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初中物理教学是学生接触物理知识的起步阶段,新课程改革重点强调要在物理教学中培养与锻炼学生的动手能力、探索能力和创新实践能力,而其中物理实验教学是培养学生动手能力和理论结合实践能力的重要内容设置。传统的初中物理实验教学一直以来未能很好地发挥其在物理教学中所应起到的重要作用,物理实验教学在方法创新、挖掘学生思维潜力方面存在着诸多制约因素,使得物理实验教学流于形式。传统物理实验教学中教师大多占据主导位置,学生按照教师所设置的实验步骤和实验方法进行“复制式”或“效仿式”实验操作,学生的实验能力培养局限于观察和测量,对实验仪器的构造、安装、调试以及材料和实验方法选择方面都缺少系统的认知。这就极大地限制了学生物理思维能力的发展,不能适应现代素质教育观的要求,因此,我们要革新初中物理实验教学方法,从实践教学来探索其创新教学方法,以提高初中物理实验教学的整体水平。
一、提高学生的动手能力,开放部分物理实验
初中物理实验教学的重要目的之一是培养学生的动手实践能力,在实验教学中要本着以学生为主体的实验教学观念。一方面,改变被动式和纯演示性的实验教学方法,传统实验教学存在的一大弊端是为了迎合应试教育的试题设置,而忽视了学生实际动手操作和自主探索思维能力的开发。要改变传统实验教学的弊端,教师需要在备课的基础上创新实验教学开展步骤,以问题式引导和增设探索式延伸问题的方法来激发学生积极思考、自主探索。在演示实验中培养学生对物理实验器材及其组装方式的深刻认知,在探索式问题设置上从多个视角来解决实验问题,灵活地运用物理理论知识来解决问题。另一方面,在实验教学改革中教师通过开放部分物理实验内容,让学生自主操作物理实验,包括自主选择小组成员、实验内容、实验器材等,并鼓励学生自主选择实验方案和实验操作步骤。为了培养学生的发散思维能力,教师应该要求针对同一实验课题进行多种实验方式的探索。如:在研究“磁场对通电导线的作用”这个实验课程时,教师可以鼓励并引导学生通过对物理理论的理解和自主选择实验材料,通过学生对实验目的的自我理解来自主设计实验步骤,在实验过程中采用小组合作模式,要求学生自行选择实验方案和实验步骤,从而让学生在自己动手探索的过程中体会到自我研究的成就感和实验成功后的成就感,这对提高学生参与物理实验的积极性,提高学生的物理思维能力极有帮助。
二、适当增加趣味性实验和设计性实验
初中学生对于物理实验课堂的认知大多为无趣和枯燥,这表现为其兴趣度不高,对待物理实验大多流于敷衍。教师针对此现象要从增加物理实验的趣味性来着手,在实验教学中加入能激发学生好奇心的知识因素,唤起学生的求知欲望。如:讲大气压强这一课时,教师可以从演示水在导管中自动上升这一趣味实验来引入教学内容,提高课堂教学的效率并增强学生对知识的理解和记忆能力。在掌握大气压强的理论知识后,教师可以设置要求学生自主探索的实验题目,要求学生结合生活常识自主选择实验仪器和实验方法来演示与大气压强有关的物理实验内容,以培养学生的物理逻辑思维能力。
三、自制实验道具,提高动手能力
初中物理实验内容所需要的大多实验仪器简单和操作精细度不高,多数物理实验为定性内容,这为自制实验道具提供了较大的可发挥空间。且自制实验道具可以解决学校缺少部分实验仪器的问题。最主要的是,通过结合教学内容自制实验道具能够加强学生对物理知识的理解,掌握如何有效利用实验道具验证物理知识的内在方法,这对学生物理素养的提高以及日常的自我研究和发明都起着至关重要的作用。此外,通过自主实验道具培养学生动手与动脑相结合的能力,促进学生积极参与物理实验教学。
教师在学生自制实验道具时要积极引导并进行方法纠正,使学生明确实验的目的,掌握制作道具的物理原理,并结合物理教学的需要,与学生共同参与制作实验道具的过程。
参考文献:
关键词:新课程;初中物理;实验教学方法
新课程教学在初中物理的教学中明确了学生的主体地位,倡导教师采用启发式、讨论式的教学手段,以帮助激发学生的好奇心和培养学生独立思考的能力。实验教学的实施应充分根据新课改的要求,转变传统的教学模式,结合课内外知识为学生提供更加综合性的实验设计。本文以探究新课程下的初中物理实验教学方法为目标,为学生全面综合发展奠定基础。
一、当前初中物理实验教学中存在的问题
(一)理论教学是实验配合不足通过调查研究发现,在实际的实验课堂中,部分教学活动的开展过程中,教学理论和教学实验都是分开的。在实际的实验过程中,学生忽视了理论的指导,缺乏了相应的理论与实验之间的互动。虽然有些教师将实验搬到了课堂,但是实际的动手者还是以教师为主,忽视了学生的主体地位,学生的实践动手能力得不到有效提升。学生只是在观察试验中结束了实验课程,使得教学效率大大下降。
(二)创新实验缺乏在实际的试验中,多数教师以验证性实验为主。实验的结果往往是已知的,因此,在具体动手操作过程中,有些学生就会忽视科学的严谨科学性。有些学生为了达到相应的结果,就会简化实验步骤,甚至有些学生会为了得到实验结果而去弄虚作假,从而导致学生的实践能力大大减弱。
