張新華
摘 要:在物理學習過程中,實驗既是學生對抽象的物理定律和原理進行驗證并掌握的最直接手段,同時也是學科本身重要和基礎(chǔ)的教學內(nèi)容之一,對學生掌握基本實驗技能、培養(yǎng)科學精神、發(fā)展創(chuàng)新能力有著非常重要的作用。
關(guān)鍵詞:初中物理 實驗教學 教學策略 創(chuàng)新思維
物理學是一門在實驗中不斷總結(jié)從而不斷向前發(fā)展的學科。那么又當如何有效地開展實驗教學活動呢?在本文中,作者結(jié)合教學實踐,探討如何做好實驗教學的各項工作,以期進一步提高教學有效性。
一、做好實驗前的各項準備工作
課前的充分準備是有效開展實驗教學的重要前提和基礎(chǔ)。因此,即使是任教多年的物理教師,在每一次實驗前同樣需要充分備課,確保各項實驗器材和材料都能按照各個實驗的不同要求準備到位,這樣才能保證學生能夠順利地按照教材中的實驗要求圓滿完成各項實驗。
1.實驗材料本身應滿足科學實驗的要求
實驗過程中有很多可測不可測的因素會對實驗結(jié)果造成影響,對于初中階段相對簡單的物理實驗來說,其影響因素的重點就在于實驗器材的準備。如在教科版物理九年級第八章第一節(jié)“電磁鐵”的實驗教學中,有的同學所制的電磁鐵在斷電后仍然能夠吸引大頭針而有的卻不能,作者可以引導學生思考為什么會出現(xiàn)兩種迥然相異的情況,在學生充分思考和討論排除其他可能因素之后再對實驗材料進行排查,學生就能夠發(fā)現(xiàn)是因為鐵釘在實驗之前沒有做消磁處理。這個“意外”情況既讓學生充分認識了嚴謹準備實驗器材的重要性,又在對實驗過程的討論和反思中進一步加深了對電磁鐵性質(zhì)的理解。
2.實驗材料的準備應滿足豐富性和層次性的要求
實驗材料的豐富程度和層次性是確保學生順利完成物理實驗的又一重要因素。如果準備的材料不夠充分,將影響學生實驗的順利進行。如八年級第十章“流體的壓強”中關(guān)于浮力的實驗中,作者就準備了泡沫塑料、木塊、石塊、大口玻璃杯、橡皮筋、鉤碼、氣球等各種實驗材料,讓學生根據(jù)實驗的要求自己選擇可用的實驗器材進行浮力的實驗,這樣就可以滿足學生用各種方式驗證浮力作用的實驗要求了。
3.準備的實驗材料還應具有一定的創(chuàng)新性和開放性
實驗材料的準備過程也是對學生的實驗進行暗示和引導的過程。如九年級第三章“磁與電”中關(guān)于“導體和絕緣體”的實驗,除了充分準備教材中所規(guī)定的實驗材料之外,作者還讓學生根據(jù)自己的理解準備一些實驗材料。讓學生參與實驗材料的準備,既可以使實驗的材料更加多樣化,也可以讓學生在實驗材料的準備過程中就導體與絕緣體的概念進行深入的思考,并在實際的實驗過程中動手加以驗證,這樣對學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)將起到非常明顯的促進作用。
二、做好實驗時的教學指導工作
初中階段的每個學生都具有強烈的探究、發(fā)現(xiàn)欲望,教師在實驗中既要保護和發(fā)揮他們敢于探索的精神和想法,又要科學地開展實驗教學指導,讓他們的實驗真正達到科學探索和科學驗證的目的。
1.要加強對實驗過程和實驗方法的指導
在實驗教學中,教師既要從學生的實際出發(fā)鼓勵他們根據(jù)自己的思路和想法進行深入探索和實踐,又要從教學的角度出發(fā)對他們的實驗過程和實驗方法進行科學的指導,以實驗過程、實驗方法的科學性來確保實驗結(jié)果的科學性。
同樣以九年級第三章“磁與電”中關(guān)于“導體和絕緣體”的實驗為例,前文提到作者讓學生根據(jù)對教材的理解自己準備實驗材料,在這里同樣鼓勵學生自己擬定實驗方法、步驟及目的并開展實驗,但教師要對學生擬定的實驗方法進行檢查和評定,并在實驗過程中加強指導,確保學生的自主實驗也能得出與規(guī)定實驗一致的實驗結(jié)果和實驗結(jié)論。
又如在八年級第七章第五節(jié)“摩擦力”中“摩擦力大小與影響因素”的實驗中,教師既要鼓勵學生動手操作,去探索、去發(fā)現(xiàn),又要適當?shù)剡M行方法的指導,以便讓學生的實驗沿著正確的方向進行。
2.要加強對學生科學實驗精神的養(yǎng)成與培養(yǎng)
安排在初中階段的實驗都是物理學中最簡單、最無異議的成熟實驗,這些實驗的安排一方面是讓學生通過實驗驗證和鞏固所學到的物理知識,而另外一個更為重要的方面則是要在簡單的實驗中逐步培養(yǎng)學生科學實驗的嚴謹精神和良好的實驗操作習慣,為今后高年級理科科目實驗的開展,以及以后的科學研究打下堅實的基礎(chǔ)。因此,在實驗過程中要重視實驗規(guī)范和科學精神的培養(yǎng),特別是對部分學生由于疏忽大意而造成的實驗過程與實驗結(jié)果的差異性問題更是有必要進行糾正,讓學生逐漸養(yǎng)成科學實驗的好習慣。
