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初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)措施

2017-11-07 01:49方耀喜李繼芳
中學(xué)物理·初中 2017年9期
關(guān)鍵詞:對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究性實(shí)驗(yàn)多媒體

方耀喜+李繼芳

摘 要:物理實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行物理教學(xué)的主要手段;是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要方式;是物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分.對(duì)有效地引起學(xué)生的感性認(rèn)知、激活思維、知識(shí)形成和記憶強(qiáng)化都起著重要的作用.

關(guān)鍵詞:協(xié)同實(shí)驗(yàn);探究性實(shí)驗(yàn);對(duì)比實(shí)驗(yàn);開(kāi)發(fā)資源 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;多媒體

初中物理教學(xué)過(guò)程中,物理實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行物理教學(xué)的主要手段;是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要方式;是物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分.對(duì)有效地引起學(xué)生的感性認(rèn)知、激活思維、知識(shí)形成和記憶強(qiáng)化都起著重要的作用.更是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮學(xué)生參與教學(xué)的主動(dòng)性和積極性,訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的必要方法.[1]義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn),特別強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要地位,專(zhuān)門(mén)列出學(xué)生必做的實(shí)驗(yàn)20項(xiàng).[2]

當(dāng)前部分初中物理課堂教學(xué)中存在著:演示實(shí)驗(yàn)器材不足,實(shí)驗(yàn)效果不明顯,學(xué)生實(shí)驗(yàn)的組織難度大,實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限,學(xué)生參與度小,學(xué)生失去了體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的樂(lè)趣,在一定程度上泯滅了學(xué)生天生的好奇心和求知欲等現(xiàn)象.為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際效果,嘗試改進(jìn)一些實(shí)驗(yàn)的教學(xué),收到了良好的效果.

1 將部分演示實(shí)驗(yàn)改為師生協(xié)同實(shí)驗(yàn),甚至學(xué)生合作演示實(shí)驗(yàn)

教師是教學(xué)的設(shè)計(jì)者、組織者、幫助者.演示實(shí)驗(yàn)不是教師的專(zhuān)利,變教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn),即教師指導(dǎo)下學(xué)生參與的,師生合作的演示實(shí)驗(yàn).[3]這樣做有利于學(xué)生積極參與課堂活動(dòng),有利于學(xué)生的主體性和積極性的發(fā)揮.

例如:“響度與什么因素有關(guān)”.“人對(duì)溫度的感覺(jué)可靠嗎”.“光在水中的傳播”.“光的色散”.“力的作用效果”.“影響壓力作用效果的因素”.“模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”.“吹兩張紙,吹硬幣”.“用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力”.“使用動(dòng)滑輪是否省功”.“電路的連接”.“決定電阻大小的因素”.“電阻的串、并聯(lián)”.“燈泡的亮度與實(shí)際功率的關(guān)系”.“保險(xiǎn)絲的作用”“磁場(chǎng)的方向”等等.

學(xué)生上臺(tái)親手操作實(shí)驗(yàn),自身興趣高漲,同時(shí)也激發(fā)了其他學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的積極性,自然就會(huì)樂(lè)于參與對(duì)問(wèn)題的分析.這樣既增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力,又能更好更快、更準(zhǔn)確地讓學(xué)生掌握物理規(guī)律.

2 結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn),做到“邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)”

所謂“邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)”,是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下,一邊學(xué)習(xí)一邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)組織形式,學(xué)生自己動(dòng)眼、動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口去獲取知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索物理知識(shí)的能力.學(xué)生在探究的過(guò)程中去實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和自我提高,以期達(dá)到最快、最直觀、最有效地理解和掌握物理知識(shí)、物理規(guī)律.邊探究邊學(xué)習(xí)是實(shí)踐與學(xué)習(xí)的統(tǒng)一,動(dòng)手與思維的融合.

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不僅要完成演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的需要,自我設(shè)計(jì)新的探究性實(shí)驗(yàn).凡是與教學(xué)過(guò)程緊密結(jié)合、便于隨堂進(jìn)行,并有利于學(xué)生動(dòng)眼、動(dòng)腦、動(dòng)手的,有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力,有利于理解物理規(guī)律、發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)的內(nèi)容,都可以選作為邊探究邊學(xué)習(xí)的素材.

