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初中物理教學是學生接觸物理知識的起步階段,新課程改革重點強調要在物理教學中培養與鍛煉學生的動手能力、探索能力和創新實踐能力,而其中物理實驗教學是培養學生動手能力和理論結合實踐能力的重要內容設置。傳統的初中物理實驗教學一直以來未能很好地發揮其在物理教學中所應起到的重要作用,物理實驗教學在方法創新、挖掘學生思維潛力方面存在著諸多制約因素,使得物理實驗教學流于形式。傳統物理實驗教學中教師大多占據主導位置,學生按照教師所設置的實驗步驟和實驗方法進行“復制式”或“效仿式”實驗操作,學生的實驗能力培養局限于觀察和測量,對實驗儀器的構造、安裝、調試以及材料和實驗方法選擇方面都缺少系統的認知。這就極大地限制了學生物理思維能力的發展,不能適應現代素質教育觀的要求,因此,我們要革新初中物理實驗教學方法,從實踐教學來探索其創新教學方法,以提高初中物理實驗教學的整體水平。
一、提高學生的動手能力,開放部分物理實驗
初中物理實驗教學的重要目的之一是培養學生的動手實踐能力,在實驗教學中要本著以學生為主體的實驗教學觀念。一方面,改變被動式和純演示性的實驗教學方法,傳統實驗教學存在的一大弊端是為了迎合應試教育的試題設置,而忽視了學生實際動手操作和自主探索思維能力的開發。要改變傳統實驗教學的弊端,教師需要在備課的基礎上創新實驗教學開展步驟,以問題式引導和增設探索式延伸問題的方法來激發學生積極思考、自主探索。在演示實驗中培養學生對物理實驗器材及其組裝方式的深刻認知,在探索式問題設置上從多個視角來解決實驗問題,靈活地運用物理理論知識來解決問題。另一方面,在實驗教學改革中教師通過開放部分物理實驗內容,讓學生自主操作物理實驗,包括自主選擇小組成員、實驗內容、實驗器材等,并鼓勵學生自主選擇實驗方案和實驗操作步驟。為了培養學生的發散思維能力,教師應該要求針對同一實驗課題進行多種實驗方式的探索。如:在研究“磁場對通電導線的作用”這個實驗課程時,教師可以鼓勵并引導學生通過對物理理論的理解和自主選擇實驗材料,通過學生對實驗目的的自我理解來自主設計實驗步驟,在實驗過程中采用小組合作模式,要求學生自行選擇實驗方案和實驗步驟,從而讓學生在自己動手探索的過程中體會到自我研究的成就感和實驗成功后的成就感,這對提高學生參與物理實驗的積極性,提高學生的物理思維能力極有幫助。
二、適當增加趣味性實驗和設計性實驗
初中學生對于物理實驗課堂的認知大多為無趣和枯燥,這表現為其興趣度不高,對待物理實驗大多流于敷衍。教師針對此現象要從增加物理實驗的趣味性來著手,在實驗教學中加入能激發學生好奇心的知識因素,喚起學生的求知欲望。如:講大氣壓強這一課時,教師可以從演示水在導管中自動上升這一趣味實驗來引入教學內容,提高課堂教學的效率并增強學生對知識的理解和記憶能力。在掌握大氣壓強的理論知識后,教師可以設置要求學生自主探索的實驗題目,要求學生結合生活常識自主選擇實驗儀器和實驗方法來演示與大氣壓強有關的物理實驗內容,以培養學生的物理邏輯思維能力。
三、自制實驗道具,提高動手能力
初中物理實驗內容所需要的大多實驗儀器簡單和操作精細度不高,多數物理實驗為定性內容,這為自制實驗道具提供了較大的可發揮空間。且自制實驗道具可以解決學校缺少部分實驗儀器的問題。最主要的是,通過結合教學內容自制實驗道具能夠加強學生對物理知識的理解,掌握如何有效利用實驗道具驗證物理知識的內在方法,這對學生物理素養的提高以及日常的自我研究和發明都起著至關重要的作用。此外,通過自主實驗道具培養學生動手與動腦相結合的能力,促進學生積極參與物理實驗教學。
教師在學生自制實驗道具時要積極引導并進行方法糾正,使學生明確實驗的目的,掌握制作道具的物理原理,并結合物理教學的需要,與學生共同參與制作實驗道具的過程。
參考文獻:
關鍵詞:新課程;初中物理;實驗教學方法
新課程教學在初中物理的教學中明確了學生的主體地位,倡導教師采用啟發式、討論式的教學手段,以幫助激發學生的好奇心和培養學生獨立思考的能力。實驗教學的實施應充分根據新課改的要求,轉變傳統的教學模式,結合課內外知識為學生提供更加綜合性的實驗設計。本文以探究新課程下的初中物理實驗教學方法為目標,為學生全面綜合發展奠定基礎。
一、當前初中物理實驗教學中存在的問題
(一)理論教學是實驗配合不足通過調查研究發現,在實際的實驗課堂中,部分教學活動的開展過程中,教學理論和教學實驗都是分開的。在實際的實驗過程中,學生忽視了理論的指導,缺乏了相應的理論與實驗之間的互動。雖然有些教師將實驗搬到了課堂,但是實際的動手者還是以教師為主,忽視了學生的主體地位,學生的實踐動手能力得不到有效提升。學生只是在觀察試驗中結束了實驗課程,使得教學效率大大下降。
(二)創新實驗缺乏在實際的試驗中,多數教師以驗證性實驗為主。實驗的結果往往是已知的,因此,在具體動手操作過程中,有些學生就會忽視科學的嚴謹科學性。有些學生為了達到相應的結果,就會簡化實驗步驟,甚至有些學生會為了得到實驗結果而去弄虛作假,從而導致學生的實踐能力大大減弱。