二、新课程下的初中物理实验教学方法研究
(一)加强教师自身综合素养教师是教学课堂中的引导着,有着举足轻重的地位。教师的综合素养和教学质量,与教学进度的执行有着紧密的联系,因此,在实际教学中,学校应该注重加强教师自身素质的提升,以保证实验的顺利进行。新课改教学对教师提出了更高的要求,学校应为教师提供更多交流学习的机会,不断提升教师的专业能力,加强专业化的教师队伍。教师也应转变传统的教学观念,将学生的发展放在教学的首位,引导学生积极参与到具体的实验中。
(二)教学模式的改革教学理念的改革也促进了相应教学模式的转变,教学模式是在不断实践中建立起来的。在素质教育的要求下,学校应该运用更多有效的模式进行教学,帮助学生注重探究性实验。教师可以加强探究性实验环节,注重培养学生的创新思维。学生在探究性实验的探索过程中,教师要能够引导学生进行独立的思考,并勇于提出一些独到的见解和观点。质疑和问题提出的过程就是学生思维再创造的过程,学生通过探究实验发现问题、分析问题、解决问题,能够有效提升创新探究能力。学校也应为学生提供探索的机会和平台,比如学生有了新的课题并需要验证的时候,学校应该给予学生充分的探究平台,在开放实验室或者其他方式下帮助学生开展相应的实验课题,并在专业教师的指导和帮助下对相应的实验结果进行评估和分析,帮助学生进一步创新和改进。[1]
关键词:初中物理 探究性实验教学 实践策略
中图分类号:G633.7 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.22.213
初中物理学科内容抽象难理解,涉及的实验很多,这为教师在实验教学中采用探究式教学方法提供了前提。教师可以通过为学生创设实验情境,引导和启发学生发现问题,并让学生利用已有的知识和经验去进行物理实验探究,去验证自己对教学内容所产生的疑惑,从而在此过程中掌握物理知识。
1 教师要根据教学大纲的要求,合理安排探究性实验的教学内容,激发学生的学习兴趣
初中物理具有一定的抽象性,物理实验也有很多需要注意的细节,因此学生的学习兴趣对学生掌握教学内容就显得至关重要。这就要求教师在具体的教学实践中,一定要合理安排探究性实验的内容,激发学生的学习兴趣。例如学生在探究物质密度、物体熔化和沸腾、电流的测量等实验中,已经初步掌握天平、温度计和电流表等物理实验仪器的使用方法,那么教师在安排实验的时候,就可以由演示实验转变为分组探究实验,增加这些仪器的使用频率,让学生在掌握这些仪器使用方法的基础上,加强自身的熟练程度和使用技能。同时教师还要增加实验的趣味性,激发学生参与实验的积极性和主动性。例如教师在做“摩擦力”这个探究性实验的时候,可以将相同重量的两个物体放在光滑程度不同的平面上,让学生去试着推动,学生通过体验,自然就会发现相对光滑的平面上的物体很容易就被推动,而粗糙平面上的物体推动起来就稍显吃力,这样学生就会明白摩擦力产生的原因和作用。教师采用这种探究式的实验方法,不但消除了学生上课时的枯燥感,更可以增强学生主动参与实验的意识,激发学生学习的兴趣。
2 教师要鼓励和引导学生自主实验,培养学生的主体意识
探究性实验的目的就是培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,以及培养学生独立思考和敢于创新的品质。因此,教师要给学生提供可以自由发挥和创造的平台,引领学生独立完成实验。例如教师在讲解影响电磁铁磁性强弱因素的时候,就可以鼓励学生勇于探究,尽可能想办法增大电磁铁的磁性。学生通过积极思考,利用更多的干电池作为电源,可以吸附较多的大头针,而且学生还发现改变线圈的匝数也能改变电磁铁吸附的大头针数量。这样学生就得出结论:电磁铁的磁性与电压的大小和线圈的匝数有关。虽然学生得出的结论没有揭示出电磁铁的强弱本质与电流的关系,但是通过学生自己的思考和动手操作,发现了电压的大小和线圈的匝数能够影响电磁铁的磁性,这也为学生进一步了解和掌握与电磁铁磁性相关的因素打下了基础。学生自主实验,不仅可以突出学生在教学活动中的主体地位,同时可以提高学生对物理课堂实验活动的参与度,帮助学生更快地发现自身理解的不足之处,更快地掌握教学内容。
3 教师要指导学生进行课外研究,满足学生的探究欲望
初中学生对新奇的事物有很强的探究兴趣和欲望,尤其对日常生活中遇到的现象,总会有很多的问题和想法,教师由于受到课时、教学设备和大纲要求的限制,无法在课堂教学中给予一一满足。因此,教师可以指导学生进行课外研究,满足不同学生的探究需求,开拓各个层次学生的实践技能。例如教师可以结合实验册中的小制作,指导学生制作小型的发电机和电动机;结合学生的生活实际,让学生测量家庭用电器的电功率;为学生提供研究的素材和物理资料,帮助学生探究导体电阻和长度的关系等。根据学生实验的实际情况和内容,教师可以要求学生写出实验报告和制作过程,以及自己的探究收获。如此一来,不但可以让学生用物理知识和理论来解释自己日常生活中遇到的种种现象,而且可以激发学生学习物理的热情,让学生在学以致用的过程中体会到物理的奥妙之处,感受到成功的喜悦,增强学生探究物理知识的动力。
