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在当前的初中物理教学中,学生获得的实验资源在数量、质量、 深度、广度以及创新性等方面皆存在不足,主要表现为:①学生在家动手少:初中生上世纪90年代初出生,大多家境富裕,较少接触生产、手工和家务,缺乏动手体验;②学生在校动手少:学生读书做题多,获取理性资源富余,但观察实验和综合实践较少,感性资源缺乏;③新课程改革后,物理实验教学资源的丰富和创新还需要一定时间.这些因素都制约了学生实验探究能力的提升.结合学生的实际,我尝试拓展实验资源,有效地提升学生实验探究能力.
一、把生活物品“请进”课堂,扩大实验探究范畴
物理教学与生活密切相连,如果我们将常见的有关生活物品,拿到课堂上展示研究,引导学生观察、分析其结构和原理并实际操作使用,可大大提高学生学习兴趣,丰富学生的探究体验.教师逐步把实验探究的范畴拓展到生活中,可为学生实验能力的提升打好基础,开辟新领域.
如教学杠杆时,我拿出“啤酒开盖器”“电工钳”“指甲钳”“镊子”等让学生现场试验;教学透镜成像时,拿出“近视镜”和“老花镜”,让学生通过触摸,观察文字的放缩及其对阳光的会聚和发散等,比较它们的区别;教学比热容时, 拿出“电热水壶、水和花生油”让学生观察比较同质量水和油的升温快慢,建立比热容概念;教学电路时,拿出“手电筒”“激光笔”让学生通过动手操作,分析其电路的组成.
在复习阶段,可以将比较复杂、综合性强的生活用品引进课堂让学生加以分析和探究.如对于“电吹风”,让学生观察铭牌后复习额定电压和额定功率;观察各部分制作材料,复习物质导电性能;观察电动机、电热丝的独立工作,复习串联和并联的区别、能量转化和守恒定律、效率概念等等.
二、拓展常规实验操作,挖掘实验探究深广度
在常规实验教学中,我们可以通过增加实验操作,拓展实验内容,深化学生对实验的理解,提升实验探究能力.
如在实验“探究滑动摩擦力”分组实验中,我先按常规教学探究滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系,让学生得出正确结论.然后拓展到“滑动摩擦力与运动速度和接触面积大小是否有关”的探究,要求学生运用“控制变量法”设计实验方案并实际探究.这样,学生既巩固了知识,又培养了实验迁移应变能力.
再如在电学分组实验“伏安法测电阻(或电功率)”中,我先按常规教学强调电流表、电压表的连接和滑动变阻器的使用以及量程的估算,让学生正确连接电路元件.然后进行拓展:①“电路故障的分析判断”:要求学生实际操作错误的电路连接,即“电阻(或灯泡)断开和短路”“电流表短路和断路”“电压表短路和断路”“滑动变阻器错接”等,观察、探究和分析故障的后果;②“特殊方法测电阻”:若一种电表坏了,只许使用另一种电表,增加一只定值电阻,请设计方案,测出未知电阻.由于依托于常规实验,又是联系实际增加操作要求,学生容易接受,而且很感兴趣.这样就拓展了实验探究的深度和广度,有效提升了实验探究能力.
三、倡导创意物理实验设计制作,创新实验探究种类和形式
为了培养实验探究和创新能力,我指导学生开展创意物理实验设计活动.通过教师示范、借鉴模仿、师生交流合作等方式,每班成立(3～5个)课外实验小组,运用替代、组合等方法,改进、创新原有的实验装置,然后向各班同学展示介绍.这些富有创意的实验作品,很受学生欢迎,扎实有效地提升了学生的实验探究能力.
如为了说明飞机升空原理,实际显示“凸弧形的地方流速大”,我与学生合作制作了一个显示器: 把长约12cm的透明胶管正下方开孔,与大号注射器筒连通, 把泡沫塑料球平分为二,把凸弧面与平板面分别连接在两个水平胶管口,在注射器筒内点燃檀香.当室内空气不流动时,檀香白烟从胶管两端凸弧面和平直面同时流出,冉冉上升;若人拿着装置向前匀速走动,或正对微风放置时,白烟只会从凸弧型半球一端流出(左图).从而直观地显示流体压强规律和飞机升空原理,提升了学生的实验探究能力.
