【中图分类号】G 【文献标识码】A 【文章编号】0450-9889(2017)07A-0044-02 物理作为一门自然科学一直深受人们的重视,物理实验 是中学物理课程教学的重要组成部分,而探究实验则是中学 物理创新实验的一种重要形式。实践表明,借助于物理探究 实验能够有效激发学生学习物理的兴趣,促进学生创新思维, 加深学生对物理知识与规律的理解,锻炼学生使用实验仪器 的技能,培养学生分析问题、思考问题和解决问题的综合能 力。多年来,笔者一直注重初中物理实验创新教学的探索与 思考,本文以初中物理探究实验为话题,重点阐述探究实验 实施的具体途径与方法。
一、灵活取材,强化物理演示性探究实验 演示实验在现行初中物理教学中设置较多,但在实际教 学中,由于实验器材不完整、设备陈旧、实验演示效果欠佳 等因素,很多教师为完成“教学任务”,倾向于选择“讲实 验”代替“做实验”的方式,表面感觉“容量大、效率高”, 实际是事倍功半。其实,教师完全可以改变方式,灵活运用 日常生活中的简易素材制作实用的实验器材与教具,克服原实验效果不佳的欠缺。因此,教师可以将课本呈现的“演示 性实验”改造成“演示性探究实验”,在条件许可的情况下, 通过创设新的演示性探究实验,充分发挥实验在物理课堂教 学中的作用与价值。
例如,在教学“研究液体的压强”一课时,液体压强产 生的原因是液体的重力引起的,但是压强的计算与液体的重 力和体积大小无关,这是学生难以理解的地方。此时,教师 可以利用常见的器材创设一个演示性探究实验:首先,根据 液体内部压强由重力产生这一事实提出液体压强与液体重 力和体积是否有关的问题;
其次,创设探究实验不断引发学 生思考、分析,验证猜想的两种可能(有关或无关),探究 过程如下图所示(两次橡胶膜完全相同)。从本次演示实验 的探究过程中,学生的疑难点得以解决,进而加深了学生对 物理知识与规律的理解,提高了学生运用实验探究的方法解 决实际问题的能力。
可见,灵活取材来增加或改进演示性探究实验能够激发 学生潜在的探究欲望,锻炼学生的创新思维,有利于学生形 成主动探究的意识和习惯,在培养学生观察能力、分析问题 和解决问题的能力上起到事半功倍的效果。
二、开动脑筋,创设学生课内物理探究实验 物理教材中安排的探究性实验是必做内容,教师应想方 设法创设一些学生探究实验穿插在课堂教学之中,让学生在 实验探究的过程中,对那些典型的新问题,可以通过创设新的探究实验进行处理;
对那些课本中重要的演示实验,可以 适当转换成探究实验的形式进行;
对那些课本习题中的难点 问题,可以适当配置一些学生探究实验以便于问题的解决。
这样,从多个角度实现学生课内物理探究实验的融入,有助 于学生厘清物理过程与物理规律,有利于培养学生的物理实 验探究能力。
例如,在“探究水的沸腾”实验中选取大试管进行实验 时,学生会惊奇地发现水沸腾时的温度大约在103-105摄氏 度之间,而不是100摄氏度,这时,学生就会产生多种疑惑:
可能与酒精灯火焰大小有关、可能与水中存在的杂质有关、 可能是温度计存在质量问题产生测量误差……面对这些“意 料之外”的问题,教师不能采取回避的态度,而应要求学生 采用多种途径查阅资料,厘清影响水沸点的具体因素。同时, 正确引导学生重新设计对比加热实验(大试管盛水加热和烧 杯盛水加热)进行探究,要求各个小组成员针对实验探究结 论进行全面、细致地分析与讨论,进而找到“试管盛水加热 时引起水沸点普遍高于100 摄氏度”的缘故——主要是水沸 腾后试管上方的水蒸气不能及时散开,液体的表面气压超过 1atm,导致水沸点升高。
可见,学生在实验过程中不断生成新问题,此时,教师 应提醒学生适时关注实验过程中出现的新情况、新问题,针 对典型问题创设实验进行探究,让学生真正体会到科学探究 的曲折与快乐,也体验到生成性探究实验的重要性。三、因地制宜,拓展学生课外物理探究实验 初中物理课堂教学是培养学生物理核心素养的重要阵 地,课外实践活动也是培养学生物理核心素养的重要组成部 分,教师应因地制宜,借助课外环境的灵活性特征积极引导 学生进行课外探究性小实验的操作,从而增强学生科学探究 的兴趣、发展学生科学探究的特长。
首先,组织学生自愿成立课外兴趣活动小组,从教学需 求的角度出发,积极开展“生活中的物理探秘”课外实践活 动,将“课堂教学、学生生活实际、课外活动”等资源有效 整合,让学生自己创设探究实验的内容与方案,指导学生利 用生活素材自制或从学校实验室借出部分器材进行探究性 实验操作。例如,物理课外活动兴趣小组成员自己动手制作 常用实验器材:电键、电池盒、灯座、滑动变阻器……并利 用这些简易的器材进行一系列的电学探究实验:电阻的测量、 影响电阻大小的因素、欧姆定律……实践表明,大部分学生 对这种动手做实验的兴趣倍增,有的甚至成了电学探究实验 迷。这样学生的特长在自主探究实验的过程中得以发挥与发 展,极大地提高了学生的实验探究能力。
其次,借助学生家长的力量鼓励构建家庭物理小实验室, 以保证课外小实验活动的顺利实施。教材中设置了很多取材 方便、操作简单的课外小实验,其主要目的是为了激发学生 科学探究的兴趣,培养科学探究的能力。笔者鼓励学生家长 积极帮助学生共同构建家庭物理实验室,指导学生完成课外物理小实验。实践表明,这样的课外小实验能够有效打破教 学时间的限制和实验内容的约束,进一步拓展学生实验探究 的空间,丰富学生物理学习的经验,激发学习物理的兴趣, 活化物理知识与规律,进而实现因材施教,不断促进学生实 验探究能力的提高。
四、合理利用,开展校外综合性探究实验 随着新课改的不断深化,研究性学习已经成为物理课程 教学的重要组成部分。研究性学习主要以校外探究实验和实 践活动为主,教师可以引导学生将教学内容与本地校外资源 相结合,积极开展综合性探究实验。
例如,在进行“宇宙深处”教学时,教师带领学生观看 “宇宙的起源与人类”科教片,阅读天文科技书籍和资料, 提供平台让学生演讲关于天文方面的科技小故事,布置学生 进行科技小论文的撰写,组织学生进行“物理、天文、地理” 相结合的知识竞赛,充分调动学生收集资料和查阅文献的积 极性。教师还可以根据当地的实际情况,组织学生深入某些 科研单位的实验室进行探究实验的操作,让学生认识到物理 知识和规律在生活生产中的重要作用。
合理利用校外的各种资源,有效实施校外综合性探究实 验和实践活动,对培养学生的科学态度和科学价值观有着巨 大的作用,能够促进学生科学探究综合能力的提高,极大限 度地培养学生的创新思维能力和实践能力。
总之,教师可以创设丰富多彩、形式多样的物理探究实验,让所有学生都能亲自动手进行物理实验的探究,不断养 成科学探究的意识与习惯,培养学生的科学态度和情感价值 观,不断提高学生的实验技能、创新精神和探究能力,进而 促进学生物理核心素养的全面发展。
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