二、新課程下的初中物理實驗教學方法研究
(一)加強教師自身綜合素養教師是教學課堂中的引導著,有著舉足輕重的地位。教師的綜合素養和教學質量,與教學進度的執行有著緊密的聯系,因此,在實際教學中,學校應該注重加強教師自身素質的提升,以保證實驗的順利進行。新課改教學對教師提出了更高的要求,學校應為教師提供更多交流學習的機會,不斷提升教師的專業能力,加強專業化的教師隊伍。教師也應轉變傳統的教學觀念,將學生的發展放在教學的首位,引導學生積極參與到具體的實驗中。
(二)教學模式的改革教學理念的改革也促進了相應教學模式的轉變,教學模式是在不斷實踐中建立起來的。在素質教育的要求下,學校應該運用更多有效的模式進行教學,幫助學生注重探究性實驗。教師可以加強探究性實驗環節,注重培養學生的創新思維。學生在探究性實驗的探索過程中,教師要能夠引導學生進行獨立的思考,并勇于提出一些獨到的見解和觀點。質疑和問題提出的過程就是學生思維再創造的過程,學生通過探究實驗發現問題、分析問題、解決問題,能夠有效提升創新探究能力。學校也應為學生提供探索的機會和平臺,比如學生有了新的課題并需要驗證的時候,學校應該給予學生充分的探究平臺,在開放實驗室或者其他方式下幫助學生開展相應的實驗課題,并在專業教師的指導和幫助下對相應的實驗結果進行評估和分析,幫助學生進一步創新和改進。[1]
關鍵詞:初中物理 探究性實驗教學 實踐策略
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.22.213
初中物理學科內容抽象難理解,涉及的實驗很多,這為教師在實驗教學中采用探究式教學方法提供了前提。教師可以通過為學生創設實驗情境,引導和啟發學生發現問題,并讓學生利用已有的知識和經驗去進行物理實驗探究,去驗證自己對教學內容所產生的疑惑,從而在此過程中掌握物理知識。
1 教師要根據教學大綱的要求,合理安排探究性實驗的教學內容,激發學生的學習興趣
初中物理具有一定的抽象性,物理實驗也有很多需要注意的細節,因此學生的學習興趣對學生掌握教學內容就顯得至關重要。這就要求教師在具體的教學實踐中,一定要合理安排探究性實驗的內容,激發學生的學習興趣。例如學生在探究物質密度、物體熔化和沸騰、電流的測量等實驗中,已經初步掌握天平、溫度計和電流表等物理實驗儀器的使用方法,那么教師在安排實驗的時候,就可以由演示實驗轉變為分組探究實驗,增加這些儀器的使用頻率,讓學生在掌握這些儀器使用方法的基礎上,加強自身的熟練程度和使用技能。同時教師還要增加實驗的趣味性,激發學生參與實驗的積極性和主動性。例如教師在做“摩擦力”這個探究性實驗的時候,可以將相同重量的兩個物體放在光滑程度不同的平面上,讓學生去試著推動,學生通過體驗,自然就會發現相對光滑的平面上的物體很容易就被推動,而粗糙平面上的物體推動起來就稍顯吃力,這樣學生就會明白摩擦力產生的原因和作用。教師采用這種探究式的實驗方法,不但消除了學生上課時的枯燥感,更可以增強學生主動參與實驗的意識,激發學生學習的興趣。
2 教師要鼓勵和引導學生自主實驗,培養學生的主體意識
探究性實驗的目的就是培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,以及培養學生獨立思考和敢于創新的品質。因此,教師要給學生提供可以自由發揮和創造的平臺,引領學生獨立完成實驗。例如教師在講解影響電磁鐵磁性強弱因素的時候,就可以鼓勵學生勇于探究,盡可能想辦法增大電磁鐵的磁性。學生通過積極思考,利用更多的干電池作為電源,可以吸附較多的大頭針,而且學生還發現改變線圈的匝數也能改變電磁鐵吸附的大頭針數量。這樣學生就得出結論:電磁鐵的磁性與電壓的大小和線圈的匝數有關。雖然學生得出的結論沒有揭示出電磁鐵的強弱本質與電流的關系,但是通過學生自己的思考和動手操作,發現了電壓的大小和線圈的匝數能夠影響電磁鐵的磁性,這也為學生進一步了解和掌握與電磁鐵磁性相關的因素打下了基礎。學生自主實驗,不僅可以突出學生在教學活動中的主體地位,同時可以提高學生對物理課堂實驗活動的參與度,幫助學生更快地發現自身理解的不足之處,更快地掌握教學內容。
3 教師要指導學生進行課外研究,滿足學生的探究欲望
初中學生對新奇的事物有很強的探究興趣和欲望,尤其對日常生活中遇到的現象,總會有很多的問題和想法,教師由于受到課時、教學設備和大綱要求的限制,無法在課堂教學中給予一一滿足。因此,教師可以指導學生進行課外研究,滿足不同學生的探究需求,開拓各個層次學生的實踐技能。例如教師可以結合實驗冊中的小制作,指導學生制作小型的發電機和電動機;結合學生的生活實際,讓學生測量家庭用電器的電功率;為學生提供研究的素材和物理資料,幫助學生探究導體電阻和長度的關系等。根據學生實驗的實際情況和內容,教師可以要求學生寫出實驗報告和制作過程,以及自己的探究收獲。如此一來,不但可以讓學生用物理知識和理論來解釋自己日常生活中遇到的種種現象,而且可以激發學生學習物理的熱情,讓學生在學以致用的過程中體會到物理的奧妙之處,感受到成功的喜悅,增強學生探究物理知識的動力。
