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物理是一门以观察和实验为基础的学科.所有的物理知识,包括物理概念、定律和理论,都是在观察和实验的基础上建立起来的.而教学改革的目的是培养学生的能力,因此培养初中学生的物理实验技能显得非常重要,初中学生物理实验技能的基本要素包括猜想与假设能力、设计实验能力、进行实验及分析论证能力、交流与合作能力.
一、培养学生猜想与假设的能力
猜想是要求学生用现有的知识和生活经验,对物理实验中所探究问题的解决提出有根据、有预见性的判断,从而引导探究实验的进行.要培养学生的猜想与假设能力,首先,在实验探究前教师要适时创设情境,引导学生把已有的知识经验和探究的内容联系起来,针对提出的问题,让学生通过观察、分析、比较、讨论等方法,区分有关因素和无关因素,迅速抓住问题的成因并对问题作出初步的猜想和假设.这样,学生的猜想和假设才会有意义,学生的猜想与假设能力才能得到培养和提高.其次,要求学生在陈述自己的猜想和假设时,特别是有创意的猜想和假设,都简述自己的理由,这也是培养学生猜想与假设能力的重要途径.
二、培养学生设计实验的能力
设计实验,就是从操作的角度把实验探究的猜想与假设具体化、程序化,是进行实验探究的重要环节.要培养学生设计实验的能力,就要引导学生学会运用科学思维的方法和各种物理实验的方法.常用的科学思维方法有:为减小误差进行多次测量求平均值;为体现规律的客观性、普遍性和科学性,要更换负载多测量几组数据;不能直接通过实验得出的结论,可以利用假设推理等.常用的物理实验方法有:控制变量法、排除法、定量测量法、理想实验法、替代法、模型法、类比法等.如在“探究影响蒸发快慢的因素”、“探究影响电阻大小的因素”等实验中,就采用了控制变量法;在“探究什么情况下磁可以生电”实验中,就采用了排除法等.只有让学生在实验中把握好正确的实验方法,运用科学思维,其他实验内容的设计就能迎刃而解,就能设计出比较完善的实验方案.
三、培养学生进行实验及分析论证的能力
1.培养学生使用基本仪器的能力
首先,各种基本测量仪器都有一定的量程.必须要求学生在使用各种基本仪器前,搞清仪器的量程,并且能估计被测对象的情况,选用适当量程,避免超过量程而可能损坏仪器.
其次,会正确读数.要让学生掌握读数的一般方法,关键是会读出仪器的分度值,同时,要学会正确读数的姿势.如从量筒上读数时,眼视线应与液面保持相平.
2.培养学生的观察能力
在观察这些物理现象时,教师要引导学生注意整个现象发生的过程、产生条件和特征等.如在观察“摩擦起电”规律时,要提示注意:①毛皮摩擦过的塑料棒对碎纸屑有什么作用?②毛皮摩擦过的两块塑料棒,在相互接近时,会发生什么现象?③把用毛皮摩擦过的塑料棒和丝绸摩擦过的玻璃棒靠近些,它们之间会产生什么现象?通过观察,学生自己得出了“摩擦过的物体带电及同种电荷相斥,异种电荷相吸”的结论.通过对上述物理现象的观察,不仅成功地诱发了学生的学习兴趣,满足了学生的求知欲望,而且有利于发展学生的观察能力.
3.培养学生处理数据及分析论证的能力
数据是进行科学分析的根据,是得出科学结论的基础.处理数据的能力是指会对数据进行记录、分析、比较、处理、概括,从而得出正确的结论.实验教学中,教师要引导和指导学生学会记录、处理数据的方法.在记录数据时,要设计表格;在处理数据时,可采用函数图像法、加减乘除法等,从而得出规律和表达式.如在“探究杠杆的平衡条件”实验中,為找到平衡的条件,需要用乘法对数据作进一步的处理.在“探究并联电路中电流的规律”实验时,就采用了加法对数据进行处理.在“探究水的沸腾”、“探究物体的重力与质量的关系”等实验时,就采用了图像分析法.通过数据处理,找出数据变化的规律,量与量之间的关系,经过分析论证,得出合理的结论.
四、培养学生交流与合作的能力
由于物理实验的复杂性、多元性,使得由单人或单组学生准确完成一个实验有一定的困难,这就需要学生之间的分工与协作.在实验设计、在实验器材的准备、在实验的操作、在数据的处理、在评估交流中,都能培养学生的交流与合作能力.如在“探究电阻上的电流与两端电压的关系”实验时,可将学生三人分成一组,具体分工大致这样:实际操作时,一名学生移动滑动变阻器(或改变电源电压),一名学生观察电压表,另一名学生观察电流表.只有通过培养交流与合作能力,才能克服个人对问题思考的片面性,才能纠正错误、弥补不足.
总之,学生实验技能的培养是要通过多方面的长期培养,但作为中学学生物理实验技能的培养,上述所论及的是最主要最基本的.当然,在培养学生实验技能的基本要素的同时,还应培养学生的科学素养和良好的实验习惯,这样才能为学生的终身学习奠定基础.本文只是笔者粗浅的体会,偏颇之处在所难免,若有不当,敬请批评指正.
