初中物理实验方法(精选8篇)
一、常见的物理方法
模型法:即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。如用太阳系模型
代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等。
转换法:一些看不见,摸不着的物理现象,不好直接认识它,我们常根据它
们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。如根据电流的热效应来认识电流大小,根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场
等。
等效法:在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替
其他所有物理量,但不会改变物理效果。如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。
描述法:为了研究问题的方便,我们常用线条等手段来描述各种看不见的现
象。如用光线来描述光,用磁感线来描述磁场,用力的图示描述力
等。
类比法:在认识一些物理概念时,我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比,以帮助我们理解它。如认识电流大小时,用水流进
行类比。认识电压时,用水压进行类比。
叠加法:物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来,测量后
求平均值的方法俗称“叠加法”。
实验+推理法:有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。
控制变量法:是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一,自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较,研究其他两个变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。
初中物理实验大多都用到了这种方法,如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。
1. 课堂教学模式僵化, 实验积极性不高
一般来说, 实验教学是初中物理教学的主要方法之一, 而在实际的初中物理教学过程来说, 实验教学并没有起到相应的作用, 没有将实验的特点体现出来. 课堂教学模式僵化, 主要体现在初中的物理教师的教学方法过于传统, 没有融合时代的创新元素, 很多的教师仍旧停留在只传授课本知识的阶段, 而没有激发学生的学习自主性和学习物理的热情.
此外, 学生的实验积极性不高, 这点也是阻碍初中物理实验教学发展的问题之一. 由于家长和教师过于看重学习成绩, 使得学生也十分依赖课本知识, 而没有其他的动力去将课本上的理论知识付诸实践, 检验课本理论知识的正确性. 有时候教师在进行实验教学之时, 如做课本上的实验, 如连接电路打开灯泡的开关, 验证电路的连接情况等实验, 也只关注表面过程, 为了应付中考的实验考试, 而很少关注实验过程中所包含的物理学原理和物理实验方法的运用, 没有培养出实验的兴趣来.
2. 教学方式单一, 忽视了学生的主体地位
在中考制度的影响下, 我国初中物理教学过于重视题海战术, 教师和学校也十分注重提高自身的学习成绩和分数, 并不注重学生对知识的实际运用, 这也导致了学生所学习到的知识, 只能够用来应付考试, 若是应用在实际生活中, 则显得力不从心了. 这也反映了一个问题, 即物理教师所奉行的教学理念不够科学合理, 不能科学地指导物理教学, 也使得教学模式表现得很僵化.
当前, 在国家和政府的财政支持下, 全国大部分中学都在教室安装了多媒体设备, 可供教师上课使用. 然而在大部分非城市地区, 教室里的多媒体设备并没有起到应有的作用, 很多教师只在公开课上或者其他有特殊需要的时候才会使用它, 没有把它当做一个常用的教学工具.“物理学是一门讲究实验的学科”[2], 同时有的大型的物理实验也不便于在课堂上进行, 因而这就需要多媒体设备来对其进行演示和解读, 但很多学校和教师过于重视其表面形式, 没有真正利用这些先进的设备和仪器, 忽视了多媒体教学所带来的丰富的画面感、加强学生对知识的记忆以及拓展学生的知识层面等好处.
二、初中物理的实验教学方法
1. 创新实验方法, 提高学生实验兴趣
传统的物理教学方法, 已经不能满足当代初中生爱好创新、思想自由的特点, 因而初中物理教师应不断学习, 不断提高其教学能力, 创新实验教学方法, 利用先进的科学实验工具来作辅助, 提高学生参与实验的热情和激情.
现今, 实验教学的作用越来越突出. 实验教学与传统教学的区别在于, 它不像传统教学那样死板, 而是“灵活地运用多种手段和方式组成实验教学”[3], 传统教学是以教师的课本传授知识为主, 而实验教学比传统教学更加生动形象, 能够用更贴近生活的方式将课本的理论知识展现出来, 同时还能刺激学生的神经, 加强对知识的记忆.
2. 进行及时有效的答疑, 鼓励学生积极思考
课堂的实验教学很重要, 但课下的解惑答疑过程也是必不可少的. 作为学生, 在其学习过程中, 一定会遇见一些不能解决的问题, 这个时候, 则需要教师来为其解惑答疑. 在做实验的过程中, 由于课堂时间十分有限, 因而物理教师无法将实验过程中所体现出物理知识一一解释, 这也就要求学生自主思考, 能够将实验与课本知识乃至生活实际相联系, 获得更多的物理实验经验.
