发布时间:2023-07-05 16:21:05
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的初中物理的几种实验方法样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
在实验教学中,由于题目给出了全部实验器材和所有相关量,使实验定位在电阻或电阻率的测定上,又大大降低了实验难度,只属于局部设计型实验.无论命题者出于何种考虑,设计型实验毕竟半遮半掩地出现了,这多少给教学工作者提了个醒.
一、加强实验设计教学
著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中,曾严厉指出:“今天我们科学界有一个弱点,这就是思想不很活泼,这也许跟大家过去受的教育有一定关系……”我们常常教育学生“应该……”“必须……”;我们的考试题目常常不惜笔墨描述背景、附加条件,最后只有一个小小的空格“是……”.这样培养选的人才在学校是好学生,步入社会是好职员,大脑中只是机械地跳动着两个问题:“你要我做什么?你要我怎么做?”工作常常:“完成”的相当漂亮,但思想僵化,毫无创见.这正是我们的悲哀!长期以来的这种教育选拔模式,致使我们现在仍只能在很羞涩地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与自豪!
思想不活跃,是因为我们给了学生太多的“必须”的限制;思想僵化,是因为我们留给学生太少的“可能”的余地.实验设计的教学,正是活跃思想,培养能力的一种好方法,授以实验的基本方法,让学生自己去考虑有哪些可能的做法,自己会怎么做.
二、实验设计的基本方法
题目或课题要求测定什么物理量,或要求验证、探索什么规律,这是实验的目的,是实验设计的出发点.实验目的明确后,应用所学知识,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系.对于测量型实验,被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示;对于验证型实验,在相应的物理现象中,怎样的定量关系成立,才能达到验证规律的目的;对于探索型实验,在相应的物理现象中,涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的.
举例来说,要测定地球表面附近的重力加速度,我们就应检索:在所学知识范围内,哪些内容涉及到重力加速度,它与其他物理量有何定量关系,并一一罗列出来:
(1)在静力学中,静止物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小就等于重力,即T=N=mg.若T(或N)和m能测出,则重力加速度g可测定.
(2)在超重或失重(但不完全失重)系统中,F-mg=±ma.若F、a和m可测出,则重力加速度g可测定.
(3)在运动学中,物体从光滑斜面上由静止下滑,s=12gsinθt2.若s、θ和t可测定,则重力加速度g也可测定.
(4)在运动学中,物体从粗糙斜面上由静止下滑,s=12(gsinθ-μgcosθ)t2.若s、θ、μ和t可测,则重力加速度g也可测定.
(5)自由落体运动中,h=12gt2.若h和t可测出,则重力加速度g也可测定.
(6)用重力加速度测定仪测定.
(7)在平抛运动中,竖直方向在连续相等的时间内位移之差Δy=gt2.若Δy和t可测,重力加速度g同样可以测出.
(8)在斜抛运动中,水平射程可以表示为x=v02sin2θ/g.若x、v0和θ可测出,则重力加速度g也可测出.
(9)单摆做简谐振动时,其周期可以表示为T=2πl/g.若T和l可测,则g可测.
(10)在焦耳测定热功当量的实验中,若能测出水的质量和升高的温度,算出水增加的内能,再测出重物的质量和下落的高度,同样可测定重力加速度.
三、选择方案,简便精确
对于每一个实验目标,都可能存在多条思路、多种方案.教材中关于某个实验目标的实验方案,也只是众多方案中的一种,而且不一定是最好的一种,而只是较可行的一种.那么在众多实验方案中,我们应如何选择呢?一般来说,选择实验方案主要有三条原则:
简便性原则即要求所选方案原理简单、操作简便,各量易测.应尽量避免实施那些原理复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案.
可行性原则实验方案的实施要安全可靠,不会对人身和器材造成危害;所需装置和器材要易于置备,不能脱离实际,不能超出现有条件.
精确性原则不同的实验方案,其实验原理、所用仪器以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的.在选择方案时,应对各种可能的方案进行初步的误差分析,尽可能选用精确度高的实验方案.
四、依据方案,选定器材
实验方案选定之后,考虑该方案需要哪些装置,被测量与哪些物理量有直接的定量关系,这些物理量分别需用什么仪器来测定,从而确定整个实验需要哪些器材.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,是利用单摆装置来进行实验的,故需铁架台、细线和摆球等来组装单摆.重力加速度可表示为g=4π2l/T2,周期需用秒表测定;摆长l是从悬点到摆球中心的距离,因此需用米尺和游标卡尺分别测定摆线长度l和摆球直径d.从实验原理表达式可以看出,实验与摆球质量无关,故毋需使用天平。
关键词:实验教学;教学模式;素质教育;教师素质;措施
一、引言
物理学是一门以实验为基础的自然科学,回顾物理的发展史,可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位和作用。在中学的各门课程中,物理课在提高学生的科学素质方面起着无可替代的作用,实验在物理教学中更是占有举足轻重的地位。加强实验教学,提高物理教学效果和开发学生的创新能力,在提高素质教育的今天,显得更加突出、尤为重要。
二、实验教学在初中物理教学中的重要作用
(一)实验是物理教学的重要基础。
在物理教学中,运用实验的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境,使学生能主动地获取物理知识和发展能力,促进学生科学品质和世界观的形成,同时通过学生分组实验,使学生掌握实验的基础知识和基本方法,培养他们的实验技能。
(二)实验是物理教学的重要内容。
