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曾经有很多同学在踏入初二第一节物理课堂后都会提出一个问题:什么是物理呢?我会告诉他们我们的物理有两个好朋友,左手牵着一位叫“生活”的朋友,右手拉着一位叫“实验”的朋友。
1.实验在初中物理中的重要地位及作用
众所周知,物理是一门以实验为基础的科学,学生最感兴趣的也是实验部分。爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,抓住学生的兴趣所想,调动其积极性,对教学也起到了事半功倍的效果。在教学实践中,我也发现初中物理实验教学部分存在一些在探究的实验方法上的共性,下面结合实际的应用中谈谈自己的想法。
2.初中物理实验中探究方法的共性与内容
何谓共性,指一般、普遍、概括的性质或状态,统统适用,完全的可应用性。初中物理实验的探究方法是多种多样的,正确的掌握物理实验的探究方法,揭示要研究的物理现象、物理规律的本质属性和内部规律。但纵观实验还是有几类在研究方法上的共性的实验。以下是我在物理实验教学中的一些发现和浅见,仅供参考。
2.1 共性试验一——巧用累积法
一般用于测量,被测量的量太小不易测量,方法就是把多个相同的量集中起来,再除以被测量的数量。如苏科版八年级物理上第五章中活动5.3用刻度尺测量一张纸的厚度:下册第六章活动6.2测量一个金属回形针的质量。像这样小的量无法用刻度尺或者天平去直接测量出,所以一般可以采取累积法(或以多测少法)。
2.2 共性试验二——学会控制变量法
在研究涉及到几个变量的物理问题时,常常采取只允许一个条件改变,其他条件不变的方法来进行探究。简而言之,就是只让一个因变量发生变化,其他因变量不变,从而得出这个因变量对结果的影响。这种方法就是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
在初二物理实验教学中,几乎多数的实验方法都涉及到这样的研究方法。比如在刚接触物理声现象中的第一个实验关于探究声音是如何传播的问题中就已经渗透控制变量的思想了。其中有一个简答题,设计一个简单易操作的实验证明固体可以传播声音。在讲解中就可以适当的介绍控制变量的思想。提出“当在桌子一头敲击,另一头贴着桌面桌面的耳朵听到的敲击声就一定认为是固体传来的而不是气体传来的呢?引导学生去分析去比较,就能使学生体验到这种思想。
例如在研究电功与哪些因素有关的实验中,将两个不同阻值的电灯串联,保证通过他们的电流相等,研究电压与电流做功的关系:再将两个电灯并联,保证通过他们的电压相等,研究电流大小与电流做功的关系。
如“探究影响滑动摩擦力大小的因素”、“压力作用效果与哪些因素有关”等实验都用到控制变量的方法,在教学中逐步教会学生使用这种方法去研究某个问题,培养学生的思维能力。
2.3 共性实验三——妙用等效替代法
等效是一种抓住连个看来不同的物理过程,寻求其相同的效果之处。当在研究某一个物理现象和规律中因客观条件的限制,很难揭示物理本质而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的一种方法。例如在估测某种未知液体密度的实验设计方案中,质量可以直接用天平测出,其体积可以用装满水的质量和水的密度来替代,问题就迎刃而解了。又如在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板代替了平面镜,因为两者在成像特征中有共同之处,学生容易接受。而玻璃板又是透明的,能通过它既可以观察到像的大小,像与物之间的距离,得出物与像大小的关系,位置关系。研究物体在受到两个以上的力的作用时,为了简化和方便,用另外一个力单独作用在那个物体上,并且让它作用的效果与那两个力共同作用的效果相同,那么这一个力就可以代替那两个力了,并且我们把它称为合力。这里用的也是等效法。用这种等效替代的方法来研究成像的特点,效果明显又直观,达到实验教学的最大目的。
2.4 共性实验四——通过对比法找异同
“比较”是人们常用的研究方法,是找出事物之间的差异点和共同点的研究方法,通过事物间相同特征或不同特征的比较发现它们之间的内在联系和根本区别。例如在探究光的折射规律的实验中,教师可通过实验比较光的反射规律的研究方法,从而引导学生去寻找三线两角的关系,从对比中找出两个规律的相同和不同之处,便于学生记住这两条规律:又如在“研究物体浮沉条件”时,用自制的教具潜水艇来探究的时候,当向其中注水时潜水艇下沉,当向外排水时,潜水艇上浮,通过对比得出浮沉条件。例如有关发电机和电动机的内容,并进行比较,会得到它们的结构不同;用途不同;能量转换不同。这种方法也可以用在不同物质在单位面积上所受的压力不同做比较得到压强的概念:在重力与压力的区别,作用力与平衡力的区别,蒸发与沸腾的区别,晶体与非晶体的区别,凸透镜与凹透镜的区别等等。这样不但学生掌握起来十分容易,而且印象也更加深刻。