除了要鼓励学生自主思考以外, 教师还应鼓励学生细心留心生活中的物理现象. 如坐公交车时的惯性作用, 即急刹车和突然发车时人的倾向; 还有冬季穿衣梳头发时发生的静电作用; 教室里电灯的电路情况等, 这些都是与学生的生活密切相关的. 物理现象本来就是来源于生活的, 而物理知识也是为了解决和回答这些现象发生的原理等, 因而初中物理教师引导学生留心生活, 细心观察身边发生的物理现象, 有利于提高“学生的观察能力和思考能力”[4], 提高学习物理的兴趣和能力; 同时, 还有利于将学习到的物理知识应用到生活实践中去, 解决生活中所遇见的物理问题.
3. 引导学生自主实验, 提高动手能力初中物理教师进行物理课堂实验, 不仅仅是为了传授给学生物理知识, 还为了引导学生也进行自主实验, 提高学生的动手能力. 目前, 我国十分重视探究性教学思想, 而实验教学是符合这一教学思想的, 它体现了新时期学生动手、参与课题, 主动学习的要求.“实践出真知, 只有将理论付诸于实践, 才能检验知识和真理的正确性, ”也能从根本上加强学生的能力, 而不是仅仅为了应付考试. 有些实验, 如有关力的方向、力的大小等, 都必须要通过实验才能学到知识, 很多物理学家如伽利略、牛顿等人, 也是热衷于实验, 并通过掌握其中的奥妙.
总之, 在初中物理教学中, 物理实验是实践的典范, 是课堂教学的主要方法之一, 不仅有利于学生能够自主地学习物理知识, 同时还能够起到了活跃课堂气氛、激发学生学习物理的热情的双重作用. 初中物理教学对于初中学生的动手能力和实践能力的培养有很重要的现实意义, 因而关注初中物理实验教学方法也是十分必要的. 初中物理教学方法应该随着社会实践和科学技术的不断发展而不断更新, 其教学内容也应该随着新课程改革的推动而不断改革和创新, 发展探究式的初中物理实验, 努力使其能够适应初中物理教学的需要, 培养能力丰富的物理学人才. 并且, 发展初中物理实验教学, 也可以为初中教学的其他学科以借鉴, 将实验教学的思想融入到更多学科的教学思想中去, 促进初中教学水平的全面发展. 同时, 这样也有利于全面提高初中的物理教学水平, 提高学生物理学习的质量和效率, 提升自身的物理学习成绩和能力.
摘要:物理是一门重视实验教学, 重视实践的学科.进行物理实践活动, 学习物理实验方法, 既是初中物理的方法, 也是其目的.当前, 随着社会文明程度的不断提高, 以及经济发展的需要, 我国更加注重对人才的培养, 重视对科学的创新.将科学探究列入内容标准, 旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化, 从学生被动接受知识向主动获取知识转化, 这些都有助于“培养学生的科学探究能力和观察能力、实事求是的科学态度和勇于创新的探索精神”[1].本文立足于当前初中物理教学发展的现状, 找出其中存在的问题, 并提出了一些实验教学方法, 希望通过多种多样的实验教学方法和探究活动, 能够帮助初中学生正确地掌握物理实验的探究方法, 将物理学习与生活联系起来, 揭示出生活中所包含的物理现象、找出其蕴含的本质规律, 也为后来的物理学习打下坚实的基础.
关键词:初中教学,物理实验,方法
参考文献
[1]邰昌月.浅议初中物理实验教学方法[J].软件:电子版, 2014 (22) :77.
[2]陈加鹏.浅析物理实验在初中物理教学中的地位[J].技术物理教学, 2013, 21 (2) :99-101.
[3]卢增凯.浅析初中物理探究性实验教学策略[J].成功:教育版, 2013 (20) .