4 教师要注重学生对物理实验的探究过程和设计能力
初中物理课堂探究性实验教学最关键的就是教师要注重学生对物理知识的探究过程和设计能力。因此,教师在物理实验课堂上,要有针对性和目的性地引导和辅助学生去努力完成实验,让学生从中有所收获。多样化的探究性实验可以帮助学生更熟练地使用实验仪器,提高学生动手动脑能力、与人沟通的能力和团队合作的能力,培养学生养成认真观察、细致操作的良好习惯。同时,教师还要注重培养学生对实验的设计能力。例如教师在引领学生“探究凸透镜成像”的时候,就可以为学生提供实验装置,以及凸透镜和凹透镜,让学生自行探究“矫正近视眼需要用什么透镜”。学生就可以利用实验装置,以及凸透镜和凹透镜,调节物体和透镜的距离,使物体在光屏上呈现清晰的像,从而使学生得出正确的结论。
总之,探究性的实验教学可以加深学生对物理知识的理解和记忆,培养学生勤于思考、乐于动手的学习习惯,激发学生学习的积极性和主动性,从而提高学生的物理综合能力,也使教师的教学质量和教学效果明显地改善。
参考文献:
[1]李安.从验证性实验到探究性实验――初中物理实验教学方法思考[J].长春教育学院学报,2013,(9).
一、 控制变量法
所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。
中学物理课本中,蒸发的快慢与哪些因素的有关;滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;导体的电阻与哪些因素有关;研究电阻一定、电流与电压的关系;研究电压一定、电流和电阻的关系;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法。
二、等效替代法
比如在研究合力时,一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的,那么这一个力就替代了两个力所以叫等效替代法,在研究串、并联电路的总电阻时,也用到了这样的方法。在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同,因为我们无法真正的测出物与像的大小关系,所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。
三、归纳法
是通过样本信息来推断总体信息的技术。要做出正确的归纳,就要从总体中选出的样本,这个样本必须足够大而且具有代表性。在我们买葡萄的时候就用了归纳法,我们往往先尝一尝,如果都很甜,就归纳出所有的葡萄都很甜的,就放心的买上一大串。
比如铜能导电,银能导电,锌能导电则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理,反复的通过实验来验证他的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论。
一切发声体都在振动结论的得出(在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时),都要用到这一方法。
在验证导体的电阻与什么因素有关的时候,经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度,材料,横截面积,温度有关,也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。
在所有的科学实验和原理的得出中,我们几乎都用到了这种方法。
四、比较法(对比法)
当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,可以进行比较的事物和物理量很多,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。
如,比较蒸发和沸腾的异同点。如,比较汽油机和柴油机的异同点
如,电动机和热机 如,电压表和电流表的使用
利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别,使同学们很快地记住它们,还能发现一些有趣的东西。
五、放大法
在有些实验中,实验的现象我们是能看到的,但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。 比如音*的振动很不容易观察,所以我们利用小泡沫球将其现象放大。
观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭,装水,插上一个小玻璃管,将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。
六、积累法
