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既然物理實驗方法這么重要,我們怎樣才能讓學(xué)生掌握,并能應(yīng)用自如呢?首先我們要對初中物理教學(xué)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(guān)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(guān)系,得出結(jié)論,然后再綜合起來得出規(guī)律的法。這種方法在整個初中物理實驗中的應(yīng)用比較普遍
(2)等效替代法:研究某一個物理現(xiàn)象和規(guī)律時,因?qū)嶒灡旧淼奶厥庀拗苹蛞驅(qū)嶒炂鞑牡认拗疲豢梢曰蚝茈y直接揭示物理本質(zhì),而采取與之相似或有共同特征的等效現(xiàn)象來替代的方法。這種方法若運用恰當(dāng),不僅能順利得出結(jié)論,而且容易被學(xué)生接受和理解。
(3)轉(zhuǎn)換法:有的物理量不便于直接測量,物理現(xiàn)象不便于直接觀察,通過轉(zhuǎn)換為容易測量到與之相等或與之相關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象,從而獲得結(jié)論的方法。
(4)類比法:類比法是一種推理方法。為了把要表達(dá)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(shù)學(xué)概念,用來表示一個量隨另一個量的變化關(guān)系,很直觀。由于物理學(xué)中經(jīng)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(yīng)用。在實驗中,運用圖像來處理實驗數(shù)據(jù),探究內(nèi)在的物理規(guī)律,具有獨特之處。
(6)理想化方法:指在物理教學(xué)中通過想象建立模型和進(jìn)行實驗的一種科學(xué)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(fù)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(jìn)行理想化處理去再現(xiàn)原形的本質(zhì)的東西,構(gòu)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(dǎo)體電阻大小的因素》中運用的探究方法——控制變量法,來談?wù)勗鯓舆M(jìn)行探究實驗方法的教學(xué),希望能起到拋磚引玉的作用。
一、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(rèn)識,并有所研究。 二、在實驗問題的提出時就開始滲透實驗方法的思想,并讓學(xué)生聯(lián)系實驗提出的問題和假設(shè)來尋找,并確定實驗的變量。例如在《探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素》實驗教學(xué)中,當(dāng)我們換用不同的電阻進(jìn)行實驗時,發(fā)現(xiàn)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(dǎo)學(xué)生去分析比較,得出影響導(dǎo)體電阻大小的因素可能是導(dǎo)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。
三、確定變量后,要引導(dǎo)學(xué)生用怎樣的實驗方法進(jìn)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(guān)系?怎樣進(jìn)行研究?”讓學(xué)生認(rèn)識到,要研究每個變量與電阻的關(guān)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(xué)生,使學(xué)生逐步領(lǐng)悟到控制變量法的實質(zhì)要領(lǐng),為之后的實驗方法的教學(xué)作好準(zhǔn)備。
四、學(xué)生明確了實驗方法后,但是對該實驗方法還處在認(rèn)識階段,還沒有理解,更難說得上運用。這就需要我們引導(dǎo)他們來運用這種實驗方法來進(jìn)行實驗。在該實驗設(shè)計中,根據(jù)控制變量法的要求,我們就需要準(zhǔn)備不同材料、不同長度、不同橫截面積的金屬導(dǎo)線。那么在實驗操作中我們應(yīng)該選用那些金屬導(dǎo)線進(jìn)行實驗?zāi)兀窟@樣一個問題的提出又可以讓學(xué)生對控制變量法有更深的認(rèn)識。例如,在探究導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體材料的關(guān)系實驗時,我們就可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)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(dǎo)線來進(jìn)行實驗。
一、 控制變量法
控制變量法――就是把多因素影響某一物理量的問題,通過控制其他因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉(zhuǎn)化為多個單一因素影響某一物理量的研究方法。這種方法在實驗數(shù)據(jù)的表格上反映為:某兩次實驗只有一個條件不相同,若兩次實驗結(jié)果不同,則與該條件有關(guān),否則無關(guān)。反過來,若要研究的物理量與某一因素是否有關(guān),只讓該因素不同,而其他因素都相同。控制變量法是中學(xué)物理中最常用的方法,教材中涉及這種方法的內(nèi)容較多。例如,根據(jù)生活經(jīng)驗分析影響蒸發(fā)快慢的幾個因素;實驗研究電流與電壓、電阻的關(guān)系等。在教材中還有:(1)探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)。(2)研究液體內(nèi)部壓強的規(guī)律。(3)探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)。(4)研究通電導(dǎo)體在磁場中受力與哪些因素有關(guān)。(5)研究電流做功多少與哪些因素有關(guān)。
二、轉(zhuǎn)換法
從效果相當(dāng)?shù)慕嵌龋柚诹Α帷⒐狻㈦姟C(jī)械等方法之間的轉(zhuǎn)換,對一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量,轉(zhuǎn)換成看得見、摸得著、便于研究的現(xiàn)象或問題,實現(xiàn)可觀察、易觀察或觀察效果明顯的目的。這種研究方法叫做轉(zhuǎn)換法。例如,微小壓強計是把壓強的變化轉(zhuǎn)換為連通器中兩邊液面高度差的變化;電流表測電流、電壓表測電壓以及盒式氣壓計等,都是把電學(xué)量、力學(xué)量轉(zhuǎn)換為指針的偏轉(zhuǎn)來進(jìn)行觀察的。
三、等效替代法
等效是指不同的物理現(xiàn)象、模型、條件或過程等在物理意義、作用效果或物理規(guī)律方面是相同的,它們之間可以相互替代,而效果、結(jié)論不變。這種研究方法主要是針對一些較為復(fù)雜的問題,用一個化繁為簡的替代思路,使它們的效果完全相同,從而將問題化難為易,得到解決。例如,曹沖稱象的方法,把不可分割的大象,用可以加減變化的石塊來替代,大象重就等于等效時(同船同水印)船中石塊總重;托里拆利實驗的原理是:大氣壓強等于它支持的水銀柱的壓強,計算出水銀柱的壓強就知道了當(dāng)時的大氣壓強。用等效替代法使托里拆利成為最早測出大氣壓強的科學(xué)家。這種方法在教材中還有一些:(1)平面鏡成像實驗。(2)引入“合力”概念的實驗。(3)“撈鐵牛”的故事中,鐵牛替代船中扔出的部分沙子。(4)推導(dǎo)串、并聯(lián)電路中等效電阻。(5)做功與熱傳遞在改變內(nèi)能上是等效的。