物理实验本身就是物理学不可分割的重要内容,物理概念、物理定律的获得、物理公式的总结和推导都离不开物理实验。例如:力学中的牛顿第一定律、功的原理;电学中的欧姆定律、焦耳定律;光学中的反射定律、折射定律等物理概念、定律、原理及公式,都是在物理实验的基础上获得的。在物理教学中为了使学生轻松理解和掌握物理概念、定律、原理及公式,教师若采用实验方法来解决相关问题,将会达到事半功倍的效果。
(三)实验是培养和激发学生学习物理兴趣的有效方法。
俗话说:“兴趣是最好的老师”,学生有了学习物理的兴趣,相当于物理教学成功了一半,如果在教学过程中多采用实验教学,不仅能够向学生提供大量的感性材料,可大大提高学生的知识水平和经验,加深对教材的理解,拓宽他们的知识面和知识广度,而且更加可以通过实验教学来揭示客观事物的本质特征和规律,而实验往往直观形象、生动活泼、理论联系实际,很容易激发学生的学习兴趣和求知欲。
(四)实验是培养学生能力的手段。
实验可以培养学生的观察能力、思维能力、发现问题、分析问题和解决问题的能力;可以培养学生基本的实验能力和动手能力,进一步培养他们独立工作的能力和创新能力。也可以使学生进一步理解物理概念和定律,正确而深刻地领会物理知识。
鉴于实验教学在物理教学中的地位和作用,我们不仅应该重视实验,而且应该在整个物理教学中认真贯彻以实验为基础的原则。
三、目前,农村学校初中物理实验教学的状况
(一)基本情况调查。
目前,在部分农村乡镇办中学中,课本上所要求的学生分组实验、教师演示实验完成情况较差,这包括数量上和质量上。不少学校的物理实验数量达不到教学大纲的要求,甚至有相当一部分学校,基本上一个学生分组实验都不做,即使有的学校按要求完成了,但是实验教学的效果往往不如人意。
(二)实验经费投入不足,硬件设施不完善,仪器配备短缺限制了物理实验教学的开展。
目前,还有很多农村学校虽然名义上设有物理实验室和仪器室,但通常都是一室多用。物理实验室、化学实验室、生物实验室共用,物理仪器、化学药品、生物标本也混放在一起,引起物理仪器、生物标本严重腐蚀,提前报废,更有甚者有部分学校,由于扩大招生,学校的校舍比较紧张,就把物理实验室改为教室或学校会议室,使学生分组实验无法开展。实验仪器配备也严重不足,学校类别是二类的学校,实验室及实验仪器配备还没有达到三类学校的标准,利用现有的实验器材,远远不能解决初中物理实验教学之需,且现有的实验器材损坏严重,不少器材缺胳膊少脚,多数器材老化、腐蚀,使得物理实验教学不能有序进行。目前很多实验设备都是几年前“普九”“普实”验收时根据旧教材的实验配备的,新教材安排的实验活动很多不能开展。一些实验探究活动,如:研究电磁感应现象、焦耳定律、探究海波的熔化实验等都不能正常开展。
(三)片面追求升学率,重理论、轻实验。
为了使学生在考试中取得一个高分数,教学方法普遍采用讲授法,有的教师甚至认为学生不会做实验不要紧,只要会动笔考实验就行,由此而引发了“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”的错误做法。一些物理教师之所以会放弃运用实验的直观教学方法,是因为他们认为这样做既节省了时间,又便于突出和促进学生把握有关实验的知识要点,继而提高所谓的教学效率。其实这样教出来的学生一但遇到实际问题,就束手无策,不知如何动手。
(四)实验教学模式僵化、教学方法欠佳。
农村初中的物理实验教学无论是验证性实验还是探究性实验,其实验教学环节几乎相同,即学生模仿老师的演示或照着黑板上写的实验步骤按部就班地进行操作,学生只是机械盲目地进行操作,对于为什么要这样做,学生不知道,学生所关注的是结论而不是过程。现阶段往往是一个班的学生同一时间做同一个实验,用同一种方法,相同的仪器,都要在规定的时间内做完,得出同一个结论。这样就有可能导致部分学生看别人怎么做,自己就怎么做,特别是在我们农村中学,由于实验条件的限制,一个班有70多个学生,而一个学生实验最多也只能分成8个组,这就导致一个组有8-9个学生合做实验,有部分学生只能在旁边看,不能亲自动手做,当然也不关心实验观察,不记录有关数据,更谈不上去思考,这种教学模式不利于提高学生发现问题,解决问题的能力、不利于引导学生突破思维定势、不利于学生创新思维方法的养成、不利于学生智力的发展。
(五)实验考核方式,不利于实验教学的开展。
在现在的中考物理科考试中,虽然把物理实验操作考试列入物理考试当中,但考试成绩实行等级划分,即只分为“达标”和“不达标”两个等级,也没有把考试成绩加入中考总分,只是作为示范性高中录取新生的一个参考,试想农村初中学校能有几个学生能进到市示范性高中就读呢?所以目前实行的理化实验操作考试对促进实验教学作用不大,学校领导、老师、学生没有引起足够的重视。现在考试的形式主要体现在笔试检查学生对实验的记忆和理解运用情况,学生的实验探究能力、操作能力并不能真正在有限的卷面上反映出来,导致出现学生背实验,纸上谈实验的状况,教师也会淡漠物理实验的教学。
(六)领导不重视,师资配备不足。
本人工作十几年来,学校物理实验室的管理人员换了一个又一个,教务员、图书室管理人员、体育室管理人员、饭堂工作人员等都先后管过实验室,但从没有出现过专职的实验管理人员,最好的情况是物理教师兼任了。他们的职责就是拿钥匙开开门、扫扫地,上级检查时造造材料,做实验都得任课教师亲自准备。这样一支队伍,维持日常教学已经挺费劲,要全面实行实验准备、实验及实验后的仪器整理和维修就恐怕是勉为其难了。
(七)教师教学观念陈旧,自身素养跟不上。
首先是教师的思想观念问题,在农村学校,由于教学条件较差,教学任务沉重,使得部分教师在思想上淡漠了新课标、新教材、新教法,更谈不上费时费力地组织学生进行实验教学,导致教师在实验教学的组织上,在教学过程中,在物理成绩的考核上都存在问题,导致实验教学形式单一,陈旧,为完成教学任务而安排实验,实验没有计划,没有目的,缺乏系统性,这样很难培养学生的动手能力。
其次教师素质的高低直接决定着物理实验教学的质量,从目前初中物理教师的队伍来看,呈现专业化教师偏少,课时负担过重的现象。农村初中不少学校,有些物理教师因为年龄偏大、从教时间长,传统的物理实验教学观念难以割舍,对新课程改革推行的教学方法抱有成见。对于从教时间较短,经验不够丰富的年轻教师,对新的教学方法热情很高,但是如果课堂教学没有达到心目中的效果,便会心灰意冷,缺乏激情,这些都会影响到实验教学的推进。
四、促进初中物理实验教学的措施
针对目前实验教学存在的问题,要转变物理实验教学的理念和教师实验教学的能力、水平,是培养学生能力和素质,提高科学素养的重要途径。物理实验在中学物理教学中扮演着极其重要的角色,它是教学体系中不可或缺的教学内容和方法,如何改变目前初中物理实验面临的种种困难呢?