4 教師要注重學生對物理實驗的探究過程和設計能力
初中物理課堂探究性實驗教學最關鍵的就是教師要注重學生對物理知識的探究過程和設計能力。因此,教師在物理實驗課堂上,要有針對性和目的性地引導和輔助學生去努力完成實驗,讓學生從中有所收獲。多樣化的探究性實驗可以幫助學生更熟練地使用實驗儀器,提高學生動手動腦能力、與人溝通的能力和團隊合作的能力,培養學生養成認真觀察、細致操作的良好習慣。同時,教師還要注重培養學生對實驗的設計能力。例如教師在引領學生“探究凸透鏡成像”的時候,就可以為學生提供實驗裝置,以及凸透鏡和凹透鏡,讓學生自行探究“矯正近視眼需要用什么透鏡”。學生就可以利用實驗裝置,以及凸透鏡和凹透鏡,調節物體和透鏡的距離,使物體在光屏上呈現清晰的像,從而使學生得出正確的結論。
總之,探究性的實驗教學可以加深學生對物理知識的理解和記憶,培養學生勤于思考、樂于動手的學習習慣,激發學生學習的積極性和主動性,從而提高學生的物理綜合能力,也使教師的教學質量和教學效果明顯地改善。
參考文獻:
[1]李安.從驗證性實驗到探究性實驗――初中物理實驗教學方法思考[J].長春教育學院學報,2013,(9).
一、 控制變量法
所謂控制變量法,就是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制,使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化,最終解決所研究的問題。
中學物理課本中,蒸發的快慢與哪些因素的有關;滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;液體壓強與哪些因素有關;研究浮力大小與哪些因素有關;壓力的作用效果與哪些因素有關;滑輪組的機械效率與哪些因素有關;動能、重力勢能大小與哪些因素有關;導體的電阻與哪些因素有關;研究電阻一定、電流與電壓的關系;研究電壓一定、電流和電阻的關系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關系;電流的熱效應與哪些因素有關;研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系等均應用了這種科學方法。
二、等效替代法
比如在研究合力時,一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的,那么這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法,在研究串、并聯電路的總電阻時,也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭,驗證物與像的大小相同,因為我們無法真正的測出物與像的大小關系,所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。
三、歸納法
是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納,就要從總體中選出的樣本,這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法,我們往往先嘗一嘗,如果都很甜,就歸納出所有的葡萄都很甜的,就放心的買上一大串。
比如銅能導電,銀能導電,鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規律或定理,反復的通過實驗來驗證他的正確性然后歸納、分析整理得出正確的結論。
一切發聲體都在振動結論的得出(在實驗中對多種結論進行分析整理并得出最后結論時),都要用到這一方法。
在驗證導體的電阻與什么因素有關的時候,經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度,材料,橫截面積,溫度有關,也是將實驗的結論整理到一起后歸納總結得出的。
在所有的科學實驗和原理的得出中,我們幾乎都用到了這種方法。
四、比較法(對比法)
當你想尋找兩件事物的相同和不同之處,就需要用到比較法,可以進行比較的事物和物理量很多,對不同或有聯系的兩個對象進行比較,我們主要從中尋找它們的不同點和相同點,從而進一步揭示事物的本質屬性。
如,比較蒸發和沸騰的異同點。如,比較汽油機和柴油機的異同點
如,電動機和熱機 如,電壓表和電流表的使用
利用比較法不僅加深了對它們的理解和區別,使同學們很快地記住它們,還能發現一些有趣的東西。
五、放大法
在有些實驗中,實驗的現象我們是能看到的,但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。 比如音*的振動很不容易觀察,所以我們利用小泡沫球將其現象放大。
觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉,裝水,插上一個小玻璃管,將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。