在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100,这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法。
要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成。
七、观察法
物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在。在教学中,可以根据教材中的实验,如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中,要求学生认真细致的观察,进行规范的实验操作,得到准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能。大部分均利用的是观察法。
八、理想化物理模型
实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。模型法有较大的灵活性。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
中学课本中很多知识都应用了这个方法,比如有:
液柱、(比如在求液体对竖直的容器底的压强的时候,我们就选了一个液柱作为研究的对象简化,简化后的模型依然保留原来的特点和知识)
光线、(在我们学习光线的时候光线是一束的,而且是看不见的,我们使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化,利用了理想化模型)
液片、(在我们研究连通器的特点,求大气压时我们都在某一位置取了一个液面,研究该液面所受到的压强和压力,也是将问题简化,利用理想化模型法)
光沿直线传播;(在我们学习中我们知道真正的空气是各处都不均匀的,比如越往上空气越稀薄,在比如因为空气各处不均匀形成了风,而在光是沿直线传播一节中我们将问题简化,只取一个简单的模型,一条光线在均匀的介质中传播)
1 控制变量法
控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。所谓控制变量法,是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其他因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法。
这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。例如,在人教版实验教科书《物理》(8年级上册)第1章第1节关于探究声是怎样传播的实验中,就开始渗透控制变量的思想。因为固体、液体和气体都是传声的介质,逐一研究它们可以分别传声时,就必须控制其他两个因素。如果在进行该实验时就给学生恰当地点拨,提出:“把两张课桌紧紧地挨在一起,一个同学轻敲桌面,另一个同学把耳朵贴在另一张桌子上,听到的敲击声为什么就能认为是桌子传来而不是空气传来的?”引导学生去分析比较,就能使学生体验到控制变量的思想。在探究影响音调、响度等因素的实验中,把控制变量的思想对学生进行简要的介绍,就会使学生逐步领悟到控制变量法的实质要领,为以后的探究实验做好方法上的准备。
在初中物理中,探究影响导体电阻大小的因素、电流跟电压电阻的关系、影响电热功率大小的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素、影响滑动摩擦力大小的因素、决定压力作用效果的因素等实验,都运用了控制变量法。
2 等效替代法
等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材的限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解。
例如,在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板替代平面镜,因两者在成像特征上有共同之处,容易使学生接受,而玻璃板又是透明的,能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛,便于研究像的特点,揭示出规律。在教学中,在学生亲历实验过程的基础上,教师注重引导学生进行方法的总结,在思维方式上受到启发,他们以后遇到有关的实验设计时,就会自觉地加以运用。比如在学习伏安法测电阻之后,要求学生设计一个实验,在上述实验中缺少电压表或电流表,其他器材不,另有一个已知阻值的定值电阻供选用,要求测出未知电阻,应该怎么办?学生就可以用等效替代的思想进行设计。
3 转换法
