小議課外物理探究小實驗的開展

左慶峰 盧開權

(1.賀州學院物電系;2.賀州市八步區桂嶺鎮二中,廣西賀州 542800)

新《物理課程標準》明確指出:“物理是一門實驗科學.通過演示和學生實驗,能夠使學生理解物理概念和規律的建立與實驗的關系,培養學生一定的實驗能力.演示和學生實驗對于培養學生學習物理的興趣也是十分重要的.”由此可見,實驗在中學物理教學中具有重要的地位.而課外小實驗由于不在考試范圍,被很多教師所忽略.實際上,它在物理教學中起到了重要的作用.

學生生活在豐富多彩的物理世界中,有許多可供觀察的自然現象,有不少可供探索的物理技術問題,有各種各樣日常生活提供的訓練課題和創造活動.教材中也設置了眾多的“小實驗”和“實踐性習題”.它們為學生課外活動提供了大量的素材,而這些小實驗是物理教學的一種很有效的補充形式.運用物理知識對經常發生而又不被人們注意的一些現象或技術問題進行分析,可以擴大學生的知識領域,培養學生對于物理和技術的興趣,密切理論與實際的聯系等,在物理教學中起到了重要的作用.具體表現為以下幾個方面.

1 可以加強學生對課內知識的理解和鞏固

學生通過課外實驗,可以大大豐富感性認識,深化與活化已掌握的物理知識.課外實驗與課堂教學的密切聯系,可以使課堂教學得到不斷的補充和延伸.

例.在講完光的直線傳播和小孔成像之后,要求學生課外做利用小孔成像原理制作針孔照相機的小實驗.通過學生自己動手做實驗,并得出實驗結果,教師再結合生活中的一些現象,如太陽光經過茂密的樹林會在地上形成光斑等例子來分析,使學生更好地理解光的直線傳播規律和小孔成像的原理,以及小孔所成像的特點等.相似的方法在其他知識點也可以運用,如在氣體的壓強教學之后,可以要求學生做課本中的小實驗“紙片托杯”,來鞏固對大氣存在壓強的知識的認識;在變阻器的教學之后,要求學生做“自制滑動變阻器來控制小燈泡的亮度”的小實驗,來加深學生對課本知識的理解…….這樣通過相應的小實驗,就可以進一步加強學生對課內知識的理解和鞏固.

2 可以加深學生對表面上跟生活經驗有矛盾的知識的認識

在講牛頓第一定律時,學生一開始容易接受亞里斯多德的觀點,這種觀點看似跟某些生活經驗相符.如用力推桌子,桌子才會運動;停止用力,運動就停止.類似這些例子,由于學生對力的認識不深,忽略了摩擦力的作用.所以就容易誤解成“力是維持物體運動的原因”.為了澄清學生的模糊認識,使學生對慣性產生感性認識,可將課堂上的演示實驗改為學生動手做的小實驗.在講新課前就要求學生利用身邊器材,如長桌面、小斜面、毛巾、玻璃板、刻度尺等,進行如下實驗:讓小球在同樣高的斜面上自由下滑,先后分別通過毛巾、木板、玻璃,記下球在3個水平表面上通過的距離.如一學生的實驗結果見表1.

表1

學生得出的結論:在越光滑的表面上,小球受到的阻力越小,滑過的距離越大,就越接近勻速直線運動.假設小球在絕對光滑的水平面上運動,就不會受到阻力,將會永遠運動下去,且速度保持不變,從而歸納出牛頓第一定律.通過這個小實驗,再結合教師的分析引導,就較容易使學生接受:力不是維持物體運動的原因,力是使物體運動狀態發生改變的原因,從而加深對牛頓第一定律的認識.

3 可以幫助學生突破難點,消除學生對知識的模糊認識

課外小實驗是由教師提出要求,學生自己獨立完成的實驗.如果實驗取得成功,可以有效地幫助學生突破在學習過程中難以掌握的知識,并消除學生對知識的模糊認識.

例.在壓力和壓強這一節課后,由于學生對壓力和壓強概念認識不深,往往把兩者混為一談.為此,設計下面小實驗要求他們課后完成:在無蓋的木盒上糊一張白紙作為支撐物,將半塊磚輕輕地平放在白紙上,則白紙能支撐住磚;若將磚輕輕地豎放在白紙上,則白紙破裂,磚落下.通過此實驗,學生就會對在壓力一定時,壓強和受力面積成反比的關系,加深了理解,認清了壓力和壓強兩者的區別,從而消除了學習過程中遇到的障礙.當然,在區別密度與質量、速度與路程等一些容易混淆的概念時,也可以采用設計課外小實驗的方法來消除學生對知識的模糊認識.

4 可以培養學生觀察、動手、動腦能力,加強理論與實際的聯系

學生學習物理感到困難,其重要原因之一就是不會把所學過的知識用來研究具體物體問題.通過課外小實驗或觀察性實驗,可以把物理知識和生活實際緊密結合起來,密切理論與實際的聯系,使學生養成善于分析、善于總結的良好習慣,使學生感到物理知識親切,能解決生活中的具體問題.

