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实验是物理知识形成和发展的基石,教师做好演示实验,引导学生顺利完成分组实验,提高实验的可见度,促进学生在实验过程中发展物理思维,提升实践探究和创新能力是我们初中物理课堂教学的重要目标,本文就如何提高初中物理实验教学的有效性谈几点笔者的看法,望能有助于教学实践.
1提高演示实验的成功率、信度和可见度
演示实验有着操作方便、现象直观等特点,课堂占时少,但是能够给学生留下深刻印象等特点,不过演示实验之所以不分组让学生自己操作有一部分是操作简单,没有必要让学生动手,还有一部分则是由于实验不容易成功学生要经历较长的摸索时间等原因.那么,对于演示实验,我们在课堂教学中应该注意哪几点呢?
1.1注意语言的准确性
物理用语是学习物理的语言工具,必须学好,我们教师在使用和描述时务必准确、科学.物理用语中专用词、专用符号需要准确表达,不可随意更改.尤其是实验仪器的介绍,实验过程和现象的描述上,必须准确,且具有指引性,通过准确的语言促进学生形成正确的认知和概念.
例如,电学实验中没有“电阻器”,有的是电阻、定值电阻、滑动变阻器、变阻箱,而且都对应着有其特定的符号.
1.2认真准备,提高实验的成功率
演示实验作为一种教学手段,是教师备课的重要内容,认真准备才能确保实验的成功,实践经验表明,演示实验的成败都会在学生记忆中留下深刻的印象.
成功的演示给学生以令人信服的深刻印象,同时还保证了教学的顺利进行.演示实验要确保成功,不管你是新教师还是老教师,课前都一定要做好充分的准备.演示失败或出现意想不到的情况,往往弄得教师在课堂上手忙脚乱,不仅耽搁了课堂上宝贵的时间,教学效果很不理想,甚至还会造成学生怀疑老师的物理专业素养和教学能力.
因此演示实验前,教师不但要准备好与实验有关的全部仪器,对于实验操作更需要在课前进行反复操作,对于这个实验在操作过程中可能出现什么结果,会有哪些故障,如何排除故障等等都要做到心中有数,确保演示时间可以控制,实验现象清晰而不存在歧义.
1.3提高实验的可视度
演示实验最主要的一个目的就是让学生能够看到实验现象,借此激发学生的思维,联系物理知识和思想方法.为此提高实验现象的可视度显得尤为重要,眼见为实,能够进一步提升实验现象的可信度,激发学生对物理问题研究的兴趣.
1.3.1想办法让更多的学生能够看见
比如演示“二力平衡的条件”时,若放在讲台桌上做,只能使前面的小部分同学看到,为了提高可视度,有条件的学校可以通过实物投影或摄像头将实验过程呈现在大屏幕上让所有的学生都能看到.当然,如果是传统教学,为了提高实验的可视度,我们可以将实验台面垫高,如将方凳子侧放在讲台桌上,再把两边带滑轮的长木板和物理小车放在板凳上,这样就使得全部同学都能看到实验现象,也就很好地提高了实验现象的可信度.
1.3.2尽可能让学生参与到演示实验中来
学生是教学的主体,我们在演示实验过程中可以让学生上来演示,在实验操作的同时,引导学生观察实验现象并汇报给下面的学生听,引发学生对问题深度的思考,也可以是让几个同学上来配合代替老师完成实验,摆脱了传统演示实验教师演示给学生看,再讲给学生听的做法,有效提升了学生的课堂参与度,而且实验操作有了学生的参与,哪怕其中只有一小部分是学生完成的,实验现象和结果也显得更为真实、可信.
1.4注重对比性实验在教学过程中的应用
在初中物理知识体系中,有很多物理概念是相对抽象的,对于初学物理的初中学生来说,也是不好理解的.如果在物理教学中安排和设计一些对比性实验,在做实验的过程中,通过实验现象来帮助学生,分析现象产生的原因,抽象物理现象的本质特征,来帮助学生理解物理概念,继而使他们的知识水平达到一定高度.
