一種和諧寬松的學習環境。學生可以向教師或同學質疑,可[是提供寫作論文的網站,歡迎光臨dylw.net]以懷疑,可以發表不同觀點。學生的錯誤觀點,通過實驗事實加以認定、糾正,既尊重知識,又尊重人才。和諧寬松的學習環境是培養學生創新意識、創新精神的基礎。
2.3 主體性
傳統的教學方法,以教師傳授知識為主。而“六步教學法”突出學生主體性,把學生活動安排在每一個環節內,不僅有學生的自學、討論,還有學生的辯論、嘗試等。在教師的引導下,學生通過自己的努力去主動獲取知識,學的主動、積極、有興趣。
2.4 開放性
傳統的教學以課本為素材組織教學,而“六步教學法”不僅根據課本要求設計問題,同時對學生自學中出現的各種疑難問題, 也作為教學內容。教學內容不再是封閉的,而是開放的。教學形式不僅僅局限在課堂,有時在課外、在實驗室、在家庭。
2.5 實踐性
“六步教學法”從人的發展需要去組織教學,不僅要求學生掌握知識,更重要地掌握處理問題的方式、方法,掌握實驗技能、技巧,使學生在實踐中掌握知識。每一個實踐活動都有學生參與,每一個實驗操作都由學生親自動手。
3 教學實施要求
“六步教學法”對教師提出了較高的要求。
【關鍵詞】物理教學 精彩片段 傳授知識
十幾年的物理教學生涯,使我深深的知道傳授知識固然重要,但是若能在傳授知識的同時,能滲透教學方法或者滲透教學思想,那便是錦上添花,事半功倍。回顧十幾年的教學,物理學科中除了知識間存在的明線、暗線,將聲、光、熱、電、力各個章節巧妙的連在一起外,其他還有很多方法與教學思想又將這些知識交織在一起,使它們縱橫連在一起,構成一個立體的知識網絡。
前幾天,我在講八年級上冊《聲音的特性》一節中,使我體會頗深:在講音調和響度時,我讓學生聽我鋼尺發出的聲音,并讓他們觀察尺子的振動情況。學生回答:
“尺子發音的音調不同”。
“尺子發音的響度不同”。
我讓學生再仔細聽一聽,兩個聲音是否一樣,到底什么不同。學生最后仔細聽后漸漸地統一答案:聲音的高低不同。于是我便順勢提出音調的概念,并揭示它是描述聲音高低的物理量。音調的高低是由什么決定的?我讓學生利用筆袋中的尺子或者橡皮筋做實驗,并鼓勵他們仔細觀察,大膽下結論。于是同學們在下面開始做了起來,大約兩分鐘過去了,我叫停了大家,問他們:“音調的大小與什么因素有關系?”學生根據自己動手做的實驗并開始回答道:
“與物體振動的快慢有關系。”
“與物體震動的振幅有關系。”
“與兩者都有關系。”
……
于是在沒有統一答案之前,我便找來這幾個同學讓他們到前面演示,并讓同學們指出他們做實驗是否正確:
同學一:先將尺子伸出桌面一段長度(大約12厘米),用力撥動尺子,讓大家聽他發出聲音的音調,并觀察尺子的振動的情況;然后再將尺子縮回一點(大約6厘米),用同樣的力撥動尺子,讓大家聽他發出的聲音的音調,并觀察尺子的振動情況。
同學二:先將尺子伸出桌面一段長度(大約12厘米),用力撥動尺子,讓大家聽它發出聲音的音調,并觀察尺子的振動情況;然后再將尺子保持不動,再用更大一點的力撥動尺子,讓大家聽它發出聲音的音調,并觀察尺子的振動情況。
同學三:先將尺子伸出桌面一段長度(大約12厘米),用力撥動尺子,讓大家聽它發出聲音的音調,并觀察尺子的振動情況;再將尺子縮回一點(大約6厘米),再用更大一點的力撥動尺子,讓大家聽它發出的聲音的音調,并觀察尺子的振動情況。
看到三個同學的演示,首先我讓他們評價他們誰做得正確?即誰的做法改變了聲音的音調?大家一致認為:同學一做得好,他能改變物體發聲的音調,同學二的做法必能改變聲音的高低,只能改變聲音的大小。同學三的做法不但改變了聲音的大小而且也改變了聲音的高低。
既然我們找到了問題的關鍵,我們一起來做,只改變尺子伸出桌面的長度,不改變用力的大小(即控制變量)來撥動一下尺子,聽音調,看振動,你會得出什么結論?學生便自然而然的得出:音調的高低與物體振動的快慢有關,而且物體振動得越快,發出的音調越高。到此,學生智慧的火花被徹底激發出來了。
那同學二實驗的兩個聲音是響度不同,可以作為驗證響度不同的實驗。同學三的實驗將音調和響度都改變了,即思路亂了,變量沒有控制好。在評價同學實驗的時候我告訴學生物理學中的物理量可能與多個因素有關。比如我們今天學的音調跟什么因素有關?有同學認為可能與頻率、與振幅有關……等我們做實驗時,要一個一個因素排除,即改變一個因素,控制多個變量。