(一)政府关怀,学校领导重视。
“教育强国,教育富民”是中央多次提出的战略目标,政府关怀加大政府投入,进一步改善义务教育办学条件,是改进和推进新课程顺利、健康实施的关键和保证。学校领导引起足够的重视,从教师的配备、课程的安排、学生实验时间上给予保证,确保初中物理实验教学顺利进行。
(二)转变实验教学观念,推动初中物理实验教学向前发展。
长期以来,社会和家长甚至上级主管部门评价学校的标准往往是一个升学率,评价学生看分数,很自然地大家仍以应试、升学为轴心来安排教学内容。目前有些学校的做法是:给初三年级的每个老师下一定的中考升学指标,一个班分数达到“A+”等级要多少人,“A”等级要达到多少人等等,并且达标与否是衡量一个教师教学水平的唯一标准。其实这样衡量一个教师的教学能力、教学水平是片面的,因此要转变观念,就要转变整个社会的观念,要让学校和教师认识到教育不能追求表面效果、不能急于求成、而要着眼于未来。只有观念端正了,才能在课程设置,经费投入,师资配备和其它有关方面充分考虑物理实验教学的实际需要,并在一定程度上对实验教学改革给予保证。
(三)探索改革适应新课标的实验教学模式,改革实验教学方法,发挥主导,主体功能。
大力探索改革适应新时期形势的初中物理实验教学模式,建立起按科学设计实验教学程序,优化实验教学过程、指导实验方法。教学时让学生主动操作、探究、分析、归纳出结论,通过探究活动,不仅体现了“教师为主导,学生为主体”的教学理念,更增强了学生发现问题、解决问题的能力,培养了学生科学的思维方法,更重要的是在探究过程中培养了学生的创新精神。
(四)加大考查力度,改变考核方法。
近几年来,虽然中考物理学科的考试不仅有书面考试,还进行了实验操作考试,但是从实际操作情况来看,效果并不尽人意,原因:①实际操作考试成绩并不计入中考总成绩,学生、老师并不太重视。②操作流程有待规范,物理实验考查都是由各城区、各学校自行组织,有部分学校物理老师自己监考,教育主管部门巡视,考试成绩的虚实有待进一步论证。③考题往往是事先公布,即使平时不做实验,到考查之前加强训练一下也没有多大问题等等。因此建立健全的实验考核的评价、督导、激励机制,确保农村中学物理实验教学的正常开展,提高物理素质,造就一代新人。
(五)加大力度,提高教师的自身素养。
农村初中物理教师应不断提高自己的知识水平和实验教学能力,使自身具备良好的实验技能,必竟教师是新课程改革的直接参与者,要真正运用好物理实验教学,使之为提高教学质量、促进新课改的实施发挥出独特的作用,需要教师具备良好的实验教学素养。因此教育主管部门应建立和完善教师培训制度,多渠道、多形式搞好实验教师培训,通过举行各级物理实验研讨会,提供物理教师间的交流与探讨的机会,从而相互促进。同时实验室工作人员也必须具备丰富的专业知识,较高的业务水平,能根据新课标的要求,具备选择器材的基本能力,必须做到专职专用。
(六)改变实验室的管理方式。
目前,绝大多数的农村学校的实验室管理都是封闭式的,物理实验教学也局限于课堂教学。实际上,除了课堂实验教学外,开放实验室,让学生到实验室去通过“动手”自主做实验,可以有效拓展学生的创造空间,促进实验教学的顺利开展。开放实验室应注意以下几点:①开放时间。可选在每天的自修课或课外活动时间,让学生有条件研究和创造,使学生能自由进入实验室,但要做好登记工作。②仪器摆放要合理。③材料利用。学生除了可以充分利用实验室内各种仪器进行实验外,还可以把平时丢弃的易拉罐,橡胶管等收集起来加以利用,这样做既可节省资源,又可培养学生勤俭节约的好习惯。④组织管理。除了安排实验员负责开放时间的宏观管理外,还可安排若干名学生协助管理,提供指导。
(七)做好课外小实验,小制作的指导,引导学生自制学具、教具,参加“小发明、小制作”活动。
关键词 初中物理;实验教学;虚拟实验;仿真物理实验室
中图分类号:G633.7 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)11-0158-02
仿真物理实验室是一款面向中学物理课堂开发的一款软件,内容包含了电学、力学、声学、光学等所有实验的仿真演示,具有集成化程度高、操作简单等特点。这种软件有利于师生在使用中根据自己的实验设计把精力放在实验模型的构建上而不是操作上。这款软件为物理实验教学提供了极大的方便。
1 在初中物理教学中使用虚拟实验的意义
可以弥补传统实验仪器不足的现状 实验是物理教学的灵魂,但在传统物理教学中,由于现实条件和教学理念等原因,只注重知识的口头讲解,不重视实验操作,或在教学中只做比较简单的实验,导致实验仪器严重不足。加之国家实施新课改以来,物理实验发生很大变化,很多原来旧的实验仪器被淘汰,虽然学校增添了很多新实验仪器,但仍不能满足物理实验教学的现实需要。现在学校安装的仿真物理实验室软件,包括了中学物理的所有实验,原来很多做不了或因仪器不足不能做的实验都可以用虚拟实验来代替,解决了实验课上不足或因场地仪器数量不足,实验跟不上教学进度的现象。