四、類比法
類比就是根據(jù)兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相同或相似而推理它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。在建立概念時常用這種方法。例如,用水流類比電流、水壓類比電壓。這種方法教材中還有:(1)以運動快慢(速度)類比做功快慢(功率)。(2)用水波類比電磁波。(3)液體壓強類比大氣壓強。(4)用水流做功類比電流做功。
五、理想模型法
通過建立模型來揭示事物本質(zhì)或主要特征的研究方法。把研究對象具有的特征理想化,突出研究對象主要特征或某些方面特征,忽略其他方面特征或次要特征。目的在于集中研究對象某些方面本質(zhì)特征或運動規(guī)律。例如,光線、力的圖示、電路圖、手搖發(fā)電機(jī)、分析浮力產(chǎn)生的原因、牛頓第一定律實驗條件等。
六、比較法
通過對實驗條件、過程、現(xiàn)象、結(jié)論等進(jìn)行觀察、對比、分析,找出研究對象的相同點和不同點,是初中物理的常用方法,凡是觀察或?qū)嶒灒家帽容^法。例如,研究物體浮沉條件時,用重力相同的鉛盒與鉛團(tuán)作比較;研究物體吸熱本領(lǐng)時,用形狀相同的黑白物體作比較。
關(guān)鍵詞:小組合作 當(dāng)堂實驗 科學(xué)探究
初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)“特別將科學(xué)探究納入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn),旨在加強對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。學(xué)生不僅應(yīng)學(xué)習(xí)物理知識和技能,還應(yīng)經(jīng)歷一些科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)方法”。“注重科學(xué)探究和學(xué)習(xí)方式多樣化”。要求學(xué)生“能在觀察物理現(xiàn)象或物理學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)一些問題。有初步的提出問題的能力。通過參與科學(xué)探究活動,學(xué)習(xí)擬訂簡單的科學(xué)探究計劃和實驗方案,能利用不同渠道收集信息。有初步的信息收集能力。”“通過參與科學(xué)探究活動,初步認(rèn)識科學(xué)研究方法的重要性,學(xué)習(xí)信息處理方法,有對信息的有效性作出判斷的意識。有初步的信息處理能力。”“學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象和實驗中歸納簡單的科學(xué)規(guī)律,嘗試應(yīng)用已知的科學(xué)規(guī)律去解釋某些具體問題。有初步的分析概括能力。”“能書面或口頭表述自己的觀點,初步具有評估和聽取反饋意見的意識。有初步的信息交流能力。”在教學(xué)中,如何培養(yǎng)學(xué)生探究能力,實現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)中提到的要求,是每一個物理教師都需要認(rèn)真考慮的問題。經(jīng)過探索和實踐,我認(rèn)為“小組合作,當(dāng)堂實驗”,是一種有效的教學(xué)形式。
一、“小組合作,當(dāng)堂實驗”的提出及內(nèi)涵
所謂探究,就是在一些已知的基礎(chǔ)上,去探索、考究未知。在物理教學(xué)中,就是根據(jù)一些現(xiàn)象和事實,去尋求引起這些現(xiàn)象和事實的規(guī)律性的東西。新課標(biāo)和教材都非常重視探究能力的培養(yǎng)。北師大版初中物理教材中幾乎每一節(jié)都設(shè)計了小探究,共19個,還設(shè)計了14個大探究,供學(xué)生在學(xué)習(xí)中探究。在初中階段,由于學(xué)生剛接觸物理,北師大版初中物理所涉及的內(nèi)容大多是學(xué)生日常生活中常見的現(xiàn)象和規(guī)律。學(xué)生愿意做也有可能完成探究實驗。同時,由于不同的學(xué)生都有各自的特長,有的學(xué)生智力好,善于發(fā)現(xiàn)問題,有的學(xué)生動手能力強,看到什么都很快能掌握操作要領(lǐng),有的學(xué)生善于表達(dá),有內(nèi)容他就說出來,能正確表達(dá)一個過程和現(xiàn)象。怎樣能更好的提高每個學(xué)生的能力呢?在教學(xué)中,我們采用了“小組合作,當(dāng)堂實驗”的教學(xué)形式,讓學(xué)生在課堂中利用學(xué)生問優(yōu)勢互補進(jìn)行探究,大大提高了學(xué)生的探究能力,使學(xué)生的動手能力和信息處理能力、交流合作能力得到提高,并且使他們的團(tuán)體意識和合作意識得到加強,使他們的科學(xué)素質(zhì)得到提高。
“小組合作”就是在教學(xué)中,我們根據(jù)學(xué)生的智力水平,動手操作能力和語言表達(dá)能力的不同將學(xué)生分成小組,小組成員互有專長。遇到有探究的內(nèi)容,利用小組成員的不同優(yōu)勢和特長使每個小組都能順利進(jìn)行探究,通過探究,使每個學(xué)生的腦、手、眼、口都充分被調(diào)動,通過學(xué)習(xí)其他組員的長處,使不同的學(xué)生的能力都得到提高。“當(dāng)堂實驗”就是能夠在課堂上完成探究實驗都放在課堂上進(jìn)行,能讓學(xué)生親自做的老師不做,真正把探究作為學(xué)習(xí)的重要方法應(yīng)用到教學(xué)中。
二、“小組合作,當(dāng)堂實驗”教學(xué)的操作方法
1、巧妙分組。在每學(xué)年剛開學(xué)時,先對每個學(xué)生都要認(rèn)真的考查和分析,了解他們的長處和特長。看看那些學(xué)生腦子靈活,那些學(xué)生好擺弄小東西,那些學(xué)生的語言表達(dá)好,都要心中有數(shù)。然后再對照學(xué)生問的相處的人際關(guān)系將學(xué)生分成不同的學(xué)習(xí)小組。小組以3—5人為宜,太少有些實驗不能進(jìn)行,太多則有些實驗不能讓每個人都動手,有些人不能參與,會影響他們的積極性。分好組后要明確小組成員要互助,合作,要共同提高,幫助他們樹立自信心和團(tuán)結(jié)意識、集體意識。
2、恰當(dāng)選擇探究內(nèi)容。凡是與教學(xué)過程緊密結(jié)合,便于隨堂進(jìn)行,利于培養(yǎng)學(xué)生探究能力和科學(xué)的實驗方法和良好的實驗習(xí)慣的,都可作為當(dāng)堂實驗探究的內(nèi)容。
(1)根據(jù)中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)中知識與技能的具體要求,安排實驗的內(nèi)容。例如,課程標(biāo)準(zhǔn)中要求學(xué)生會測量一些基本物理量,會選擇適當(dāng)?shù)臏y量儀器,那么就應(yīng)該當(dāng)堂實驗的形式,努力增加學(xué)生對相關(guān)儀器的使用和選擇頻數(shù),逐步提高學(xué)生使用相關(guān)儀器技能方面的要求。例如,八年級剛開始用溫度計測溫度,是學(xué)生第一次在實驗中用溫度計,將不同的溫度計拿進(jìn)課堂,過教學(xué)邊實驗,學(xué)生測量不同的水的溫度,很快就掌握了溫度計的選擇和使用,為以后的測量也打下良好的基礎(chǔ)。將“電流表”、“電壓表”改為當(dāng)堂實驗后,在新課教學(xué)中讓學(xué)生對照不同的電路學(xué)會電流表、電壓表的使用,到下一節(jié)探究時,增加了“兩表”的使用次數(shù),這更有利于學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)。