四、鼓励学生开展发明制作活动,延伸实验探究时空
课堂上,实验内容基本上是统一的,实验时间也是短暂的,有些学生对物理实验意犹未尽,我就鼓励他们利用课外时间,进行物理课外制作和小发明活动,延伸对实验内容的学习.对优秀的作品,拿到课堂上展示,一方面给学生提供展示的机会,创设活跃的课堂学习气氛;另一方面,加强了学生之间的交流,使班级中不同认知水平的学生都能得到提高.这些活动的开展,有效地延伸了实验探究时间和空间,加深了学生对物理知识的理解.
如平面镜教学后,各个实验小组制作了不同的“潜望镜”:有方形筒的,有圆形筒的,有伸缩式、加入了望远镜的……当我请制作者藏在讲台下,用各种“潜望镜”观察并说出座位上同学的动作和表情时,全班学生都很快乐和专心地投入.再如为说明热机工作原理和模拟“神舟七号飞船”的发射和升空,我课后辅导学生将电子打火机火花头装入医用注射器内,在注射筒内装入酒精产生混合气,打火机产生电火花,酒精混合气剧烈燃烧,高压燃气推动活塞,“神七”(下图)被发射冲天约10 m高(该作品获“第六届宋庆龄少儿发明奖”全国三等奖).
五、充分利用网络资源,优化实验探究呈现方式
在当今的信息时代,互联网提供了各种模拟实验资源,我们应该发挥多媒体教学形象生动、方便快捷、易于控制、效果明显、可以多次重复等优势,充分利用网络资源和多媒体实验软件,辅助实验教学,优化实验探究呈现方式,让学生更容易接受领会.
如“凸透镜成像”教学中,可通过教育网下载flash动画,在学生实际操作实验后播放使用:在屏幕上拖动蜡烛,缓慢改变物距,则像距、像的大小和虚实均随之发生相应变化.这样就直观清晰地显示了凸透镜成像的规律,优化了实验呈现方式,非常适合学生理解和记忆.
责任编辑 罗 峰
一、把生活物品“请进”课堂,扩大实验探究范畴
物理教学与生活密切相连,如果我们将常见的有关生活物品,拿到课堂上展示研究,引导学生观察、分析其结构和原理并实际操作使用,可大大提高学生学习兴趣,丰富学生的探究体验.教师逐步把实验探究的范畴拓展到生活中,可为学生实验能力的提升打好基础,开辟新领域.
如教学杠杆时,我拿出“啤酒开盖器”“电工钳”“指甲钳”“镊子”等让学生现场试验;教学透镜成像时,拿出“近视镜”和“老花镜”,让学生通过触摸,观察文字的放缩及其对阳光的会聚和发散等,比较它们的区别;教学比热容时, 拿出“电热水壶、水和花生油”让学生观察比较同质量水和油的升温快慢,建立比热容概念;教学电路时,拿出“手电筒”“激光笔”让学生通过动手操作,分析其电路的组成.
在复习阶段,可以将比较复杂、综合性强的生活用品引进课堂让学生加以分析和探究.如对于“电吹风”,让学生观察铭牌后复习额定电压和额定功率;观察各部分制作材料,复习物质导电性能;观察电动机、电热丝的独立工作,复习串联和并联的区别、能量转化和守恒定律、效率概念等等.
二、拓展常规实验操作,挖掘实验探究深广度
在常规实验教学中,我们可以通过增加实验操作,拓展实验内容,深化学生对实验的理解,提升实验探究能力.
如在实验“探究滑动摩擦力”分组实验中,我先按常规教学探究滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系,让学生得出正确结论.然后拓展到“滑动摩擦力与运动速度和接触面积大小是否有关”的探究,要求学生运用“控制变量法”设计实验方案并实际探究.这样,学生既巩固了知识,又培养了实验迁移应变能力.
