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论初中物理实验教学

作者:肖平 来源:本站原创 发布时间:2016年01月06日
 

论初中物理实验教学

临澧县新安中学 肖 平

                                          

物理学是一门实验科学,尤其是现在使用的新课本,物理教学时要以物理实验作为出发点, 作为帮助学生探究物理知识的桥梁。但分析中学物理实验教学现状、初中新教材实施的基础上, 提出为了充分发挥学生思维的主体性, 促进学生创造性思维的培养, 提高学生的创新能力, 应改革实验教学现状及进行低成本实验教学的必要性, 并举例阐述了在初中物理教学中如何进行低成本实验教学。

一: 中学物理实验教学现状与新课程标准之间存在着差距

中学物理实验是学生学习、研究物理的基础, 是培养学生的创新精神和提高创新能力的不可替代的实践环节。然而在中学物理实验教学中却存在着许多问题: 

其一: 重理论轻动手。由于中考、高考中实验内容采用笔试和许多老教师上了多年老教材; 一些学校的实验仪器设备条件不十分完备, 特别是在农村学校;未考虑实验这项繁琐复杂的工作, 由于评估体系的严重偏差, 消弱了实验这一环节。有的教师用教师演示实验代替学生动手实验;甚至引发了“做实验不如讲实验”,“讲实验不如背实验” 的荒谬作法, 加之多媒体进入课堂, 使得部分教师过分追求和迷恋多媒体的模拟实验, 让学生看看了事, 不重视让学生看实物和实际操作。这样做结果是影响了学生思维能力和动手能力的发展。 

其二: 只动手不动脑。有的教师为了赶进度舍不得在实验上花时间, 在学生实验中让学生盲目地照课本或教师讲的步骤按部就班, 机械操作, 更有甚者教师预先印发实验报告让学生照“实验报告”逐条操作, 填写数据。这样学生做完实验知其然而不知其所以然, 同样影响了学生思维能力和创造能力的发展。

总之, 目前相当数量的教师不做或少做实验, 放弃了运用实验的直观教学方法,这一现象严重妨碍了培养具有创新能力的人才。

06 年开始在中学物理教学中实施新的课程标准, 新教材贯彻了“从生活走向物理, 从物理走向社会”的课改理念。新课程中对许多知识点作了简化, 增加了实验内容, 特别是教材中的大部分作业都是回家去做的小实验。这正是利用了初中生好动善思的心理发展的特点、建立了较为合理的教材结构和体系, 教材安排了许多与生活实际联系的

小实验、小制作, 帮助学生实现知识与能力的转化, 是课堂教学的一个重要补充。把一些小实验安排在课外让学生亲自去做, 就能起到激发学生的学习兴趣, 发挥学习的主动性作用, 同时又丰富了学生的课外生活。这些小实验简单易做, 取材容易, 不受条件限制, 易拉罐盒、保鲜袋、塑料瓶等都能成为很好材料。这些生动有趣、简单易行的小实验对学生的独创性、想象能力的培养有极大的好处,只要引导好, 很多学生还能举一反三、发明创造出更多的小实验、小制作。

二:自制低成本实验教具

由于初中实验往往跟我们的生活联系十分密切, 所需的器材比较简单易找。因此,做为一名中学物理教师应该具备自制教具开展低成本实验的能力。学会利用我们日常生活中的现有的物品, 及学生身边的物品来做实验。例如:1.用水和玻璃做光的色散实验2.在玻璃上滴上一滴水做凸透镜等等, 这些器材学生都非常的熟悉, 随手都可以得到, 更有利于使学生明白物理就在身边, 物理与生活联系非常紧密。另外, 还可以开展各种课外科技活动小组, 让学生自己找身边的材料动手做一做, 感受物理知识的精妙, 提高学习的兴趣。 