有的物理量不便于直接测量,有的物理现象不便于直接观察,通过转换为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象,从而获得结论的方法。譬如,在研究电热的功率与电阻关系的实验中,电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较,而通过转换为让煤油吸热,观察煤油温度变化的情况,从而推导出哪个电阻放热多。教学时不妨设计一问:“为什么研究电热的功率与电阻大小的关系时,还用到似乎与实验无关的煤油呢?”引发学生的思考和讨论,在小结出该实验中煤油的作用的基础上,进而再问:“该实验能否不用煤油而改用其他方式来观察电阻通电后的发热情况?”这样促使学生思维得以发散,转换的思维方法得到训练,设计实验的能力也随着提高了。
在初中物理实验中,利用软细绳测量地图上铁路线的长度,刻度尺和三角板配合测量硬币的直径、圆锥的高等,都运用了转换法的思想。
4 类比法
类比法是一种推理方法。为了把要表达的物理问题说清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物,通过借助于一个比较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征。如:在研究电压的作用时,借助于学生看得见而且比较熟悉的“水压形成水流”的实验作类比,来揭示电压是形成电流的原因,形象直观,很容易被学生理解,从而记忆牢固。当然,这里还可以用其他方式来类比,充分发挥学生的主观能动性,找到更符合学生实际的类比方法。
5 图像法
图像是一个数学概念,用来表示一个量随另一个量的变化关系。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况,因此图像在物理中有着广泛的应用。在实验中,运用图像来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。如:在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中,就是运用图像法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况,学生在亲历实验自主得出数据的基础上,通过描点、连线绘出图像,就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点。
6 理想化方法
理想化方法是指在物理教学中通过想象建立模型和进行实验的一种科学方法。可分为理想化模型和理想化实验。
理想化模型就是指把复杂的问题简单化,把研究对象的一些次要因素舍去,抓住主要因素,对实际问题进行理想化处理后再现原形的本质的东西,构成理想化的物理模型。这是一种重要的物理研究方法。例如,探究杠杆平衡条件的实验,杠杆就是一种理想化的模型。杠杆在使用时,由于受到力的作用,或多或少会引起形变,然而在研究中把这些形变忽略不计,这里就把杠杆经过理想化的处理,认为它无形变,视为一个硬棒,从而使学生在研究时不被细枝末节的因素影响,顺利地得出杠杆平衡的原理。
关键词:初中物理;实验教学;有效方法
物理是一门基础学科,也是一门以实验为基础的自然学科。因此,初中物理的教学既要重视对有关物理原理和定理的讲解,也要重视初中物理的实验教学。
初中物理实验教学不仅能够使得学生获取有关的物理学科的知识。更重要的是在实验中,学生通过观察实验的进行进而培养学生的观察能力,养成学生细心谨慎的良好习惯。在实验过程中,学生通过自己动手实验或者是小组合作实验,从而帮助学生培养起学生的团队合作精神和学生的动手能力。在实验结束后,通过总结实验的步骤、归纳有关知识点,从而提升学生的归纳总结能力和自主探究能力。
初中物理实验教学是物理教学的重要一步,也是关键的一步。通过做物理实验,学生在物理实验中体验到学习的快乐和愉悦,使得学生能够获取物理学习的兴趣,并不断积极主动地投入到物理学习之中。并在这一过程中不断培养自己的能力,提升自己的水平。
一、转变教学观念
学生完成好物理实验,关键还是需要教师来引导。没有教师的引导和帮助,学生很难顺利进入物理实验的大门,并在其中获取学习的快乐。因此,做好初中物理实验教学,教师关键是要改变观念。
所以,教师一定要摆正自己的观念使得学生能够正确认识物理实验的重要性和在物理学习中的地位。有不少教师的物理教学观念不太恰当,不少教师是先告诉学生一个结论,然后让学生进行实验。这样的一个方式,使得很多学生会努力想尽一切办法去达到教师提出的结论。学生在这个过程中也就缺少了一个自己思考、观察和探究的过程。这样看起来似乎实验很顺利但是实验的真正的目的并没有实现。
所以,在实际的物理实验教学中,教师一定要注意转变自己的观念并不断的注意方法技巧的运用,务求让学生在每一次的物理实验中有所得,有所获。
二、善用多媒体教学设备
现在的教学环境有了很大的提高,因此不少学校也都为教室配备了多媒体教学设备。教师要学会使用多媒体设备,要充分利用好多媒体教学设备,从而使得物理实验课堂的教学效率得到提高,学生的积极性得到调动,兴趣得到激发。
教师利用多媒体设备进行物理实验教学,主要是可以借用多媒体设备,让学生在视觉和听觉上近距离地接触到一些物理实验。