六、積累法
在測量微小量的時候,我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候,我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100,這樣使測量的結果更接近真實的值就是采取的積累法。
要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間,測量出導線的直徑,均可用積累法來完成。
七、觀察法
物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗,證明了大氣壓強的存在。在教學中,可以根據教材中的實驗,如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中,要求學生認真細致的觀察,進行規范的實驗操作,得到準確的實驗結果,養成良好的實驗習慣,培養實驗技能。大部分均利用的是觀察法。
八、理想化物理模型
實際現象和過程一般都十分復雜的,涉及到眾多的因素,采用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化后的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。
中學課本中很多知識都應用了這個方法,比如有:
液柱、(比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候,我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化,簡化后的模型依然保留原來的特點和知識)
光線、(在我們學習光線的時候光線是一束的,而且是看不見的,我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化,利用了理想化模型)
液片、(在我們研究連通器的特點,求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面,研究該液面所受到的壓強和壓力,也是將問題簡化,利用理想化模型法)
光沿直線傳播;(在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的,比如越往上空氣越稀薄,在比如因為空氣各處不均勻形成了風,而在光是沿直線傳播一節中我們將問題簡化,只取一個簡單的模型,一條光線在均勻的介質中傳播)
1 控制變量法
控制變量法是初中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。所謂控制變量法,是指為了研究物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關系,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系,得出結論,然后再綜合起來得出規律的方法。
這種方法在整個初中物理實驗中的應用比較普遍。例如,在人教版實驗教科書《物理》(8年級上冊)第1章第1節關于探究聲是怎樣傳播的實驗中,就開始滲透控制變量的思想。因為固體、液體和氣體都是傳聲的介質,逐一研究它們可以分別傳聲時,就必須控制其他兩個因素。如果在進行該實驗時就給學生恰當地點撥,提出:“把兩張課桌緊緊地挨在一起,一個同學輕敲桌面,另一個同學把耳朵貼在另一張桌子上,聽到的敲擊聲為什么就能認為是桌子傳來而不是空氣傳來的?”引導學生去分析比較,就能使學生體驗到控制變量的思想。在探究影響音調、響度等因素的實驗中,把控制變量的思想對學生進行簡要的介紹,就會使學生逐步領悟到控制變量法的實質要領,為以后的探究實驗做好方法上的準備。
在初中物理中,探究影響導體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強弱的因素、影響滑動摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等實驗,都運用了控制變量法。
2 等效替代法
等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律中,因實驗本身的特殊限制或因實驗器材的限制,不可以或很難直接揭示物理本質,而采取與之相似或有共同特征的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當,不僅能順利得出結論,而且容易被學生接受和理解。
例如,在探究平面鏡成像規律的實驗中,用玻璃板替代平面鏡,因兩者在成像特征上有共同之處,容易使學生接受,而玻璃板又是透明的,能通過它觀察到玻璃板后面的蠟燭,便于研究像的特點,揭示出規律。在教學中,在學生親歷實驗過程的基礎上,教師注重引導學生進行方法的總結,在思維方式上受到啟發,他們以后遇到有關的實驗設計時,就會自覺地加以運用。比如在學習伏安法測電阻之后,要求學生設計一個實驗,在上述實驗中缺少電壓表或電流表,其他器材不,另有一個已知阻值的定值電阻供選用,要求測出未知電阻,應該怎么辦?學生就可以用等效替代的思想進行設計。