例如,对于大多数初中学生来说,“大气压强”的概念是很难理解的,因为这个概念比较抽象.在物理教学中,笔者安排了一个对比性实验,来引导学生观察自然现象,继而思考,提出问题,解决问题,强化物理概念.在课堂上,我可以做一个硬纸板能托着装满杯的水,而且硬纸片不会掉下来的实验,当学生看到硬纸片不会从杯子里掉下来时,都觉得非常的新奇有趣.在学生的好奇心被调动后提出问题:“在这个实验中硬纸片不会掉下来,是因为受力平衡吗?如果没有硬纸片杯子里的水是要洒出去的,那为什么现在杯子里的水会受力平衡了呢?”这个时候,学生会很自然地想到水受到了向上的作用力,硬纸片也受到了向上的作用力,这个作用力是谁提供的呢?显然他们就会想到了大气.是大气对硬纸片产生了压强,而硬纸片对水提供了向上的作用力.这时可以向学生提出:“如果杯子里只装少量的水,或者不装水,硬纸片会掉下来吗?如果在刚才实验的过程中在杯子上打个小孔,硬纸片会发生什么现象吗?”然后再继续实验,对照课本概念进行讲解.这样既加深了学生对大气压强的理解,又锻炼了学生的思维能力.
2关注学生分组实验过程,促进知识体系的有序构建
学生分组实验是我们初中物理实验的重要组成部分.除了教材中安排的学生实验我们应该尽量让学生进行分组实验外,我们应该从学校办学条件和学生的具体特点出发,尽可能多地让学生进实验室自主探索规律.
2.1引导学生从原有经验出发猜想并验证
例如,“额定电压”、“额定功率”的概念教学,笔者让学生自己设计方案去尝试.为了引导学生进行自主探究,笔者设置了一个问题:“当一个用电器两端的电压变化时,它的功率是否改变?”让学生猜想.
学生的猜想也是有根有据的,生活中有“调光台灯”,联系调光台灯的亮暗程度调节可以猜想到:“当一个用电器电压变化时,它的实际功率发生改变.”
猜想后如何验证呢?由此有了设计实验方案对猜想结论进行验证的需要,接着再经历探究实验,测出数据,然后老师引导学生对数据进行分析,得出了“一个用电器的电压改变,电功率发生改变”的结论,而且从实验过程中可以自主发现“电压越大,功率越大,灯越亮,甚至会烧坏;电压过低,功率小,灯暗,即用电器不能正常工作”,从而引入了用电器正常工作时的电压,即额定电压、额定功率的概念.
2.2注重探究过程中的问题引导和师生交流
如在研究串联电路中电流的特点时,老师可先展示物理情境,营造“融洽点”.将标有100 W和25 W的两只灯泡串联后,让两名学生将其接入电路,电灯发光,学生看此情景后,非常兴奋、惊奇.
接着,老师把握教学的“引入点”提问:你对刚才展示的情景感到最惊讶的是什么?你最想弄明白的问题是什么?启发学生提问.学生可能会提出如下几个问题:
问题1:“灯泡通电后为什么会发光呢?”
问题2:“两灯为什么一个亮一个暗呢?”
问题3:“灯亮的电流是否比暗的电流大呢?”
对于学生提出的一系列问题给予肯定、赞扬,不要急着对正确性进行评判,而是让学生去猜想,同时要求学生尽可能地说出猜想依据.有的学生说:由前面学习电流的概念可知,一只灯泡越亮,电流越大.因此,串联两灯泡,亮的电流大.有的说:两灯电流一样大.猜想的依据是电流相当于水流,电路相当于水路,由于水管中无分支,水管中的水流大小不变.串联电路中,电流无分支,电流大小不变.并指出本节应探究的问题,即串联电路中两灯电流大小的问题,而这些问题对不对呢?学生有了探究的需要.老师对学生善于动脑、大胆猜想给予肯定后,让他们自己分组讨论设计出实验方案,实施探究,并对其猜想进行验证,得出结论.
