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摘 要:物理知识既来源于对自然的观察和生产、生活,也来源于物理试验。这就决定了观察和实验必然是物理教学的基础。观察和实验不但可以丰富学生的感性知识;而且是他们形成概念、建立规律的依据。同时还是培养和发展观察能力、思维能力和实验能力的途径。
关键词:初中物理;演示实验;教学技巧
演示实验是由教师操作演示的实验,是学生对所研究的物理问题获得感性认识的基本途径。通过演示实验,可以指导学生观察和分析物理现象,获得生动的感性知识,从而更好地理解和掌握物理概念、定律。还可以通过演示实验来培养学生的观察能力、分析与综合能力、逻辑思维能力,有助于学生认识客观规律,发展认知能力。同时,教师的演示对于学生实验能力的培养具有示范性。那么,我们该如何做好演示实验呢?
一、课前要有充分准备
有的教师轻视课前演示实验的准备工作,结果会造成演示实验失败或出现意料不到的情况,以至在课堂上手忙脚乱,甚至误导学生接受结论,教学效果很不理想。造成这种情况的原因是多方面的,有的是在思想认识上存在问题,对实验教学不重视或持怀疑态度;有的疏忽大意,以为实验内容简单,怕麻烦,课前根本用不着重新做。这些都是演示实验教学的大忌。教师在上课之前首先要准备好与本实验相关的全部仪器、材料。其次要在上课前反复操作,直到熟练为止。教师应对在本实验可能出现的故障做到心中有数,并能及时排除。掌握演示时间,注意与教学进度紧密配合。第三,教师应考虑除课标要求的演示实验外,还可以尽量补充一些实验,或对现有的实验做出必要的改进,以提高教学效果。例如,在讲蒸发吸热这一问题时,教师可多准备一些酒精,让大部分同学胳膊上都能擦上酒精,随着酒精的蒸发,擦酒精的部位会感到凉。用它来演示蒸发吸热现象比直接用普通温度计演示现象清晰,效果明显。另外,还要考虑在演示过程中,如何引导学生认真观察,积极思考,最大限度地发挥演示实验的作用。
二、实验操作要规范
操作规范是指教师在使用仪器连接和组装仪器,以及演示现象时动作要准确、标准。例如,在使用玻璃仪器时要轻拿轻放,刻度尺不能当教鞭用,在使用天平时加减砝码,移动游码必须用镊子而不能用手;点燃蜡烛、酒精灯后,火柴棍不能乱扔,要放在专门的废物盒中。连接电路时,应先接线路,后接电源,且连接过程中电键应是断开的。拆卸电路时应先断电源,后拆线路,导线两端接头不是钩、叉时,要注意导线在接线柱上的绕向应沿顺时针方向等。要知道,教师的一举一动都会给学生留下深刻的印象,起着潜移默化的作用。教师的规范操作,不仅是实验成功的前提,而且会使学生养成良好的实验习惯,对提高学生的实验技能大有帮助。
三、实验过程师生要配合
演示实验不能先由教师做给学生看,然后再讲给学生听,使实验与讲解脱节。这种做法忽视了学生学习的主动性,完全没有发挥出演示实验的作用,是违背教学规律的。教师要在演示实验的同时引导学生观察、思考,不断启发提问,让学生分析、讨论,充分调动学生的学习兴趣和积极性,使实验结论合情合理地被推导出来。教师在演示过程中还可以让学生参与到实验中来,如让学生上前来读一读数,动一动手。例如在演示马德堡半球实验时,可先让两个大男生上来拉,不能将两个半球拉开。打开阀门让空气进入半球中,再让两个力气最小的女生上来拉,却轻轻松松地将两半球分开了。这样做既给全体同学留下了深刻的印象,又提高了他们的学习兴趣。
四、实验的可见度要高
演示实验的目的就是要使全体学生有直观的印象,并通过其建立正确的物理概念,所以必须显明易见。在教学中,对于现象不太明显的实验可以通过声、光、电等多种手段来放大实验的效果。
1.物理现象的变化要显著
为了使现象明显,仪器的尺寸要比较大,尤其是观察部分的尺寸要大、刻度线条要粗,要使教室内最远的同学也能看清。这样做演示的精密度虽有所降低,但可以用感受效果来弥补。必要时可以借助投影、机械放大、光杠杆、放大电路等手段增强现象的明显性,提高观察效果。另外,仪器摆放的位置,观察主体与背景的色调对比等也会影响观察的效果。通常可采用演示板、磁性黑板、染色、生烟、衬托背景、照明等方法来增强观察效果。
2.物理过程的变化要显著