2.5 共性实验五——问题转换法
当研究的对象较为抽象,不便于直接观察与测量,但是由于他能产生一些特殊的现象,可运用已知的问题来转化,实行“等量代换”从而来认识和掌握它们,获得结论。例如研究分子无规则运动时,由于分子十分小不易观察与实验,进而转换成研究固体、液体、气体的扩散现象。例如奥斯特实验可证明电流周围有磁场:用手机能打电话可证明电磁波的存在;又如在长度测量中有“化曲为直法”,多用于测量地图上铁路线上的长度及圆柱体的长度:在“组合法”测量中用直尺和三角板测椎体的高度等。这类问题转换法的方法可以促使学生思维得以发散,设计实验的能力也随之提高了。
2.6 共性实验六——类比法迁移学习
两个对象之间在某一方面的类似性或同一性,以此类推出其他方面之间也可能类似或同一。简单地说一些抽象看不见,摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家都看得见的且与之类似的量来进行对照学习。这类实验的探究方法对启发和开拓学生的思维能力十分有益,也给我们提出科学假设和探索新概念的途径,对物理学的发展对学生的学习物理有着巨大的作用。如在研究声音传播方式的时候,借助于学生看得见的水波来形象地认识声波:在讲解压强概念,可与密度类比,比值定义法来学习压强的定义、单位、物理意义。又如在学习原子结构模型时候,我们类比太阳系行星结构,原子核可以类比于太阳,核外电子类比于行星,它们在空间结构和运动方式上都是相似的。这样化抽象为形象,使学生理解物理概念来更深刻容易多了。
3.学会研究方法,体验实验乐趣
初中物理教学中,实验教学不但能更好的激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性,而且能培养学生的观察能力,加深对物理知识的理解。如何让他们学会做实验题,学会自己尝试去设计各种探究实验,掌握实验的方法才是核心,学会举一反三抓住本质方法才是学好实验的核心,也是实验教学要教会学生最基本的。在今后的教学中,巧妙地将实验分类,既可以为以后的实验复习课起预设作用,同时学生对实验步骤的复杂与思考的思路也会更加清晰,更好地体验到实验的乐趣!
1.实验在初中物理中的重要地位及作用
众所周知,物理是一门以实验为基础的科学,学生最感兴趣的也是实验部分。爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,抓住学生的兴趣所想,调动其积极性,对教学也起到了事半功倍的效果。在教学实践中,我也发现初中物理实验教学部分存在一些在探究的实验方法上的共性,下面结合实际的应用中谈谈自己的想法。
2.初中物理实验中探究方法的共性与内容
何谓共性,指一般、普遍、概括的性质或状态,统统适用,完全的可应用性。初中物理实验的探究方法是多种多样的,正确的掌握物理实验的探究方法,揭示要研究的物理现象、物理规律的本质属性和内部规律。但纵观实验还是有几类在研究方法上的共性的实验。以下是我在物理实验教学中的一些发现和浅见,仅供参考。
2.1 共性试验一——巧用累积法
一般用于测量,被测量的量太小不易测量,方法就是把多个相同的量集中起来,再除以被测量的数量。如苏科版八年级物理上第五章中活动5.3用刻度尺测量一张纸的厚度:下册第六章活动6.2测量一个金属回形针的质量。像这样小的量无法用刻度尺或者天平去直接测量出,所以一般可以采取累积法(或以多测少法)。
2.2 共性试验二——学会控制变量法
在研究涉及到几个变量的物理问题时,常常采取只允许一个条件改变,其他条件不变的方法来进行探究。简而言之,就是只让一个因变量发生变化,其他因变量不变,从而得出这个因变量对结果的影响。这种方法就是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
在初二物理实验教学中,几乎多数的实验方法都涉及到这样的研究方法。比如在刚接触物理声现象中的第一个实验关于探究声音是如何传播的问题中就已经渗透控制变量的思想了。其中有一个简答题,设计一个简单易操作的实验证明固体可以传播声音。在讲解中就可以适当的介绍控制变量的思想。提出“当在桌子一头敲击,另一头贴着桌面桌面的耳朵听到的敲击声就一定认为是固体传来的而不是气体传来的呢?引导学生去分析去比较,就能使学生体验到这种思想。