物理學中對于多因素(多變量)的問題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題。每次只能改變其中的某一個因素,而控制其余的幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最后綜合解決,這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。控制變量法是初中物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。初中物理涉及用次方法的有:電流、電阻和電壓的關系、電阻的大小、壓力與壓強的關系、摩擦力與哪些因素有關……因此我們要傳授知識的同時要滲透方法,只有這樣才能激發學生的興趣,使得學生學到的知識更為系統。掌握有效的學習方法,為進一步學習打下良好的基礎。
【關鍵詞】初中物理 實驗教學 創新 探討
創新是一種高層次的知識遷移,是利用已有信息探索新知識的能力。在實驗教學中我注重給學生提供更多的思維機會和廣闊的思維空間,激發學生求異創新的愿望,逐漸培養學生從全方位推測、假設和構思中“探視”答案以解決問題的思維方式。初中物理無論是演示實驗,還是學生實驗,往往給出實驗方案且方法單一,無探索性,不利于創新精神的培養。我在教學中,以常見實驗知識為生長點,進行引申,讓學生發掘其內涵和外延,從多角度、多方位、多層次地進行創新分析,利用盡可能多的方法來設計實驗方案,并對各方案進行評價,選擇最佳方案,以此來培養學生創造性思維。
一.自制儀器模型增強演示效果,增大演示可見度,激發學生學習物理興趣
在中學物理教學中,演示實驗是使學生對教學內容獲得直觀感性認識的重要手段,是建立概念和規律,理解和掌握物理知識不可缺少的環節,一個成功的演示實驗,不僅有利于激發學生學習物理的興趣,也有利于加深對書本知識的理解。因此,演示實驗有其它教學手段不能替代的作用,為增加演示效果,增大實驗的可見度,我在實際教學中進行了一些嘗試,且取得了較好的效果。例如用鉛筆和小刀做壓強實驗,用可樂瓶做液體壓強與深度關系的實驗,用汽水瓶做大氣壓實驗用乒乓球做物體的浮沉實驗,用水和玻璃做光的色散實驗等,還有在演示串、并聯電路時,我自制了一塊大型演示板,將電池盒、開關、電線、電壓表、電流表、燈座及燈泡,等科學地排布在其上,把它放在講臺上,醒目大方,全班同學都能看清楚,線路連接也一目了然,老師演示起來也得心應手。這些器材學生更熟悉,更有利于使學生明白物理就在身邊,物理與生活聯系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現的器材啟發學生的創新能力
二.鼓勵學生自主探究,培養學生的創新能力
教材上的探究實驗是對一些重要定律和原理讓學生進行探究并得出結論。但在實際教學中,有的老師卻不敢放手讓學生去主動探究,而是替學生設計好實驗步驟甚至做成演示實驗,學生成了旁觀者,沒有直接參與,不利于其創新能力的培養。因此要鼓勵學生自己動腦、動手、動口,在探究過程中充分發揮學生在探究過程中的主體和中心地位,讓學生親身經歷實驗過程,對未知結論的探索、激發學生的思維狀態,認識到這些物理實驗反映的物理本質,從而認識并形成正確的物理規律,培養學生的創新意識。例如,在探究“浮力的大小等于什么”的實驗中,我首先讓學生思考:放入水中的乒乓球,從它剛露出水面到最后漂浮在水面上不動的過程中,它受到的重力怎樣變化?浮力怎樣變化?浸沒在水中的體積怎樣變化?從而讓學生對“浮力的大小與什么有關”作出猜想和假設,并進一步設計實驗進行探究、分析論證并嘗試改進實驗方案。在實驗探究活動中讓學生通過觀察、操作、體驗等方式,經歷科學探究過程,不僅得出了影響浮力大小的因素,更重要的是讓學生們逐步樹立科學方法的學習和科學世界觀。
三.實施小實驗、小制作教學手段
在日常教學實踐中,我體會到,重視初中教材中小實驗的教學,既有利于鞏固知識,提高能力,還容易引起學生的興趣,這對全面提高物理教學質量具有重要的意義。通過小實驗和小制作的完成,可激發學生學習物理知識的興趣,調動學習的積極性。物理學科的特點決定了學生學習物理的難度,導致了一些學生對學習物理產生畏學、厭學情緒,若能在改進課堂教學的前提下,把握住對小實驗教學的機會,通過學習體會親自制作和實踐的樂趣,就可激發興趣,認識到物理知識在實踐中的應用,從而激起他們學好物理的信心。通過小實驗的教學,進一步培養和加強學生的實驗技能。根據學校的實際情況,我們組織學生利用課外活動時間開展小制作活動,如自制電動機、測力計、潛望鏡、簡易望遠鏡、三棱鏡、、電鈴、樓道電燈開關電路等。既能鍛煉學生的動手制作能力,又能為學生將來工作后自制簡易用具打下良好的基礎。物理學是實驗科學,提倡學生自編實驗和自制實驗器材,可培養動腦思考的習慣和動手創新的能力。