(2)課本上安排的小探究全部當(dāng)堂完成,對器材的要求不是很高的小探究實驗和教材上的做一做,可以改為當(dāng)堂實驗。例如,制作橡皮筋測力計的小實驗,可以配合“力的測量”進(jìn)行當(dāng)堂實驗教學(xué)。再如,凸透鏡成像的探究,由于放大鏡焦距短,便于觀察,都可以讓小組合作當(dāng)堂實驗。還可以將教材上的部分大探究改為小探究。如探究物質(zhì)的密度、探究凸透鏡成像、影響摩擦力大小的因素、影響浮力大小的因素、重力與質(zhì)量的關(guān)系、機(jī)械的機(jī)械效率等,都可以在課堂上讓學(xué)生自己研究。
關(guān)鍵詞:初中物理;教學(xué)方法;選擇
1.初中物理教學(xué)中常用的教學(xué)方法
物理學(xué)科教學(xué)與一般的學(xué)科不同,不只要進(jìn)行單純的理論教學(xué),物理教學(xué)中還有實踐教學(xué)與實驗教學(xué),要引導(dǎo)學(xué)生從實驗教學(xué)中探求出物理知識,將理論知識與實踐知識結(jié)合起來。因此,在初中物理教學(xué)中,一般采取以下三種教學(xué)方式,分別是實驗教學(xué)法、理論教學(xué)法與習(xí)題教學(xué)法。首先,是理論教學(xué)法。教師通過對教材的深入研究,對物理的理論教學(xué)深入的研究與探討,使學(xué)生明白理論教學(xué)的重點、難點與要點,初中物理是學(xué)生接觸物理的初始階段,學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候比較困難,特別是在新課程改革深入實施的今天,初中物理教學(xué)要更加注重走向生活化,理論知識的講解要與學(xué)生的實際生活相結(jié)合,教師要注重通過案例教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生自主去探索相關(guān)的物理知識與物理規(guī)律,這樣學(xué)生對物理知識的理解才會更加深刻。對于初中的物理教學(xué)來說,理論知識一般包括物理概念與物理規(guī)律,物理的概念與規(guī)律共同形成了物理的知識體系,教師需要利用自己的教學(xué)經(jīng)驗與生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)物理學(xué)習(xí)的情境,從而不斷感受物理知識,引導(dǎo)學(xué)生逐漸發(fā)現(xiàn)問題,分析問題,從而解決問題。其次,在實驗教學(xué)法中,實驗教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要組成部分,初中物理的實驗一般有演示實驗、學(xué)生實驗與課外實驗,通過這些不同類型的實驗教學(xué),有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣,有利于更好地提高物理的教學(xué)效果。在初中物理教學(xué)中,主要的實驗方式就是演示實驗。具體來說,演示實驗就是學(xué)生的學(xué)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生掌握感性知識的重要性,不斷培養(yǎng)學(xué)生的觀察與想象能力,教師在進(jìn)行演示實驗之前,要做好充分準(zhǔn)備,實驗設(shè)備、實驗資料都要確保萬無一失,實驗效果要更加清晰明了,以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。同時,學(xué)生的自主實驗也是必不可少的一部分,學(xué)生的自主實驗,有利于學(xué)生更加深刻地理解相關(guān)的知識,唯一需要注意的是,在學(xué)生進(jìn)行實驗的時候,教師要進(jìn)行有效指導(dǎo),在學(xué)生做實驗的時候進(jìn)行巡視,及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗中的各種問題。最后,是習(xí)題教學(xué)法。在初中物理教學(xué)中一個非常重要的方法就是習(xí)題教學(xué)法。這種教學(xué)方法,有利于學(xué)生更好地鞏固知識,有利于教師獲得學(xué)生學(xué)習(xí)反饋,在教師講解清楚相關(guān)的理論與概念后,習(xí)題法有利于學(xué)生將知識更好地運用到實際生活中,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2.初中物理教學(xué)方法的優(yōu)化
各種教學(xué)方法的科學(xué)化與優(yōu)化能促進(jìn)教學(xué)工作,在上文中我敘述了幾種常見的教學(xué)方法,下面將具體來談?wù)勅绾螌⑦@些教學(xué)方法優(yōu)化,以提升教學(xué)的有效性。首先,是理論教學(xué)法與實驗教學(xué)法的優(yōu)化。物理中的很多知識都是通過具體的實驗學(xué)習(xí)更加有效率,因此,若想促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí),就要在傳統(tǒng)的教學(xué)方法上不斷地創(chuàng)新,實現(xiàn)各種教學(xué)方法的優(yōu)化組合。因此,在初中物理教學(xué)中,要正確處理理論教學(xué)、實驗教學(xué)、教學(xué)方法與學(xué)生學(xué)習(xí)能力之間的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生大膽動手做實驗,大膽質(zhì)疑提問題。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)才會更加具有創(chuàng)新性。其次,教師要將理論教學(xué)與習(xí)題教學(xué)結(jié)合在一起。理論教學(xué)是讓學(xué)生有效地掌握各種物理知識與物理概念,習(xí)題教學(xué)則是理解這些概念背后的真正含義,理論教學(xué)是為習(xí)題教學(xué)奠定知識的基礎(chǔ),習(xí)題教學(xué)可促進(jìn)學(xué)生鞏固已有知識,因此教師在教學(xué)中要將這兩種教學(xué)方法有效地融合在一起,在講解一部分知識后,就要讓學(xué)生做習(xí)題,對這些知識加以充分利用。在這個過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作、交流與討論。從本質(zhì)來講,每個物理問題都是一個實際問題,其中蘊含著許多物理知識,教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入討論。除了這些學(xué)習(xí)方法,還要不斷采取其他學(xué)習(xí)方法,挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力,提升教學(xué)效率。
總而言之,在初中物理教學(xué)中,需要結(jié)合新課程改革的實際情況,結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),對教學(xué)方法進(jìn)行選擇與優(yōu)化,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提升初中物理教學(xué)的有效性。
參考文獻(xiàn):
由于新課標(biāo)要求:初中物理課程不僅應(yīng)注重科學(xué)知識的傳授和技能的訓(xùn)練,而且更應(yīng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)。近年的中考考題也突顯出對物理課程的要求,更加注重對學(xué)生潛力的挖掘,更注意引導(dǎo)學(xué)生理解和學(xué)習(xí)自主分析、解決問題的思維過程,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散和創(chuàng)造思維,以下將結(jié)合近幾年中考考題從分析培養(yǎng)學(xué)生思維能力的必要性和具體策略來進(jìn)行談?wù)摗?/p>