例1 在研究“串聯(lián)、并聯(lián)電路中,燈泡的亮度跟規(guī)格有什么關(guān)系.”的教學(xué)中,課本中沒(méi)有設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),傳統(tǒng)的教學(xué)模式是通過(guò)電路的分析并計(jì)算電功率來(lái)尋找規(guī)律,達(dá)不到形象、生動(dòng)的教學(xué)效果.在實(shí)際教學(xué)中,本著實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的原則,可以設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn).

給出實(shí)驗(yàn)器材:“220V,40W”和“220V,100W”兩個(gè)白熾燈泡,然后讓學(xué)生各自親手串聯(lián)連接,來(lái)探究?jī)蔁舻陌l(fā)光.起初學(xué)生根據(jù)已有日常生活經(jīng)驗(yàn),估計(jì)一定是“220V,100W”的燈比“220V,40W”的燈發(fā)光亮些.可是學(xué)生實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)以后,卻發(fā)現(xiàn)串聯(lián)時(shí), “220V,40W”的燈很亮,“220V,100W”的燈只是發(fā)紅.接下來(lái),要求學(xué)生分析其中的原因并總結(jié)規(guī)律,學(xué)生格外積極,效率也高.

在這基礎(chǔ)上,還可以要求學(xué)生將兩個(gè)燈泡并聯(lián),在觀察了燈泡的亮度后,與前次現(xiàn)象進(jìn)行比較,再次分析其中的原因并總結(jié)規(guī)律.這兩個(gè)實(shí)驗(yàn),將一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題負(fù)載在一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上,從教學(xué)主體的角度調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中感受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,從而激發(fā)出他們靈活的思維.

例2 溫度計(jì)的使用,精心設(shè)計(jì)如下的教學(xué)過(guò)程:

在密閉的裝滿(mǎn)水(滴入了紅墨汁)的小瓶蓋上插一個(gè)玻璃管,通過(guò)玻璃管內(nèi)向瓶?jī)?nèi)吹氣,使玻璃管內(nèi)有一段紅色水柱.當(dāng)小瓶浸入熱水中,玻璃管中的紅色水柱上升;當(dāng)小瓶浸入冰水混合物中,玻璃管中的水柱下降.

實(shí)驗(yàn)表明:(學(xué)生分析)液體熱脹冷縮的性質(zhì)可以用來(lái)判斷物體的冷熱程度.于是,教師在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)和制作溫度計(jì).

問(wèn)題1:用這個(gè)小瓶可以判斷物體溫度高低,但能否測(cè)出具體的溫度值?

學(xué)生活動(dòng):討論,學(xué)生代表說(shuō)出方案.

問(wèn)題2:怎樣給自制的溫度計(jì)標(biāo)上刻度?

學(xué)生活動(dòng):自讀課文,了解“攝氏溫標(biāo)”;說(shuō)出設(shè)計(jì)方案,教師給出評(píng)價(jià)

問(wèn)題3:這樣的溫度計(jì)有什么不足?

學(xué)生活動(dòng):學(xué)生發(fā)表意見(jiàn)(瓶子太大,攜帶不便;玻璃管太粗,水柱升降不明顯;玻璃管容易折斷……)教師給出正確評(píng)價(jià)

問(wèn)題4:為什么實(shí)際溫度計(jì)不用水做測(cè)溫物質(zhì)?(設(shè)置疑問(wèn),還可以讓學(xué)生課后查閱資料.了解到水在 0~4℃時(shí)是熱縮冷脹的;水的凝固點(diǎn)較高,水的凝固點(diǎn)與沸點(diǎn)溫差不大,測(cè)量范圍??;水熱膨脹的性質(zhì);制作的溫度計(jì)靈敏度低等.)

問(wèn)題5:(出示常用溫度計(jì))常用溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)上有什么特點(diǎn)?有哪些好處?使用的液體有哪些?各自有什么優(yōu)點(diǎn)?