例.在摩擦力教學后,讓學生觀察自行車等交通工具在運動過程中摩擦力有哪些應用?哪些地方應減小摩擦?哪些地方應增大摩擦?通過學生自己親自觀察、討論、分析,弄清滾動摩擦和滑動摩擦的特點,使學生能自行解決自行車因摩擦引起的各種故障.又如在講完電功、電功率后,可要求學生觀察各種家用電器的銘牌來了解它們的額定功率;觀察不同功率燈泡的燈絲粗細來比較它們電阻的大小…….

這樣,通過多種課外觀察或小實驗,加強了課本知識與實際生活的聯系,提高了學生的生活能力,真正做到學有所用,避免了高分低能現象的出現.

5 可以鍛煉學生的注意力、耐心、毅力

有些實驗需要進行較長時間的觀察.如觀察液體的蒸發、擴散和室溫變化等現象.不適于在課堂上進行演示實驗或學生分組實驗,只能在課外進行,這些實驗需要進行持續的觀察、對比.它對培養學生的觀察力、注意力、耐心、毅力等優良品質是很有作用的.

例.在講影響蒸發快慢的因素時,可以讓學生進行對比性的觀察實驗.把實驗分成3組進行兩兩對比,每一組用的都是相同的兩條濕毛巾.第1組對比溫度.要求把毛巾攤開,一條放在向陽的地方,另一條放在陰涼的地方,且通風性一樣,看哪一條干得快.第2組對比空氣流動速度.要求把毛巾攤開,一條放在通風的地方,另一條放在不通風的地方,且溫度一樣,看哪一條干得快.第3組對比表面積.要求把一條毛巾攤開,另一條不攤開,且通風性和溫度一樣,看哪一條干得快.這個實驗需要較長時間的觀察,對學生的耐心、毅力等都是嚴峻的考驗.

通過類似的實驗,如觀察家用冰箱每天消耗的電功;觀察每天或四季的室溫變化等,既可以幫助學生掌握好課本的知識,又可以鍛煉學生的觀察力、注意力、耐心、毅力.

6 可以提高學生學習物理的興趣,發展學生的個性

物理課外小實驗以其小型、靈活、生動、多樣等特點,激發學生學習物理的強烈興趣,有利于因材施教,發展學生個性,開發學生智力等.

例.在講熱現象之后,結合課本中的小實驗“紙鍋燒水”;在講杠桿的平衡條件后,結合課本中的小實驗“蠟燭蹺蹺板”……,要求學生自己課后動手試做.并選擇完成得較好的學生上臺演示,給學生提供自我表現的機會,讓學生們一起分享成功的喜悅.通過課外小實驗,讓學生進一步認識到物理是有趣的.從而提高學生學習物理的興趣,更好地發展學生的個性.

7 可以開闊視野,豐富知識,培養學生對科學技術的興趣

課外小實驗不受課標、教材的限制,與現代科學技術密切聯系,學生可以通過課外小實驗來迅速地接受新的信息,開闊眼界、活躍思想,從而擴大學生的知識領域,培養學生對科學技術的興趣.

例.在講“液化”這一節課時,結合將氣體液化可以使體積縮小,便于儲存和運輸這內容,分析我國長征3號運載火箭的第3級,用到氧和氫作燃料,而這些作為燃料的氧和氫都是以液體狀態裝在火箭里的.這時可以要求有條件的學生在參觀“航天奇觀”時,注意對這一方面知識的了解和學習.還有,在講述潛水艇時,讓學生課后結合課本中的小實驗制作潛水艇模型,幫助學生加深理解潛水艇的原理等.這樣就有效地開闊學生視野,更好地激發學生對科學技術的興趣.

8 可以培養學生的勞動觀點和鍛煉學生的想象力、創造力

通過課外實驗實踐活動,不斷培養學生熱愛勞動,把知識傳授與思想教育有機結合起來.課外實驗的一個重要特點,就是既經濟又科學,變廢物為器材,可以培養學生勤儉節約的優良作風.

例.在講光學部分知識時,要用到激光光學演示儀,而這儀器價格很昂貴.此時可根據學生手頭上現有的激光筆等物品,啟發學生充分利用這些器材來制作簡易的光學演示儀,并用它來驗證光的直線傳播、光的反射、光的折射等現象.這樣既可以使學生加強對課本知識的理解,又可以培養他們養成“廢物再用”的好習慣.經過教師的指導,充分利用身邊的一些簡便材料,多開展“低成本實驗”,如簡易天平的制作,自制指南針、電鈴、電動機等等.學生通過自己主動地去探索未知世界.當創造和發現伴隨著學生的學習過程時,學習將會充滿樂趣,將會產生主動學習的強大動力,更好地鍛煉學生的想象力、創造力.

以上幾點說明課外小實驗在物理教學中的作用是重要的,是多方面的.特別是在當前教育改革中,一再強調在教學中要加強物理知識與實際生活的聯系,而課外小實驗在這方面起到了重要的作用.這些都說明課外小實驗在教學中是不可忽視的.作為物理教師,要盡量提供條件,讓學生在課外多做一些有利于幫助學生掌握物理知識和全面發展的小實驗,給學生提供多觀察、多動手、多思考的機會,從而提高學生的實際操作能力和綜合素質能力,真正使素質教育落到實處,進而提高物理課堂教學質量.

1 中華人民共和國教育部.全日制義務教育物理課程標準.北京:北京師范大學出版社,2001.