一、培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力的必要性
物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的自然科學(xué)。它的研究對象具有客觀性,不以人的意志為轉(zhuǎn)移。物理思維是大腦對物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象、物理事實等本質(zhì)屬性、內(nèi)部規(guī)律以及物理事物間的聯(lián)系和相互關(guān)系的間接的、概括的和能動的反映。物理思維的對象是一個多層次、多結(jié)構(gòu)、多序列的完整網(wǎng)絡(luò)和有機(jī)整體。在積累了大量知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,形成對物理事物立體的、完整的認(rèn)識。物理思維能力大致分為形象思維、正向思維、逆向思維、發(fā)散思維、聯(lián)想思維、演繹歸納思維等。
培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力,可以很好地幫助學(xué)生認(rèn)識事物的本質(zhì)、發(fā)展的過程,從而建立起具體、有用的知識網(wǎng)絡(luò),強化知識之間的聯(lián)系,為學(xué)生自主、發(fā)散、創(chuàng)新學(xué)習(xí)和學(xué)以致用打下很好的基礎(chǔ)。中考開放性試題是指素材來源于生活,沒有固定答案或結(jié)論不唯一的題目,解題方法多樣但基本方法跟原理不變的題目。通過求解這一類問題,可以激發(fā)學(xué)生的求知欲,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,考查學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力。
二、中考開放性試題與物理思維能力的關(guān)系
近年來,物理中考試題在注重對學(xué)生“雙基”能力考查的同時,開始關(guān)注對學(xué)生物理思維能力的考查,最典型的是在常考題型中設(shè)置了開放性試題,而且物理開放性試題在中考中的分量也在逐年增加。這類試題的特點是貼近生活實際,注重考查學(xué)生對學(xué)習(xí)的過程和方法的檢測,考查內(nèi)容突顯物理知識和方法的應(yīng)用,倡導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用和強化為科技服務(wù)的意識。這類試題充分考查學(xué)生掌握和聯(lián)系知識的本質(zhì),考查學(xué)生動手實踐的能力,以及運用物理方法解決新問題的能力。因此,老師在平時的教學(xué)中要考慮到二者的關(guān)系,主動給學(xué)生更多的空間和自由,設(shè)計教學(xué)時旨在激發(fā)學(xué)生的思維潛能,充分發(fā)揮其主觀能動性,并引導(dǎo)學(xué)生從多角度、多方面、多層次去思索和探究物理問題,以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì),促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的發(fā)展。如下題:
實例一:(2012·福州)透明玻璃杯中裝有三種液體和四個實心固體,靜止時如圖所示,它們的密度如右表所示.其中固體C和液體2分別是( )
A.塑料、水B.塑料、菜油
C.橡皮、水D.橡皮、蜂蜜
這就是中考試題中一道很典型的條件開放試題,所給的物質(zhì)不是課本內(nèi)的常見物質(zhì),而是生活中見到的物質(zhì),卻考查了學(xué)生如何將課本知識中的密度應(yīng)用解決生活中的問題,真正考查了學(xué)生密度知識的掌握情況,同時也更深層次地考查了密度對物體浮沉情況的影響,同時,這道題目也考查了學(xué)生搜集題目信息和處理問題的演繹歸納能力,考查了學(xué)生的發(fā)散思維能力。
課改后的物理課特別強調(diào)課堂里的師生互動性、課堂趣味性、學(xué)習(xí)形式多樣性、教學(xué)方法創(chuàng)造性,強調(diào)學(xué)生作為課堂主體的參與程度和熱情,強調(diào)學(xué)生自主動手實踐的能力,強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思考、總結(jié)和進(jìn)步。課改后的中考試題也充分體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求,在內(nèi)容上充分挖掘教學(xué)資源,更有效促使學(xué)生發(fā)揮發(fā)散思維和創(chuàng)造力,培養(yǎng)學(xué)生自主動手和創(chuàng)新實驗的能力,物理教學(xué)也因此更具體地體現(xiàn)以人為本、以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,也更有助于老師挖掘更多的教學(xué)資源和素材去適應(yīng)考試題目開放性的變動。
三、如何在教學(xué)中具體培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
分析近幾年的中考試題,我們不難發(fā)現(xiàn)中考考題努力從多角度考察學(xué)生的能力,如活學(xué)活用能力、演繹歸納知識、發(fā)散思維、創(chuàng)新能力等。這些能力的形成必須得依托教學(xué),是一個循序漸進(jìn),長期積淀的過程。結(jié)合多年的教學(xué)實際經(jīng)驗積累,對循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力的具體策略談幾點認(rèn)識。
1.掌握基礎(chǔ)知識是支點。
基礎(chǔ)學(xué)習(xí),是為了循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維和發(fā)散思維等能力作必要鋪墊。基礎(chǔ)學(xué)習(xí)法具體如下:“三個基礎(chǔ)”是最基本的要求,即為清楚基本概念,熟悉基本規(guī)律,熟練基本實驗方法;“一個獨立”是要求大家在平時養(yǎng)成習(xí)慣獨立思考;“一個圖”即要求大家注重對知識結(jié)構(gòu)圖的搭建,注意知識之間的聯(lián)結(jié);“一條路”即要求學(xué)生明確自己做不同題目的清晰的解題思路,注意邏輯性。
近幾年中考,除了考查基礎(chǔ)概念、定義和實驗結(jié)果等之外,考題也對學(xué)生熟悉實驗方法、實驗步驟提出了更高的要求。
實例二:(2012·福州)果汁也能做電池,先向杯中倒人芭樂汁,再把分別接有導(dǎo)線的銅棒和鋁棒插入芭樂汁中,作為電池的正負(fù)極,如圖所示,一個芭樂電池就做成了.那么芭樂電池的正極是銅棒還是鋁棒呢?給你電流表、電壓表、低壓發(fā)光二極管、開關(guān)各一個,導(dǎo)線若干,請選擇其中合適的器材設(shè)計一個實驗方案進(jìn)行探究。
這道題的解答方法如圖所示,可以用三種方法來檢測,是一道設(shè)計和制作類的考題,考察的對象很清楚,就是學(xué)生的對電壓表、電流表、半導(dǎo)體基本使用和特點的掌握,而檢測的物質(zhì)卻是生活中的果汁,主要考查學(xué)生利用電學(xué)常見的三個基本儀器,通過電學(xué)中最簡單的電路中電流方向來判斷電源的正負(fù)極,考查了學(xué)生常見儀器的基本使用的掌握情況,這是一道結(jié)論開放的試題,要解決好這道題首先要掌握電壓表、電流表、半導(dǎo)體這三個實驗器材的使用,并要掌握簡易電路圖和最基本電路的實驗是解題的關(guān)鍵。所以老師一定要注意讓學(xué)生多實踐,親自體驗進(jìn)而掌握實驗的步驟和難點,進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生的演繹和歸納思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實驗?zāi)芰蛯W(xué)生處理新問題的發(fā)散和創(chuàng)新思維能力做鋪墊。