一、端正教学思想,提高对实验教学的认识
在新课程改革中最重要的是培养学生的动手能力和创新能力以及教会学生对问题的研究方法,在教学过程中,若只重视课本知识,而忽视实验教学,忽视学生创新能力的培养,考试中很多题目,学生就无从下手,学生今后遇到物理问题也不知如何去研究,事实上实验教学不仅可以培养学生的动手能力、观察能力和分析问题、解决问题的能力,对巩固所学的知识也大有益处,如果不在实验教学上下工夫,学生不做实验或少做实验,物理教学任务就无法圆满完成。在实验教学中,首先要充分激发学生的兴趣、爱好,充分调动学生的积极性和主观能动性。课内教学培养学生的兴趣,课外也是一个重要的领域,因为它更能满足学生的特殊爱好,是一个发现问题,解决问题的一个好时机。教师可以针对不同的学生布置不同的课题,为其创设情境,让其去发现问题、解决问题,对于课外实验,每个学生可以按照自己的理解与想法,去操作,去观察,充分发挥学生的主观能力和创新能力,给学生提供创作发展的空间。本来对物理不感兴趣的学生通过实验影响他们的志向,培养了他们对自然科学的广泛兴趣,对今后研究问题提供了方法,让实验教学贯穿整个知识获得过程。
二、认真做好演示实验
课堂上的演示实验应该紧密结合教学大纲的要求。教师要精心准备,有计划、有目的地设计实验。力争做到物理现象生动、直观、鲜明,使学生便于观察,易于理解,只有这样才能使学生看过后,获得一个鲜明而深刻的印象,并能牢记。为了使演示实验取得成功,教师要做到两点:一是教师应先做演示实验,然后尽可能抽个别学生按老师要求去做,体现出实验结果的真实性,使学生信服。二是教师对演示实验的讲解要认真准备,使学生感到演示实验所演示的现象突出,有说服力,教师的讲解起到很重要的作用,所以必须重视演示实验的讲解。
三、做好教材规定的学生实验
1、根据实验的类型和学生的特点不同,确定要求和指导方法。对测量型实验,重点要求学生认识仪器和构造原理,掌握仪器的使用和操作规程,对探索的实验,重点要求学生在实验中通过观察现象,准确测量,记录数据对实验结果进行分析对比和综合,从而归纳物理规律掌握研究物理问题的方法。学生实验中要注意以下几点:切实弄清每个学生实验的难点和关键,并在教学过程中给予解决。如观察水的沸腾实验,水不到100摄氏度就沸腾以原因是当地气压低于标准气压。当沸腾过程中温度稳定后,一段时间又会降低一点,原因是剧烈汽化吸收热量。2、根据理论联系实际的原则,发展学生的思维,让学生通过所学的知识去设计实验,去研究一些物理问题,如用弹簧秤测大西瓜的重量,可以用滑轮组,可用杠杆,可用浮力去测西瓜的重量。鼓励学生在遇到问题时要用实验方法去解决。如要设计一个可调亮度的台灯,可串联变阻器,以此开阔学生的视野,培养学生用所学过的知识解决实际问题能力。3、为使学生知识的获得提供条件,创设实验情境,让学生在创设的条件下。通过实验主动获得物理知识,培养学生的创新能力。
四、理论联系实际,加强物理实验教学
1、根据授课的内容,指导学生做课外实验,增强学生对课本知识的理解,拓展学生的知识面,让学生知道物理知识与天文、地理、化学、生物等之间有着密切的联系,组织学生进行调查。如水电站的调查,大坝建造,水位,如何进行发电,如何输送电能。在调查过程中使学生掌握知识,激发其兴趣。使学生感到“处处能学习物理知识,处处都有物理知识”。
2、根据课本内容改进实验,增强实验效果。如用水和煤油做比热实验,对比不是很明显。改进后对比物质不是用水和煤油,而是用水和20‰的稀硫酸,这因为水与煤油的粘滞性,导热系数相差很大,实验中受热升温不明显,而水与20‰的稀硫酸两者的粘滞性,导热系数相差很小,同样受热,升温明显,材料易取。从而还可鼓励学生大胆地选材做实验,尽可能地挖掘学生的潜能,培养学生创新能力,这对培养创新性的人才相当重要。
总之,实验教学在物理教学中,尤其在新课改的今天,占有极其重要的地位,它能引起学生强烈的学习兴趣,激发学生的学习热情,发展学生的思维,培养学生的创新能力,使学生掌握分析问题的方法。达到提高课堂教学效率的目的。
单位:安岳县翻身九义校 作者:陈德宽 邮编:642350 内容摘要:物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学,实验教学能为学生正确认识事物及客观规律提供事实依据,又能培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力。怎样搞好实验教学,是大多数物理教师研究的课题。随着新课改理念的不断深入,物理实验教学在物理教学中起着举足轻重的作用。初中学生刚刚开始学习物理,学习方法及抽象思维能力还未形成,因此,应根据物理实验教学的意义,从物理实验过程的指导入手,加强物理实验教学的探究,从而提高物理实验教学的效果。
关键词:实验 教学 探究
物理学就是研究自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律的自然科学,它是一门以观察、实验为基础的自然科学。因为,自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律产生,都是在观察和实验的基础上,通过归纳、总结、思考和推理得出来的。作为一名物理教师,在教授学生物理知识过程中,如能正确的把握实验和指导学生实验,不仅能激发学生求知欲望,促进学生掌握知识、运用知识,还可以培养学生严谨求实的科学态度。所以,实验教学在物理教学中起着举足轻重的作用,它能够很好地实现“三维”目标。
一、实验教学的意义
