郭 鵬河北省武安市第九中學
物理實驗教學實踐與反思
郭 鵬
河北省武安市第九中學
物理實驗教學不同于概念課教學,實驗課教學不僅要求學生能掌握物理規律,一堂好的物理實驗教學要求教師引導學生認真觀察物理現象,分析物理產生的條件和原因、理解物理規律,更重要的在于培養學生實踐能力,培養學生科學素養。
物理實驗;教學實踐;環節;反思
從物理意義上認識物理現象,逐步學會深入地思考物理現象的內在規律,是新課改的點睛之筆。新課改的提出,不僅刷新了教育理念,而且為物理實驗教學指明了方向。如能正確的演示和指導學生實驗,不僅能激發學生求知欲望,促進學生掌握知識、運用知識,還可以培養學生嚴謹求實的科學態度。所以實驗教學是物理教學中一個必不可少,而且相當重要的環節。本人就多年來的教學實驗經驗積累,提幾點建議和看法,以供大家作參考。
實驗是理論和實際相結合的實踐過程。但學生往往專注于實驗操作而忽視了原理對實驗的指導作用,或對實驗原理不甚了解,致使實驗成為按配方配藥的機械性操作。為此,教學時教師不妨引導學生選擇不同的實驗原理,或者讓學生自主探尋實驗的原理,創造出不同的實驗情境和操作方法。
如在測量固體的密度實驗中,根據公式:密度﹦質量/體積,其中物體質量可用天平直接測量,也可以用彈簧秤間接測量;體積可用刻度尺測量,也可以用量筒測量。將這幾種方法進行組合,測量物體密度的方法就有很多種。當學生掌握了壓強概念、浮力概念及杠桿原理后,還可以引導學生用彈簧秤法、杠桿法、天枰法來測。在多種方法實驗中,學生能夠從不同角度理解測量固體密度的原理,使學生思維不再單一,達到有效教學的目的。
如果比喻開展體育活動先要熱身的話,那么要讓學生主動參與物理實驗,也需要“熱身”——引導學生觀察物理現象,培養學生的興趣。那些新奇的、對生活有意義的知識和問題,能引起學生強烈的興趣。在觀察這些物理現象時,教師要引導學生主義觀察整個現象發生的過程、產生條件和特征。
如在觀察摩擦起電現象時,教師可以提示學生:(1)手帕摩擦過的塑料膜對紙屑有什么作用?(2)手帕摩擦過的兩塊塑料膜,在相互接近時,會發生什么現象?(3)把用手帕和毛皮分別摩擦過的兩塊塑料膜靠近些,它們之間會產生什么現象?物體摩擦時為什么會帶點?
針對初中物理實驗教學中常出現的問題,我總結了一下一改注意的幾個環節:
1.看。所謂“看”即“觀察和了解”,是所有實驗的第一環節,包括對實驗器材的選取,器材的使用規則,器材的使用范圍,以及器材的精確度等,要有一個詳盡的了解,例如刻度尺、溫度計、彈簧測力計、量筒、電流表、電壓表、滑動變阻器、電能表等基本測量工具的使用。
2.調。即“調整或調節”,它是進行實驗的一個準備階段,調整或調節的正確與否對實驗的成功有決定性的作用。對部分需要“調”的實驗儀器,應注重怎樣正確的“調”。例如彈簧測力計、托盤天平、杠桿、體溫計、電流表、電壓表在使用的時候都需要認真的調。
3.設。所謂“設”就是“設計”,就是要根據實驗的要求,認真思考合理的實驗原理和方法,還要根據學生的學習情況、知識儲備、動手操作能力以及學校器材的實際。設計合理的實驗,還要考慮安全性、操作性和可行性。如研究決定滑動摩擦力因素的實驗設計、測電阻的設計、測浮力的實驗等等。
4.做。“做”,即做實驗,它是學生實際動手操作參與實踐的具體過程。每一種儀器,都有它的使用規則和要求,我們應嚴格地按照它的規則要求進行操作。特別是在做一些帶危險性的或損壞性的實驗時,應先通過教師的檢查,避免一些不必要的損壞和意外。如有關表的使用,安全用電方面的實驗、水的沸騰實驗、托里拆利實驗等等。
5.記。即在實驗中,正確的讀取和記錄數據,它包括:讀取的姿勢(例:刻度尺數值的讀取時,眼睛應水平垂直或豎直垂直刻度);讀取的方法(讀到分度值的下一位)和準確的記錄(數字與單位要準確)。這一步很重要,因為學生往往在實驗的時候光記得做實驗,覺得做實驗很有趣,很好玩,只管做,這時候往往忘記了記錄數據,這個習慣相當的不好,給后面的進一步研究造成了不少的麻煩,影響課堂效率,甚至影響實驗的結論。
6.合。“合”即“合作”。即在實驗結束后要注意和其他人或者其他小組進行交流和合作,發現自己的不足,借鑒他人的長處,并進行改正。有主動與他人合作精神,敢于懷疑別人,也勇于放棄和修正自己的錯誤觀點,有探索追求結果欲望。這一步在每一個實驗中都很重要,尤其在新課改的今天更顯得重要,它可以培養學生的合作精神、謙虛謹慎的態度。
7.析。對于記錄的數據由于操作者不同,實驗器材不同,操作方法不同等因素,可能導致同一實驗結果的不同。我們應及時加以總結和分析。幫助學生分析哪些是錯誤導致的結果,哪些是誤差造成的原因,與學生共同探求對實驗器材和實驗方法的改進,進一步激發學生學習興趣,拓寬他們的思維。例:做動滑輪可以省一半力的實驗過程中,實驗的結果與理論的數值存在偏大的現象,我們應幫助學生指出,這并不是錯誤實驗的原因,而是由于摩擦力存在的導致的結果,為了使實驗結果更趨于理想,我們應想辦法,減少摩擦。
教材上的學生實驗大多數都屬于訓練類、測量類和驗證類,有關探索性、設計性的實驗則涉及太少。這既不利于學生通過實驗觀測來模仿之前物理學者的發現過程,也不利于培養學生單獨設計實驗的能力,因此,物理實驗有效教學中必須加強實驗設計訓練
如教學電阻大小因素時,教師不妨啟發學生思考電阻與那些因素有關,并設計實驗來驗證自己的設想。通過思考和討論,學生能夠根據已有經驗考慮到以下幾個因素:(1)電阻和導體的材料有關;(2)材料相同時,電阻與導體的長度有關;(3)長度相同時,電阻和導體的橫截面積有關。這樣很自然地提出了設想,用什么樣的實驗方法驗證呢?教師引導學生采用控制變量的方法,即驗證電阻與材料有關時,保持不同導體的長短粗細相同;驗證電阻與長度有關時,保持導體粗細相同;驗證電阻與橫截面積有關時,保持導體的長度相同。這樣思路理順了,學生依據思路制定實驗步驟,設計實驗表格,然后選擇器材進行實驗,最后通過對實驗數據的分析總結,得到實驗結論。這個過程中,學生的分析、抽象、綜合、表達的能力都能得到訓練和發揮,學習物理的興趣也自然得到提高。
初中物理實驗教學中,只有注意這幾個環節,才能使自己在物理實驗教學中做到得心應手,運用自如,也才能使學生所做實驗及相關知識熟練掌握。