例如在研究电功与哪些因素有关的实验中,将两个不同阻值的电灯串联,保证通过他们的电流相等,研究电压与电流做功的关系:再将两个电灯并联,保证通过他们的电压相等,研究电流大小与电流做功的关系。
如“探究影响滑动摩擦力大小的因素”、“压力作用效果与哪些因素有关”等实验都用到控制变量的方法,在教学中逐步教会学生使用这种方法去研究某个问题,培养学生的思维能力。
2.3 共性实验三——妙用等效替代法
等效是一种抓住连个看来不同的物理过程,寻求其相同的效果之处。当在研究某一个物理现象和规律中因客观条件的限制,很难揭示物理本质而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的一种方法。例如在估测某种未知液体密度的实验设计方案中,质量可以直接用天平测出,其体积可以用装满水的质量和水的密度来替代,问题就迎刃而解了。又如在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板代替了平面镜,因为两者在成像特征中有共同之处,学生容易接受。而玻璃板又是透明的,能通过它既可以观察到像的大小,像与物之间的距离,得出物与像大小的关系,位置关系。研究物体在受到两个以上的力的作用时,为了简化和方便,用另外一个力单独作用在那个物体上,并且让它作用的效果与那两个力共同作用的效果相同,那么这一个力就可以代替那两个力了,并且我们把它称为合力。这里用的也是等效法。用这种等效替代的方法来研究成像的特点,效果明显又直观,达到实验教学的最大目的。
2.4 共性实验四——通过对比法找异同
“比较”是人们常用的研究方法,是找出事物之间的差异点和共同点的研究方法,通过事物间相同特征或不同特征的比较发现它们之间的内在联系和根本区别。例如在探究光的折射规律的实验中,教师可通过实验比较光的反射规律的研究方法,从而引导学生去寻找三线两角的关系,从对比中找出两个规律的相同和不同之处,便于学生记住这两条规律:又如在“研究物体浮沉条件”时,用自制的教具潜水艇来探究的时候,当向其中注水时潜水艇下沉,当向外排水时,潜水艇上浮,通过对比得出浮沉条件。例如有关发电机和电动机的内容,并进行比较,会得到它们的结构不同;用途不同;能量转换不同。这种方法也可以用在不同物质在单位面积上所受的压力不同做比较得到压强的概念:在重力与压力的区别,作用力与平衡力的区别,蒸发与沸腾的区别,晶体与非晶体的区别,凸透镜与凹透镜的区别等等。这样不但学生掌握起来十分容易,而且印象也更加深刻。
2.5 共性实验五——问题转换法
当研究的对象较为抽象,不便于直接观察与测量,但是由于他能产生一些特殊的现象,可运用已知的问题来转化,实行“等量代换”从而来认识和掌握它们,获得结论。例如研究分子无规则运动时,由于分子十分小不易观察与实验,进而转换成研究固体、液体、气体的扩散现象。例如奥斯特实验可证明电流周围有磁场:用手机能打电话可证明电磁波的存在;又如在长度测量中有“化曲为直法”,多用于测量地图上铁路线上的长度及圆柱体的长度:在“组合法”测量中用直尺和三角板测椎体的高度等。这类问题转换法的方法可以促使学生思维得以发散,设计实验的能力也随之提高了。
2.6 共性实验六——类比法迁移学习
两个对象之间在某一方面的类似性或同一性,以此类推出其他方面之间也可能类似或同一。简单地说一些抽象看不见,摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家都看得见的且与之类似的量来进行对照学习。这类实验的探究方法对启发和开拓学生的思维能力十分有益,也给我们提出科学假设和探索新概念的途径,对物理学的发展对学生的学习物理有着巨大的作用。如在研究声音传播方式的时候,借助于学生看得见的水波来形象地认识声波:在讲解压强概念,可与密度类比,比值定义法来学习压强的定义、单位、物理意义。又如在学习原子结构模型时候,我们类比太阳系行星结构,原子核可以类比于太阳,核外电子类比于行星,它们在空间结构和运动方式上都是相似的。这样化抽象为形象,使学生理解物理概念来更深刻容易多了。
3.学会研究方法,体验实验乐趣
初中物理教学中,实验教学不但能更好的激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性,而且能培养学生的观察能力,加深对物理知识的理解。如何让他们学会做实验题,学会自己尝试去设计各种探究实验,掌握实验的方法才是核心,学会举一反三抓住本质方法才是学好实验的核心,也是实验教学要教会学生最基本的。在今后的教学中,巧妙地将实验分类,既可以为以后的实验复习课起预设作用,同时学生对实验步骤的复杂与思考的思路也会更加清晰,更好地体验到实验的乐趣!