3 轉換法
有的物理量不便于直接測量,有的物理現象不便于直接觀察,通過轉換為容易測量到與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的方法。譬如,在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中,電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較,而通過轉換為讓煤油吸熱,觀察煤油溫度變化的情況,從而推導出哪個電阻放熱多。教學時不妨設計一問:“為什么研究電熱的功率與電阻大小的關系時,還用到似乎與實驗無關的煤油呢?”引發學生的思考和討論,在小結出該實驗中煤油的作用的基礎上,進而再問:“該實驗能否不用煤油而改用其他方式來觀察電阻通電后的發熱情況?”這樣促使學生思維得以發散,轉換的思維方法得到訓練,設計實驗的能力也隨著提高了。
在初中物理實驗中,利用軟細繩測量地圖上鐵路線的長度,刻度尺和三角板配合測量硬幣的直徑、圓錐的高等,都運用了轉換法的思想。
4 類比法
類比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問題說清楚明白,往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、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。如:在研究電壓的作用時,借助于學生看得見而且比較熟悉的“水壓形成水流”的實驗作類比,來揭示電壓是形成電流的原因,形象直觀,很容易被學生理解,從而記憶牢固。當然,這里還可以用其他方式來類比,充分發揮學生的主觀能動性,找到更符合學生實際的類比方法。
5 圖像法
圖像是一個數學概念,用來表示一個量隨另一個量的變化關系。由于物理學中經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用。在實驗中,運用圖像來處理實驗數據,探究內在的物理規律,具有獨特之處。如:在探究固體熔化時溫度的變化規律和水的沸騰情況的實驗中,就是運用圖像法來處理數據的。它形象直觀地表示了物質溫度的變化情況,學生在親歷實驗自主得出數據的基礎上,通過描點、連線繪出圖像,就能準確地把握住晶體和非晶體的熔化特點、液體的沸騰特點。
6 理想化方法
理想化方法是指在物理教學中通過想象建立模型和進行實驗的一種科學方法。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,對實際問題進行理想化處理后再現原形的本質的東西,構成理想化的物理模型。這是一種重要的物理研究方法。例如,探究杠桿平衡條件的實驗,杠桿就是一種理想化的模型。杠桿在使用時,由于受到力的作用,或多或少會引起形變,然而在研究中把這些形變忽略不計,這里就把杠桿經過理想化的處理,認為它無形變,視為一個硬棒,從而使學生在研究時不被細枝末節的因素影響,順利地得出杠桿平衡的原理。
關鍵詞:初中物理;實驗教學;有效方法
物理是一門基礎學科,也是一門以實驗為基礎的自然學科。因此,初中物理的教學既要重視對有關物理原理和定理的講解,也要重視初中物理的實驗教學。
初中物理實驗教學不僅能夠使得學生獲取有關的物理學科的知識。更重要的是在實驗中,學生通過觀察實驗的進行進而培養學生的觀察能力,養成學生細心謹慎的良好習慣。在實驗過程中,學生通過自己動手實驗或者是小組合作實驗,從而幫助學生培養起學生的團隊合作精神和學生的動手能力。在實驗結束后,通過總結實驗的步驟、歸納有關知識點,從而提升學生的歸納總結能力和自主探究能力。
初中物理實驗教學是物理教學的重要一步,也是關鍵的一步。通過做物理實驗,學生在物理實驗中體驗到學習的快樂和愉悅,使得學生能夠獲取物理學習的興趣,并不斷積極主動地投入到物理學習之中。并在這一過程中不斷培養自己的能力,提升自己的水平。
一、轉變教學觀念
學生完成好物理實驗,關鍵還是需要教師來引導。沒有教師的引導和幫助,學生很難順利進入物理實驗的大門,并在其中獲取學習的快樂。因此,做好初中物理實驗教學,教師關鍵是要改變觀念。
所以,教師一定要擺正自己的觀念使得學生能夠正確認識物理實驗的重要性和在物理學習中的地位。有不少教師的物理教學觀念不太恰當,不少教師是先告訴學生一個結論,然后讓學生進行實驗。這樣的一個方式,使得很多學生會努力想盡一切辦法去達到教師提出的結論。學生在這個過程中也就缺少了一個自己思考、觀察和探究的過程。這樣看起來似乎實驗很順利但是實驗的真正的目的并沒有實現。
所以,在實際的物理實驗教學中,教師一定要注意轉變自己的觀念并不斷的注意方法技巧的運用,務求讓學生在每一次的物理實驗中有所得,有所獲。
二、善用多媒體教學設備