低成本实验取材简单, 常常使用日常用品甚至废弃物品取代实验室专用器材, 因而花费很少, 因此要善于发现身边的“低成本实验”。例如: 用纸杯做个简易的电话, 还可以做个小孔相机、用钉子和木板做的压力小桌等等。但是, 更值得欣赏和提倡的不是实验器材的简单替代, 而应该是实验装置的简化。因为“实验的教育价值与实验装置的复杂程度成反比”。而实验装置的简化, 特别要对一个原本已不太复杂的实验装置做进一步的简化, 实际上不是一件简单的工作。例如, 我们知道, 直流电动机中有一个被称为其构造特征的重要部件——换向器, 它的作用就是在转子线圈转动时相应周期性地改变输入电流的方向, 使线圈得以持续地转动。如果想把这个本不十分复杂的换向器也省掉, 即要设计一个简化的、不用换向器的电动机: 用漆包线绕一个三匝左右的方型线圈, 两抽头位于其中两对边的正中间且在同一条直线上, 把线圈置于两个固定在泡沫板上的M型导电金属架上, 当线圈平衡时, 以漆包线抽头和导电支架接触点为半圆顶点, 左右刮去一半的漆, 另一个抽头的漆全都刮掉; 将线圈放在金属架上, 在线圈下放一个喇叭(纸盆朝下), 再给两金属架分别通上正负电源, 线圈将会转动起来, 这就是一个简易的电动机模型了.

应用低成本实验可以不断改进演示实验, 增强演示实验的趣味性、直观性, 启发学生思维, 加深对物理概念的理解。 例如: 在“压强”的教学中, 为使学生弄清压力、受力面积和压强这三者的关系,向学生举了杂技表演--人压钉板一例。提问学生“人体为什么没有被钉戳破皮肤?”许多学生认为是练出来的“硬功夫”。可以用如下的演示实验来寻找答案,出示两块木板, 一块木板上装有三到四颗钉子, 另一板上装上密密麻麻的许多同样的钉子, 把盛满红水的同规格的两个薄塑料封口袋, 分别轻轻放在两板的钉子上, 让学生观察实验现象, 结果放在三到四颗钉子上的薄塑料封口袋被戳破, 红水流出, 另一袋没被戳破, 为什么会出现这样的现象呢? 要求学生从课本中找出答案, 得出实验结论: 在压力一定的情况下, 增加受力面积可以减小压强, 所以杂技演员可以躺在密密的钉子板上, 安然无恙。也可以做一个“吹气断铁丝” 的教具: 取一20厘米左右的扁铁, 把扁铁一端的一半磨出一刀刃另一半磨平, 再把做好的扁铁立在一木板上;在一个底座上立起两根支架, 在支架上面固定一条细铜丝(0.6mm左右的); 拿一个塑料袋, 开口处放一塑料管再扎紧( 只要往塑料管吹气塑料袋会膨胀就可以); 实验时, 把塑料袋放在底座上, 上面再放上固定扁铁的木板; 上课时可以先叫个壮实的男同学上来吹气, 吹气时把扁铁磨平的地方对准铜丝, 可以看到男同学吹的面红耳赤也没把铜丝“吹”断只是把铜丝“吹”长了; 再换一个瘦小的女同学来吹, 换用扁铁有刀刃的地方对准铜丝, 女同学很轻松就把铜丝“吹”断了。这样既可以活跃课堂气氛调动学生的兴趣, 又能使学生弄清压力、受力面积和压强这三者之间的关系。

应用低成本实验还可以创造性地设计小实验, 让学生真正理解物理概念, 突破教学难点。例如: 巧用乒乓球化解浮力教学中的难点实验: 浮力方向总是竖直向上的。浮力的方向在初中物理教材中, 没有专门的实验直观显示, 学生虽能理解浮力的方向是向上的, 但理解“总是竖直向上的”就有一定的困难。为了突破这一难点, 可以设计如下一个实验, 让学生眼见为实: 将软线的一端用透明胶固定在乒乓球上, 线的另一端固定在一个去了底的可乐瓶口( 口用瓶塞塞好), 往可乐瓶中灌水, 乒乓球浮在水中, 此时系着乒乓球的线是竖直的, 说明乒乓球受到水的浮力是竖直向上的。将可乐瓶倾斜, 系乒乓球的线仍然是竖直的, 说明乒乓球受到的浮力仍是竖直向上的。向不同方向倾斜可乐瓶, 会看到线总是竖直, 所以浮力方向“总是竖直向上”的。课后还可以布置学生回家找器材自制, 并进行比赛看谁材料选取得巧, 实验演示效果好。