2.學(xué)生自主實驗是要點。
很多考題都是在學(xué)生熟悉的實驗中去考察實驗的方法,如控制變量法、多次實驗減少誤差等,這些都需要老師在相關(guān)的實驗課中通過演示和分組實驗的辦法,促使學(xué)生在觀察和親自動手體驗的基礎(chǔ)上掌握。因而老師要注意引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用正確的方法設(shè)計實驗,動手操作實驗和全面分析實驗報告,在老師正確的指導(dǎo)下大膽放手讓學(xué)生從趣味的實驗中去失敗、去發(fā)現(xiàn)、去理解。
以下是常用的實驗課步驟的分析圖,在此建議“設(shè)計實驗方案”、“驗證實驗”和“歸納總結(jié)”環(huán)節(jié)老師要加強注重實驗方法的培養(yǎng),實驗過程不是強調(diào)結(jié)果而是要注重實驗原理和控制變量法等方法的灌輸,只有學(xué)生掌握了實驗方法才能用正確的方法去舉一反三去解決相類似的問題,其中控制變量法是初中物理實驗的一個重要的科學(xué)方法,在初中物理課內(nèi)外的實驗中有廣泛的應(yīng)用;而“正確的猜想”可與學(xué)生共同探討,適當(dāng)留給學(xué)生思考、創(chuàng)新的空間。
實例三:(2011宿遷)電阻觸摸屏在筆記本電腦及手機(jī)等設(shè)備上已普遍使用,當(dāng)手指在觸摸屏表面施以一定的壓力時,觸摸屏通過分別識別觸摸點的水平與豎直位置,從而確定觸摸的位置。
(1)其工作原理利用了在材料、橫截面積一定時,導(dǎo)體的長度越長,導(dǎo)體的電阻就越的______規(guī)律。
(2)以豎直方向為例,觸摸屏相當(dāng)于一根電阻絲,觸摸時,觸摸點P將電阻絲分為上下兩部分,設(shè)上部分電阻為R1,下部分電阻為R2,結(jié)構(gòu)可等效為如圖所示電路,電源電壓不變.當(dāng)觸摸點在豎直方向移動時,若測R2兩端電壓增大,則可知R2阻值 ,觸摸點P到屏下端的距離 (以上兩空選填“增大”、“減小”或“不變”)。
這是一道緊密聯(lián)系生活的試題,是現(xiàn)在新科技電腦使用的觸摸屏,雖然給的是新的物理情境,但分析的方法卻是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中常用到的方法,第(1)問題其工作原理和第(2)問題中的觸摸點P到屏下端的距離的分析都應(yīng)用到控制變量的方法,應(yīng)用的物理知識是電阻與長度、橫截面積等因素的關(guān)系以及串聯(lián)電路中電壓跟電阻成正比的相關(guān)知識,本道實驗題即考查了現(xiàn)今的科技成果,又解開了前沿科技的神秘面紗,同時又有效的考察學(xué)生控制變量的科學(xué)方法掌握情況,使學(xué)生的創(chuàng)造思維得到發(fā)展。
在教學(xué)的過程中教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生善于觀察、勤于思考,樂于發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識與物理現(xiàn)象。因而對老師的教學(xué)要求也更高,除了講解知識外,還要求老師在教學(xué)時以生活實例自主擴(kuò)充資源,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并增強運用物理知識解決相關(guān)問題的能力,從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察思維和發(fā)散思維能力。
3.學(xué)以致用是宗旨。
物理學(xué)科的教學(xué)宗旨是學(xué)以致用。教師有意識地在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生主動地運用所學(xué)的物理知識去解決生活、生產(chǎn)中的實際問題,將教學(xué)小課堂知識與社會大課堂的知識有機(jī)融合。近年的物理考題新穎之處在于,特別注重將物理知識和前沿科技、新科技成果、新形勢等結(jié)合,真正檢測學(xué)生的綜合性物理能力。
例四:(2012福州)石墨烯又稱單層墨.最近美國研究人員通過引入由多層石墨烯制成的交替散熱通道,解決了在交通信號燈和電動汽車中使用半導(dǎo)體材料散熱的難題.這利用的是石墨烯的( )
A.熔點高B.硬度大C.導(dǎo)電性強D.導(dǎo)熱性好
這是一道關(guān)心最前沿科技發(fā)展的一道較簡單的基礎(chǔ)題.但考查的知識點卻是書本上的有關(guān)材料的知識點,雖然情境是新的,但考查的卻是書本的材料知識點,解題時只要從題目中給出的材料的特性入手就能將問題解決清楚。
物理學(xué)科和科技的聯(lián)系最直接最緊密。教師應(yīng)在教學(xué)中注重引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)服務(wù)科技、生活、軍事等意識,還要注意在相關(guān)的章節(jié)知識講解中巧妙地滲透前沿科技成果,同時注意培養(yǎng)學(xué)生收集整合信息、處理分析信息的能力,結(jié)合“科技新發(fā)現(xiàn)”、“科技新發(fā)明”、“科技新成就”和“環(huán)保發(fā)明”、“節(jié)能減排”等熱點話題來拓展物理教學(xué)內(nèi)容,并在這樣大物理的教學(xué)背景下適時培養(yǎng)學(xué)生的觀察思維、歸納思維、目標(biāo)思維和聯(lián)想創(chuàng)新思維能力。
一、正確認(rèn)識邊學(xué)邊實驗教學(xué)方法的作用
在教學(xué)過程中,教師一邊講授、一邊指導(dǎo)學(xué)生做有關(guān)的實驗,這種教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生進(jìn)行多邊活動的教學(xué)方法一般叫邊學(xué)邊實驗方法,它可以為學(xué)生創(chuàng)造物理壞境,擴(kuò)大師生在課堂內(nèi)的信息交流,有利于在教師的主導(dǎo)作用下,發(fā)揮學(xué)生的主體作用。
幾年來,我們發(fā)現(xiàn)在做演示實驗的基礎(chǔ)上,認(rèn)真做好分組實驗是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣的較好手段,是物理教學(xué)中大面積提高教學(xué)質(zhì)量很重要的一環(huán)。但是在教學(xué)過程中,演示實驗和學(xué)生分組實驗都存在著一定的弊端。如果把教師演示實驗改為學(xué)生的邊學(xué)邊實驗,則既能使學(xué)生獲得清晰的印象,又能培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。同時我們又發(fā)現(xiàn)在學(xué)生分組中,常出現(xiàn)兩種情況:一是由于初中學(xué)生好奇心強,實驗中常常出現(xiàn)“男同學(xué)搶著做,女同學(xué)怕動手,成績好的積極做,成績差的旁邊坐”的現(xiàn)象;二是由于初中學(xué)生實驗?zāi)芰Σ睿瑢W(xué)生對實驗的注意力總是集中在操作上,教師忙于協(xié)助學(xué)生排除故障,師生完全處于被動狀態(tài),以致無法達(dá)到培養(yǎng)實驗?zāi)芰Φ哪康摹2捎眠厡W(xué)邊實驗的形式后,教師邊啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識,邊指導(dǎo)學(xué)生實驗,學(xué)生在教師指導(dǎo)下邊看書、邊實驗、邊思考、邊討論,以物學(xué)理,能較快地掌握物理知識,并將知識轉(zhuǎn)化為能力。
二、上好邊學(xué)邊實驗物理課,必須要有充分的準(zhǔn)備