初中物理教学要从实验出发,如实验装置的安装、实验步骤的安排、实验现象的观察和分析、实验数据的读取与收集、实验误差的分析等则是学生完成实验的一个个重要环节,这些环节的改善是改善实验教学的方向。实验作为教学方法的一种基本构成因素,是学习物理的基本方法。通过实验培养学生的观察能力、分析综合能力、抽象概括能力、归纳演变能力、逻辑思维能力,培养学生进行学习和研究的科学方法和科学素质。同时,实验又具有直观性,通过各种形式的感知,丰富学生的直接经验和感性认识,使学生获得生动的表象,从而比较全面、客观地掌握知识,提高认识能力。随着新课程的改革,物理实验考查已作为一项不可缺少的内容,使物理实验教学具有重要的现实意义。
在物理教学中,教师角色应该从以往的那种“授业者”转变为“研究者、探索者、合作者、服务者”。物理实验教学也该如此,应抛弃以往的“口头式”、“黑板式”实验教学,改变以往“教师教的枯燥、学生学的乏味”的现象,真正体现出学生成为学习的主人,正确引导学生积极动手和思考,提出问题和质疑,并能分析和解决问题,真正发挥物理实验教学的作用。这使学生认识到作为物理教师应该不要拘泥于教材的束缚,敢于创设条件(如让学生制作学具、教师制作教具等),将以往课堂的演示实验敢于搬到学生实验中来,使学生实验的动手率突破具体要求。让学生通过自身的体验和感悟,真正地达到对知识的理解。同时也锻炼学生的动手操作能力,学生的物理术语表达能力,避免了学生回答、解释物理问题时的语言生活化。
二、实验过程的指导
在物理实验教学中,我认为必须遵循从实际出发的原则。根据初中生刚开始学习物理、学生实验做得太少、特别是农村学生实验素养低下的特点,我们有必要采取全面指导的策略,即从头到尾的全过程指导。
我认为不能上无准备的课,在实验前应做好充分准备。教师应将实验教案从物理课时教案中分离出来,在实验教案中,教师应该将学生在实验过程中容易出现的问题等详备出来。教师还应该在实验教案中详备出“实验探究目的、实验探究猜想、实验探究设计、实验探究数据的收集与统计表的设计、实验论证、实验结论等六大环节”。并且,不是写在纸面上,而且都要亲自预做实验,做到心中有数,才能实现“探究”。教师在平时的实验教学中,还应及时指导学生在进行实验时要紧紧抓住“观察、操作、记录、分析、归纳、整理。”这六个实验的主要环节。
观察——所谓“观察”,即通过眼、耳、鼻、皮肤等感官感知。如选择测量工具时,我们一定要看清它的量程、分度值、仪器是否完好无损等。在实验中,数据的读取角度、现象的鉴别、电路的连接等,几乎每一实验的全过程,都离不开观察。观察是人类认识世界的窗口,经常提醒学生一定要仔细观察,防止走马观花、粗枝大叶的不负责任的不良习惯。
操作——所谓“操作”,它是学生实际动手参与实践的具体过程。每一种仪器,都有它的使用规则和要求,例如天平的平衡调节,电表的机械调零等,我们应严格地按照它的规则要求进行操作。特别是在做一些带危险性的或损坏性的实验时,应先通过教师的检查,避免一些不必要的损坏和意外。例如:九年级电学中使用电流表测量电路电流的连接电路时,开关应断开,电流表应与被测电路串联,要保证电流必须从电流表的“+”接线柱流入“-”接线柱流出,被测电路电流不得超过电流表的量程,(在不能确定的情况下,可以采用试触法),不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端。当然,我们可以事先将电路图画好,然后按电路图连接,达到操作时降低难度的目的。这个过程中必须得到教师的检查同意以后,方可闭合开关进行实验,否则一旦电流表的“+”“-”接线柱接反或电路中发生了短路现象,很容易损坏电流表。
记录——所谓“记录”,即在实验中,正确的读取和记录数据。它包括:读取的姿势(例如:刻度尺测量数值的读取时,视线要与尺面垂直;量筒测液体体积数值的读取时,视线应与凹面的底部或凸面的顶部相平。);读取的方法(读到分度值的下一位)和准确的记录(数字与单位要准确)。在此过程中,我们可以通过多媒体演示错误的读取姿势或方法,加深学生对错误和误差的了解,加强学生对动手操作的掌握,提高学生的动手操作能力。同时,也应注重实验的事实,而不能任意加大或减小实验数据,有意迎合实验的真实结果,应着力培养学生实事求是的科学态度。再次对于实验数据的记录,还应该让学生自己制作实验数据统计表,使学生很容易从数据中分析总结出规律等。
分析——所谓“分析”,是由于操作者不同,实验器材的不同,操作方法的不同等因素的影响,对于记录的数据,可能导致同一实验结果的不同,因此,应及时加以分析。帮助学生分析哪些是错误导致的结果,哪些是误差造成的原因,与学生共同探求对实验器材和实验方法的改进,进一步激发学生学习兴趣,拓宽他们的思维。例如:做动滑轮可以省一半力的实验过程中,实验的结果与理论的数值往往存在较大偏差的现象,我们应帮助学生分析,这并不是错误实验的原因,而是由于滑轮自重和摩擦力存在导致的结果,为了使实验结果更趋于理想,我们应想尽办法,尽可能地减少摩擦和滑轮自重与物重的比例。
归纳——所谓“归纳”,是由一系列有限的特殊数据或事例得出一般结论的推理方法。初中学生由于缺乏抽象思维和逻辑思维能力,往往不善于归纳或不完全归纳,用不完全归纳得出的结论不一定正确,只有完全归纳得出的结论才是一定正确。例如:在牛顿第一定律的探究实验中,学生总是认为,滑块最终是要停下来的,他们往往跳不出生活中的这种事实,进行不完全归纳。这时就要求教师进行完全归纳,才可能得出完整的物理规律。
整理——所谓“整理”,是指实验后对器材的归类、整理。实验器材的适当选取,实验过程的正确操作,实验数据的准确读取、记录和分析,并不意味着实验的完整结束。实验后器材的归类、整理是各类实验的扫尾工作,也是一个不可忽视的工作,它是培养学生爱护仪器和有始有终的科学态度的重要环节。