(责任编辑 黄春香)
一、培养学生猜想与假设的能力
猜想是要求学生用现有的知识和生活经验,对物理实验中所探究问题的解决提出有根据、有预见性的判断,从而引导探究实验的进行.要培养学生的猜想与假设能力,首先,在实验探究前教师要适时创设情境,引导学生把已有的知识经验和探究的内容联系起来,针对提出的问题,让学生通过观察、分析、比较、讨论等方法,区分有关因素和无关因素,迅速抓住问题的成因并对问题作出初步的猜想和假设.这样,学生的猜想和假设才会有意义,学生的猜想与假设能力才能得到培养和提高.其次,要求学生在陈述自己的猜想和假设时,特别是有创意的猜想和假设,都简述自己的理由,这也是培养学生猜想与假设能力的重要途径.
二、培养学生设计实验的能力
设计实验,就是从操作的角度把实验探究的猜想与假设具体化、程序化,是进行实验探究的重要环节.要培养学生设计实验的能力,就要引导学生学会运用科学思维的方法和各种物理实验的方法.常用的科学思维方法有:为减小误差进行多次测量求平均值;为体现规律的客观性、普遍性和科学性,要更换负载多测量几组数据;不能直接通过实验得出的结论,可以利用假设推理等.常用的物理实验方法有:控制变量法、排除法、定量测量法、理想实验法、替代法、模型法、类比法等.如在“探究影响蒸发快慢的因素”、“探究影响电阻大小的因素”等实验中,就采用了控制变量法;在“探究什么情况下磁可以生电”实验中,就采用了排除法等.只有让学生在实验中把握好正确的实验方法,运用科学思维,其他实验内容的设计就能迎刃而解,就能设计出比较完善的实验方案.
三、培养学生进行实验及分析论证的能力
1.培养学生使用基本仪器的能力
首先,各种基本测量仪器都有一定的量程.必须要求学生在使用各种基本仪器前,搞清仪器的量程,并且能估计被测对象的情况,选用适当量程,避免超过量程而可能损坏仪器.
其次,会正确读数.要让学生掌握读数的一般方法,关键是会读出仪器的分度值,同时,要学会正确读数的姿势.如从量筒上读数时,眼视线应与液面保持相平.
2.培养学生的观察能力
在观察这些物理现象时,教师要引导学生注意整个现象发生的过程、产生条件和特征等.如在观察“摩擦起电”规律时,要提示注意:①毛皮摩擦过的塑料棒对碎纸屑有什么作用?②毛皮摩擦过的两块塑料棒,在相互接近时,会发生什么现象?③把用毛皮摩擦过的塑料棒和丝绸摩擦过的玻璃棒靠近些,它们之间会产生什么现象?通过观察,学生自己得出了“摩擦过的物体带电及同种电荷相斥,异种电荷相吸”的结论.通过对上述物理现象的观察,不仅成功地诱发了学生的学习兴趣,满足了学生的求知欲望,而且有利于发展学生的观察能力.
3.培养学生处理数据及分析论证的能力
数据是进行科学分析的根据,是得出科学结论的基础.处理数据的能力是指会对数据进行记录、分析、比较、处理、概括,从而得出正确的结论.实验教学中,教师要引导和指导学生学会记录、处理数据的方法.在记录数据时,要设计表格;在处理数据时,可采用函数图像法、加减乘除法等,从而得出规律和表达式.如在“探究杠杆的平衡条件”实验中,為找到平衡的条件,需要用乘法对数据作进一步的处理.在“探究并联电路中电流的规律”实验时,就采用了加法对数据进行处理.在“探究水的沸腾”、“探究物体的重力与质量的关系”等实验时,就采用了图像分析法.通过数据处理,找出数据变化的规律,量与量之间的关系,经过分析论证,得出合理的结论.
四、培养学生交流与合作的能力
由于物理实验的复杂性、多元性,使得由单人或单组学生准确完成一个实验有一定的困难,这就需要学生之间的分工与协作.在实验设计、在实验器材的准备、在实验的操作、在数据的处理、在评估交流中,都能培养学生的交流与合作能力.如在“探究电阻上的电流与两端电压的关系”实验时,可将学生三人分成一组,具体分工大致这样:实际操作时,一名学生移动滑动变阻器(或改变电源电压),一名学生观察电压表,另一名学生观察电流表.只有通过培养交流与合作能力,才能克服个人对问题思考的片面性,才能纠正错误、弥补不足.
总之,学生实验技能的培养是要通过多方面的长期培养,但作为中学学生物理实验技能的培养,上述所论及的是最主要最基本的.当然,在培养学生实验技能的基本要素的同时,还应培养学生的科学素养和良好的实验习惯,这样才能为学生的终身学习奠定基础.本文只是笔者粗浅的体会,偏颇之处在所难免,若有不当,敬请批评指正.
(责任编辑 黄春香)