摘要 在中学物理教学中,通过演示实验可以使学生获得物理知识,提高学生合作探究的能力,体现学生的情感、态度、价值观,还可以培养实验技能素质,使学生的实践能力、创新精神和可持续发展的综合素质都有较大的提高。
关键词 物理实验教学、演示实验、探索性
正文
物理是一门以实验为基础的自然科学,一切物理理论都来源于物理实验,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验,没有物理实验就没有物理学。所以在中学物理教学中,要重视实验教学,尤其是演示实验。世界上许多发达国家重视演示实验的经验值得我们借鉴。德国物理教育界流传着这样一种说法:“没有演示实验的课,不算是一堂成功的课”,德国的物理教师除了极少数纯理论课没有演示实验外,一般每堂课要做2~3个实验。美国物理教师普遍都很重视演示实验,在他们上的每一节课中至少要做一个演示实验,而且这些实验都是他们自己设计,所用器材都是他们自己动手制作的。大量的信息资料显示:国际物理教育界正在流行这样一种趋势,即衡量一堂物理课的好坏,很大程度上取决于这堂课中演示实验的数量和质量,因此,演示实验在物理教学中起着举足轻重的作用。
一、演示实验的作用
1、营造物理情景
物理演示实验具有形象真实、生动有趣的特点,能为学生在形成物理概念、得出物理规律前营造出活生生的物理情景,使学生感受倍深。因此,作为一名物理教师,首要任务就是:尽一切可能,在课堂上为学生展现出丰富多采的物理现象和活生生的物理情景。例如大气压强存在的验证可以进行吸管吸饮料、覆杯实验、广口瓶吞食鸡蛋实验等多个小实验。教师不仅要用好课程标准上规定的演示实验,甚至教材上的一段话、一幅插图、一道习题也可以将它搬上“讲台”进行演示,如用两个橡胶皮碗模拟马德保半球实验。
2、认识的纽带
有些物理概念和规律,学生在生活中很少感知,那么在主体和认识客体间就缺少必要的中介物。例如:在讲电和磁的关系时,只有做好实验,学生才能发现、理解电生磁、磁生电、磁场对电流有作用力等物理现象。如果没有实验,学生就难以想象、理解电和磁之间的这种本质联系。通过演示实验,使抽象枯燥的知识变得生动而富有刺激性,可以使学生感兴趣,从而调动学生的积极性,主动参与学习,变被动学习为主动学习,提高学习效果。
3、辨明纠错
学生头脑有时积累了一些感性材料、生活经验,但有些经验是模糊的、动摇的、甚至是错误的。这就要求教师在教学中进行生动演示,突出主要部分,使模糊的得以鲜明,对错误的加以改正。例如:足球在草地上越滚越慢,最后静止,当我们再给足球力时,足球才会继续滚动,所以学生认为有力足球才会运动,力是维持物体运动的原因。针对学生对运动和力的模糊、错误的认识,在教学中就要做好斜面小车实验,分析实验,推出牛顿第一定律,在这基础上更好理解运动和力的关系。试想如果没有实验,教学将变得多么困难。
如何能够保证演示实验的质量呢?笔者认为演示实验应该具备以下三点要求。
二、演示实验应具备的要求
1、演示实验具有简单、直观性
演示实验就其自身特点来说,操作越简单、现象越直观,越有利于学生利用直觉思维,进行有效学习。在学习“压强与流速关系”这一内容时,拿两张纸即可反映出其中的关系。为了演示电阻随温度而变化的实验,取一段灯泡的钨丝,把它和“6V、6W”的灯泡、演示电流表、开关串联在6V的稳压电源上。闭合开关,灯泡正常发光;用尖嘴钳夹住钨丝另一端,用酒精灯给钨丝加热,灯泡亮度显著变暗,电流表读数变小;停止加热,把钨丝、尖嘴钳一起浸入凉水盆中,灯泡迅速变亮,电流表读数亦变大。学生亲眼看到灯泡的亮暗变化,得出金属电阻随温度升高而增大,随温度降低而减小的结论,印象一定深刻。
2、演示实验具有趣味性