三、实验教学的探究
当今是知识经济的时代,科学技术面临挑战,所以在实验教学中,除了采取全面指导的策略,即从头到尾的全过程指导之外,还应通过物理实验教学培养适应知识经济时代需要的创新型人才,这具有重要现实意义。因此,在新课程的物理实验教学中,还应着重培养学生的实验探究能力与创新能力。
一是着眼于做,突出实验教学的实践性。学习最根本的途径是学习者自己的活动,把这一原则应用于教学过程,就应该放手让学生动手动脑探究万物,通过活动及其协调,逐步形成、发展和丰富自己的认知结构。上面所提到的全方位指导并非不放手,而是应该在放手的基础上进行指导。物理实验教学作为一种基本活动形式,应当努力通过动手做的实践活动,突出实验教学的实践性。众所周知,以往的教材演示实验在物理实验中占有“绝对多数”的比例,而这些演示实验习惯上都是由教师在讲台上演示给学生看的,学生通常没有动手的机会,由此导致学生动手机会显著偏少,动手能力普遍不高。因而面对新课程我们有必要想方设法将所谓的演示实验扩展到学生自己动手实验,可以把演示实验通过改进、改组和改造等方法适合于学生自己去实验。如:将一些演示实验改为师生合作实验或共同实验,创造条件将一些演示实验改为分组实验或者将一些演示实验在课堂正常安排的情况下,改为课外实验或家庭实验。
二是着眼于思,注意实验教学的启发性。由于物理实验是以充分调动学生的各种感官为前提的一个综合学习过程,因而必须通过有效的刺激,去强化实验教学的启发性,努力使实验过程中出现的实验现象或实验结果能够激励学生进行深入的思考。物理实验对被动接受间接经验为主的学习者来说,其本身就具有一定的新颖性和趣味性,加上物理实验本身就具有较强的启发性,新颖、意想不到的现象会吸引和诱导学生在进行认真观察、操作的同时,积极去“省悟”和“回味”。但学生实验中有一大部分是测量性和验证性的实验,为了防止学生在实验中会懒于思考或不求甚解,满足于简单机械操作的倾向,需要教师在增强实验过程的启发方面动脑筋。
三是着眼于疑,强化实验教学的探究性。教学的过程就是教无疑者有疑,教有疑者无疑的过程。在物理实验教学中,教师要不失时机地设疑,造就强烈的问题情境,进而引导学生通过实验进行积极的探究活动,促进手脑结合和创新能力的培养。为了强化实验教学的探究性,要鼓励学生对实验中可能出现的实验现象和实验结果进行预测和猜想,这样对培养学生的创新能力也是大有益处的,牛顿正是根据苹果落地现象猜想到,进而发现了万有引力。因此在实验教学中要让学生在预测和猜想基础上设计实验方案,选择实验器材,再用实验去验证,这样对学生创新能力的培养也是有积极作用的。
总之,随着新课改的稳定推进,教师在物理实验教学中应该大胆尝试,通过实验真正做到:“学生力所能及,教师让之;学生力所难及,教师助之;学生力所不及,教师为之”的新课程理念。所以,加强物理实验教学,是提高物理教学质量的十分有效的途径,对提高学生抽象逻辑思维能力有很大的帮助,将为学生在今后走上社会参加社会实践、升上高中乃至上大学学好物理知识打下坚实基础。因此,初中物理教学,应大力加强和优化物理实验教学。初中物理实验的开展也要依据课程标准,根据学校和学生的实际情况,结合学生的个性特点,因材施教,探索出适合教学新方法。
参考文献:
1 《中学物理实验教学研究》 安忠、刘炳升,2 中学物理实验的创新设计 李武林 对中学物理教学改革的意见和建议 赵凯华 4《中学物理教育学》 张民生 上海教育出版社
高等教育出版社。
物理教学探讨
【摘要】物理是一门以实验为基础的学科,物理实验则是物理学的灵魂。任何一个假设、猜想、结论、定律,都是通过实验来证明或在实验的基础上加以推理而得的结果。演示实验是教师为配合教学内容,在课堂上对学生所做的表演示范实验。它的目的是将所要研究的物理现象展现在学生眼前,从而引导学生进行观察,并通过分析思考,总结归纳获取新知识。有目的、有计划地选择和安排演示实验,是学生进行观察和获取感性知识的重要源泉,是学生学习和理解物理概念和规律的基础,也是培养学生观察、分析和综合能力的重要途径。成功的演示实验可以通过刺激学生的感官,最大限度地调动学生的学习积极性,创设活跃的课堂气氛,从而获得良好的教学效果。
永兴中学
徐家福
牛顿第一定律的教学研究,在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了.许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解,并且得到了满意的教学效果.
当我们在教学实践中运用这些教学策略时,我们发现,确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果.然而,当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时,令我们十分吃惊的是:学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差.这使得我们困惑不解.为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差?是教师教的原因,还是学生学的原因,抑或两者兼而有之.这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考,进一步,我们从学生的认知心理上,对这一规律的教学进行了深入的研究.通常牛顿第一定律的教学,一般是按教材编排顺序,先进行演示实验引出课题,然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论,消除“力是维持物体运动原因”的错误观念,进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性,最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象,从而完成整个教学过程.