当一些让学生自己动手做的实验可能并不能取得非常好的效果时,就可以借用多媒体设备播放实验短片。如,“探究光反射时的规律”这一实验,因为用肉眼对自己的实验过程学生可能并不能得到一个较好的实验体验。教师可以借用多媒体设备,让学生通过屏幕看清楚“射入的角度和反射出的角度大体是怎样的,有些怎样的关系。”还如“反射光线与入射光线是否是在同一个平面上?”“若光线逆着回射,光线的路径会和入射光线一致吗?”等等,这些问题都是这个实验需要探究的地方。而学生在观看实验的过程中,通过仔细观察能够比较直观准确地得出结论,并发现有关的规律。
这样借助多媒体设备观看实验的过程,也是对学生的观察、总结归纳能力的一种培养。
三、鼓励学生动手实验
物理实验教学可以观摩总结,但是有些实验是必须要学生动手实验,学生才能够获得准确认识。因此,教师要鼓励学生自己动手实验,通过学生自己动手实验,学生会触摸到物理实验的神秘,会感受到实验的乐趣,能够在实验过程中,不断强化已有认识并获取新的直观认识。这些对于学生的发展都有重要的意义。
如,进行“连接电路”这一部分的实验,学生只有自己参与到实验之中,才能够更好地认识电流表、电压表、开关,学生通过实验才能够更好地理解串联与并联的区别,学生通过实验才能够更多地发现电路中的短路和断路是怎么回事,学生通过实验,也能够更加简易地画出电路图。
通过实验,学生对连接电路这部分知识才能够有一个更加清楚直观的认识,才能够更好地消化这部分的知识,而不会产生畏难情绪。
所以,教师要多鼓励学生做实验,多引导学生进行实验,帮助学生通过实验加深对课本知识的理解,通过实验使得学生的分析能力和自主探究能力得到提高,而物理实验教学的效率也得到提高。
四、进行总结归纳
做完一个物理实验,并不表示整个过程就结束了,最重要的环节就是收尾环节。因此,在学生的实验结束后,教师要引导学生对自己的实验进行总结反省。总结实验的规律和特点,反省自己在实验过程遇到的问题,并反省自己在实验中犯的错误。通过总结反省,学生获得提高,并不断加深对知识的理解。
五、结语
初中物理实验是初中物理教学的重要组成部分。需要教师从心底里重视物理实验,并不断在这个过程中探究出合适的教学方法,从而提高物理实验教学的效率,让学生在实验中获得能力的提升和水平的提高。
参考文献:
[1]田丽群,浅谈初中物理实验教学,教育科学·教学研究[J].2011(1)
一、探究式教学中教师和学生的定位
在探究式学习中,为了避免教师和学生之间的心理差异,教师应与学生有同样的渴求知识的心理,和学生一起参与新知识的探究。在探究的过程中,教师要把自己当成一名初学者,退到和学生在同一起点线上来思考问题、分析问题,共同体验科学探究的过程。因此,在探究式教学中,要求教师从知识的权威者变为学生知识学习的参与者。
二、创设情境,引导学生科学物理探究
问题与疑问是探究式学习的起点,也是探究式学习的一个基本特征。初中物理探究式课堂教学,必须努力创设物理问题情境,让学生在物理问题情境中不断地发现问题,提出问题。创设物理问题情境是探究式课堂教学的良好开端。
(一)以语言的方式创设问题情境
主要是教师以语言描述具体的事件或问题,为学生创设问题情境。例如:在学习压强时,用为什么运输重型设备的平板车要用那么多轮子;而为什么啄木鸟的嘴又长又尖来创设问题情境。在学习摩擦力时,用为什么下雪天在马路上撒些炭渣能防止汽车打滑;为什么越重的箱子推动越费力来创设问题情境。
(二) 以实验的方式创设问题情境
通过实验可以创设许多真实、生动、直观而又富有启发性的问题。例如:在学气压时,通过把浸过酒精的棉花用火柴点燃投入事先准备好的空瓶中,然后用剥皮的熟鸡蛋堵住瓶口,稍后,鸡蛋被吸入瓶内的实验,使学生产生问题“这些现象的原因是什么呢?”
(三) 利用多媒体,创设问题情境
多媒体可以形象而又直观地显示常规教育难以显示的教学情境。例如:在学习“物态变化”时,教师用多媒体向学生展示冬天原野里的大雾,房屋上的白霜,的雪山,树枝上的冰凌;展示火炉烧水时水壶上冒出白气,茶杯上的白气遇冷变成小水滴等现象。这一系列物理问题情境,让学生在问题情境中产生疑问,发现问题,提出问题。
三、注重生活实际,培养探究能力
物理知识与实际生活紧密联系,在物理教学中,教师要学会将学生的探究视点从课堂引导到社会,开展广泛的社会调查及其他学习活动,切实解决生活中遇到的问题。例如:“生活中的声音”、“比较材料的保温性能”、“生活中的测量”、“电冰箱中的物态变化”、“生活中的光现象”、“自制指南针”等,都离我们的日常生活相当近。教学之余,教师可按照新课程标准要求,布置学生利用生活经历来探究新知识、实践新知识。又例如:在讲到“声现象”时,笔者要求学生调查家乡的噪声现状,鼓励学生调查了解当地噪声严重的企业,根据各种噪声研究减弱和防治方法,给这些噪声严重的单位提出整改建议;在学习了“光现象”后,笔者让学生到校外广泛了解光污染及光污染的治理,如:给学生提出探究式问题:“光污染引起的交通问题”,让学生进行探究。