問(wèn)題6:根據(jù)溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理,該如何正確使用溫度計(jì)?

3 依據(jù)教學(xué)目標(biāo),設(shè)計(jì)“非嚴(yán)謹(jǐn)”的對(duì)比實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生能更深刻地理解相關(guān)知識(shí)

常規(guī)的教師演示實(shí)驗(yàn),要求教師按照正確的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E進(jìn)行,會(huì)得到正確的現(xiàn)象和結(jié)論,學(xué)生很容易形成正面的思維,可是一旦作業(yè)中遇到問(wèn):①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中某步驟不嚴(yán)謹(jǐn),會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?②出現(xiàn)某些異常現(xiàn)象是什么原因?學(xué)生就會(huì)出錯(cuò),因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和體會(huì).解決此類(lèi)問(wèn)題的好方法就是做不按正確步驟進(jìn)行的“非嚴(yán)謹(jǐn)”的對(duì)比實(shí)驗(yàn).

例3 研究“平面鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中,大家都知道,實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵在于平面鏡必須豎直放置.在引導(dǎo)學(xué)生完成正確的演示實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象,得出正確結(jié)論之后,還可以要求學(xué)生將平面鏡稍?xún)A斜放置再來(lái)做實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并分析原因.

例4 研究“動(dòng)滑輪的省力效果”實(shí)驗(yàn)中:

先用來(lái)做實(shí)驗(yàn)的動(dòng)滑輪是非常輕質(zhì)的,根據(jù)得出的三組數(shù)據(jù)得出了“使用動(dòng)滑輪可以省力一半”的結(jié)論.

之后,又用一個(gè)很重的動(dòng)滑輪(與被拉物體一樣重)來(lái)做實(shí)驗(yàn),結(jié)果讀出的拉力與被拉物體一樣重,結(jié)果讓學(xué)生傻了眼,抓住契機(jī),讓學(xué)生找原因.面對(duì)具體的實(shí)物,結(jié)合數(shù)據(jù),學(xué)生一下就找到了原因,并且懂得了動(dòng)滑輪省力一半是有條件的,在敘述結(jié)論“使用動(dòng)滑輪可以省力一半”時(shí),“可以”二字不能少.

該過(guò)程中及時(shí)地進(jìn)行了“正確嚴(yán)謹(jǐn)”與“非嚴(yán)謹(jǐn)”實(shí)驗(yàn)的對(duì)比,不僅加深了學(xué)生對(duì)問(wèn)題的深入理解、掃清了作業(yè)中常見(jiàn)的障礙,也為后來(lái)的滑輪組的學(xué)習(xí),機(jī)械效率的學(xué)習(xí)打下的基礎(chǔ),掃清了障礙.

4 開(kāi)發(fā)適合本校情況的實(shí)驗(yàn)課程資源

實(shí)驗(yàn)所用的材料是學(xué)生所熟悉的,就會(huì)使學(xué)生感覺(jué)到親切,較容易克服思維障礙,能較好的達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的;如果實(shí)驗(yàn)所用的儀器是學(xué)生親手制作的,那么不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,而且還能幫助學(xué)生建立起牢固的相關(guān)物理表象,敏銳地洞察其中發(fā)生的物理過(guò)程,使學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更加透徹.

利用塑料尺可以研究“聲音產(chǎn)生的條件”;利用梳子和塑料片可以探究音調(diào)與頻率的關(guān)系;利用一支鉛筆可以探究“壓力效果與哪些因素有關(guān)”;利用教室里的門(mén)窗的開(kāi)和關(guān)可以來(lái)體會(huì)“力的作用點(diǎn)的不同對(duì)力的作用效果的影響”.

將空的易拉罐在酒精燈上烤上五分鐘,倒扣在裝有水的盤(pán)子中,易拉罐迅速被壓癟的強(qiáng)烈觀感與巨大聲響,可以讓學(xué)生深刻體會(huì)大氣壓強(qiáng)的存在和巨大;利用兩個(gè)長(zhǎng)紙條往中間吹氣,一個(gè)飲料瓶?jī)芍苎菔緡婌F器,都可以用來(lái)研究“氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”等等.