現在的教學環境有了很大的提高,因此不少學校也都為教室配備了多媒體教學設備。教師要學會使用多媒體設備,要充分利用好多媒體教學設備,從而使得物理實驗課堂的教學效率得到提高,學生的積極性得到調動,興趣得到激發。
教師利用多媒體設備進行物理實驗教學,主要是可以借用多媒體設備,讓學生在視覺和聽覺上近距離地接觸到一些物理實驗。
當一些讓學生自己動手做的實驗可能并不能取得非常好的效果時,就可以借用多媒體設備播放實驗短片。如,“探究光反射時的規律”這一實驗,因為用肉眼對自己的實驗過程學生可能并不能得到一個較好的實驗體驗。教師可以借用多媒體設備,讓學生通過屏幕看清楚“射入的角度和反射出的角度大體是怎樣的,有些怎樣的關系。”還如“反射光線與入射光線是否是在同一個平面上?”“若光線逆著回射,光線的路徑會和入射光線一致嗎?”等等,這些問題都是這個實驗需要探究的地方。而學生在觀看實驗的過程中,通過仔細觀察能夠比較直觀準確地得出結論,并發現有關的規律。
這樣借助多媒體設備觀看實驗的過程,也是對學生的觀察、總結歸納能力的一種培養。
三、鼓勵學生動手實驗
物理實驗教學可以觀摩總結,但是有些實驗是必須要學生動手實驗,學生才能夠獲得準確認識。因此,教師要鼓勵學生自己動手實驗,通過學生自己動手實驗,學生會觸摸到物理實驗的神秘,會感受到實驗的樂趣,能夠在實驗過程中,不斷強化已有認識并獲取新的直觀認識。這些對于學生的發展都有重要的意義。
如,進行“連接電路”這一部分的實驗,學生只有自己參與到實驗之中,才能夠更好地認識電流表、電壓表、開關,學生通過實驗才能夠更好地理解串聯與并聯的區別,學生通過實驗才能夠更多地發現電路中的短路和斷路是怎么回事,學生通過實驗,也能夠更加簡易地畫出電路圖。
通過實驗,學生對連接電路這部分知識才能夠有一個更加清楚直觀的認識,才能夠更好地消化這部分的知識,而不會產生畏難情緒。
所以,教師要多鼓勵學生做實驗,多引導學生進行實驗,幫助學生通過實驗加深對課本知識的理解,通過實驗使得學生的分析能力和自主探究能力得到提高,而物理實驗教學的效率也得到提高。
四、進行總結歸納
做完一個物理實驗,并不表示整個過程就結束了,最重要的環節就是收尾環節。因此,在學生的實驗結束后,教師要引導學生對自己的實驗進行總結反省。總結實驗的規律和特點,反省自己在實驗過程遇到的問題,并反省自己在實驗中犯的錯誤。通過總結反省,學生獲得提高,并不斷加深對知識的理解。
五、結語
初中物理實驗是初中物理教學的重要組成部分。需要教師從心底里重視物理實驗,并不斷在這個過程中探究出合適的教學方法,從而提高物理實驗教學的效率,讓學生在實驗中獲得能力的提升和水平的提高。
參考文獻:
[1]田麗群,淺談初中物理實驗教學,教育科學·教學研究[J].2011(1)
一、探究式教學中教師和學生的定位
在探究式學習中,為了避免教師和學生之間的心理差異,教師應與學生有同樣的渴求知識的心理,和學生一起參與新知識的探究。在探究的過程中,教師要把自己當成一名初學者,退到和學生在同一起點線上來思考問題、分析問題,共同體驗科學探究的過程。因此,在探究式教學中,要求教師從知識的權威者變為學生知識學習的參與者。
二、創設情境,引導學生科學物理探究
問題與疑問是探究式學習的起點,也是探究式學習的一個基本特征。初中物理探究式課堂教學,必須努力創設物理問題情境,讓學生在物理問題情境中不斷地發現問題,提出問題。創設物理問題情境是探究式課堂教學的良好開端。
(一)以語言的方式創設問題情境
主要是教師以語言描述具體的事件或問題,為學生創設問題情境。例如:在學習壓強時,用為什么運輸重型設備的平板車要用那么多輪子;而為什么啄木鳥的嘴又長又尖來創設問題情境。在學習摩擦力時,用為什么下雪天在馬路上撒些炭渣能防止汽車打滑;為什么越重的箱子推動越費力來創設問題情境。
(二) 以實驗的方式創設問題情境
通過實驗可以創設許多真實、生動、直觀而又富有啟發性的問題。例如:在學氣壓時,通過把浸過酒精的棉花用火柴點燃投入事先準備好的空瓶中,然后用剝皮的熟雞蛋堵住瓶口,稍后,雞蛋被吸入瓶內的實驗,使學生產生問題“這些現象的原因是什么呢?”
(三) 利用多媒體,創設問題情境
多媒體可以形象而又直觀地顯示常規教育難以顯示的教學情境。例如:在學習“物態變化”時,教師用多媒體向學生展示冬天原野里的大霧,房屋上的白霜,的雪山,樹枝上的冰凌;展示火爐燒水時水壺上冒出白氣,茶杯上的白氣遇冷變成小水滴等現象。這一系列物理問題情境,讓學生在問題情境中產生疑問,發現問題,提出問題。
三、注重生活實際,培養探究能力
物理知識與實際生活緊密聯系,在物理教學中,教師要學會將學生的探究視點從課堂引導到社會,開展廣泛的社會調查及其他學習活動,切實解決生活中遇到的問題。例如:“生活中的聲音”、“比較材料的保溫性能”、“生活中的測量”、“電冰箱中的物態變化”、“生活中的光現象”、“自制指南針”等,都離我們的日常生活相當近。教學之余,教師可按照新課程標準要求,布置學生利用生活經歷來探究新知識、實踐新知識。又例如:在講到“聲現象”時,筆者要求學生調查家鄉的噪聲現狀,鼓勵學生調查了解當地噪聲嚴重的企業,根據各種噪聲研究減弱和防治方法,給這些噪聲嚴重的單位提出整改建議;在學習了“光現象”后,筆者讓學生到校外廣泛了解光污染及光污染的治理,如:給學生提出探究式問題:“光污染引起的交通問題”,讓學生進行探究。