3.要加強對學生安全意識和安全操作能力的培養(yǎng)和鍛煉
雖然初中物理實驗相對安全性較高,不容易出現(xiàn)安全事故,但如果學生不加以注意,輕則容易對實驗儀器造成損壞,重則甚至能造成重大的實驗室事故,造成不必要的人身傷害,如果將這種不重視安全的作風帶到生活中去將造成更大的危險(尤其是關(guān)于電學的實驗)。因此,實驗過程中的安全問題不容忽視,教師應當把對學生安全操作、規(guī)范操作的要求放在比實驗本身更高、更重要的位置上,讓學生通過一個個簡單的物理實驗逐步養(yǎng)成良好的科學素養(yǎng)和操作習慣。比如,實驗儀器的正確使用方法、安全操作的相關(guān)規(guī)定等在每次實驗過程中都必須進行重復和強調(diào)。
三、做好實驗后的總結(jié)提升工作
一個個實驗既是學習初中物理的重要手段也是學習的重要內(nèi)容,實驗教學不僅包括實驗前的準備和實驗中的指導,還應當包括實驗后的總結(jié)、提升以及拓展等工作,確保每一個實驗所取得的效果的最大化和最優(yōu)化。
1.要科學總結(jié)實驗過程以達到鞏固所學的目的
實驗完成之后,教師要和學生一起對實驗方案的制訂、實驗儀器的準備、實驗過程、實驗方法以及實驗結(jié)果進行充分的探討和論證,有實驗數(shù)據(jù)的還需要采用科學的方法對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析,一方面是為學生在實驗及其所支撐的物理知識之間建立直接的聯(lián)系,另一方面是對學生的實驗過程進行評價并提出有針對性的改進措施。以此來培養(yǎng)學生的潛意識,把實驗與課堂教學緊密聯(lián)系在一起,而不會產(chǎn)生把實驗和物理知識割裂開來的錯誤認識。
2.要對實驗過程進行糾錯以達到提升實驗技能的目的
雖然初中階段安排的物理實驗都是相對成熟和簡單的驗證性實驗,但是在學生操作的過程中還是會由于各種原因造成實驗結(jié)果與需要驗證的知識內(nèi)容不相一致,特別是在電學與力學的驗證實驗中更是容易出現(xiàn)這種情況。對于這些容易與驗證結(jié)果相偏差的實驗,應當對實驗的每一個環(huán)節(jié)進行深入的驗證分析。
首先,檢查所使用的實驗材料是否符合科學性的要求,如前文所提到的“電磁鐵”的實驗中出現(xiàn)錯誤結(jié)果時首先要檢查的就是學生所使用的鐵釘是否進行了消磁處理。其次,檢查實驗方案和實驗過程是否存在與規(guī)定要求不相一致的地方,如在關(guān)于電學的實驗中出現(xiàn)錯誤結(jié)果時就要檢查是否將應當串聯(lián)的電路連接成了并聯(lián)電路或者相反。最后,如果以上排查均未發(fā)現(xiàn)問題則應當對實驗數(shù)據(jù)進行深入的分析,看是否是學生因不熟悉實驗儀器讀錯了數(shù)據(jù)或粗心大意記錯了地方等。這些“糾錯”的過程最好是在教師的指導下由學生自行完成,可以加深學生對相關(guān)知識的理解并培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)膽B(tài)度。
3.要拓展延伸以達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的目的
只有讓學生結(jié)合生活實際在課外對實驗進行延伸拓展才能培養(yǎng)和發(fā)掘他們的科學素養(yǎng)和科學能力。因此,在實驗之后,鼓勵學生結(jié)合實驗及相關(guān)物理知識開展一些小發(fā)明、小創(chuàng)造、小制作,并對他們的這些創(chuàng)新行為進行激勵性的評價和表揚,讓學生通過課內(nèi)與課外的結(jié)合不斷加強對科學知識和科學方法的掌握和應用,持續(xù)保持積極的探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造熱情,提高動手實踐能力。
總之,實驗既是學生對抽象的物理定律和原理進行驗證并掌握的最直接手段,同時也是學科本身的重要和基礎(chǔ)的教學內(nèi)容之一。物理教師應當做好實驗前、實驗中、實驗后的各項準備與教學引導工作,讓學生在完成物理實驗的基礎(chǔ)上不斷培養(yǎng)和發(fā)展創(chuàng)新能力。
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