为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况,我们曾用这样一道题目来检测学生.题目如下.你坐在向前匀速直线运动的汽车里,将手中的钥匙竖直上抛,问当钥匙落下来时是落在手里,还是落在手后面.全班56名同学在试卷上皆答:落在手后面.问其原因,皆曰:汽车在走,而钥匙抛出后不再向前走了.怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果,使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足.我们认为,囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒,而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源.
认知心理学的理论告诉我们,学生学习物理概念、规律时所形成的错误,常常是由于其头脑中的前科学概念的影响.
所谓前科学概念,是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中,对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念.比如牛顿第一定律就是如此.在物理教学中,那种认为只需要“正面”传授知识,学生就能接受,如果他们仍不理解,可以多讲几遍就能达到目的的想法,实践证明是过于天真了.因为在有些学生的经验中,早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念.这样,当他们学习了牛顿第一定律之后,就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中,牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词.让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时,他们也能解释得头头是道.但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时,他们却又运用亚里士多德的理论去解释,其错误观念暴露无遗.这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在.研究和改进牛顿第一定律的教学,应当了解学生头脑中前科学概念的特点.
第一,学生头脑中的前科学概念是自发形成的.
过去,我们在教学中,常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”,教师可以在上面任意涂画,事实并非如此.学生在长期的生活实践当中,逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法.他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动,而在力停止作用时物体静止,于是主观地断言:有力,则物体运动;无力,则物体静止.这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论.
第二,学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性.
由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的,所以它以潜在的形式存在.这包含两方面的意义.其一是学生自己并没有意识到它的存在,因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念.其二是前科学概念平时并不表现出来,但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来.比如前述测验表明,许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念,然而他们自己却并不知道.
第三,学生头脑中的前科学概念具有顽固性.
由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念,且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念.因此,学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的.
国内外物理教育界近年来的一些研究表明:一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念,要想加以转变是极其困难的.尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念,更是如此.