在學(xué)習(xí)音調(diào)一節(jié)內(nèi)容時(shí),取幾個(gè)相同的啤酒瓶,調(diào)節(jié)瓶中的水量,分別用敲打和吹的方法使之發(fā)聲,研究振動(dòng)發(fā)聲的規(guī)律;利用兩只紙杯和一根細(xì)線(xiàn)能做出“土電話(huà)”,用來(lái)研究固體傳聲;利用一個(gè)普通的塑料飲料瓶,在側(cè)壁不同的高度開(kāi)上幾個(gè)小孔,灌滿(mǎn)水后可演示液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系;利用冰礦泉水瓶可以來(lái)觀察水蒸氣的液化現(xiàn)象等等.這些簡(jiǎn)單易得的器材做的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn),能激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)進(jìn)行探究的興趣和熱情.

5 對(duì)某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)應(yīng)該做到:確保實(shí)驗(yàn)成功,實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象清楚,每個(gè)學(xué)生都能觀察到.有些實(shí)驗(yàn)卻不容易成功,或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很明顯.我們改進(jìn)原有的實(shí)驗(yàn)方法,以達(dá)到讓學(xué)生更容易接受的目的.

驗(yàn)證聲音的傳播需要介質(zhì)的“真空罩中鬧鐘”實(shí)驗(yàn),有些學(xué)校沒(méi)有配套器材或抽氣筒效果不好,再或者根本沒(méi)有真空罩,造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,或者根本不能完成實(shí)驗(yàn),達(dá)不到教學(xué)目的.為此,我們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),使得實(shí)驗(yàn)?zāi)艿靡皂樌瓿桑椰F(xiàn)象明顯.方法如下:

(1)取一個(gè)較大口徑的醫(yī)用注射器,拔出活塞,取下橡皮針孔帽;

(2)用一根細(xì)線(xiàn)的一端系住一個(gè)小的電子手表(手表直徑比注射器內(nèi)徑小),將細(xì)線(xiàn)的另一端從注射器筒口穿入,從針孔穿出;

(3)使電子手表鬧響,利用細(xì)線(xiàn)將手表拉至注射器內(nèi)針孔處;

(4)插入活塞直至注射器筒內(nèi)底部,排盡筒內(nèi)空氣,針孔處蓋上針孔帽;

(5)用力向外拉活塞,這一過(guò)程中會(huì)聽(tīng)到鬧鈴聲逐漸減小;

(6)去掉針孔帽,重新聽(tīng)到鬧鈴聲.

這樣改進(jìn)后,不僅實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單,所有學(xué)生在生活中就能找到,而且每個(gè)同學(xué)都能做,實(shí)驗(yàn)效果也極好.

6 利用多媒體改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)

多媒體技術(shù)的普及為物理教學(xué)提供了全新的技術(shù)手段和教學(xué)平臺(tái),并使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化特性得到進(jìn)一步發(fā)揮.不容易操作、不能在普通實(shí)驗(yàn)室完成的實(shí)驗(yàn),利用多媒體改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)的手段,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),相得益彰.

各種電表的表盤(pán)刻度學(xué)生很難觀察清楚,可利用投影等方式,使觀察主體在銀幕上形成放大的像,使學(xué)生能方便地觀察到各儀器的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果.

“焦耳定律”的實(shí)驗(yàn),既不容易在課堂上操作,耗時(shí)又長(zhǎng),采取的方式是,在專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室,幾位同學(xué)和教師協(xié)作完成該實(shí)驗(yàn),并且將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程攝像,然后在課堂上播放,播放的時(shí)候,由參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)進(jìn)行講解,直觀又方便,教師一旁提供必要的指導(dǎo).

測(cè)定大氣壓的值——托里拆利實(shí)驗(yàn),由于水銀(汞)有毒,不能在課堂上做實(shí)驗(yàn),而不做實(shí)驗(yàn)又很難理解.借助實(shí)驗(yàn)過(guò)程的錄像,既解決了難題,又直觀,教與學(xué)都顯得容易多了,教學(xué)效果得到了保證.

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