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物理是一门以实验为基础的学科。物理实验是学习物理的重要组成部分。物理许多的基本概念、规律、原理,需要學生通过实验去理解和掌握。那么,怎样通过物理实验培养学生的动手能力呢?本文从以下三个方面进行探讨。
一、通过验证性实验,培养学生观察能力
(1)创设物理情景,培养学生观察能力
验证性实验:是指科学家探索、观察自然规律、提出某种假设,对其理论的正确性与否进行验证的一种方法。通过实验学生可以加深和巩固对物理基本原理、规律的理解。为学生创设物理情景,可激发学生学习物理的兴趣,增强好奇心,唤起学生思维的想象空间,有利于培养学生观察能力。如:高中物理“电容器”一课,学生怎么知道电容器充放电的现象呢?课本是通过电容器与小灯泡连接,让学生观察小灯泡发光来间接了解电容器的充放电现象的。这是一个定性实验。小灯泡发光时间很短,学生印象不深刻。改用3伏电源,2200微法电容器、一个双掷双刀开关与石英钟来观察电容器的充放电。其充放电时秒针可摆动35秒,效果相当明显,给学生留下的印象深刻。倘若再附加一些电子设备,通过电脑可绘制出电容器充电电流和放电电流随时间变化的i-t图线,学生可根据图线研究电容器的充电和放电的规律,达到定量分析的效果。
(2)通过实验过程,促进学生思维,进一步提高学生的观察能力
学生通过观察和认识物理现象的发生、发展的规律,反复思考、品味其中的物理原理,有利于学生对物理概念的理解。如:在学习《磁场对通电导线的作用》一课时,老师让学生猜想磁体对电流有没有力的作用?选用什么器材进行验证猜想?通过演示实验,学生观察到通电导线的运动,得出:通电导线在磁场中会受到力的作用。老师让学生做“让线圈转起来”的实验,要求制作的线圈重心不能偏,用小刀刮去两端引线的漆皮时,一端全部刮掉,另一端只刮去半周。当看到自己亲手做的直流电动机转起来时,学生欢呼雀跃,成功感油然而生。学生的观察和思维活动紧密地结合起来,用观察促进思维活动的展开,又用思维指导观察活动的进行,逐步掌握物理概念和规律。
二、通过探究性实验,培养学生动手能力
(1)通过探究性实验,培养学生的操作技能
探究性实验:对培养学生观察与思维能力,提高动手能力,以及发现问题和解决问题的能力有独到作用 。老师先把探究的实验提出来,让学生提出问题,猜想各种可能的情况;定出探究方案,进行设计实验;通过实验得出结论;最后与他人进行交流、评价。如:将“沉浮子”的实验改成探究性实验,大多数学生都是用一个小玻璃瓶和一个大量筒来做。但有一组学生很有创意,用寿司店里装酱油的塑料小鱼瓶代替小玻璃瓶,用油性笔在三条小鱼的外面涂上不同颜色以便观察,在小鱼的头上系一条细铜线,里面吸入不等量的水;同时把挤压的方式改为在大塑料饮料瓶瓶口处塞一个塞子,连一条软管,用针筒打气和抽气调节大塑料瓶内的气体压强,观察瓶内三条鱼的上浮、悬浮和下沉情况。此实验有两个创新点,一是同时观察不同重量的物体在水中处于上浮、悬浮和下沉 三种状态。二是 用针筒代替用手挤压,增加可见度。学生运用大气压原理和浮力原理做出《新颖的沉浮子》。
(2)通过探究性实验,培养学生的创新意识,提高动手能力
创新是指:探究事物,发现新现象、新规律,对新结论的正确性与否进行验证,认识事物发展的规律。如:学生学习了《磁生电》知识后,知道闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流。学生提出问题,除了导体切割磁感线可以产生感应电流外,还有没有其它方法呢?老师启发学生,让他们仿照跷跷板装置进行改造。用0.27mm漆包线在一长46cm、直径4cm的透明塑料筒绕上1500圈,线圈两端接上两只红色发光二极管,组成一个闭合电路。筒内放有强磁铁,当跷跷板一高一低运动时,磁铁穿过线圈产生感应电流,使两只发光二极管轮流发光。让学生经历探究实验全过程,对培养学生动手能力与创新思维很有益处。