初中生有强烈的好奇心,奇特的物理现象、有趣的物理实验、出乎意料的实验结论,都会在不同程度上激发起学生的求知欲望,从而促使学生更用心地学习有趣的物理现象。因此,在物理实验设计和演示中,尽可能体现“新”“奇”“特”的特点。如《能量的转化和守恒》可以利用“魔筒”导入。我把它沿台面滚出去,看一看会有什么现象发生?演示后学生奇怪,滚出去的圆筒还会滚回来,而且还反复地滚来滚去。原来滚筒里有两根橡皮筋中间拴着一个重物。为什么这样的结构就会产生这种奇特的运动呢?教师顺势引入能量守恒的新课中。再例如,在“惯性”一节教学中,把一玻璃瓶放在桌上,瓶底压一张纸条,慢慢拉动纸条,玻璃瓶瓶随纸条向桌子边缘慢慢移动,此时学生都以为若再移动,玻璃瓶就要掉到地上了。大家都全神贯注地看,这时教师突然用力快速抽动纸条,学生异口同声地发出尖叫声,当看到瓶子安然无恙时,学生便急切想要知道这“魔术”的奥秘,这样就充分调动了学生的学习积极性。
3、演示实验具有探索性
探索性的实验,有利于培养学生的创新素质。在实施新课程的过程中,教师要有意识地将一些教师演示实验,改为学生探索性实验,师生共同参与,教师通过激发学生的好奇、困惑、怀疑和矛盾,从而激发学生的探索心理,形成探索问题的情境,促使学生积极思考、分析、讨论,充分发挥学生的主体性。
例如,在《电路的连接方法》一节的新课教学中,教师首先启发学生思考:如何利用桌上现有的器材连接成一个电路,使两个小灯泡同时发光?(提示连接的方法可能不止一种)。学生利用器材自己探索进行连接电路的实验。 然后,教师从中选择几个相类似的电路,引导学生通过比较的方法进行讨论,找出相同之处进行归纳,由此得出电路的一种连接方法:串联。接下来,进一步提出问题:如果取走其中的一个小灯泡,其余小灯泡还能不能继续发光?学生会进行猜测,此时教师示意可通过自己所连接的电路加以实验,学生自己可以得出串联电路的特点。
由于有极少数的学生有不同的连接方法,当取走其中的一个小灯泡时,另一个灯泡仍然发光,此时他们会提出异议,当投影他们连接的电路时,大多数同学会发现他们所连接的电路与前面所示的电路有区别,教师由此组织学生讨论、分析它的连接特点,并示意学生利用手里的器材进行实验,实验下来大家发现用这种方法也能使两个小灯泡同时发光,教师再组织学生进行比较,找出相同之处,得出电路的另一种连接方法:并联。此后进一步提问:如果取走其中的一个小灯泡,其余小灯泡还能不能继续发光?并示意用实验进行检验,自己得出并联电路的特点,学生由此通过实践、探索加深对串、并联电路的理解。
三、演示实验的方式
1、教师导、学生演
根据教育心理学的观点,课堂教学的目的不在于教师完成某种过程,而在于通过某种活动促使学生在行为上发生某些重要的变化,如在学生身上引起的认识上、理解上、技能上、态度上的变化。如果学生通过主动参与教学,在教师的积极指导下获得物理知识,则会印象更加深刻,并增强他们的学习动机。像电流表、电压表的使用这一部分,部分学生不能理解为什么会出现指针反偏、偏转过小或过大,这时教师可以让学生自己动手连接电路,出现问题引导学生自己动手解决,给学生提供自己动手动脑的机会,使学生真正进入角色,手、眼、脑并用地进行有目的的探索活动。人的动作记忆效率比语言文字记忆效率要高好几倍。“百闻不如一见,百看不如一做”说的就是这个道理。
2、教师演、学生看
在传统的实验教学模式中,课堂演示实验基本是教师的独角戏,一切以教师为主体,学生仅仅是旁观者,是被动接受的容器,演示实验不能发挥应有的作用,也不利于学生创新能力的培养。鼓励师生共同参与,激发学生的探索心理,形成探索问题的情境,促充分发挥学生的主体性。但是考虑到初中生的年龄和心理特点,对于一些存在危险性的实验还是要教师演示学生观察。例如在学习导体和绝缘体没有绝对的界限时,用酒精灯给废灯泡的玻璃心柱加热,在玻璃心柱温度不断升高而发红的过程中,观察灯泡亮度的变化情况这一演示实验,就只能由教师来演示学生观察现象。
总之,在课堂教学中,教师要善于利用演示实验来调动学生的积极性,激发学习兴趣;形成物理概念,得出物理规律;锻炼动手动脑能力,培养创新意识,使之成为具有创造性的现代化建设所需要的人才。
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