浅谈物理实验教学在素质教育中的作用

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  兴趣是个体积极探究某种事物或进行某种活动并在其中产生积极情绪体验的心理倾向,也是人才成长的起点。物理学是一门以观察、实验为基础的自然科学,人们的许多物理知识就是通过实验、经过认真的思索而总结出来的。初中生对实验有着天然的兴趣,因此物理实验教学在素质教育中发挥着重要的作用。
  
  一、物理实验可以激发学生的学习兴趣
  
  在初中物理中,实验现象往往是形成兴趣的思维基础,能激发学生的求知欲望,形成持久稳定的学习兴趣,是学好物理的重要环节。以初中物理八年级上册的《序言——科学之旅》为例,谈谈我的做法与看法:因物理是初中学生的一门新课,为激发学生的学习兴趣,首先应用一系列的实验吸引学生。如:冷水能让烧瓶中停止沸腾的水重新沸腾;会跳舞的小人;“水杯——厚纸片”演示实验;在倒置的漏斗里放一乒乓球,用手托住,然后从漏斗口向下用力吹气,乒乓球不会下落……这些实验使学生一开始就感受到大自然的物理现象是生动的、有趣的,要想知道其中的奥妙就得认真地学好物理知识,以此来激发学生学习物理的兴趣。在此,都是应抓住时机,结合教材上的物理知识,循序渐进地为学生一个一个地解开奥妙。如果让学生一开始就接触一些较难理解掌握的概念、定理、公式、单位、计算,就会使学生产生的好奇心在难学乏味中消失。
  
  二、运用演示实验帮助学生形成正确的物理概念
  
  有些物理概念比较抽象,学生难以理解,设计演示实验,边引导边实验边分析,抽象出事物的本质特征,帮助学生形成概念,完成认识上的飞跃。例如:大气压强这一概念,对初中学生来说是比较抽象的,教学中我设计两个演示实验,每做一个实验,都引导学生观察现象、思考问题、分析问题,步步深入。讲课开始,教师做“水杯——厚纸片”演示实验,让学生思考:放开手后,厚纸片会不会掉下来?当学生看到厚纸片不会掉下来这个意想不到的现象时,无不感到新奇有趣。这时,教师因势利导地提出:“上述实验中厚纸片受到哪些向下的作用力?为什么厚纸片不会掉下来?”学生很自然地领会到厚纸片不会掉下来一定受到一个向上的压力作用,这个压力只能是大气产生的,由此可见,大气对厚纸片产生了压强。进而向学生提出:“课本上要求做这个实验时,杯里要装满水,若杯里只盛少量水,甚至不装水,这个实验能不能成功?”为了开阔学生的思路,又进一步提出:若用小刀片把厚纸片与杯的接触处撬开一个小口子,将会出现什么现象?然后再做实验加以验证。实验结果与分析、推理的一致性,加深了学生对大气压强的认识,同时也培养了学生的思维能力。接着进行“马德堡半球”实验,证明大气对任何方向都有压强,而且大气压强可以产生很大的力,从而使学生对大气压的理解具体而鲜明。
  
  三、物理实验可以启迪智慧
  
  在物理实验教学中运用设想法,能调动学生积极思维,启迪学生智慧。比如:在讲“用温度计测水的温度”的实验时,提出三个设想:第一种是温度计插在盛水的烧杯中并与杯底接触;第二种是把温度计插入盛水的烧杯中并与侧壁接触;第三种是没有把温度计的玻璃泡全部浸入盛水的烧杯中。然后引导学生讨论:如果用第三种情况测量,测出来的读数显然不是杯中水的温度;如果用第二种方法,温度计测出的温度并不全是杯中水的温度;如果用第一种方法,温度计测出的温度也不全是杯中水的温度,尤其是用酒精灯给烧杯加热时,温度计的示数就大不同了,更严重的是会使温度计示数急剧上升,如果超过温度计测量的范围,可使玻璃泡炸裂。在此基础上,再引导学生重做实验,而且要让学生仔细观察教材八年级上册4.1-4图所示的方法才是正确的:只能是温度计的玻璃泡全部浸入被测液体之中而且不要与容器底部或侧壁接触,读数时应让温度计的玻璃泡继续留在被测液体中,且
  视线应与温度计中液柱的上表面相平。完成这个实验虽然花了一定时间,但有很强的说服力,对增强学生思维能
  力、启迪学生智慧是有好处的。
  