在交給學生探究式學習任務時,同時將探究評價量規發給學生,學生在進行探究活動時可以作為活動依據。筆者通過不斷嘗試,從學生學習的每一個方面展開探究活動,一方面使學生更好地領悟科學思想和精神,經歷發現科學的過程,另一方面激發了學生的學習興趣,為其終身發展夯實了基礎。實驗結果表明,教師讓學生感知探究模式,激發探究欲望,內化探究方法和分析探究結果,可使學生自己學會如何去自主學習,去主動地獲取科學知識,從而掌握科學探究的方法,在學習中體驗科學探究的快樂,養成良好的科學探究能力和科學創新能力。
四、進行初中物理探究教學過程中應注意的問題
探究活動的組織和對學生探究能力的要求,要循序漸進,由簡單到復雜,由部分探究到經歷較為完整的探究過程。例如,學生開始接觸物理時,可以安排一些簡單的探究活動,探究的環節可以由其中的某幾個,甚至是某一個環節,隨著學生物理知識和技能的不斷發展,再逐步安排學生進行一些較為完整的探究活動。探究過程中應注意學科的滲透和融合,探究的問題可能涉及化學、生物、地理等多學科,物理教師應鼓勵和提倡學生應用他們在其他學科中學到的知識和技能,來進行猜想和假設、分析與論證、討論和交流。
總之,作為一個初中物理教師,當前的重要任務是探究如何把教師的教和學生的學、傳授知識、激發興趣和提高能力有機地結合起來。課程改革的關鍵是充分調動主體――學生的主觀能動性,使他們愛學、樂學、會學。作為主導的教師,在整個物理教學過程中要把自己的教法和指導學生的學法有機統一起來,同步進行,實現教學的優化,才能收到事半功倍的效果。探究式教學有助于培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,引導學生從被動接受知識改為通過學生探究,直接主動獲取知識的過程,注重了學生獲得知識的過程教學,強調了學生學習的主體性,易激發學生的學習興趣,培養學生的創新意識、創新能力及團結協作精神。
參考文獻:
在中學物理實驗中,測量的方法多種多樣,實驗方法也是面面俱到,但是恰恰在實驗數據處理方法上顯得過于單薄了。或許是考慮到中學生有限的數學知識,所以教科書中僅列出了平均值法,逐差法和作圖法等有限的幾種。這些方法都有各自的局限性:平均值法簡單易行,但精度不夠高;逐差法能有效利用所有測得的數據,但應用范圍小;畫圖法直觀簡單,但只能給出大致范圍,不能定量處理。
為解決在物理實驗教學中所遇到的以上問題,本文介紹一種符合高中學生思維水平,又有較強通用性和較高準確度的數據處理方法:即線性回歸方法。
1 線性回歸法
線性回歸在高中數學課本中已有介紹。它可以用來處理線性相關的多組二元數據的問題。其推導方法雖較為繁復,但是均在中學生的知識范圍以內。學生若覺得推導有困難,也可以只套用結論來處理問題。現在將推導過程陳述如下:
設現在有n組二元數據,編號為(x1,y1),(x2,y2)……(xn,yn)。
定義r=∑ni=1xiyi-n x y(∑ni=1X2I-n 2)(∑ni=1y2i-n 2)
為相關系數。當|r|接近1,則可認為該組數據具有線性相關性。|r|越接近1,則相關性越高。
對于線性相關的數據,可以用一個一次函數來近似描述其關系,這個函數即被稱作回歸直線方程。不妨設該函數為y⌒=bx+a。求回歸直線即是求出方程中的未知系數b和a。
定義回歸直線是這樣的直線:該直線使得該組數據所代表的各點與該直線的偏差的平方和最小,即使得Q=∑ni=1(yi-y⌒)2=∑ni=1(yi-bxi-a)2最小。
以上推導和最后表達式均較為復雜,但在科學計算器上已有相應功能。下面以CASIO fx-82TL為例,說明一下如何使用計算器進行回歸計算。
2 用計算器進行回歸計算
打開計算器后,點擊MODE進入模式選擇。選擇3 REG,即進入回歸計算模式。再選擇1 LIN,即進入線性回歸計算。
這種線性回歸數據處理方法可以在很大程度上取代平均值法、逐差法和作圖法,并能取得更高的準確度。現僅舉一例如下:
實驗名稱:用單擺測重力加速度。
該實驗是利用測算單擺周期來求出當地的重力加速度。實驗裝置如圖1所示。
設單擺周期為T,擺長為L,當地重力加速度為g。由理論推導可知,單擺周期T=2πLg,所以g=4π2LT2。
實驗步驟:
(1)固定好實驗裝置。用米尺測量繩長l,用游標卡尺測量小球直徑D。擺長L =l+D/2。
(2)將小球拉開一個角度(
(3)將測得數據填入表1。
(4)改變擺長,重復1至3步。
表1中的數據是實驗所得的數據。由平均值法所得的重力加速度g=9.76。
若采用線性回歸。函數式:L=g/4π2*T2。L和T2成線性關系,可以使用線性回歸。利用計算器可知b=0.245。其中b=g/4π2,由此可得g=9.74,更符合本地的標準重力加速度。
從以上的例子可知,線性回歸在處理多組數據有其獨特的優勢。雖然這種方法的最后表達式比較復雜,難以筆算,但是在計算器日益普及的今天,這種有更高精確度和科學性的方法應該在高中實驗教學中大力推廣,以彌補這方面的不足。