1、要備好教案。一般應(yīng)從多方面準(zhǔn)備邊學(xué)邊實驗課的內(nèi)容。
2、教師演示實驗,經(jīng)過適當(dāng)改進(jìn)后,可由學(xué)生邊學(xué)邊實驗。例如:研究影響電阻大小的因素的實驗,課本上是三個演示實驗,筆者將其改成邊學(xué)邊實驗后,在備課時主要從以下兩個方面進(jìn)行設(shè)置:
A器材的選擇:課本上以鎳鉻合金絲作為實驗導(dǎo)體,筆者將其換為HB型的鉛筆芯。這樣取材方便且應(yīng)用靈活,增強了實驗的可信度。
B方案的設(shè)計:在將這個實驗改成邊學(xué)邊實驗后,筆者是從如下兩個方面引導(dǎo)學(xué)生的:
(1)尋找研究方法:教師提出問題:影響導(dǎo)體電阻的因素可能有哪些?并提示學(xué)生與車流、人流通過道路的現(xiàn)象相比較,學(xué)生經(jīng)過猜想,歸納出三個主要因素后,繼續(xù)提問:要弄清每一個因素與電阻的關(guān)系,如何設(shè)計實驗?學(xué)生經(jīng)過逐步引導(dǎo),學(xué)會了“控制變量法”這一常用的研究物理問題的方法。
(2)確定具體步驟:在實驗器材上,筆者設(shè)置問題:只提供兩支長短、粗細(xì)均相同的HB型鉛筆芯,如何研究導(dǎo)體的長度、橫截面各對電阻的影響?這時,學(xué)生的思維十分活躍,提出了諸如小刀削鉛筆芯、移動鱷魚夾改變接入電路中的筆芯的長短等方法,最終學(xué)生自己肯定了一種簡便易行的方法:即將兩支鉛筆芯分別串、并聯(lián),就可以明顯地改變導(dǎo)體的長短和粗細(xì)了。經(jīng)過如此處理,學(xué)生的興趣十分濃厚,實驗也就自然而然收到了預(yù)期的效果。
3、課本上的小實驗及實驗習(xí)題。例如,用一根兩端開口的玻璃管和一個塑料片,可進(jìn)行液體產(chǎn)生向上壓強的實驗。另外,不透明物體的后面的影子;反復(fù)彎折鐵絲,彎折處會發(fā)燙等等,都可以配合新課教學(xué)作為學(xué)生邊學(xué)邊實驗的內(nèi)容。
4、課本上的學(xué)生分組實驗,雖然實驗性的居多,但有的也可以改為探索性的邊學(xué)邊實驗。這樣,學(xué)生在新課學(xué)習(xí)中就掌握了基本儀器操作方法,到分組實驗時就可以適當(dāng)提高教學(xué)要求。
5、 要備好儀器。教師應(yīng)先用學(xué)生實驗儀器做一遍,以了解儀器的性能、規(guī)格,估計可能發(fā)生的故障,做到心中有數(shù)。
6、要備好學(xué)生。在備課時,對學(xué)生的實際以及學(xué)生在實驗中可能遇到的困難都應(yīng)心中有數(shù)。
三、對現(xiàn)行實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)體系作些調(diào)整
為了大面積提高初中物理教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生能力,我們的課堂教學(xué)較多地采用了學(xué)生邊學(xué)邊實驗的教學(xué)形式,因此,我們對現(xiàn)行初中物理實驗教學(xué)的結(jié)構(gòu)體系也作了如下的調(diào)整:
1、將下列學(xué)生分組實驗改成邊學(xué)邊實驗:測量物體的長度和體積;用溫度計測溫度;觀察水的沸騰;用天平稱物體的質(zhì)量;杠桿平衡條件;連接串、并聯(lián)電路;電流的測量;電壓的測量;用滑動變阻器改變電流;滑輪組機(jī)械效率的測定;測定小燈泡的功率。
2、將下列演示實驗改成邊學(xué)邊實驗:測曲線長度;測一張紙的厚度;測汽水瓶的容積;蒸發(fā)致冷;碘的升華和凝華;磁化;摩擦起電;力的作用是相互的;彈簧秤的正確使用;用滾動摩擦代替滑動摩擦;二力平衡的條件;慣性現(xiàn)象;稱重法測浮力;平面鏡成像的特點;折射與視深度;導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān);串、并電路電阻的特點。
3、將下列小實驗改成邊學(xué)邊實驗:不透明物體后面有影子;小孔成象;用二力平衡知識找物體的重心;利用彈簧秤;水測固體及液體的密度;做功改變物體的內(nèi)能(彎折細(xì)金屬絲)。
一、在物理概念教學(xué)中實施自主學(xué)習(xí)
在物理概念教學(xué)中,教師可創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生在情境中開展自主性學(xué)習(xí)活動,包括對相關(guān)問題的思考、有關(guān)資料的搜集及實驗操作、相互交流等多種形式,從而讓學(xué)生在對物理現(xiàn)象的分析、綜合抽象、概括中正確地理解概念.
例如,在講“速度”概念時,針對學(xué)生對“運動”現(xiàn)象已有了初步感性認(rèn)識的現(xiàn)狀,我設(shè)置了以下的情境:
1.同時開始運動的步行者和騎車者,我們?nèi)绾稳ケ容^他們運動的快慢?
2.在百米賽跑中,我們?nèi)绾稳ケ容^參賽者的快慢?
3.百米短跑運動員和奧運長跑運動員,我們又如何判斷他們之間的快慢?
在教師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生開展自主討論,師生匯總大家自主探討的結(jié)果,逐步引出在比較物體運動快慢時所涉及的關(guān)鍵詞“路程” 、“時間”,從而得出物理學(xué)中常用的比較物體運動快慢的方法.在概念教學(xué)中實施自主學(xué)習(xí),可激發(fā)學(xué)生的探究欲望,使學(xué)生被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c,實現(xiàn)了學(xué)生主體地位的轉(zhuǎn)變.
二、在物理規(guī)律形成過程中倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)
物理規(guī)律和定律是前人在無數(shù)次的反復(fù)實驗中總結(jié)出來的結(jié)論.在物理教學(xué)中,教師如果能通過實驗,再現(xiàn)物理圖景,借助物理事實,讓學(xué)生分析,歸納、概括出物理規(guī)律,還原物理規(guī)律的產(chǎn)生過程,將有助于學(xué)生內(nèi)化知識,理解和靈活運用知識.同時,有利于培養(yǎng)學(xué)生動手能力、分析能力和解決問題的能力.
例如,在講“牛頓第一定律”時,教師可介紹:經(jīng)歷了伽利略的“斜面實驗”,笛卡爾的完善,牛頓的“總結(jié)補充”,最終才形成了牛頓第一定律.在教學(xué)中,教師將每一步細(xì)化、放大,給學(xué)生對應(yīng)的情境,讓學(xué)生將自己所看到的現(xiàn)象逐步總結(jié)、歸納,最終得出牛頓第一定律.
又如,在講“焦耳定律”時,教師先引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生大膽猜想:電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)?接著師生一步步設(shè)計實驗方案,從而得出必須控制變量,才能得出最終的結(jié)論.事實證明,將學(xué)生置于教學(xué)過程中,不僅可使學(xué)生弄清知識的來龍去脈和形成過程,更能讓學(xué)生在探索知識的過程中體驗喜悅和樂趣,增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情.
三、在物理解題過程中開展自主學(xué)習(xí)
事實證明,要讓學(xué)生能夠深刻地理解和掌握知識,并能理清各種知識之間的關(guān)系,只有讓學(xué)生在掌握知識的同時學(xué)會運用知識.這樣,學(xué)生知識的掌握才是鮮活的、有生機(jī)的.在物理學(xué)習(xí)中,有的學(xué)生雖然能將題目做出來,但對物理過程或?qū)栴}的思考過程卻說不出子丑寅卯.因此,教學(xué)中教師應(yīng)充分暴露問題的解題思路和思考過程,讓學(xué)生充分感悟,不斷總結(jié).