在交给学生探究式学习任务时,同时将探究评价量规发给学生,学生在进行探究活动时可以作为活动依据。笔者通过不断尝试,从学生学习的每一个方面展开探究活动,一方面使学生更好地领悟科学思想和精神,经历发现科学的过程,另一方面激发了学生的学习兴趣,为其终身发展夯实了基础。实验结果表明,教师让学生感知探究模式,激发探究欲望,内化探究方法和分析探究结果,可使学生自己学会如何去自主学习,去主动地获取科学知识,从而掌握科学探究的方法,在学习中体验科学探究的快乐,养成良好的科学探究能力和科学创新能力。
四、进行初中物理探究教学过程中应注意的问题
探究活动的组织和对学生探究能力的要求,要循序渐进,由简单到复杂,由部分探究到经历较为完整的探究过程。例如,学生开始接触物理时,可以安排一些简单的探究活动,探究的环节可以由其中的某几个,甚至是某一个环节,随着学生物理知识和技能的不断发展,再逐步安排学生进行一些较为完整的探究活动。探究过程中应注意学科的渗透和融合,探究的问题可能涉及化学、生物、地理等多学科,物理教师应鼓励和提倡学生应用他们在其他学科中学到的知识和技能,来进行猜想和假设、分析与论证、讨论和交流。
总之,作为一个初中物理教师,当前的重要任务是探究如何把教师的教和学生的学、传授知识、激发兴趣和提高能力有机地结合起来。课程改革的关键是充分调动主体――学生的主观能动性,使他们爱学、乐学、会学。作为主导的教师,在整个物理教学过程中要把自己的教法和指导学生的学法有机统一起来,同步进行,实现教学的优化,才能收到事半功倍的效果。探究式教学有助于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,引导学生从被动接受知识改为通过学生探究,直接主动获取知识的过程,注重了学生获得知识的过程教学,强调了学生学习的主体性,易激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识、创新能力及团结协作精神。
参考文献:
在中学物理实验中,测量的方法多种多样,实验方法也是面面俱到,但是恰恰在实验数据处理方法上显得过于单薄了。或许是考虑到中学生有限的数学知识,所以教科书中仅列出了平均值法,逐差法和作图法等有限的几种。这些方法都有各自的局限性:平均值法简单易行,但精度不够高;逐差法能有效利用所有测得的数据,但应用范围小;画图法直观简单,但只能给出大致范围,不能定量处理。
为解决在物理实验教学中所遇到的以上问题,本文介绍一种符合高中学生思维水平,又有较强通用性和较高准确度的数据处理方法:即线性回归方法。
1 线性回归法
线性回归在高中数学课本中已有介绍。它可以用来处理线性相关的多组二元数据的问题。其推导方法虽较为繁复,但是均在中学生的知识范围以内。学生若觉得推导有困难,也可以只套用结论来处理问题。现在将推导过程陈述如下:
设现在有n组二元数据,编号为(x1,y1),(x2,y2)……(xn,yn)。
定义r=∑ni=1xiyi-n x y(∑ni=1X2I-n 2)(∑ni=1y2i-n 2)
为相关系数。当|r|接近1,则可认为该组数据具有线性相关性。|r|越接近1,则相关性越高。
对于线性相关的数据,可以用一个一次函数来近似描述其关系,这个函数即被称作回归直线方程。不妨设该函数为y⌒=bx+a。求回归直线即是求出方程中的未知系数b和a。
定义回归直线是这样的直线:该直线使得该组数据所代表的各点与该直线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。
以上推导和最后表达式均较为复杂,但在科学计算器上已有相应功能。下面以CASIO fx-82TL为例,说明一下如何使用计算器进行回归计算。
2 用计算器进行回归计算
打开计算器后,点击MODE进入模式选择。选择3 REG,即进入回归计算模式。再选择1 LIN,即进入线性回归计算。
这种线性回归数据处理方法可以在很大程度上取代平均值法、逐差法和作图法,并能取得更高的准确度。现仅举一例如下:
实验名称:用单摆测重力加速度。
该实验是利用测算单摆周期来求出当地的重力加速度。实验装置如图1所示。
设单摆周期为T,摆长为L,当地重力加速度为g。由理论推导可知,单摆周期T=2πLg,所以g=4π2LT2。
实验步骤:
(1)固定好实验装置。用米尺测量绳长l,用游标卡尺测量小球直径D。摆长L =l+D/2。
(2)将小球拉开一个角度(
(3)将测得数据填入表1。
(4)改变摆长,重复1至3步。
表1中的数据是实验所得的数据。由平均值法所得的重力加速度g=9.76。
若采用线性回归。函数式:L=g/4π2*T2。L和T2成线性关系,可以使用线性回归。利用计算器可知b=0.245。其中b=g/4π2,由此可得g=9.74,更符合本地的标准重力加速度。
从以上的例子可知,线性回归在处理多组数据有其独特的优势。虽然这种方法的最后表达式比较复杂,难以笔算,但是在计算器日益普及的今天,这种有更高精确度和科学性的方法应该在高中实验教学中大力推广,以弥补这方面的不足。
【关键词】物理实验;课堂效率;创新
一、初中物理实验教学的方法