本身具有传统实验无可比拟的优越性 虚拟实验是根据实验的相似性原理,运用软件提供的虚拟实验设备来搭建自己的实验。这样不仅可以做一些因自然条件限制在传统实验教学中无法做的实验,如真空状态下的物体自由落体运动;还可以随时控制实验进程、节奏,让实验结果更理想,让实验现象更明显清晰可见。同时,避免在物理实验中因学生操作的不规范而产生的危险性,避免实验仪器在实验过程中的损耗和损坏。
2 在初中物理各类型实验中哪些实验需要虚拟实验
实验是物理教学的灵魂。在初中物理实验教学中会碰到五大类实验,分别是测量型、探究性、演示型、操作型、设计型。在这几类物理实验中,笼统地来说,笔者认为比较适合运用虚拟实验的有演示型、探究型、设计型。因为现实教学条件的限制,都实行大班教学,演示型实验如果运用传统方法去做,不能保证每个学生都能清晰地观察到实验现象。而虚拟实验可以很好地解决这个问题。探究型、设计型实验需要学生自主设计实验方案,虚拟实验可以方便地帮助学生检验实验方案的正确性,既节省了时间,又避免了因学生设计方案错误导致的实验仪器的损耗。但也不是绝对的,其他类型的实验也有的非常适合运用虚拟实验,所以在现实教学中要具体问题具体分析。
虚拟实验在测量实验中的应用 测量实验是物理实验中比较简单的实验,操作简单,实验仪器易得,一般无需用虚拟实验。但也有一些测量实验比较复杂,在正常的环境下实验很难完成。如初中二年级物理“伏安法测小灯泡电阻”,这个实验如果用传统的仪器进行,学生很难获得实验结果,且容易造成仪器的损坏。这个实验需要用虚拟实验来辅助教学,操作步骤如下:
第一步,由于这个实验比较抽象,需要教师讲解实验原理;
第二步,学生根据原理,利用虚拟实验室进行实验,连接电路图;
第三步,教师根据学生在实验中遇到的问题进行辅导答疑;
第四步,学生在对这个实验理解的基础上进行真实实验,弥补虚拟实验之不足,取得良好的教学效果。
虚拟实验在探究实验中的运用 探究实验的目的就是培养学生透过现象看到本质的能力和发现问题的意识,所以实验的现象是很重要的。但在真实试验中,许多事物的现象会受外界因素的影响,导致实验方案无法实施,这就需要借助虚拟实验。如初中二年级“探究凸透镜成像的规律实验”,此实验会受室内光线强弱的影响,室内光线控制不好,就得不到实验现象,更谈不上规律的总结。虚拟实验则很好地解决了这个问题。
虚拟实验在演示实验中的应用 在物理实验中最常见、最普通的实验就是演示实验。物理教师在讲解概念的时候,因班级太大,导致很多学生对物理现象观察不清晰,影响了对物理的学习兴趣。虚拟实验则很好地解决了这个问题。如初二年级“光的反射实验”,学生既可能因室内光线的影响,也可能因在班内位置的影响,导致实验效果观察不明显,这就需要借助虚拟实验平台进行实验。
虚拟实验在设计型实验中的应用 设计型实验重在培养学生自主解决问题的能力。在实验中学生要根据自己要解决的问题来选择实验仪器,设计实验,构建实验模型,同时还要把自己不理解的实验现象去弄清楚。这就需要虚拟实验来帮助。一方面,虚拟实验可以检验实验设计是否合理;另一方面,虚拟实验能帮助学生理解实验现象,同时避免因实验设计错误而造成的仪器损失。如“理解并表述牛顿第一定律实验”,在这个实验中,摩擦力是理解牛顿第一定律的关键,摩擦力的大小直接影响了实验现象。但是摩擦力大小参数的设置在真实实验中不好控制,虚拟实验很好地解决了这一问题。
虚拟实验在操作实验中的应用 操作实验是为了培养学生自己的动手能力和理论联系实际的能力,一般在操作实验中不主张运用虚拟实验代替真实实验。在初中物理教学中,很多的操作实验都是电学实验。电学实验仪器较贵重且容易因错误操作而被损坏。所以在教学中要让学生借助虚拟实验清晰观察学习实验过程,锻炼正确的实验操作能力,避免在真实实验中出现过失,导致实验仪器损坏。如初三年级“串并联电阻实验”,如果不事先加以练习,在实验中接线错误的话,很容易烧坏实验仪器。但操作实验一定要在虚拟实验后进行真实实验,毕竟虚拟实验只是一个仿真实验,起不到锻炼学生动手能力的目的。在操作实验中要把真实实验与虚拟实验相结合,这样既解决了真实实验的困难,也解决了虚拟实验的不足。
3 结束语
总之,在新课改注重实验的今天,虚拟实验在实验教学中确实起到很大的作用。但是不宜夸大虚拟实验的作用,虚拟实验带来巨大方便的同时,也有很大的缺点。如果过多运用虚拟模拟实验来代替传统实验,就会缺乏实验的真实感,不利于培养学生动手能力、合作能力和创新能力,因为学生亲手实验的经历是虚拟实验代替不了的。此外,虚拟实验,如果使用不规范,很可能会生成一个假的结果。但像这几种实验是可以用虚拟模拟实验代替的,如危险性比较大的实验、现象不明显的实验、现有条件做不了的实验。因此,教师应该在实际教学中,根据教学实际,结合运用虚拟实验与传统实验,只有这样才能发挥虚拟实验的最大效能。
参考文献
[1]李春艳,易烨.虚拟仿真实验室的建设与实验教学的改革[J].中国管理信息化,2014(12).