例如,1個瓶子能盛1kg的酒精,用這個瓶子能盛多少千克的水?對此題的教學(xué),教師可引導(dǎo)學(xué)生作如下分析:要知道瓶子能裝多少千克水,需知道瓶子的容積.由瓶子能盛1kg酒精和酒精的密度可知酒精的體積,而酒精的體積也就是瓶子的容積,即水的體積.這樣,教師借助典型例題的分析,將問題的思路及思考的過程充分暴露,提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力.
四、在教學(xué)方法的探索中開展自主學(xué)習(xí)
布魯納說:“探索是教學(xué)的生命,由探索獲取的知識最深刻、最難忘.”因此,教學(xué)中教師要通過讓學(xué)生開展一系列的自學(xué)活動,讓他們閱讀、思考、相互討論、主動發(fā)現(xiàn)知識并理解知識.這樣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對知識的認(rèn)同感,使每個學(xué)生得到充分的發(fā)展.
例如,在“伏安法測電阻”實驗中,我提問:怎樣測量導(dǎo)體的電阻?立馬就有學(xué)生說根據(jù)歐姆定律R=U/I,只需知道R兩端電壓及通過的電流,就能測量出導(dǎo)體的電阻.教師對這些同學(xué)給予了肯定.同時,組織學(xué)生討論,得出這種方法的不足:這種方法只能測得一次電流、電壓值,得出的電阻值誤差較大,因而需要進(jìn)行改進(jìn).在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器,問題便可迎刃而解.此時,學(xué)生對電路中滑動變阻器的作用自然了然于心.
關(guān)鍵詞: 初中物理實驗 實驗探究 組織形式 實際情況
隨著教育的發(fā)展,教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法都在逐步適應(yīng)認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,實驗教學(xué)是以師生共同探究來促近多種形式的教學(xué)方式,實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)素養(yǎng)的一種教學(xué)方式。它具有探究性、開放性、整合與拓展等特點。通過實驗探究,學(xué)生能夠經(jīng)歷基本的探究過程,學(xué)習(xí)探究科學(xué)的探究方法,發(fā)展初步的科學(xué)探究能力,形成尊重事實,探索真理的科學(xué)態(tài)度。實驗教學(xué)的組織形式多種多樣,我聯(lián)系自己的教學(xué)實際認(rèn)為實驗教學(xué)大致可分為以下幾種組織形式。
一、演示探究實驗
物理演示實驗具有形象真實、生動有趣的特點,能為學(xué)生在形成物理概念、得出物理規(guī)律前創(chuàng)造出活生生的物理情景,使學(xué)生感受頗深。例如在進(jìn)行馬德堡半球演示實驗時,先讓兩個“大力士”上來拉,結(jié)果不能將兩個半球拉開。然后打開活塞,讓空氣進(jìn)入半球中,再讓兩個力氣小的學(xué)生來拉,他們卻很輕松地將兩個半球分開了。兩相對比,說明大氣壓強不僅存在,而還不小,給全體學(xué)生都留下了深刻的印象。這種組織形式適用于一般的探究活動,探究過程也無大差異。在進(jìn)行具體的實驗過程中,由于實驗器材不能滿足全體學(xué)生的需要,或是實驗難度大,儀器精密,要求很高,或是具有危險的,有毒的一些操作,學(xué)生不能夠直接來操作實驗,這時教師是表演者,學(xué)生是觀察者(也可讓學(xué)生上臺演示)。教師不但要事先準(zhǔn)備,使得實驗可見度大,效果明顯,便于觀察,而且要確保實驗成功,對學(xué)生進(jìn)行動腦、動眼、動耳、動口、動手的訓(xùn)練與培養(yǎng)。國際物理教育界正在流行這樣一種趨勢,即衡量一堂物理課的效果,很大程度上取決于這堂課中演示實驗的數(shù)量和質(zhì)量。
二、分組探究實驗
這是最典型也是最重要的物理實驗教學(xué)形式,基本能滿足學(xué)生各方面的學(xué)習(xí)需求。是目前物理教學(xué)倡導(dǎo)的實驗組織方式,也是學(xué)生最喜愛、最希望的教學(xué)組織形式。學(xué)生分組探究實驗可以引起學(xué)生強烈的學(xué)習(xí)欲望,促使學(xué)生主動學(xué)習(xí),是培養(yǎng)學(xué)生主動探索精神和獨創(chuàng)能力的重要途徑。在傳授知識與培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的關(guān)系上,應(yīng)以培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)方法為主,而學(xué)生分組探究實驗就是這樣一種重要的教學(xué)形式。它符合初中學(xué)生心理發(fā)展的特點,有利于增強學(xué)生的能力,從而激發(fā)學(xué)生的主動性和獨創(chuàng)性。另外,還可以在探究的過程中,促進(jìn)學(xué)生取長補短,增強自信,樹立信心。
學(xué)生分組探究實驗就是要求學(xué)生根據(jù)自己的問題、自己的猜想,自己準(zhǔn)備實驗器材,自己設(shè)計實驗方案,自己完成實驗過程,教師僅僅起到指導(dǎo)作用,不過多“干涉”學(xué)生,但要同實驗室工作人花更多的時間和精力,做好周密安排,同時各實驗小組成員合理分配,實驗時作好分工,使得每個人都有鍛煉的機(jī)會。學(xué)校也要從多方面予以支持和關(guān)心,如時間上的自由度(有時一節(jié)課不能把一個探究實驗完成,同時又不能中斷實驗),也要有一定資金的投入添置各種實驗器材。
三、現(xiàn)場探究實驗
在教學(xué)過程中,會遇到一些涉及生活生產(chǎn)設(shè)備和儀器,一般中學(xué)也不可能把一些大型機(jī)械買回,有些也無法買,如發(fā)電站等。這種情況下就讓學(xué)生走出教室,甚至走出學(xué)校進(jìn)行室外現(xiàn)場探究活動,如杠桿的教學(xué)、測學(xué)生爬樓功率的教學(xué),與其在教室內(nèi)演示,還不如干脆到室外體驗影響爬樓功率的因素,比室內(nèi)演示有效得多(本人已多次實踐和對比教學(xué),效果明顯)。再如研究平面鏡成像規(guī)律,在實驗室探究得到規(guī)律,大家常做,但若在舞蹈房內(nèi),讓學(xué)生站在大平面前觀察或相互觀察自己或他人的像,雖說不能動手,但親身得到體驗,效果良好。十字路口紅綠燈的電路連接等教學(xué)內(nèi)容,我認(rèn)為百聞不如一見,百見不如親身體驗。
這種形式對于學(xué)校教學(xué)來說無需花費過多的經(jīng)濟(jì),但要與有關(guān)單位做好聯(lián)系,聯(lián)系參觀內(nèi)容和場所,有時還要配上適當(dāng)?shù)慕忉尅⒔庹f等,保證參觀實踐活動的順利進(jìn)行,以取得良好的效果,同時應(yīng)注意活動過程中的安全。活動中教師起到組織者和管理者的角色和作用,學(xué)生要觀察、參觀,沒有危險時可以動手體驗。
四、家庭探究實驗