演示之所以要直观,就是为了能从实验中直接观察到物理过程,认识物理现象的本质,而不需要过多地拐弯抹角,受其他无关因素的干扰。特别是一些为建立、巩固物理概念的定性演示中,没有必要选择精密复杂的实验装置。例如,我们用椭圆墨水瓶演示微小形变现象,效果就比用复杂的光杆系统装置要好。又如,用旋转电枢(或磁铁)的方法演示电动机的原理就比搬一个真的电动机来做实验更能突出物理原理。
五、自主与合作相辅相成,指导学生设计实验
在实验探究教学中,设计实验是教学的重点之一,也是学生学习的难点,是最能体现学生创造力的一个依据。教师要及时地引导学生紧紧围绕着“猜想与假设”,积极寻找和设计验证“猜想、假设”的实验方法。常用的物理实验设计方法有:对比法、控制变量法、排除法、理想实验法、定量测量法等。教学中要让学生充分讨论,发挥他们的想象力,在此基础上,教师帮助学生修改、选择或综合设计出最好的实验方案。例如探究压力作用效果与哪些因素有关时,在学生猜想可能与压力及受力面积大小有关后,老师引导学生采用控制变量和对比实验的方法去设计实验方案。可启发学生思考:⑴在研究与压力大小的关系时,应怎样保证另外一个因素(受力面积)相同;⑵压力作用的效果能通过什么方式可以观察到呢?在以上点拨、启发的基础上,学生通过讨论,很快就能利用所给的器材设计出实验方案。又例如在探究电阻上的电流跟电压的关系中,在作出猜想后,让学生分小组讨论实验方案和设计实验电路图。之前,我提示:既然研究电阻上的电流跟电压的关系,请思考:①我们应该采取什么方法研究?②实验室给的是阻值不同的定值电阻,应针对某一定值电阻进行,还需测量什么物理量?怎么测?用什么仪器测?③你怎样改变电压?④选择什么电路图研究更合理些?在这里,一定要处理好教师的指导与学生自主探究的关系,不能说的太多,甚至完全包办代替,也不能放任不管,让学生随心所欲。由于初二学生知识预备不足,适当的提示和指导是必需的,教材中没有直接运用“控制变量法”来处理,而只是让学生研究“固定电阻情况下,电流与电压的关系”,这样处理,主要考虑要降低探究的难度。
综上所述,在初中物理中采用探究性实验教学策略,主要目的是为了督促学生主动参与到实验教学中,通过亲身体验和操作来获得相关的知识认识,对于提高初中物理实验教学的有效性意义重大。
关键词:初中物理;演示实验;教学技巧
演示实验是由教师操作演示的实验,是学生对所研究的物理问题获得感性认识的基本途径。通过演示实验,可以指导学生观察和分析物理现象,获得生动的感性知识,从而更好地理解和掌握物理概念、定律。还可以通过演示实验来培养学生的观察能力、分析与综合能力、逻辑思维能力,有助于学生认识客观规律,发展认知能力。同时,教师的演示对于学生实验能力的培养具有示范性。那么,我们该如何做好演示实验呢?
一、课前要有充分准备
有的教师轻视课前演示实验的准备工作,结果会造成演示实验失败或出现意料不到的情况,以至在课堂上手忙脚乱,甚至误导学生接受结论,教学效果很不理想。造成这种情况的原因是多方面的,有的是在思想认识上存在问题,对实验教学不重视或持怀疑态度;有的疏忽大意,以为实验内容简单,怕麻烦,课前根本用不着重新做。这些都是演示实验教学的大忌。教师在上课之前首先要准备好与本实验相关的全部仪器、材料。其次要在上课前反复操作,直到熟练为止。教师应对在本实验可能出现的故障做到心中有数,并能及时排除。掌握演示时间,注意与教学进度紧密配合。第三,教师应考虑除课标要求的演示实验外,还可以尽量补充一些实验,或对现有的实验做出必要的改进,以提高教学效果。例如,在讲蒸发吸热这一问题时,教师可多准备一些酒精,让大部分同学胳膊上都能擦上酒精,随着酒精的蒸发,擦酒精的部位会感到凉。用它来演示蒸发吸热现象比直接用普通温度计演示现象清晰,效果明显。另外,还要考虑在演示过程中,如何引导学生认真观察,积极思考,最大限度地发挥演示实验的作用。
二、实验操作要规范