三、通过自主性实验,培养学生应用能力
(1)通过自主性实验,让学生体验所学的物理知识是有用的
自主性实验是让学生通过自主设计、全程参与实验的过程。这有利于增强学生动手能力,有利于提高学生学以致用的能力。正所谓“百闻不如一见,百见不如一做”。如:学习了《电磁继电器》后,老师让学生做模拟交通岗灯的实验,既继电器线圈通电时红灯亮,绿灯灭;断电时绿灯亮、红灯灭。又如学生用自动控制电路的原理制作了《煮牛奶防溢煲》装置。奶煮沸时,电磁炉自动切断电源,停止加热,让奶泡沫及时消退。
(2)通过自主性实验,培养学生发现问题、解决问题的能力
自主性实验要求学生自己做,自己去探究、去实践。到生活、生产、社会实践中去,培养学生创新应用能力。如《神奇的光》这一作品,是学生利用光的反射和折射原理、色光的三原色,将红、绿、蓝三种颜色的LED灯条(有轮闪和闪烁方式)与导光膜结合,通过增加导光膜的层数或移动导光膜的方向,会使点光源变成线光源、面光源,并能变化出很多梦幻般的、颜色鲜艳的图案。把LED灯条与不同结构的导光膜竖立起来就会有星星点点的、变幻无穷的效果。当作品展现给同学们看时,大家都惊叹了!有位科学家说得好:“当你发现事物规律时,你觉得简单;当你未了解事物前,你觉得深奥”。(《神奇的光》作品( 参加第九届广东省少年儿童小发明奖获二等奖)
总之,在物理实验中,培养学生的观察能力、动手能力和应用能力。其目的是使学生加深对物理基本规律、原理的理解,从实践中领悟学习的真谛,逐步掌握各种知识与技能,提高发现问题、解决问题能力。这对他们在未来社会生存和发展是有所启迪的,其意义是深远的。
一、通过验证性实验,培养学生观察能力
(1)创设物理情景,培养学生观察能力
验证性实验:是指科学家探索、观察自然规律、提出某种假设,对其理论的正确性与否进行验证的一种方法。通过实验学生可以加深和巩固对物理基本原理、规律的理解。为学生创设物理情景,可激发学生学习物理的兴趣,增强好奇心,唤起学生思维的想象空间,有利于培养学生观察能力。如:高中物理“电容器”一课,学生怎么知道电容器充放电的现象呢?课本是通过电容器与小灯泡连接,让学生观察小灯泡发光来间接了解电容器的充放电现象的。这是一个定性实验。小灯泡发光时间很短,学生印象不深刻。改用3伏电源,2200微法电容器、一个双掷双刀开关与石英钟来观察电容器的充放电。其充放电时秒针可摆动35秒,效果相当明显,给学生留下的印象深刻。倘若再附加一些电子设备,通过电脑可绘制出电容器充电电流和放电电流随时间变化的i-t图线,学生可根据图线研究电容器的充电和放电的规律,达到定量分析的效果。
(2)通过实验过程,促进学生思维,进一步提高学生的观察能力
学生通过观察和认识物理现象的发生、发展的规律,反复思考、品味其中的物理原理,有利于学生对物理概念的理解。如:在学习《磁场对通电导线的作用》一课时,老师让学生猜想磁体对电流有没有力的作用?选用什么器材进行验证猜想?通过演示实验,学生观察到通电导线的运动,得出:通电导线在磁场中会受到力的作用。老师让学生做“让线圈转起来”的实验,要求制作的线圈重心不能偏,用小刀刮去两端引线的漆皮时,一端全部刮掉,另一端只刮去半周。当看到自己亲手做的直流电动机转起来时,学生欢呼雀跃,成功感油然而生。学生的观察和思维活动紧密地结合起来,用观察促进思维活动的展开,又用思维指导观察活动的进行,逐步掌握物理概念和规律。
