物理实验教学的有效方法
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作者: 李玉明
物理是一门以实验为基础的学科,实验在物理教学中具有很重要的作用。但是,由于升学考试的压力,不少教师并不重视物理实验教学,总是自觉不自觉地把物理实验习题化,大大降低了物理实验对培养学生能力的功效。因此,我们要改变实验教学观念,找到实验教学的有效方法,真正落实物理实验对学生能力培养的功效。
引导学生观察物理现象。如果说开展体育活动先要热身的话,那么要让学生主动参与物理实验,也需要“热身”――引导学生观察物理现象,培养学生的兴趣。那些新奇的、对生活有意义的知识和问题,能引起学生强烈的兴趣。在观察这些物理现象时,教师要引导学生注意观察整个现象发生的过程、产生条件和特征。
如在观察摩擦起电现象时,教师可以提示学生:(1)手帕摩擦过的塑料膜对纸屑有什么作用?(2)手帕摩擦过的两块塑料膜,在相互接近时,会发生什么现象?(3)把用手帕和毛皮分别摩擦过的两块塑料膜靠近些,它们之间会产生什么现象?物体摩擦时为什么会带电?
经常引导学生有意识地观察一些物理现象,不仅能诱发学生的动手操作兴趣,而且能让学生积累物理基本活动经验,为真正参与物理实验奠定基础。
让学生自主探寻实验的原理。实验是理论和实际相结合的实践过程。但学生往往专注于实验操作而忽视了原理对实验的指导作用,或对实验原理不甚了解,致使实验成为按方配药的机械性操作。为此,教学时教师不妨引导学生选择不同的实验原理,或者让学生自主探寻实验的原理,创造出不同的实验情景和操作方法。
例如,在测量固体的密度实验中,根据公式:密度=质量/体积,其中物体质量可用天平直接测量,也可用弹簧秤间接测量;体积可用刻度尺测量,也可用量筒测量。将这几种方法进行组合,测量物体密度的方法就有了多种。当学生掌握了压强概念、浮力概念及杠杆原理后,还可引导学生用弹簧秤法、杠杆法、天平法来测。在多种方法的实验中,学生能够从不同角度理解测量固体密度的原理,思维不再单一。实验成了学生自主学习的好帮手。
多引导学生自行设计实验。教材上的学生实验大多数都属于训练类、测量类和验证类,有关探索性、设计性的实验则涉及太少。这既不利于学生通过实验观测来模仿前辈科学家的发现过程,也不利于培养学生独立设计实验的能力,因此物理教学中需要加强实验设计训练。
例如,教学决定电阻大小的因素时,教师不妨启发学生思考电阻与哪些因素有关,并设计实验来验证自己的设想。通过思考和讨论,学生能够根据已有经验考虑到以下几个因素:(1)电阻与导体的材料有关;(2)材料相同时,电阻与导体的长度有关;(3)长度相同时,电阻与导体的横截面积有关。这样很自然地提出了设想,用什么样的实验方法验证呢?教师引导学生采用控制变量的方法,即验证电阻与材料有关时,保持不同导体的长短粗细相同;验证电阻与长度有关时,保持导体粗细相同;验证电阻与横截面积有关时,保持导体的长度相同。思路理顺了,学生依据思路制定实验步骤,设计实验表格,然后选择器材进行实验,最后通过对实验数据的分析总结,得到实验结论。这个过程中,学生的分析、抽象、综合、表达的能力都得到训练和发挥,学习物理的兴趣也得到提高。
鼓励学生课外做小实验。在课堂上引导学生动手实验,好处很多,但毕竟时间有限,有些实验不可能都在教学时间内完成。这就需要教师鼓励学生多做课外实验,将实验由课内延伸到课外。如课本中的“纸盒烧开水”、“日光灯的启辉器中双金属片的自动控制作用”、“小风轮”、“电铃”、“楼梯开关”等小实验、小制作,有很强的趣味性,十分贴近学生的生活。教师可鼓励学生做好这些课外小实验、小制作,并有意识地集中时间加以讲评。久而久之,学生的物理基本活动经验将得到很大的提升。
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