【關鍵詞】物理實驗;課堂效率;創新
一、初中物理實驗教學的方法
物理學是以觀察和實驗相結合的自然類科學。觀察問題的現象,從而產生想法和提出疑問,再進而以實驗的方法去得到驗證,最后得到處結論后加以應用。這是一般的實驗課的流程,是較其他的語文、數學等不太相同的方面。物理課的實驗教學培養了學生的觀察問題和提出問題的能力,同時幫助學生去解決問題,實驗教學是十分重要的部分,尤其是在初中,物理實驗剛剛入門的階段,加強這方面的實施能力能夠將更多學生的興趣帶到物理知識上。
初中物理一般是采用“六步法”:提出問題――設計問題方案――方案研究――實驗驗證――結果交流――結論總結這六個環節。這其中的幾個環節都設計到需要師生互動,鍛煉了學生自己分析問題的能力。 具體實驗教學以下幾點:
隨堂實驗
這種實驗是物理實驗教學的補充形式,可作為實驗作業布置給學生,也可作為建議,由有興趣的學生自愿進行。
知識教學課物理基礎知識中最重要最基本的內容是物理概念和物理規律。教好物理概念和物理規律,并使學生的認識能力在形成概念、掌握規律的過程中得到充分發展,是物理教學的重要任務。物理概念和物理規律的教學,一般要經過以下四個環節:
1.引入物理概念和規律這一環節的核心是創設物理環境,提供感性認識。概念和規律的基礎是感性認識,只有對具體的物理現象及其特性進行概括,才能形成物理概念;對物理現象運動變化規律及概念之間的本質聯系進行研究歸納,就形成了物理規律。因此教師必須在一開始就給學生提供豐富的感性認識。常用的方法有:運用實驗來展示有關的物理現象和過程、利用直觀教具、利用學生已有的生活經驗以及利用學生已有的知識基礎等。
為形成概念、掌握規律而選用的事例和實驗事實,必須是包括主要類型的、本質聯系明顯的、與日常觀念矛盾突出的典型事例。例如,在進行“杠桿”教學中,關鍵在于弄清“力臂”的概念。教師在選擇事例時,必須包含力的作用點不垂直于力的作用點到支點的聯線這一情況。
2.建立物理概念和規律物理概念和規律是人腦對物理現象和過程等感性材料進行科學抽象的產物。在獲得感性認識的基礎上,提出問題,引導學生進行分析、綜合、概括,排除次要因素,抓住主要因素,找出一系列所觀察到的現象的共性、本質屬性,才能使學生正確地形成概念、掌握規律。例如,在進行“牛頓第一定律”教學時,其關鍵是通過對由演示實驗和列舉大量日常生活中所接觸到的現象的感性材料進行思維加工,使學生認識“物體不受其它物體作用,將保持原有的運動狀態”這一本質。但是這一本質卻被許多非本質聯系所掩蓋著,如,當“外力”停止作用時,原來運動的物體便歸于停止;恒定“外力”作用是維持物體勻速運動的原因,等等。因此,教師必須有意識地引導學生突出本質,摒棄非本質,才能順利建立牛頓第一定律。
3.討論物理概念和規律教學實踐證明,學生只有理解了的東西,才能牢固地掌握它。因此,在物理概念和規律建立以后,還必須引導學生對概念和規律進行討論,以深化認識。一般要從以下三個方面進行討論:一是討論其物理意義,二是討論其適用范圍和條件,三是討論有關概念和規律間的關系。在討論過程中,應當注意針對學生在理解和運用中容易出現的問題,以便使學生獲得比較正確的理解。
二、初中物理實驗的教學特征
綜合以上的教學流程的介紹,總結出了初中物理實驗教學的明顯特征,主要表現在以下方面。
1.創新思維。
教學的過程中沒有按照別的課程中的那種以書本為主的“啃書式”教學,不需要死記硬背的模式,在以實驗的基礎上來教學,創新了教學的方法,使教學更具有創造性,學生的思維得到了創新和發展,具有一定的挑戰性激發思維。
2.民主自主。
在實驗的過程中,提出的問題都是自己針對于問題得到的疑問,沒有硬塞給學生的,自主的選擇自己的想法,帶著這個想法去驗證問題的正確與否。這樣的教學模式是自主的被大家所更愿意接受的,最后這個道理被驗證以后就是自己被自己說服的過程,這樣的記憶也會一直停留在大腦中,保持著正確的概念。
3.實踐求真。
時間是檢驗真理的唯一標準。在所有的結論沒有得到確定時,通過實驗的方法去將其驗證,最后才會得到真理。實踐是真理的試金石,在物理的教學中應該得到最好的展示,學生們親手操作,參與實踐。例如,在比較水和石頭的比熱容的時候,將兩種材料拿到太陽下面,給相同的時間和陽光,然后測定溫度的變化,這樣的簡單實驗只要走出教室就可以很快做到,這樣學生會更加相信結論,因為得到了實驗的驗證。
三、結合物理實驗提高教學的課堂效率
1.培養學生學習知識的興趣。
興趣是最好的老師。什么課程的效率都是應該以興趣為先的,如果課程的講解無聊枯燥,愛學習的學生都不會太認真聽,然而帶動了學生的興趣就不同了。老師們可以通過不同的方法去提高學生們的興趣,比如在講課的時候講個相關的物理趣聞,在講課的時候可以跟學生用播放課本的故事的視頻。興趣上來了不怕效率低下。
2.師生互動,學生和老師相互配合。
上課的時候如果老師一味地自顧自己的講解,學生可能都沒有聽進去或者干脆打瞌睡,這時候,老師可以在講的過程中多提問,多請學生上臺一起解答問題或者改換角色,將起到事半功倍的效果。
3.抓緊上課時間的分秒,提高效率。