物理实验的类型有多种, 常见的有测量性实验、验证性实验和探究性实验。通过多次测量研究物理问题是常见的方法之一。然而在谈及实验中多次测量的目的时, 由于教师在教学过程中加入过多的习题练习, 固化了学生的思维, 导致许多同学不假思索地认为多次测量的目的就是取平均值, 以减小测量误差。造成了学生以一概全, 对不同的问题给出相同的答案。这样的教学过程使得老师觉得疲惫不堪, 效果不尽人意。
一、多次测量求平均值, 减小误差
实验中的误差是不可避免的, 为了达到测量的准确程度, 读数时需进行估读, 而估读值是测量工具最小刻度的下一位, 因而在读数时会出现有时偏大或有时偏小的现象, 为了减小测量读数时的误差, 在实验中需采用多次测量求平均值的方法。
1. 多次测量求平均值应把握的原则是, 取平均后的数值仍应反映测量的准确程度。
如果教师平常只是机械告诉学生多次测量求平均值, 那得出的答案将毫无意义, 虽然他们确实多次测量也确实求了平均值, 但对于整个过程与方法根本没有领会, 也没有让学生清楚其根本的目的。
2. 多次测量求平均值应该充分发挥学生的积极主动性。
我们的不少教师在平时课堂教学活动中, 习惯于“填鸭式”, 以自我为中心, 很少或几乎不调动学生积极主动参与学习。重点和难点知识都是由教师讲清楚和突破, 例题的讲解是教师在讲, 教师在解。学生最大收获也只不过是听懂而绝不是弄懂。久而久之使学生养成了对教师的依赖, 造成学生对知识理解少、死记硬背多, 解决问题所需要的能力没有得到培养和提高。
所以在物理教学中, 如果教师能把物理知识的传授和物理学方法的训练很好地结合起来, 就能使学生不但学会系统的物理知识, 还能掌握一些探索未知世界的方法, 让学生通过学习能够学到更多的研究问题和解决问题的方法。
二、多次测量找规律, 排除偶然性
1. 通过实验数据, 找出物理规律是研究物理问题的常用方法, 但通过一两次实验数据得到的结论往往带有偶然性, 不够准确、全面, 因此这类实验需进行多次测量, 根据多组数据的分析, 找出准确的、全面的、科学的结论。这类实验需要比较准确地测出数据, 并会对测量的数据进行有效的、科学的分析, 得出结论后最好能再测一两组数据进行验证。
2. 通过探究性教学, 发现物理原理。如果教师采用的是探究性教学, 物理原理并不是直接告诉学生, 而是通过实验, 让学生自己去发现。在探究活动中, 最好通过多组实验数据的支持, 让学生们的想法得到证实。最后, 教师可以适当予以指导, 通过让同学们互相验证, 进一步证实物理原理的正确性。在物理原理的学习掌握过程中, 这样的实验探究课, 无疑是高效的课堂。
在探究的过程中, 可以适时的渗透与之有关的知识点, 如不同的物理量既不能相加减, 也不能划等号。而且, 这一过程可以让学生清楚的知道:实验数据并不等于探究的结论, 实验数据是对实验事实的客观记录, 探究的结论是在数据的基础上通过分析论证所得出的具有普遍意义的规律。要学会归纳科学规律, 也要会对收集的信息进行比较, 进行简单的因果推理, 寻找数据之间的相互关系。
三、多次测量物体在不同条件下的物理现象, 进行比较
1. 物体在不同条件下表现出不同的规律也是物理实验中常见的物理现象。
物理实验需要在不同的条件下, 对同一物理量进行测量, 进行比较进而找出对应的关系。
2. 真正理解“多次测量求平均值”这种数据处理方法的含义。
在有些物理实验中, 由于一些数据在客观上是不变的, 只是由于测量工具和测量人的原因, 使每一次的测量结果不同, 在这时用多次测量求平均值方法可以有效减小这种由主观因素引起的误差。但是在有些题目中, 不能运用多次测量求平均值的方法。
平常教学过程中只注重“灌输”, 可惜目前物理教学的现状通常是:明知应该以探究自主活动为主, 却往往陷入“讲多做少”、“被动学习”等泥淖中, 口干舌燥的讲解经常充斥于物理教学中, 效果微弱, 令人担忧。
总之, 教师要转变教学方式, 帮助学生形成自主探索的学习方式, 教会学生学会学习。教师要深入研究学生的特点, 授课主次分明, 适时启发, 讲解不要过细, 要给学生留有独立思考、探究开拓的余地。其次教学要突出“研究性学习”, 教师在教学中尽量不要把现成的结论告诉学生、应多引导学生自己发现问题、探究问题、经过学生讨论交流, 诱导学生思维, 归纳概括, 得出结论。这样通过创设情境, 激活思维, 引导讨论, 合作交流, 就实现了教与学的互动, 把教学过程变成了一个不断提出问题、分析问题和解决问题的探索过程。在这种结合了学生体验的研究性学习过程中, 学生既能主动获取知识, 又学会了方法, 锻炼了能力, 情感态度各方面素质都得到了发展。自然做任何题目都会“举重若轻”, “水到渠成”。
摘要:长期以来, 初中物理教学围着中考试卷转, 为追求中考成绩和升学率不惜加班加点, 课堂教学基本上是单向灌输式的教学, 学受制于教, 严重地阻碍了学生的思维发展及学生思维能力的提高。在这种教学模式下, 学生忙于应付大量的习题, 课业负担早已超出学生正常的负荷能力, 在片面追求高学分的同时, 忽视了对学生思维能力的培养。本文主要以初中物理中常见的“多次测量”的研究方法为切入点, 谈培养学生的思维能力的方法。
[关键词]初中;物理实验;教学方法;创新思路