家庭探究實驗的形式一般是在課后,在教師的要求下,利用家庭中常用的一些生活用品來完成探究實驗,課題要求比較簡單,器材能夠容易找到,觀察現(xiàn)象比較明顯,活動過程中一般沒有危險,學(xué)生個體獨立或在家長指導(dǎo)下能完成探究實踐活動。如探究物體的浮沉條件、觀察冰的溶解、模擬安裝家庭照明電器,等等。該類型實驗無需做過多的準(zhǔn)備工作,但事后應(yīng)讓學(xué)生匯報探究結(jié)果或交流心得體會,且要求學(xué)生具有一定的學(xué)習(xí)或探究的主動性和一定的探究能力。
五、興趣小組的小組式探究
[關(guān)鍵詞]初中物理 教學(xué)藝術(shù)
1課有趣,吸引學(xué)生的注重力
“授業(yè)無趣,必不樂學(xué)”。物理規(guī)律和原理一般都比較抽象、概括。假如教師在講臺前滔滔不絕,照本宣科,這種生硬呆板的授課,對學(xué)生就缺乏吸引力,會使學(xué)生感到枯燥無味,厭倦疲憊。那么,怎樣在授課一開始的時候,就能引起學(xué)生的愛好呢?這就涉及到一個怎樣導(dǎo)入課題的問題。教師在導(dǎo)入新課的時候,就應(yīng)想方設(shè)法用趣味性的引語來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的愛好,使學(xué)生在新課之始,就感到所學(xué)內(nèi)容的有趣味、有意思。而物理課題的引入往往把演示實驗作為引子。例如:講“熱傳遞”時,演示“開水煮活魚而魚不死”,吸引學(xué)生的注重力。在“慣性、慣性定律”教學(xué)中,裝滿水的杯子,當(dāng)水杯忽然向左運動,杯內(nèi)的水會從杯口溢出來嗎?杯內(nèi)的水是向什么方向溢出的?為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象?教師在講臺前認(rèn)真演示,請同學(xué)回答現(xiàn)象,這樣引入新課,也能激發(fā)學(xué)生學(xué)新知識的欲望。除演示實驗作為引子外,還可以講述物理學(xué)史的內(nèi)容,來開闊學(xué)生眼界,了解物理學(xué)家及其思想工作、方法,來增強物理教學(xué)的魅力;而講述一些趣味小的故事,也能吸引學(xué)生的注重力,引起學(xué)生愛好。例如講授“自由落體運動”時,筆者們可以講一下伽利略利用嚴(yán)密的邏輯推理,證實亞里士多德的落體理論錯誤,傳說中的比薩斜塔實驗等,既展示了“自由落體運動”的物理情景,又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的愛好。
2設(shè)計懸念,激發(fā)求知欲
懸念是觸發(fā)興趣的情境之一。懸念可以造成一種急切期待的心理狀態(tài),具有強烈的誘惑力,能激起探索、追求的濃厚興趣,是老帥常用來設(shè)計導(dǎo)人新課的一種方法。設(shè)置的懸念應(yīng)具有“精”、“新”、“奇”的特點。在技巧上則應(yīng)“引而發(fā)”、“令人深思”。物理課中可有意識地安排一些能引起學(xué)生興趣又能與物理學(xué)科內(nèi)容密切聯(lián)系的小實驗,及生活中常見的但學(xué)生又一時無法解釋的問題來吸引學(xué)生的注意力。例如:為什么先看到閃電,后聽到雷聲?紙盒為何能燒開水?舊日光燈管兩端為阿會發(fā)黑?小鳥為何能像炮彈一樣撞毀飛機(jī)等等。以此來激發(fā)學(xué)生的求知欲,增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。并能逐步培養(yǎng)學(xué)生“從生活走向物理,從物理走向社會”的基本理念。但懸念可設(shè)立過多,不然就形成廠多中心,必然分散情趣,反而達(dá)不到預(yù)定效果。
3設(shè)計探究實驗,體驗科學(xué)探究成功的快樂
物理探究實驗得實質(zhì)是學(xué)生自主地進(jìn)行實驗,在實驗前對于已經(jīng)得到的實驗結(jié)果并無真正的了解,通常由學(xué)生自主地進(jìn)行各種探究活動,包括形成問題。提出假設(shè)、提出模型進(jìn)行實驗。觀察、測量制作對測量結(jié)果或?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行實驗分析解釋。評估和交流等,教師只做組織引導(dǎo)。如:“密度”教學(xué)時,就可以引導(dǎo)學(xué)生“實驗探究”。教師對教材只作創(chuàng)造性的處理,而不必做完全形式化地依據(jù)教材展開和進(jìn)行。密度是初中物理力學(xué)中非常重要的概念,也是個教學(xué)難點,可以用“實驗探索”貫穿全課。首先教師提出問題。拿出倆塊大小不同涂上顏色的金屬塊,問學(xué)生:能否有把握的判斷它們是否屬于同種物質(zhì)?當(dāng)學(xué)生感到困難時,教師指出:鑒別物質(zhì)可以根據(jù)物質(zhì)的特性來鑒別,只憑物質(zhì)的氣味、顏色、軟硬等這些特性來鑒別是不夠的,我們還必須探索物質(zhì)的另一種更隱蔽的特征,這種特征可以從物質(zhì)的質(zhì)量和體積關(guān)系中去發(fā)現(xiàn)。要求學(xué)生分組討論,設(shè)計出研究幾種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的實驗方案。教師可以根據(jù)學(xué)生的實際水平,進(jìn)行誘導(dǎo)啟發(fā):大家看看每一種物質(zhì)的質(zhì)量與體積能夠改變,但是,你們看看每一種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值有什么特征?接著讓學(xué)生分組設(shè)計實驗,開展全班討論,確定最佳方案,讓學(xué)生自選器材分組實驗得出數(shù)據(jù)。對于同種物質(zhì)體積越大質(zhì)量越大,讓學(xué)生猜想:它們之間可能存在什么關(guān)系?估計學(xué)生會說:質(zhì)量與體積成正比。教師指出:質(zhì)量與體積是不是成正比?必須通過數(shù)據(jù)處理才能下結(jié)論。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值是一個恒量(成正比),而且不同物質(zhì)其比值是不同的。這時就找出來物質(zhì)隱藏的這個特征一密度。(密度一質(zhì)量/體積)。并且其比值的大小是由物質(zhì)的種類決定的。它反映了物質(zhì)的一種特性,物理學(xué)中把這種特性叫做密度。這樣緊緊圍繞密度概念創(chuàng)設(shè)情境,并且讓學(xué)生大膽猜想,教師的大膽啟發(fā)引導(dǎo),絲絲入扣讓,讓學(xué)生動手實驗主動探究,發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。當(dāng)實驗探索伴隨著學(xué)生的學(xué)習(xí)過程時,學(xué)生會充滿樂趣,會產(chǎn)生強大的學(xué)習(xí)動力。會因為探究成功嘗到取得成功的喜悅,從而對物理這門科學(xué)產(chǎn)生極大的興趣。物理教學(xué)也就達(dá)到了預(yù)設(shè)高效的目的。
4注重語言藝術(shù)