同样,在研究并联电路中电流时,学生通过探究性实验,得出的结论远多于书上的内容,如干路中的电流大于任一支路上电流;两用电器规格相同时,各支路电流相等,且干路电流是其中一个的两倍……
1提高演示实验的成功率、信度和可见度
演示实验有着操作方便、现象直观等特点,课堂占时少,但是能够给学生留下深刻印象等特点,不过演示实验之所以不分组让学生自己操作有一部分是操作简单,没有必要让学生动手,还有一部分则是由于实验不容易成功学生要经历较长的摸索时间等原因.那么,对于演示实验,我们在课堂教学中应该注意哪几点呢?
1.1注意语言的准确性
物理用语是学习物理的语言工具,必须学好,我们教师在使用和描述时务必准确、科学.物理用语中专用词、专用符号需要准确表达,不可随意更改.尤其是实验仪器的介绍,实验过程和现象的描述上,必须准确,且具有指引性,通过准确的语言促进学生形成正确的认知和概念.
例如,电学实验中没有“电阻器”,有的是电阻、定值电阻、滑动变阻器、变阻箱,而且都对应着有其特定的符号.
1.2认真准备,提高实验的成功率
演示实验作为一种教学手段,是教师备课的重要内容,认真准备才能确保实验的成功,实践经验表明,演示实验的成败都会在学生记忆中留下深刻的印象.
成功的演示给学生以令人信服的深刻印象,同时还保证了教学的顺利进行.演示实验要确保成功,不管你是新教师还是老教师,课前都一定要做好充分的准备.演示失败或出现意想不到的情况,往往弄得教师在课堂上手忙脚乱,不仅耽搁了课堂上宝贵的时间,教学效果很不理想,甚至还会造成学生怀疑老师的物理专业素养和教学能力.
因此演示实验前,教师不但要准备好与实验有关的全部仪器,对于实验操作更需要在课前进行反复操作,对于这个实验在操作过程中可能出现什么结果,会有哪些故障,如何排除故障等等都要做到心中有数,确保演示时间可以控制,实验现象清晰而不存在歧义.
1.3提高实验的可视度
演示实验最主要的一个目的就是让学生能够看到实验现象,借此激发学生的思维,联系物理知识和思想方法.为此提高实验现象的可视度显得尤为重要,眼见为实,能够进一步提升实验现象的可信度,激发学生对物理问题研究的兴趣.
1.3.1想办法让更多的学生能够看见
比如演示“二力平衡的条件”时,若放在讲台桌上做,只能使前面的小部分同学看到,为了提高可视度,有条件的学校可以通过实物投影或摄像头将实验过程呈现在大屏幕上让所有的学生都能看到.当然,如果是传统教学,为了提高实验的可视度,我们可以将实验台面垫高,如将方凳子侧放在讲台桌上,再把两边带滑轮的长木板和物理小车放在板凳上,这样就使得全部同学都能看到实验现象,也就很好地提高了实验现象的可信度.
1.3.2尽可能让学生参与到演示实验中来
学生是教学的主体,我们在演示实验过程中可以让学生上来演示,在实验操作的同时,引导学生观察实验现象并汇报给下面的学生听,引发学生对问题深度的思考,也可以是让几个同学上来配合代替老师完成实验,摆脱了传统演示实验教师演示给学生看,再讲给学生听的做法,有效提升了学生的课堂参与度,而且实验操作有了学生的参与,哪怕其中只有一小部分是学生完成的,实验现象和结果也显得更为真实、可信.
1.4注重对比性实验在教学过程中的应用
在初中物理知识体系中,有很多物理概念是相对抽象的,对于初学物理的初中学生来说,也是不好理解的.如果在物理教学中安排和设计一些对比性实验,在做实验的过程中,通过实验现象来帮助学生,分析现象产生的原因,抽象物理现象的本质特征,来帮助学生理解物理概念,继而使他们的知识水平达到一定高度.