四.拓展實驗教學的思路,擴大實驗探究的范圍
關鍵詞: 科學研究方法 教學資源 中學物理教學 指導思想
1.引言
在中學的物理教學實踐中適當地引入科學研究的方法,對于全面提高學生的科學素養與探究能力具有重要作用。通過科學研究的學習方法,可以讓學生從被動地接受知識轉變為主動地獲取知識,培養學生實事求是的科學態度及勇于創新的探索精神。因此,中學物理教師應當在教學實踐中多引入科學研究的課程資源及方法,為學生的終身學習發展奠定基礎。
2.科學研究方法的指導思想
2.1創設問題情境,激發探究興趣。
作為物理教學實踐的新模式,科學研究的方法堅持培養學生實事求是的科學態度與勇于創新的探索精神,力爭不斷提高學生的科學探究能力。采取新的教學模式將更有利于引導學生真正地理解物理學中抽象難懂的知識,激發學生的學習興趣,讓他們積極地探索物理世界的奧秘。在物理教學實踐中,可以通過創設問題情境吸引學生,通過他們自身的認知沖突發現其中的問題,激發他們探究的欲望,這樣一來他們便會主動地學習物理知識,進行深入探索,達到鍛煉創新精神及動手操作能力的目的。具有代表性的做法就是開發課本資源、創設問題情境和巧設演示實驗、創設問題情境這兩種。
2.2引導猜想,培養探究方法。
在物理學習過程中猜想是一種重要的學習手段,只有對問題有了一定的猜想,學生才愿意探索研究。在物理學史上,很多偉大的發明都是先通過猜想進行的。因此,教師應當鼓勵和引導學生大膽猜想,不論學生的猜想是否準確合理,教師都要給予肯定的評價,然后引導他們通過實驗探究的方法驗證自己的猜想。具體可以采取借助簡單實驗引導猜想和練習生活經驗進行合理猜想這兩種手段進行猜想訓練。
2.3設計實驗,培養探究能力。
科學研究是否能夠順利實施是一個重要問題,科學合理的實驗方案是這一問題的主要制約因素。科學研究能力的培養是一個長期過程,再加上學生缺乏實驗經驗,這個過程就需要教師進行細心的鼓勵與指導,充分利用多種手段與研究方法進行試驗活動的研究。在經過幾次的指導實驗以后,就逐步將主動權交給學生,讓學生自主完成研究。在遇到一些研究內容高于生活經驗常識的問題時,教師就要適時進行引導,用一些相同性質、結論的實驗代替那些無法實現的探究內容,讓學生更容易理解,接受。
3.中學物理中常用的科學研究方法
3.1控制變量法。
初中物理學中常常采用控制相關變量的方法研究多因素的問題,這樣就可以通過保持其他因素不變,只改變一個因素的方法研究相關問題,最后進行綜合整理,這就是科學研究中應用最廣泛、最重要的思想方法——控制變量法。初中物理中常見的實例有,探究影響力的作用效果的因素,探究二力平衡的條件,探究物體的吸熱效果與物質的種類、質量、溫度變化關系,探究電磁鐵的磁性與哪些因素有關,等等。
3.2轉換法。
轉化法就是將物理學中不常見、不易直接測量或者觀察的物理量通過生活中常見的現象、物理量進行替換。但是這種方法有一個前提就是必須保證所替換的物理量、現象之間具有相同的效果與性質。在初中物理中常見的實例有,影子的形成可以證明光沿直線傳播、運動的物體能對外做功證明它具有能量、擴散的現象可以證明分子做無規則運動。最具典型的代表實驗就是,研究牛頓第一定律而做斜面小車的實驗時,對于運動物體在不受力作用下會不會一直運動下去進行研究,我們可以通過探究真空不能傳聲的實驗進行解釋。我們無法制造真空的條件,但是我們可以通過觀察密閉容器中空氣越來越少時傳出來的聲音也越來越小來進行推理,當密閉容器中沒有空氣時也就沒有聲音在傳出來。這樣我們就可以推理到小車的實驗,當阻力越來越小來觀察小車運動的距離和速度變化快慢,這樣就能設計出牛頓第一定律的相關實驗。
3.3等效替代法。
等效替代法就是將一些復雜的物理問題與物理變化通過一些簡單的物理問題進行轉化,在轉化過程中必須保證效果、特性與關系的相同。初中物理中常見的實例有,將總電阻的概念引入到研究串、并聯電路電阻實驗,用引入合力的方法研究同一直線上二力的關系,等等。
在初中物理學中應用的科學研究方法還有很多很多,例如建立模型法、類比法、理想實驗法、比值定義法、積累法、比較法、歸納法、圖像法,等等。
4.結語
在初中物理教學中應用科學研究的方法是一個值得思考和探索的課題,同時需要學校及教師進行不斷完善。在進行科學研究的教學模式中,要以學生為主體,讓學生真正參與其中,成為探究學習的實踐者,增強探索精神與創新能力,這樣才能讓初中物理教學達到更好的效果,為學生終身的學習發展奠定基礎。
參考文獻:
[1]范增,吳桂平.試論低成本實驗在民族地區中學物理教學中的應用.民族教育研究,2013(1).
[2]吳偉杰.中學物理教學中如何授之以“漁”.考試周刊,2012(58).