  四、运用对比性实验导出物理规律
  
  对于学生易于形成片面认识的物理规律,设计针对性强的对比性实验,可以帮助学生完成认识上的飞跃,例如:初中学生对“二力平衡”条件觉得很简单,似乎没有什么困难,但又往往形成片面的认识。在课堂教学中,我从日常生活中吊在电线上的电灯、放在桌子上的书籍等物体保持静止状态等实例引发,进而做“二力平衡的条件”的演示实验(课本中安排的),让学生仔细观察并读出小车保持静止时两边吊盘里砝码的重力,并向学生提出探索性问题:“二力在什么条件下才会平衡?”学生往往得出片面的结论:“二力平衡条件是二力的大小相等,方向相反。”这时引导学生再仔细观察以下两个有针对性的对比实验。①两个力大小相等、方向相反,分别作用在两个物体上(即用两个小车拼合在一起代替原来的小车实验);②两力大小相等、方向相反,作用在同一个物体(小车)上,但两力的作用线不在同一条直线上。通过这两个实验,学生自己否定了原先的片面论断,从而得出科学的结论:“作用在一个物体上的两个力,如果在同一条直线上,大小相等,方向相反,这两个力就平衡。”
  
  五、物理实验可以磨练学生的意志
  
  科学实验必须坚持实事求是的严谨科学态度,由于各种主、客观因素的影响,难免有些实验达不到预期的效果,这就给磨练学生意志、培养学生坚强毅力创造了条件。对于演示实验,教师应充分考虑到实验的程序以及应注意的事项。比如:在《观察水的沸腾》实验时,学生往往忘掉了温度计的正确使用,致使测不出真实的温度甚至有个别学生损坏了温度计,同时也有学生不会正确使用酒精灯加热。在此,教师应引导学生观察酒精灯的火焰,到底外焰、中焰的火焰哪个温度高。所以,在使用酒精灯加热时应合理地调节石棉网的高度,同时还要求学生在烧杯上盖上一张能让温度计穿过的纸板。只有这样,才能双方面地提高加热效率,减少实验时间。同时,还应特别注意的是:在学生不小心弄翻了酒精灯或把酒精溅在桌上并已经引起燃烧的情况下,教师应让学生镇静,不要惊慌失措,有序地将酒精灯熄灭和用湿抹布扑盖。特别是在观察水沸腾时,教师应指导学生每隔几分钟持续地用温度计测沸水的温度,此时学生会发现温度不再升高,让学生认真总结,更使学生明白在标准大气压下的沸点是100℃。通过实验磨练了学生意志,说明了物理实验是科学的、严谨的。
  
  六、物理实验游戏化
  
  “寓教于乐”是青少年教育的一条基本原则,我们每个人的启蒙教育都是从游戏中开始的。现行初中物理教材(华东版)比以往物理教材增加了许多实验,其中增添了不少学生实验与小实验。为了使学生在实验操作的乐趣中培养观察能力、得到科学知识、提高基本技能,我个人认为,可将部分实验精心包装游戏化,如小魔术、趣味小游戏、小制作等,我校相当一部分物理教师自行尝试过,效果良好。另外,可将部分演示实验制作成类似游戏软件,利用计算机、投影TV等电化教学设施的再显性重现实验的基本情况。
  总之,在物理教学中,教师的教学语言,应有深入浅出、“雅俗共赏”、智中见志的特点和功能;生动有趣的实验,应把“外在”的信息(即物理课题)以新奇的方式展示在学生面前,使课堂气氛活跃、引人入胜,从而培养学生的学习兴趣,并在乐趣中获得知识、巩固知识。
  由于众所周知的原因,应试教育制约着义务教育的教学发展目标,初中物理教学也不例外地或多或少受到影响。但愿素质教育的号角能吹来初中物理教学第二个春天,让每个物理教师根据自己的特长来教学,真正使初中物理教学能够做到增长科学知识,加强能力培养(包括观察能力、思维能力、创新能力和欣赏与创造美的能力),能使我们的教学对象——青少年成为新世纪的建设人才。
  (作者单位:415904湖南省汉寿县西竺山中学)
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