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物理学是一门以实验为基础的自然科学,实验在物理教学中占有重要的地位。在物理实验教学中,如何在初中物理实验教学中培养学生的探究能力,进而提高物理教学效果,在加强素质教育的今天,显得尤为重要。结合笔者多年的教学经验,现从以下几方面谈谈个人的意见。
一、科学探究、明确步骤
科学的核心是探究,学习物理就要学会科学探究。开展学生探究实验,首要一点是先让学生懂得探究的基本步骤:(1)根据探究课题,提出问题。提出问题是进行科学探究的第一步,爱因斯坦说过:提出问题有时比解决问题更重要。(2)猜想。牛顿说过,没有大胆的猜想就作不出伟大的发现。(3)制定计划与设计实验。计划应针对探究的目的;实验应选择适当的器材;设计好实验方案,写出实验步骤;必要时画出供记录实验数据用的表格。(4)进行实验与收集证据。实验时,要严格按照实验步骤进行操作,在操作过程中学生要注意观察,把观察到的重要现象和数据记录下来,数据的记录要尊重事实。(5)分析与论证。实验数据只是一堆原始材料,必须通过分析、论证,才能形成结论。(6)评估。学生探究过程是否适当?探究得到的结果是否合理?探究过程中是否出现新问题等,都要再进行充分的考虑。在科学探究过程中,对这六个步骤应根据实际情况灵活运用。
二、开展实验、培养能力
新课程标准倡导自主的学习方式,因此实验教学中要让学生经历探究过程,学习探究方法,培养探索精神、实践能力及创新意识。笔者认为可以运用以下几个方法开展实验教学,以培养学生的探究能力。
(一)做好學生个人演示实验,培养学生自主探究的能力
物理教材中的很多小实验,例如直接操作型:用刻度尺测量物体长度、用温度计测量水的温度、流体压强和流速的关系、压强的大小跟什么因素有关等。再如间接操作型:比较简单、容易操作的实验。笔者觉得生搬硬套、填鸭式的教学很不可取,因为这些教师的演示实验,很多学生根本看不清,不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高和创新能力的培养。
例:在探究“流体压强和流速的关系”中,就可以让每一个学生提前准备好一些纸片,进行自主探究:
实验1:向两张自由下垂的纸片中吹气。会观察到:两张自由下垂的纸片下端相互靠近。
实验2:沿着下垂的纸片上方吹气。会观察到:自由下垂的纸片向上飘动。然后让学生分析实验中的现象:向纸片的一侧吹气时,空气流动速度变大,压强变小;纸片另一侧没有风吹,空气流速小,压强大,把纸片压向压强小的一边了。
得出结论:流速大的地方,压强小;流速小的地方,压强大。
通过开展学生自主探究实验,可以使学生思维更加活跃,师生互动使课堂教学层层递进,环环相扣地开展,充分调动学生的积极性,体现学生的主体地位。
(二)以专题的形式开展集体探究,提高学生的探究能力
笔者经常以专题的形式开展集体探究,引导学生自己去发现问题、进行实验设计、解决问题,从而达到巩固知识和提高能力的目的。
1.在实验中引导学生发现问题、探讨问题。例如在“探究滑动摩擦力大小的因素”中,笔者让学生做了以下尝试:
(1)你的猜想:
(2)实验步骤:
(3)分析与论证:
接下来笔者让学生向大家展示他们的方案:
方案一(如图1):探究在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力和压力的关系。
方案二(如图2):分别把木块和铁块叠加起来,探究在压力相同时,滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系。
笔者先表扬了学生的探索精神,接着在评价实验结果时,引导学生发现问题:都用同样的弹簧测力计、木块和铁块,为什么两个方案中F1和F2的大小不同呢?结论也不同呢?紧接着让学生回顾“控制变量法”的内涵,得出:(1)在研究滑动摩擦力和压力的关系时,要控制接触面粗糙程度相同;(2)在研究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系时,要控制物体压力相同。所以,两个方案都是可行的且行之有效的。
2.加强对学生实验设计能力的培养。在开展“探究物质的密度”复习中,笔者给学生们提供实验器材:天平、烧杯、量筒、一瓶牛奶、正方体铁块、刻度尺。让学生自主设计实验,测量某些物质的密度。学生们各个跃跃欲试,纷纷开展实验设计,最后笔者挑选了一些典型实验做榜样示范。
学生甲:用天平和量筒,测量牛奶的密度。
(1)实验原理:ρ=m/V
(2)实验步骤:
①在烧杯中装适量的牛奶,用天平测出牛奶和烧杯的总质量m1;
②把烧杯中的牛奶倒入量筒中一部分,读出量筒内牛奶的体积V;
③称出烧杯和杯中剩余牛奶的质量m2;
④得出牛奶的密度ρ=(m1-m2)/V。
学生乙:用刻度尺、天平,测量正方体铁块的密度。
(1)实验原理:ρ=m/V
(2)实验步骤:
①用天平测量出铁块的质量m;
②用刻度尺测量出正方体铁块的边长a,算出其体积V=a3;
③求出铁块的密度ρ=m/a3。
笔者充分肯定、表扬了学生们开动脑筋、开拓进取的精神,同时鼓励学生在对待其它物理问题时也能够发散思维,做到举一反三。
总之,教师要在初中物理实验教学中培养学生的探究能力,首先要学生明确进行科学探究的基本步骤,在探究实验中教学中通过学生个人演示,培养学生自主探究能力。当然,学习是无止境的,方法也是无穷的,在今后的教学过程中,笔者将着力通过更多途径,注重对学生探究能力的培养,以期达到更上新台阶的目的。