再如在电学分组实验“伏安法测电阻(或电功率)”中,我先按常规教学强调电流表、电压表的连接和滑动变阻器的使用以及量程的估算,让学生正确连接电路元件.然后进行拓展:①“电路故障的分析判断”:要求学生实际操作错误的电路连接,即“电阻(或灯泡)断开和短路”“电流表短路和断路”“电压表短路和断路”“滑动变阻器错接”等,观察、探究和分析故障的后果;②“特殊方法测电阻”:若一种电表坏了,只许使用另一种电表,增加一只定值电阻,请设计方案,测出未知电阻.由于依托于常规实验,又是联系实际增加操作要求,学生容易接受,而且很感兴趣.这样就拓展了实验探究的深度和广度,有效提升了实验探究能力.
三、倡导创意物理实验设计制作,创新实验探究种类和形式
为了培养实验探究和创新能力,我指导学生开展创意物理实验设计活动.通过教师示范、借鉴模仿、师生交流合作等方式,每班成立(3～5个)课外实验小组,运用替代、组合等方法,改进、创新原有的实验装置,然后向各班同学展示介绍.这些富有创意的实验作品,很受学生欢迎,扎实有效地提升了学生的实验探究能力.
如为了说明飞机升空原理,实际显示“凸弧形的地方流速大”,我与学生合作制作了一个显示器: 把长约12cm的透明胶管正下方开孔,与大号注射器筒连通, 把泡沫塑料球平分为二,把凸弧面与平板面分别连接在两个水平胶管口,在注射器筒内点燃檀香.当室内空气不流动时,檀香白烟从胶管两端凸弧面和平直面同时流出,冉冉上升;若人拿着装置向前匀速走动,或正对微风放置时,白烟只会从凸弧型半球一端流出(左图).从而直观地显示流体压强规律和飞机升空原理,提升了学生的实验探究能力.
四、鼓励学生开展发明制作活动,延伸实验探究时空
课堂上,实验内容基本上是统一的,实验时间也是短暂的,有些学生对物理实验意犹未尽,我就鼓励他们利用课外时间,进行物理课外制作和小发明活动,延伸对实验内容的学习.对优秀的作品,拿到课堂上展示,一方面给学生提供展示的机会,创设活跃的课堂学习气氛;另一方面,加强了学生之间的交流,使班级中不同认知水平的学生都能得到提高.这些活动的开展,有效地延伸了实验探究时间和空间,加深了学生对物理知识的理解.
如平面镜教学后,各个实验小组制作了不同的“潜望镜”:有方形筒的,有圆形筒的,有伸缩式、加入了望远镜的……当我请制作者藏在讲台下,用各种“潜望镜”观察并说出座位上同学的动作和表情时,全班学生都很快乐和专心地投入.再如为说明热机工作原理和模拟“神舟七号飞船”的发射和升空,我课后辅导学生将电子打火机火花头装入医用注射器内,在注射筒内装入酒精产生混合气,打火机产生电火花,酒精混合气剧烈燃烧,高压燃气推动活塞,“神七”(下图)被发射冲天约10 m高(该作品获“第六届宋庆龄少儿发明奖”全国三等奖).
五、充分利用网络资源,优化实验探究呈现方式
在当今的信息时代,互联网提供了各种模拟实验资源,我们应该发挥多媒体教学形象生动、方便快捷、易于控制、效果明显、可以多次重复等优势,充分利用网络资源和多媒体实验软件,辅助实验教学,优化实验探究呈现方式,让学生更容易接受领会.
如“凸透镜成像”教学中,可通过教育网下载flash动画,在学生实际操作实验后播放使用:在屏幕上拖动蜡烛,缓慢改变物距,则像距、像的大小和虚实均随之发生相应变化.这样就直观清晰地显示了凸透镜成像的规律,优化了实验呈现方式,非常适合学生理解和记忆.
责任编辑 罗 峰