物理学习离不开兴趣,初中物理更是如此。由于学生刚刚接触这门学科,对于其中的专业术语缺乏了解,因此也给物理的教学带来了一定的困难。于是在课堂的设置中,我们就比较重视增强课堂的趣味性,减少学生对于新知识的陌生度,尽量用通俗的语言在轻松的环境下讲清楚物理学的相关概念。坚持学习自我超越。课改是教育现代化的一个组成部分,什么是现代化?我理解现代化就是对现实的超越,要实现对现实的超越,首先要实现对自我的超越。要不断的完善自己,因此在课改的过程中,我们第一是学习,第二还是学习。用列宁的话说,就是“学习、学习、再学习”。
而提升教学过程中的趣味性,首当其冲的就是新课程的导入过程,比起干巴巴的上来就将生硬的概念引入,如有一定的探索性和生动新的课堂引入更能提升学生的学习兴趣和信心,极大的提高教学的实际效率。根据笔者多年的教学经验,我总结出以下几种物理新课的导入方法:
1、新旧比较,引出新课
比较的方法是人类进行研究和学习最常用的一种手段,语文的学习中会有形近字的比较,在物理学习中我们同样可以采用这种比较的方式,来增强知识的深度。在物理学的领域内,所谓的比较,多是一些相似概念的比较。
因此,利用旧概念引出新概念也是一种课程导入的有效方法。而且这种导入方法还可以引发学生的联想式思维,增强对于旧知识的理解,并将新的概念融汇在以后的知识网络之中。
比如,在电流的讲解过程中,为了让学生更加形象的理解所谓“电流”的概念,我首先为大家举出的例子就是常见的水流,在讲解电阻的过程中,我就以水中的障碍物为媒介,来解释电流中的“阻碍”,水流在遇到障碍物的时候就减慢流速,在电的流动中也存在一个障碍物,用以减轻电流的强度,只不过,这种在电流中的障碍物有一个专业的名字叫做“电阻”。
这样的解释过程下来,不仅让学生可以形象的联想到电流的“运动”过程,而且可以形象的理解“电阻”的主要作用。减少了新概念给学生带来的理解上的困难。
再比如在将电压的过程中,我将已经接触到过的水压和大气压一起进行比较,在新课的开始,首先让学生回忆大气压力的作用和水压的相关特征,然后根据这两种压力,特别是水压的概念,让学生进行对于电压的猜想:由于什么原因引起了电压的产生?根据水压的作用再进一步设想电压有什么重要的意义。在这个过程中,学生积极的参与带课堂中来,联系自己的知识进行大胆的总结想象,加快了对于新知识的掌握速度。
2、问题引入式
带着问题进入课堂,是增强学习效果的重要手段,有了问题意识才会想办法去给自己头脑中的问题找到一个最佳的合适解答。利用人类的这个心理,在课程导入的阶段,我们还可以采取问题引入式的方法。让学生在学习之前做好预习,记下来不清楚的问题,这样再整个学习过程中带着问题来思考,会让学生有重点的来听课,探索。
比如在讲解小孔成像的过程中,我首先给学生演示了一个实验就是点燃的蜡烛通过有小孔的纸板。因为不同的距离而出现的或大或小,或正或反的影像,然后给学生设问:这种小孔成像的现象利用了物理学的什么原理?
带着这样的疑问进入课堂,可以充分的调动学生对于新知识的热情,集中注意力进行学习。
3、探索有效的、多样化的实验学习方式
关键词 物理;课堂;营造
一、和谐、平等的师生关系,让学生发现快乐
一直以来,师道尊严束缚了学生与老师之间的交往与交流,也束缚了学生个性和思维的发展。新课改要求,物理教师要和学生平等交往,教师要爱护学生,使学生喜欢老师,相互建立亲密平等的师生关系。同时,利用自身优势,发挥自己特长,与学生建立深厚的师生感情,创设融洽的氛围。这样,在教学中利用爱的迁移,使学生由喜欢物理老师到喜爱物理学科。在学习物理过程中,能转化学生学习物理的兴趣和动力,把和物理老师交往为快乐迁移到以学习物理为快乐。也就是我们常说的“亲其师,信其道”。
二、精心设计教学过程 使学生得到快乐
物理教学中,教师应运用物理本身的魅力激发学生求知的欲望和情感,同时,教师本身以饱满的热情、强烈的求知欲、热爱物理学科的情趣,带领学生去探索物理世界的奥秘,就会对学生的学习兴趣产生巨大影响。在教学过程中,教师要从教学效果出发,通过精心设计 ,将最新的教学理念融入到每节课的教学过程中,注意广泛收集物理学科最新成果,结合教学内容,巧妙地包装,隆重地介绍,激发学生的求知欲和兴趣;在教学过程中,教师要根据学科教学的特点,引导学生注意物理学科知识与经济建设的关系,激发他们的学习兴趣;在教学过程中,教师还可以指导学生运用实验法、谈话法、调查法、文献法等学习方法,使学生从被动的学习方式中解脱出来,进行自主式、研究性学习,对物理学习产生浓厚的兴趣;随着科学技术的不断进步,各种先进的教学媒体,走进了课堂。在教学过程中,教师可以借助投影仪、计算机等先进手段,激发学生的学习兴趣,实现教学效果的优化。使学生得到快乐
三、实验探究,让学生体验快乐
物理,即从自然现象中悟出道理。也就是说它是以实验为基础的自然科学,不仅绝大部分物理概念和自然规律都由实验归纳得出。而根据初中学生的特点,对实验特别充满兴趣。因此,物理实验,能满足学生的心理需求,获得心理上的愉悦,有利于激发学习物理的兴趣,有利于否定思维定势,有利于培养学生的观察实验能力。例如,在浮力教学中,教师可提出问题“为什么有时浮力大的可以浮起一艘万吨巨轮,而有时小到却托不起一枚铁针?再如,学习摩擦时,我们学生思考这样一个问题“假如没有摩擦,我们的生活将会怎样呢?”真是一石激起千层浪,学生不论成绩好坏,都能积极思维,参与讨论,表达自己见解。