操作规范是指教师在使用仪器连接和组装仪器,以及演示现象时动作要准确、标准。例如,在使用玻璃仪器时要轻拿轻放,刻度尺不能当教鞭用,在使用天平时加减砝码,移动游码必须用镊子而不能用手;点燃蜡烛、酒精灯后,火柴棍不能乱扔,要放在专门的废物盒中。连接电路时,应先接线路,后接电源,且连接过程中电键应是断开的。拆卸电路时应先断电源,后拆线路,导线两端接头不是钩、叉时,要注意导线在接线柱上的绕向应沿顺时针方向等。要知道,教师的一举一动都会给学生留下深刻的印象,起着潜移默化的作用。教师的规范操作,不仅是实验成功的前提,而且会使学生养成良好的实验习惯,对提高学生的实验技能大有帮助。
三、实验过程师生要配合
演示实验不能先由教师做给学生看,然后再讲给学生听,使实验与讲解脱节。这种做法忽视了学生学习的主动性,完全没有发挥出演示实验的作用,是违背教学规律的。教师要在演示实验的同时引导学生观察、思考,不断启发提问,让学生分析、讨论,充分调动学生的学习兴趣和积极性,使实验结论合情合理地被推导出来。教师在演示过程中还可以让学生参与到实验中来,如让学生上前来读一读数,动一动手。例如在演示马德堡半球实验时,可先让两个大男生上来拉,不能将两个半球拉开。打开阀门让空气进入半球中,再让两个力气最小的女生上来拉,却轻轻松松地将两半球分开了。这样做既给全体同学留下了深刻的印象,又提高了他们的学习兴趣。
四、实验的可见度要高
演示实验的目的就是要使全体学生有直观的印象,并通过其建立正确的物理概念,所以必须显明易见。在教学中,对于现象不太明显的实验可以通过声、光、电等多种手段来放大实验的效果。
1.物理现象的变化要显著
为了使现象明显,仪器的尺寸要比较大,尤其是观察部分的尺寸要大、刻度线条要粗,要使教室内最远的同学也能看清。这样做演示的精密度虽有所降低,但可以用感受效果来弥补。必要时可以借助投影、机械放大、光杠杆、放大电路等手段增强现象的明显性,提高观察效果。另外,仪器摆放的位置,观察主体与背景的色调对比等也会影响观察的效果。通常可采用演示板、磁性黑板、染色、生烟、衬托背景、照明等方法来增强观察效果。
2.物理过程的变化要显著
演示之所以要直观,就是为了能从实验中直接观察到物理过程,认识物理现象的本质,而不需要过多地拐弯抹角,受其他无关因素的干扰。特别是一些为建立、巩固物理概念的定性演示中,没有必要选择精密复杂的实验装置。例如,我们用椭圆墨水瓶演示微小形变现象,效果就比用复杂的光杆系统装置要好。又如,用旋转电枢(或磁铁)的方法演示电动机的原理就比搬一个真的电动机来做实验更能突出物理原理。
五、自主与合作相辅相成,指导学生设计实验
在实验探究教学中,设计实验是教学的重点之一,也是学生学习的难点,是最能体现学生创造力的一个依据。教师要及时地引导学生紧紧围绕着“猜想与假设”,积极寻找和设计验证“猜想、假设”的实验方法。常用的物理实验设计方法有:对比法、控制变量法、排除法、理想实验法、定量测量法等。教学中要让学生充分讨论,发挥他们的想象力,在此基础上,教师帮助学生修改、选择或综合设计出最好的实验方案。例如探究压力作用效果与哪些因素有关时,在学生猜想可能与压力及受力面积大小有关后,老师引导学生采用控制变量和对比实验的方法去设计实验方案。可启发学生思考:⑴在研究与压力大小的关系时,应怎样保证另外一个因素(受力面积)相同;⑵压力作用的效果能通过什么方式可以观察到呢?在以上点拨、启发的基础上,学生通过讨论,很快就能利用所给的器材设计出实验方案。又例如在探究电阻上的电流跟电压的关系中,在作出猜想后,让学生分小组讨论实验方案和设计实验电路图。之前,我提示:既然研究电阻上的电流跟电压的关系,请思考:①我们应该采取什么方法研究?②实验室给的是阻值不同的定值电阻,应针对某一定值电阻进行,还需测量什么物理量?怎么测?用什么仪器测?③你怎样改变电压?④选择什么电路图研究更合理些?在这里,一定要处理好教师的指导与学生自主探究的关系,不能说的太多,甚至完全包办代替,也不能放任不管,让学生随心所欲。由于初二学生知识预备不足,适当的提示和指导是必需的,教材中没有直接运用“控制变量法”来处理,而只是让学生研究“固定电阻情况下,电流与电压的关系”,这样处理,主要考虑要降低探究的难度。
综上所述,在初中物理中采用探究性实验教学策略,主要目的是为了督促学生主动参与到实验教学中,通过亲身体验和操作来获得相关的知识认识,对于提高初中物理实验教学的有效性意义重大。