在应用低成本实验利用日常器具进行小制作时, 要手脑并用, 重在创新。例如, 做阿基米德原理实验, 缺少溢水杯, 可以组织学生用一次性杯子, 在杯底插入一根吸管, 吸管口低于杯口便可制成一个简易的溢水杯。再如, 用收集到废钢锯条可以做许多实验。例如: 振动发声; 音调跟频率的关系;响度跟振幅的关系; 力使物体产生形变; 磁化、磁极间的相互作用等等。

还有, 通过搓手发热的活动来感受摩擦生热; 用手打桌子, 手感到痛, 说明力的作用是相互的。用手将空杯子(或皮球)慢慢压入盛水的盆中, 让学生感受手掌受力的变化。从而初步体验物体排水多少与浮力大小的关系。还可以用盛水的玻璃杯和球形烧瓶代替凸透镜来研究成像规律; 用盛水玻璃杯代替三棱镜观察太阳光的色散; 透过小水滴观察电视荧光屏上的三原色等。 

总之, 初中物理教材的演示实验、学生实验及课外小实验已形成一个完整的体系,做好这些实验, 使学生在知识、智能、技能等方面的综合素质得到较好地发展, 从而才能真正实现由应试教育向素质教育转轨的效能。而低成本实验在初中的开展不仅适应了新教材的课改理念, 也弥补了一些学校仪器的不足, 更将使学生学以致用, 将所学的知识与实践相结合, 应用到实践中, 既巩固了知识, 又使所学的知识得到升华。让学生尽情体会“从生活走向物理”的乐趣。

三. 低成本实验的教育特点

在理科教育改革中, 有一种令人深思的趋向, 这就是无论是在发展中国家还是在工业发达国家, 都主动运用低成本的器材, 如日常生活的用品、玩具、废料、边角料来制作小制作, 即开发低成本小制作、小实验, 这似乎与现代科技现代化的发展不相称, 这种求朴返真, 是由自制教具等小实验的教育特点所决定的。

低成本实验具有如下特点: 

1、价廉。由于它随手取材, 教师和学生自己制作, 成本价廉, 有利于普及, 特别对边远山区和贫困农村, 自制低成本教具是解决资金短缺的得力措施。

2、亲切。由于取材于学生身边熟悉的东西而且制作又比较简单, 因此有利于消除学生实践研究的神秘感, 激发学生参与活动和学习的兴趣, 这是激发学生学习动机的钥匙, 这正是许多学生喜欢自制教具的直接原因。 

3、简单明了, 易于揭示事物的本质特征。由于这些教具主要是教师或学生在教师的指导下完成的, 教师对教学的需要体会深切, 力图使设计符合学生的认识规律。因此应用它的教学效果一般都比较好。

4、含创造教育因素。由于教具自己制作, 往往在构思. 

在取材或在局部结构方面可以有自己的特点和某些改进, 或者在制作过程中遇到这样那样的问题, 需要自己解决, 会给学生以创造的启示, 有效地开发学生的智力和发展良好的、非智力因素。同时学生在做的过程中得到了动手的锻炼, 而当成功时将具有极大的成就感, 这不仅激发了学生的兴趣, 在学习动机方面也将起到极大的作用。因此, 低成本实验具有现代教育思想的本质特征, 体现了精神的现代化(当然也不排除采用现代化的物质和技术), 具有强大的生命力, 能够得以广泛的开展。

通过上面的例子, 我们还可以认为: 低成本实验教具, 是低成本而智慧不低, 成本低而价值不低。使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验, 可以拉近物理学与生活的距离, 让学生深切地感受到科学的真实性, 感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。另一方面, 要大力开发和利用日常生活用品作为教学用具, 由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验, 所以这种做法本身就是一种创新。当然利用日常生活用品做实验, 对教师的业务素质要求较高。不仅自己要动手参与设计和制作, 还需要指导和帮助学生进行小制作、小发明。不仅需要专业知识, 还需要一定的动手能力。所以加强教师知识培训和专业素质培训也是非常重要的。

 

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