(作者单位:清远市连山县民族中学)
一、科学探究、明确步骤
科学的核心是探究,学习物理就要学会科学探究。开展学生探究实验,首要一点是先让学生懂得探究的基本步骤:(1)根据探究课题,提出问题。提出问题是进行科学探究的第一步,爱因斯坦说过:提出问题有时比解决问题更重要。(2)猜想。牛顿说过,没有大胆的猜想就作不出伟大的发现。(3)制定计划与设计实验。计划应针对探究的目的;实验应选择适当的器材;设计好实验方案,写出实验步骤;必要时画出供记录实验数据用的表格。(4)进行实验与收集证据。实验时,要严格按照实验步骤进行操作,在操作过程中学生要注意观察,把观察到的重要现象和数据记录下来,数据的记录要尊重事实。(5)分析与论证。实验数据只是一堆原始材料,必须通过分析、论证,才能形成结论。(6)评估。学生探究过程是否适当?探究得到的结果是否合理?探究过程中是否出现新问题等,都要再进行充分的考虑。在科学探究过程中,对这六个步骤应根据实际情况灵活运用。
二、开展实验、培养能力
新课程标准倡导自主的学习方式,因此实验教学中要让学生经历探究过程,学习探究方法,培养探索精神、实践能力及创新意识。笔者认为可以运用以下几个方法开展实验教学,以培养学生的探究能力。
(一)做好學生个人演示实验,培养学生自主探究的能力
物理教材中的很多小实验,例如直接操作型:用刻度尺测量物体长度、用温度计测量水的温度、流体压强和流速的关系、压强的大小跟什么因素有关等。再如间接操作型:比较简单、容易操作的实验。笔者觉得生搬硬套、填鸭式的教学很不可取,因为这些教师的演示实验,很多学生根本看不清,不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高和创新能力的培养。
例:在探究“流体压强和流速的关系”中,就可以让每一个学生提前准备好一些纸片,进行自主探究:
实验1:向两张自由下垂的纸片中吹气。会观察到:两张自由下垂的纸片下端相互靠近。
实验2:沿着下垂的纸片上方吹气。会观察到:自由下垂的纸片向上飘动。然后让学生分析实验中的现象:向纸片的一侧吹气时,空气流动速度变大,压强变小;纸片另一侧没有风吹,空气流速小,压强大,把纸片压向压强小的一边了。
得出结论:流速大的地方,压强小;流速小的地方,压强大。
通过开展学生自主探究实验,可以使学生思维更加活跃,师生互动使课堂教学层层递进,环环相扣地开展,充分调动学生的积极性,体现学生的主体地位。
(二)以专题的形式开展集体探究,提高学生的探究能力
笔者经常以专题的形式开展集体探究,引导学生自己去发现问题、进行实验设计、解决问题,从而达到巩固知识和提高能力的目的。
1.在实验中引导学生发现问题、探讨问题。例如在“探究滑动摩擦力大小的因素”中,笔者让学生做了以下尝试:
(1)你的猜想:
(2)实验步骤:
(3)分析与论证:
接下来笔者让学生向大家展示他们的方案:
方案一(如图1):探究在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力和压力的关系。
方案二(如图2):分别把木块和铁块叠加起来,探究在压力相同时,滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系。
笔者先表扬了学生的探索精神,接着在评价实验结果时,引导学生发现问题:都用同样的弹簧测力计、木块和铁块,为什么两个方案中F1和F2的大小不同呢?结论也不同呢?紧接着让学生回顾“控制变量法”的内涵,得出:(1)在研究滑动摩擦力和压力的关系时,要控制接触面粗糙程度相同;(2)在研究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系时,要控制物体压力相同。所以,两个方案都是可行的且行之有效的。
2.加强对学生实验设计能力的培养。在开展“探究物质的密度”复习中,笔者给学生们提供实验器材:天平、烧杯、量筒、一瓶牛奶、正方体铁块、刻度尺。让学生自主设计实验,测量某些物质的密度。学生们各个跃跃欲试,纷纷开展实验设计,最后笔者挑选了一些典型实验做榜样示范。
学生甲:用天平和量筒,测量牛奶的密度。
(1)实验原理:ρ=m/V
(2)实验步骤:
①在烧杯中装适量的牛奶,用天平测出牛奶和烧杯的总质量m1;
②把烧杯中的牛奶倒入量筒中一部分,读出量筒内牛奶的体积V;
③称出烧杯和杯中剩余牛奶的质量m2;
④得出牛奶的密度ρ=(m1-m2)/V。
学生乙:用刻度尺、天平,测量正方体铁块的密度。
(1)实验原理:ρ=m/V
(2)实验步骤:
①用天平测量出铁块的质量m;
②用刻度尺测量出正方体铁块的边长a,算出其体积V=a3;
③求出铁块的密度ρ=m/a3。
笔者充分肯定、表扬了学生们开动脑筋、开拓进取的精神,同时鼓励学生在对待其它物理问题时也能够发散思维,做到举一反三。
总之,教师要在初中物理实验教学中培养学生的探究能力,首先要学生明确进行科学探究的基本步骤,在探究实验中教学中通过学生个人演示,培养学生自主探究能力。当然,学习是无止境的,方法也是无穷的,在今后的教学过程中,笔者将着力通过更多途径,注重对学生探究能力的培养,以期达到更上新台阶的目的。
(作者单位:清远市连山县民族中学)