二、通过探究性实验,培养学生动手能力
(1)通过探究性实验,培养学生的操作技能
探究性实验:对培养学生观察与思维能力,提高动手能力,以及发现问题和解决问题的能力有独到作用 。老师先把探究的实验提出来,让学生提出问题,猜想各种可能的情况;定出探究方案,进行设计实验;通过实验得出结论;最后与他人进行交流、评价。如:将“沉浮子”的实验改成探究性实验,大多数学生都是用一个小玻璃瓶和一个大量筒来做。但有一组学生很有创意,用寿司店里装酱油的塑料小鱼瓶代替小玻璃瓶,用油性笔在三条小鱼的外面涂上不同颜色以便观察,在小鱼的头上系一条细铜线,里面吸入不等量的水;同时把挤压的方式改为在大塑料饮料瓶瓶口处塞一个塞子,连一条软管,用针筒打气和抽气调节大塑料瓶内的气体压强,观察瓶内三条鱼的上浮、悬浮和下沉情况。此实验有两个创新点,一是同时观察不同重量的物体在水中处于上浮、悬浮和下沉 三种状态。二是 用针筒代替用手挤压,增加可见度。学生运用大气压原理和浮力原理做出《新颖的沉浮子》。
(2)通过探究性实验,培养学生的创新意识,提高动手能力
创新是指:探究事物,发现新现象、新规律,对新结论的正确性与否进行验证,认识事物发展的规律。如:学生学习了《磁生电》知识后,知道闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流。学生提出问题,除了导体切割磁感线可以产生感应电流外,还有没有其它方法呢?老师启发学生,让他们仿照跷跷板装置进行改造。用0.27mm漆包线在一长46cm、直径4cm的透明塑料筒绕上1500圈,线圈两端接上两只红色发光二极管,组成一个闭合电路。筒内放有强磁铁,当跷跷板一高一低运动时,磁铁穿过线圈产生感应电流,使两只发光二极管轮流发光。让学生经历探究实验全过程,对培养学生动手能力与创新思维很有益处。
三、通过自主性实验,培养学生应用能力
(1)通过自主性实验,让学生体验所学的物理知识是有用的
自主性实验是让学生通过自主设计、全程参与实验的过程。这有利于增强学生动手能力,有利于提高学生学以致用的能力。正所谓“百闻不如一见,百见不如一做”。如:学习了《电磁继电器》后,老师让学生做模拟交通岗灯的实验,既继电器线圈通电时红灯亮,绿灯灭;断电时绿灯亮、红灯灭。又如学生用自动控制电路的原理制作了《煮牛奶防溢煲》装置。奶煮沸时,电磁炉自动切断电源,停止加热,让奶泡沫及时消退。
(2)通过自主性实验,培养学生发现问题、解决问题的能力
自主性实验要求学生自己做,自己去探究、去实践。到生活、生产、社会实践中去,培养学生创新应用能力。如《神奇的光》这一作品,是学生利用光的反射和折射原理、色光的三原色,将红、绿、蓝三种颜色的LED灯条(有轮闪和闪烁方式)与导光膜结合,通过增加导光膜的层数或移动导光膜的方向,会使点光源变成线光源、面光源,并能变化出很多梦幻般的、颜色鲜艳的图案。把LED灯条与不同结构的导光膜竖立起来就会有星星点点的、变幻无穷的效果。当作品展现给同学们看时,大家都惊叹了!有位科学家说得好:“当你发现事物规律时,你觉得简单;当你未了解事物前,你觉得深奥”。(《神奇的光》作品( 参加第九届广东省少年儿童小发明奖获二等奖)
总之,在物理实验中,培养学生的观察能力、动手能力和应用能力。其目的是使学生加深对物理基本规律、原理的理解,从实践中领悟学习的真谛,逐步掌握各种知识与技能,提高发现问题、解决问题能力。这对他们在未来社会生存和发展是有所启迪的,其意义是深远的。