1.师生共同探讨
初中学生以形象思维为主,抽象思维逐步形成。物理学中有一些概念、规律很抽象,光靠教师讲解很难让学生理解,教师可收集或自制相关教具、学具,在授课时演示或让学生操作,把抽象的概念或规律直观形象地演示出来。如在学习分子运动、磁感线、电流、电压等一些抽象的概念时,必须借助想象才能理解的,初中学生更难理解。要帮助学生理解,可凭借科学手段,利用多媒体制作相关课件,模拟这些物理学过程,或上互联网搜集相关资料并下载,播放给学生观看,师生共同讨论,既便于学生理解,也使学生从中体会到学习物理的乐趣。
2、学生分组讨论
在学习压强一章内容时,在研究压力作用效果与受力面积之间的关系时,让同学们拿一根一端削尖而另一端较平的铅笔,左右手挤压笔的两端,并让他们说出自己的感觉。教师引导学生分析,两手挤压,受到压力相等,但受力面积不同,靠笔尖的那只手受力面积小,受到的压强大,所以要痛一些。通过学生自己感受实验效果,比教师演示实验时看到现象的印象要深得多。再如,讲授影响滑动摩擦大小的因素时,可让学生们各抒已见,提出各种猜想、实验方案,并指导学生用实验验证,并对他们的探究进行交流评估。让学生尝试初步的科学探究,使学生在实验与探究中体验物理学习内在的快乐。
基本的科学的物理方法主要包括观察法、实验法、逻辑思维方法和数学方法等。前两种方法是基础,然后运用数学方法定量分析,再建立物理学理论体系,思维逻辑方法贯穿整个研究过程,几种方法密不可分。具体而言,实验方法包括间接测量法、实验推理法、控制变量法、实验归纳法;逻辑方法包括理想化方法、比较法、类比法、等效法;数学方法包括图象法、数学定义法。选择不同的方法,探究不同的问题,是一种技巧,也是教育工作者应传授给学生的技能。在教学过程中,应用心仔细。备课时深入研究教材,分析其中的科学方法;课堂上通过活动让学生感受科学方法;在实验中提炼科学方法,引导学生总结归纳,达到能对知识进行解构、转化、重构的境界,能够运用课本上的知识,解决课本以外的问题。
二、如何提高物理教学质量
提高物理教学质量,不是某一种单一方法可以完成的,要全方位思考,多角度努力。笔者总结了一下一些方法,供同行参考。
1.创新教学思路,培养创新精神,提高教学质量
首先要转变的,是教学观念。教育工作者应该明白,教学不只是为了教会学生知识,更重要的是提升他们的综合素质。教师课堂讲解,学生整理笔记,并不利于物理的学习。思维活跃的初中生更愿意去探索物理知识,提高学生学习的积极性,有利于提高物理教学质量。其次要完善的,是教学方法。“活到老,学到老”,教育工作者特殊的岗位性质决定了教师要不断更新自己的知识库,方能应对学生提出的问题,对学生进行正确的辅导。停滞不前的教学方法只会造成落后的局面,影响物理教学质量。第三要创新的,是教学思路。初中生思维活跃,教师时常跟不上节奏。在培养学生创新能力的过程中,教师自己也要创新。创新教学,寻找最便捷最科学的方法解答学生问题,善用最简单的例子激发学生的求知欲,都能提高物理教学质量。
2.在习题中实施物理方法,作业编排走向系统、多样
物理学致可以分为三个阶段:习得规律、变式练习、策略运用和迁移。前面提到的概念教学,属于习得规律阶段,以陈述性为主。变式阶段和迁移阶段,如何将陈述性的知识转化为程序性,是一个不断探索的过程,给学生多次变式练习的机会,显然是不错的尝试。教会学生理解题意、知识定向、运用方法、列式运算,对于学生正确理解、运用物理方法很有帮助,这一阶段的关键在于,教师需讲解清楚,何种情况下要用何种物理方法。这又涉及到情境训练,笔者将在下一节中进行论述。值得注意的是,作业的安排并非越多越好,单一、零散的安排,只会加重学生的压力,而并不会加强他们的逻辑性,高耗低效。改变作业的编排方式,从整体的角度出发,例题、随堂测验、课后作业要形成体系,新授、分章、期中、期末、一轮复习、二轮复习、高考模拟,要分阶段、有侧重点地安排练习。作业不一定局限在“笔头”,还可以有整理知识点向老师提问、观看名师视频进行学习、帮老师收集资料换位思考等。作业设计是一门科学。
3.体验式教学培养科学素养,从情境训练感悟物理
枯燥的讲述式教学,已不能适应当前需要。学生不愿意听,不愿意学,兴趣得不到提高,物理教学质量难以提升。培养学习兴趣,是教育工作者必须重视和思考的问题。对于学生和教材进行分析,选择有效的体验策略,通过“激情引趣,初尝体验;实践体会,充实体验;评价反馈,内化体验;总结迁移,升华体验”四个阶段,培养学生的科学素养。已有学者在高中教学中进行了尝试,取得了不错的效果。这一教学方法同样适用于初中生,但如何制定出更符合初中生行为习惯、性格特点的体验策略,还需要广大教育工作者进行探索。运用好问题情境法、听觉信息情境法、角色体验情境法、视频情境法、活动体验法等多种方法,寻找一条合适的情境训练之路,亦能提升物理教学质量。
三、总结