例如,对于大多数初中学生来说,“大气压强”的概念是很难理解的,因为这个概念比较抽象.在物理教学中,笔者安排了一个对比性实验,来引导学生观察自然现象,继而思考,提出问题,解决问题,强化物理概念.在课堂上,我可以做一个硬纸板能托着装满杯的水,而且硬纸片不会掉下来的实验,当学生看到硬纸片不会从杯子里掉下来时,都觉得非常的新奇有趣.在学生的好奇心被调动后提出问题:“在这个实验中硬纸片不会掉下来,是因为受力平衡吗?如果没有硬纸片杯子里的水是要洒出去的,那为什么现在杯子里的水会受力平衡了呢?”这个时候,学生会很自然地想到水受到了向上的作用力,硬纸片也受到了向上的作用力,这个作用力是谁提供的呢?显然他们就会想到了大气.是大气对硬纸片产生了压强,而硬纸片对水提供了向上的作用力.这时可以向学生提出:“如果杯子里只装少量的水,或者不装水,硬纸片会掉下来吗?如果在刚才实验的过程中在杯子上打个小孔,硬纸片会发生什么现象吗?”然后再继续实验,对照课本概念进行讲解.这样既加深了学生对大气压强的理解,又锻炼了学生的思维能力.
2关注学生分组实验过程,促进知识体系的有序构建
学生分组实验是我们初中物理实验的重要组成部分.除了教材中安排的学生实验我们应该尽量让学生进行分组实验外,我们应该从学校办学条件和学生的具体特点出发,尽可能多地让学生进实验室自主探索规律.
2.1引导学生从原有经验出发猜想并验证
例如,“额定电压”、“额定功率”的概念教学,笔者让学生自己设计方案去尝试.为了引导学生进行自主探究,笔者设置了一个问题:“当一个用电器两端的电压变化时,它的功率是否改变?”让学生猜想.
学生的猜想也是有根有据的,生活中有“调光台灯”,联系调光台灯的亮暗程度调节可以猜想到:“当一个用电器电压变化时,它的实际功率发生改变.”
猜想后如何验证呢?由此有了设计实验方案对猜想结论进行验证的需要,接着再经历探究实验,测出数据,然后老师引导学生对数据进行分析,得出了“一个用电器的电压改变,电功率发生改变”的结论,而且从实验过程中可以自主发现“电压越大,功率越大,灯越亮,甚至会烧坏;电压过低,功率小,灯暗,即用电器不能正常工作”,从而引入了用电器正常工作时的电压,即额定电压、额定功率的概念.
2.2注重探究过程中的问题引导和师生交流
如在研究串联电路中电流的特点时,老师可先展示物理情境,营造“融洽点”.将标有100 W和25 W的两只灯泡串联后,让两名学生将其接入电路,电灯发光,学生看此情景后,非常兴奋、惊奇.
接着,老师把握教学的“引入点”提问:你对刚才展示的情景感到最惊讶的是什么?你最想弄明白的问题是什么?启发学生提问.学生可能会提出如下几个问题:
问题1:“灯泡通电后为什么会发光呢?”
问题2:“两灯为什么一个亮一个暗呢?”
问题3:“灯亮的电流是否比暗的电流大呢?”
对于学生提出的一系列问题给予肯定、赞扬,不要急着对正确性进行评判,而是让学生去猜想,同时要求学生尽可能地说出猜想依据.有的学生说:由前面学习电流的概念可知,一只灯泡越亮,电流越大.因此,串联两灯泡,亮的电流大.有的说:两灯电流一样大.猜想的依据是电流相当于水流,电路相当于水路,由于水管中无分支,水管中的水流大小不变.串联电路中,电流无分支,电流大小不变.并指出本节应探究的问题,即串联电路中两灯电流大小的问题,而这些问题对不对呢?学生有了探究的需要.老师对学生善于动脑、大胆猜想给予肯定后,让他们自己分组讨论设计出实验方案,实施探究,并对其猜想进行验证,得出结论.
同样,在研究并联电路中电流时,学生通过探究性实验,得出的结论远多于书上的内容,如干路中的电流大于任一支路上电流;两用电器规格相同时,各支路电流相等,且干路电流是其中一个的两倍……