在初中物理教学当中,观察和实验是教学的基本方式。借此方式,学生能够掌握物理规律,总结出物理知识要点。初中物理实验教学作为教学中的重点和难点,需要教师多费工夫,才能提高初中物理教学质量。因此,在物理实验教学活动中,如何开展教学活动值得深思。
一、探寻初中物理实验教学新方法的重要性
在初中物理实验教学的过程中,采用新型的教学方法是提升教学质量的保证。现阶段,我国的物理教学在教学模式上还处于不断探索阶段,为了培养学生的创新精神,提升物理教学效果,教师仍需寻找新的思路。在物理课程授课中,实验教学占据绝大部分。实验教学是学生直观,准确掌握物理抽象知识的一种手段。因而,初中物理教师对此不可马虎。在当前的物理实验教学中,教师不仅应该注重培养学生的观察能力,更应该培养学生的创新性思维能力。以此,才能真正让学生学到更多的物理知识。
二、初中物理实验教学方法的创新思路
1.增强学生实施物理探究性实验的自主性
物理探究性实验是初中物理实验中最为常见的一类实验。在探究性实验中,蕴藏着许多较为容易的物理原理和物理定律。对此,教师应该鼓励学生独立完成实验项目。学生通过动手实践,就能清晰的分析总结出物理原理和物理定律,对于学生构建物理基础知识框架大有帮助。在学生进行自主探究性实验之前,应备好物理实验设备。同时,初中物理教师也要给予学生相应的指导,规避实验环节中的易错问题。一般而言,设计和规定探究性实验的具体操作步骤是学生进行探究性实验的重要部分,对于该部分,教师不可“大包大揽”,应该让学生参与到其中。这样分析出来的结论才更让学生印象深刻。教师应该“放手”,让学生自行做实验,在旁边给与指导,学生才能对物理知识形成正确的认识和理解。同时,学生自主进行探究实验的实践能力才会提升。例如,初中物理实验《研究液体的压强》。教学目标——常识性了解伽利略理想实验的推理过程;能力目标——通过斜面小车实验,培养学生的观察能力;通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理)。以通过回忆思考的形式提出问题:如果物体不受力,将会怎样?通过小车在不同表面运动的演示实验,使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系,然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论,再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充,牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。实验用具有斜面,小车,毛巾,棉布,玻璃板,微机,实物投影,大倍投电视。
[演示1]在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止。
实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的是什么位置?(停下来的位置)
实验结论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,如果受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去。”即作匀速运动。得出结论后,和其他成员交流。
2.采用开放式的实验模式
初中物理课程中,有较多的课时需要实验完成。但是,由于初中生知识水平有限,校方担心实验室的部分材料会对学生造成伤害,因而管理实验室极其严格。通常情况下,由教师带领进行物理实验,这样一定程度上确保了学生安全,也避免了实验室的混乱。如若实行开放式的实验模式,学生的自主能力和实际操作能力将会得到大大提升。通过实操,学生可以在实验过程中加入自己的想法,这对于学生验证物理知识极为有利。如此实施开放式实验模式,学生的创新性思维能力将会得到拓展。
3.创新实验方法
初中物理课程涉及到众多的实验,教师作为学生进行实验的引导者,在具体实施过程中,可以适当的创新实验过程中的方法。受传统思想的影响,教师在初中物理实验教学过程中,常常遵循原本的实验设计,使得学生在做实验的过程中按部就班。如此,学生的逻辑思维能力和观察能力得不到提升。此外,在初中物理实验教学中,教师的教学方式也应该得到更新,否则,学生的思维固化,不利于学生探索求知。对此,教师应选用创设情景、 求新求异等方式进行物理实验教学,以此,拓展学生思维,让学生敢于从自己的角度分析物理实验现象。长期坚持,学生的创新思维能力必将提升,学生的物理知识结构会更加牢靠。
三、结语
综上所述,一直以来,初中教师的授课都是依靠课本的知识进行教学的。但是,对于需要提升学生创新思维能力和实际操作能力的初中物理实验教学,需要采用新型的教学方法,从增强学生实施物理探究性实验的自主性,采用开放式的实验模式以及创新实验方法入手,挑战学生的创新思维,让学生主动探索新知识,牢牢打下物理基础。
参考文献:
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[2]郑莉. 实践出真知——初中物理实验教学方法的创新思路[J]. 文理导航(中旬),2016,08:50.
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