新一轮基础教育改革所倡导的课程资源的开发和利用指的是相对广义的概念。而作为常见生活资源的概念,可以界定为:在教学中用来对学生进行物理教育的一切素材。狭义的理解,通常是指教材之外的能在物理教学中起辅助作用的教学资源材料,特指那些身边随手可得的低价格的日常生活用品,也包括玩具等。常见的日常生活用品作为课程资源挖掘其本身具有五个主要特征。
广泛性。指教材系统以外更广泛的客观外界资料。生活资源在设计制作中涉及知识领域广、种类繁多、工艺讲究等,这是教材中不能够包含的教材系统外的知识。如儿童玩具激光笔,用于光学实验效果特别理想。
综合性。指一个具体生活资源内涵几种不同性质的物理现象。如一个玩具上有力、热、电等知识。
潜用性。指同一生活资源可被老师根据需要加工成不同的用途、如将饮料瓶可加工成不同的实验用品。
亲和性。指所选的生活资源使学生感兴趣,较熟悉,容易被学生接受并积极思考。
同质性。指许多生活资源,从课程实验条件的角度来看可以存在天壤之别,而从课程要素的角度来看,它们在教育价值上,则是同质的。
一、挖掘生活资源的功能
(1)丰富实验课程资源,落实新课程标准物理实验主要依赖仪器进行,但又受实验资源的限制。可见,实验教学的课程资源是物理教学的重要环节,也是落实课程目标,全面提高学生实验素养的重要途径。促使我们的教师发动学生收集这些生活资源,对实验有用的元件,如各种光碟片、玩具激光笔、四驱车的齿轮、各种电动生活资源的直流电动机、发光二极管、电阻、开关等。这些随手得到的生活资源的元件,丰富了教师个性化的实验的教学资源,有力地保障了学生们进行小制作、小实验、小发明课外活动以及学生自己设计的探究性实验的教学,确保了物理实验教学目标的顺利完成。
(2)创设宽松的实验环境,培养学生的创新能力。利用生活资源或生活资源中的元件做实验,学生对实验所用的物品熟知,使学生原有的认知结构与物理教学贴近,消除畏难情绪及对物理的神秘感,顺应学生爱玩、爱动脑的心理,使其玩入物理世界、玩出物理规律。引导学生利用生活中的生活资源或生活资源的元件做实验,可使学生独立的思考,大胆探索,敢于幻想,创造出自己的新思路、新问题、新设计、新途径、新方法,这种成功的体验和喜悦,能持久地保持学生对科学的热爱,对真理的探索。
(3)有利于创设丰富的学习情境,提高学习知识的兴趣和效率奥苏贝尔认为,学生的认知内驱力来自于观念冲突。由于物理概念、规律、法则、定律等本身不具备吸引学生注意力的属性,学生往往对奇异的物理现象、物理过程再现等表现出强烈的好奇心。因此,对物理概念、规律、法则、定理的教学,适当地利用生活资源手段来创设问题情境,诱发学生好奇心,产生观念冲突,从而激励学生参与解决问题的热情。
(4)探究生活资源中所具有的物理知识,提高应用物理知识的能力生活资源在教学中不但提高兴趣,还弥补实验器材的不足,随着科学技术的发展,生活资源中所具有的科技含量也不断的提高,在教学中有目的进行剖析其现象与原理,可启迪思维,获得科学的方法,巩固物理知识。
二、挖掘生活资源的策略
(1)对生活资源附加实验的希望。以项目为中心的学习是研究性学习的一种,项目学习中自制教具应当是作为以项目为中心的比较好的典型案例。只要我们在生活和教学中,时刻做有心人,充分利用身边的生活资源,善于观察、善于思考、善于实践,发挥聪明才智,常见的生活资源便可变废为宝,让生活资源成为课程资源。
(2)对课本中原有实验仪器不足和缺点的改进。根据自己在教学实践中的体验,深入研究教材中某些实验的不足和缺陷为切入点,将实验的缺点一一列举出来,然后根据实验器材的物理和化学性能,从外形、结构、材料角度,从实验方式、方法、教师演示和学生观察角度等,提出改革的方法,结合生活资源设计方案、实施、修改、评价、定型。
(3)设计新的仪器弥补课本中的空白。创新是实验的生存和发展的灵魂,是新课程理念所希望的。挖掘生活资源时,采用组合、转换、逆向、移植等创新的技法,可以是实验内容、实验方法的创新;也可以是仪器的设计新颖、结构简单巧妙;还可以是应用新技术、新材料、工艺等方面的创新。如浮力产生的原因,课本中只能用图示呈现,没有实验安排,直观说明性差,我们利用饮料瓶和弹力球等创新设计了一种能显示压强的演示器。
关键词: 实验 新型 探究 创新
物理是一门以实验为基础的自然学科,物理实验是学习物理的重要手段,同时也是物理教学的重要内容,要切实提高中学教学质量,就必须重视实验教学。近年来,随着素质教育的发展和新课程改革的深入进行,物理实验教学在物理教学的测量和评估中分量愈来愈重。以中考为例,物理实验的考查占分值逐年增大,题型趋向于灵活多样化,内容也越来越丰富。中考实验题型的这些变化,对教师的实验教学有着良好的引导作用,促进了学生创造能力、科研能力的提高。本文试图对近几年的中考试题的变化进行比较和分析,与大家共同探讨相应的教学启示和策略。下面就近几年各省市的中考物理实验题的题型进行分类评析:
一、传统题型
传统实验题考查内容为实验的基础知识,主要表现为实验内容的再现和验证,这类试题对能力要求不高,但要求有较高的熟练程度。考查的知识点常常是实验仪器的使用和纠错,实验现象的描述,实验过程的再现,实验数据的读取等。
1.读取数据型
将金属块放在调节好的天平上称量,当天平平衡时,右盘上砝码和游码的位置如图1甲所示,则金属块的质量是?