物理学是以观察和实验相结合的自然类科学。观察问题的现象,从而产生想法和提出疑问,再进而以实验的方法去得到验证,最后得到处结论后加以应用。这是一般的实验课的流程,是较其他的语文、数学等不太相同的方面。物理课的实验教学培养了学生的观察问题和提出问题的能力,同时帮助学生去解决问题,实验教学是十分重要的部分,尤其是在初中,物理实验刚刚入门的阶段,加强这方面的实施能力能够将更多学生的兴趣带到物理知识上。
初中物理一般是采用“六步法”:提出问题――设计问题方案――方案研究――实验验证――结果交流――结论总结这六个环节。这其中的几个环节都设计到需要师生互动,锻炼了学生自己分析问题的能力。 具体实验教学以下几点:
随堂实验
这种实验是物理实验教学的补充形式,可作为实验作业布置给学生,也可作为建议,由有兴趣的学生自愿进行。
知识教学课物理基础知识中最重要最基本的内容是物理概念和物理规律。教好物理概念和物理规律,并使学生的认识能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展,是物理教学的重要任务。物理概念和物理规律的教学,一般要经过以下四个环节:
1.引入物理概念和规律这一环节的核心是创设物理环境,提供感性认识。概念和规律的基础是感性认识,只有对具体的物理现象及其特性进行概括,才能形成物理概念;对物理现象运动变化规律及概念之间的本质联系进行研究归纳,就形成了物理规律。因此教师必须在一开始就给学生提供丰富的感性认识。常用的方法有:运用实验来展示有关的物理现象和过程、利用直观教具、利用学生已有的生活经验以及利用学生已有的知识基础等。
为形成概念、掌握规律而选用的事例和实验事实,必须是包括主要类型的、本质联系明显的、与日常观念矛盾突出的典型事例。例如,在进行“杠杆”教学中,关键在于弄清“力臂”的概念。教师在选择事例时,必须包含力的作用点不垂直于力的作用点到支点的联线这一情况。
2.建立物理概念和规律物理概念和规律是人脑对物理现象和过程等感性材料进行科学抽象的产物。在获得感性认识的基础上,提出问题,引导学生进行分析、综合、概括,排除次要因素,抓住主要因素,找出一系列所观察到的现象的共性、本质属性,才能使学生正确地形成概念、掌握规律。例如,在进行“牛顿第一定律”教学时,其关键是通过对由演示实验和列举大量日常生活中所接触到的现象的感性材料进行思维加工,使学生认识“物体不受其它物体作用,将保持原有的运动状态”这一本质。但是这一本质却被许多非本质联系所掩盖着,如,当“外力”停止作用时,原来运动的物体便归于停止;恒定“外力”作用是维持物体匀速运动的原因,等等。因此,教师必须有意识地引导学生突出本质,摒弃非本质,才能顺利建立牛顿第一定律。
3.讨论物理概念和规律教学实践证明,学生只有理解了的东西,才能牢固地掌握它。因此,在物理概念和规律建立以后,还必须引导学生对概念和规律进行讨论,以深化认识。一般要从以下三个方面进行讨论:一是讨论其物理意义,二是讨论其适用范围和条件,三是讨论有关概念和规律间的关系。在讨论过程中,应当注意针对学生在理解和运用中容易出现的问题,以便使学生获得比较正确的理解。
二、初中物理实验的教学特征
综合以上的教学流程的介绍,总结出了初中物理实验教学的明显特征,主要表现在以下方面。
1.创新思维。
教学的过程中没有按照别的课程中的那种以书本为主的“啃书式”教学,不需要死记硬背的模式,在以实验的基础上来教学,创新了教学的方法,使教学更具有创造性,学生的思维得到了创新和发展,具有一定的挑战性激发思维。
2.民主自主。
在实验的过程中,提出的问题都是自己针对于问题得到的疑问,没有硬塞给学生的,自主的选择自己的想法,带着这个想法去验证问题的正确与否。这样的教学模式是自主的被大家所更愿意接受的,最后这个道理被验证以后就是自己被自己说服的过程,这样的记忆也会一直停留在大脑中,保持着正确的概念。
3.实践求真。
时间是检验真理的唯一标准。在所有的结论没有得到确定时,通过实验的方法去将其验证,最后才会得到真理。实践是真理的试金石,在物理的教学中应该得到最好的展示,学生们亲手操作,参与实践。例如,在比较水和石头的比热容的时候,将两种材料拿到太阳下面,给相同的时间和阳光,然后测定温度的变化,这样的简单实验只要走出教室就可以很快做到,这样学生会更加相信结论,因为得到了实验的验证。
三、结合物理实验提高教学的课堂效率
1.培养学生学习知识的兴趣。
兴趣是最好的老师。什么课程的效率都是应该以兴趣为先的,如果课程的讲解无聊枯燥,爱学习的学生都不会太认真听,然而带动了学生的兴趣就不同了。老师们可以通过不同的方法去提高学生们的兴趣,比如在讲课的时候讲个相关的物理趣闻,在讲课的时候可以跟学生用播放课本的故事的视频。兴趣上来了不怕效率低下。
2.师生互动,学生和老师相互配合。
上课的时候如果老师一味地自顾自己的讲解,学生可能都没有听进去或者干脆打瞌睡,这时候,老师可以在讲的过程中多提问,多请学生上台一起解答问题或者改换角色,将起到事半功倍的效果。
3.抓紧上课时间的分秒,提高效率。