读取数据考查的主要是学生的观察能力。观察是学生认识世界,获取知识的基本途径,观察能力是实验能力结构中重要的智力因素,观察能力的高低直接影响对实验的分析、讨论和归纳。各地中考十分重视对学生的观察能力的考查,但考查难度不高,所占分值较低。
2.原理识记型
对实验原理的考查有利于促进学生对实验基础知识的重视和掌握,因此在中考题中尽管分值下降,但仍有一定的比重。
3.操作型
操作型考查仪器安装、电路连接等问题为主,而近几年的中考试题在考查基本技能方面体现为以考查能力为主。题型有:仪器的选择安装调整,电路连接等问题为主。
(1)在使用测电笔的几种做法中(如图3所示),哪些做法是正确的?答:。
(2)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在位置平衡,这样做是为了便于测量;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向 调节,或将左端的平衡螺母向调节。
掌握各类常见仪器的使用是做好物理实验的前提,中考试题对实验仪器的操作能力要求并不高,但要求考生对仪器的使用必须有较高的熟练程度。
二、新型题型
1.创新拓展题
创新拓展题考查点不在于掌握知识的多少,而在于更新知识创造知识的能力的大小。创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向,就试题的背景来看,大部分以高中物理问题、常见物理现象来设计试题,对学生来讲背景是新的、陌生的,在初中教学中从未出现过,但可以根据信息和提示,综合应用初中学过的知识解答。它不是简单地将课本上的某个实验改变几个数据,而是要求学生将学过的知识迁移到实际问题中并进行综合运用。这一类探索型实验题目有效地考查了学生灵活运用所学知识的能力,给学生更大的发挥余地,对避免对物理实验生吞活剥、死记硬背起到了很好的导向作用,对学生的文字表达也提出较高的要求。
①下面是小红小明搜集的一些图片:
从上图可见,螺丝钉D实质可以看作是我们学过的一种简单机械――,这种机械叫螺旋。在圆柱体的侧表面上刻出螺旋形沟槽的机械就是螺旋。
螺旋的知识虽然初中没有涉及,但学生通过对斜面、盘山公路等知识的灵活运用,应该能分析出它的作用。
②农村地区常有用地窖储藏农作物的习惯。由于植物的呼吸,地窖内会不断地积蓄CO 气体,浓度过高时将威胁到人的安全。为试探CO 的“浓度”,人们常将点燃的蜡烛带到地窖里。如果蜡烛熄灭说明CO 浓度过高,如果蜡烛没熄灭说明浓度不高。其实,你也可以用所学的物理规律来解决这个问题。现在给你一只轻小的气球,里面充有空气后扎住口。请你大致判断地窖里CO 气体的“浓度”是否危及人身安全。把你的实验方法、可能看到的现象、你的判断以及其中的物理道理填写在下面的表格中:
此题其实是对物体的沉浮条件和密度知识的综合应用,初中物理着重于固体在液体中的沉浮的研究,对于气体涉及很少,但学生如果掌握了沉浮条件的本质,就能触类旁通,将知识点拓展开来,轻松的解决问题。
2.探究性实验题
物理新课程最大的亮点是把探究活动作为课程实施的重要形式之一,把探究性实验作为重要内容。但在近几年的中考实验题中,探究性实验内容有相当重要的份量,甚至成为整个试卷的压轴题。在命题上以探究性实验的七个步骤为主要内容,有的取其局部,有的整体构建,充分体现了让学生自我发现、自我设计、自我分析、自我完善的探究思想。
例:种植花木是小芳同学爸爸的爱好。放学回家后,小芳经常帮助爸爸给花草浇水、施肥……爸爸绐小芳讲了许多有关养花的经验:用什么样的土壤,土壤湿润的程度,施什么样的肥料,施肥的时间,施肥的多少,太阳光照射的时间长短以及光照强度都是影响开花质量的主要因素。小芳经过思考后,想探究光照强度对开花质量的影响。她将自己的想法告诉了爸爸,得到了爸爸的肯定与支持。
①光照强度对开花质量有怎样的影响呢?请你根据自己的生括经验和掌握的知识,给出你的猜想:写出猜想的理由或依据:
②请你帮助小芳完成探究方案的设计.需准备的材料:
探究步骤:
③探究过程中,小芳发现控制的变量中,受光照强度的影响较大,原因是。
该题具有较大的开放性,整个探究过程全部由学生来完成。只有平时经过严格训练亲自参加探究性实验活动的学生才可能完成试题。
探究性实验试题作为一种新题型,被广泛采纳,但在试题命题方法、技巧上还需不断提高、完善。要进一步提高试题开放性,就要提供学生个性化创造答题的空间。
3.数据处理题
数据处理题考查的是学生处理数据的能力,尤其是根据实验数据探索物理规律的能力,选择的实验往往与物理教材联系密切,实验涉及的原理、物理量对初中生来说比较生疏难度较大。
例:某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中,按正确的方法安装和调节好实验装置。他们使光从空气斜射入水中,按表一中的入射角i依次进行了三次实验,并将相应的折射角r记录在表一中。然后他们使光从空气斜射入玻璃中,重复上述实验,并将数据记录在表二中。为了进一步探究入射角i和折射角r之间的关系,他们进行适量的运算,将结果分别记录在表一和表二的后四列中。
(1)分析比较实验序号 数据中的入射角i与折射角r变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:光从空气斜射入其它介质,折射角随入射角的增大而增大。
(2)分析比较每一次实验数据中的入射角i与折射角r的大小关系及相关条件,可得出的初步结论是:。
(3)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)数据中的入射角i与折射角r的关系及相关条件,可得出的初步结论是:。
(4)请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件,并归纳得出结论。
(a)分析比较 ;
(b)分析比较 。
本题的数据量很大,学生必须对实验数据进行研究、选择、对比、分析、归纳,总结规律,才能得出结论。
4.开放设计型
物理世界丰富多彩,许多问题的解决方法不止一两种。器材不给定、问题不限定、答案不确定,鼓励学生自由选择、想象、发挥的开放型实验题是近两年来中考试题中的一大变化趋势。
(1)实验技能测试中,操作平台上有两个杯子分别装有盐水和纯水,其标签已模糊不清,为了把它们区分开来,现有器材:天平、量杯、弹簧秤、细线、石块、刻度尺、烧杯、大头针、方木块。请你写出两种不同方法的器材组合。
这是一道开放性的设计型实验题,题目突破了以往的给出实验目的和器材,学生设计实验过程的考查方式,而是要求学生自己确定实验目的、独立设计实验方案,选择实验器材,制定实验操作步骤,记录实验现象,且实验方案不限定,体现了开放性和灵活性,从学生的设计中能充分反映其知识水平和能力大小。这类试题对素质教育的深化、创新精神、创造能力的培养起到了积极的导向作用。
纵观各地中考试题,可以看出具有如下特点:实验试题份量加大、地位突出,基础知识、基本技能必不可少;经典内容设问不断创新;探究性实验成为亮点,设计、综合、开放型实验试题,是近几年来各省市中考物理实验试题的重要导向。这几种类型的题目,能够更全面地反映学生灵活综合运用实验知识的能力,是一种更高层次的要求。我们以往的实验教学,器材给定,方案确定,内容单一,存在着“单打一”的现象,比较死板,甚至有一些教师让学生“背”某个重要实验。想适应新的要求和变化,必须改革教学思想和方法。在物理实验教学中,教师应引导学生开动脑筋,从缤纷多彩的物理世界中发现、提出合适的问题;综合运用所学知识,提出科学的研究方案;设计简洁而多样的实验方法,并通过实践检验;进行开放性、探究性的学习和实践,鼓励学生用多种方法或非常规方法解决问题,从而提高思维能力。