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關(guān)鍵詞:探究實驗;思維能力;創(chuàng)新能力
中圖分類號:G630文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2010)08-0028-01
中學物理實驗的特點在于實驗。在初中物理教學中,如何通過實驗為學生手、腦并用創(chuàng)造條件,以利于更好地培養(yǎng)學生動眼、動手、動腦的能力,探索能力與敢于創(chuàng)新的精神,真正發(fā)揮物理實驗對培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和能力的積極作用。
一、在實驗中增加創(chuàng)造性思維成分
物理教學以物理實驗為基礎(chǔ),每個測量、測定、演示、課外興趣實驗,都給學生留下真實感。特別是演示實驗所用的簡單易操作的器材,越貼近學生生活的用具,教學效果就越顯著。對于實驗室無法完成的實驗,可采用掛圖、放映幻燈片、計算機輔助設(shè)計及二維和三維的動畫來加強直觀教學,加深學生的直觀感。物理是融知識性、科學性、趣味性于一體的一門自然學科,在教學過程中,可根據(jù)學生求知好奇的心理,開展有趣的實驗,尤其是借助先進的計算機設(shè)計的實驗,更能激起學生求知和探索的興趣。如用蹦床研究動、勢能轉(zhuǎn)化,用葡萄糖瓶做大氣壓存在等實驗。根據(jù)這些實驗現(xiàn)象提出問題,讓學生思考,揭示謎底,使學生知道物理知識來源于人類社會生產(chǎn)實踐和生活實踐中。以習題為例,通過一題多解、一題多變等,可以有效地培養(yǎng)學生的思維。一題多解就是要擴展思路,選用不同的物理規(guī)律按不同的途徑去處理同一問題,使思維得到有效的發(fā)散。
二、將演示實驗改為探究性的實驗
在初中物理課本中,演示實驗有110多個,學生實驗有20多個。從目前教改的趨勢看,演示實驗要精練、典型,將演示實驗改為探索性實驗,讓學生充分地動腦、動手、動口,發(fā)揮學生的學習主體作用,從而激發(fā)學生創(chuàng)造性思維。采用多種實驗方法,激發(fā)學生的思維。演示實驗和學生實驗,都只是單一的,從器材到實驗步驟及設(shè)計都由教材按一定的模式制定,這不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在實驗中,學生需要在各種因素中進行取舍,對所得信息進行篩選,從而使學生分析、綜合、表達能力都得到鍛煉和發(fā)揮。創(chuàng)設(shè)實驗問題,促進學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。要求學生在實際應(yīng)用知識的能力和豐富自己的想象力,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。
三、加強演示實驗的層面和附加條件
關(guān)鍵詞:實用性;趣味性;學生動手能力
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2012)08-167-01
“千言萬語說不盡,一見實驗就分明”,由此說明了作為基礎(chǔ)教學的初中物理學是一門以實驗為本的科學。初中物理的實驗基礎(chǔ)、理論體系和研究方法,是現(xiàn)代科學和技術(shù)的基礎(chǔ),學生實驗?zāi)芰Φ母叩?,實驗素質(zhì)好壞是衡量一個學生學習物理水平的標準之一。因此,提高初中學生物理實驗?zāi)芰?,是物理教學的基本任務(wù)之一,它能為學生的終身學習和自主性學習打下堅實的基石。本文就在初中物理教學中如何提高學生實驗創(chuàng)新能力談一些個人的做法和體會。
一、物理實驗的創(chuàng)新教學要體現(xiàn)實用性
本文認為以下幾個做法可以體現(xiàn)物理實驗的實用性。
1、選取學生日常生活用品作為實驗器材,可以使學生有一種親切感,感到物理并不神秘,就在我們身邊。這有利于調(diào)動學生學習積極性和激發(fā)他們進行實驗探究的熱情。如用一個老年人所戴的老花鏡的鏡片對著太陽光,在透鏡后面的亮點處,放一片紙,紙可被燒焦??吹竭@個實驗結(jié)果,學生們很驚奇,對相關(guān)的知識就產(chǎn)生了強烈的興趣。
2、選取日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的物理現(xiàn)象作為實驗素材,學生熟悉,內(nèi)容豐富,易于選取。對于激發(fā)學生注意身邊的物理現(xiàn)象,解釋身邊的物理現(xiàn)象,利用身邊的物理現(xiàn)象,更好地學以致用,具有重要作用。如實驗:“在玻璃杯中注入大半杯水,把生雞蛋放入水中可觀察到雞蛋沉入了水底。然后向玻璃杯中加入食鹽攪拌均勻發(fā)現(xiàn)雞蛋慢慢上浮最后浮到了水面上”。又如,利用不同長短的筆筒通過塑料膠粘貼在一起,可吹奏出不同旋律的樂聲。而這些所用的器材又是農(nóng)村中學同學們身邊常可找來的,既能方便找到又能很好揭示其物理現(xiàn)象、規(guī)律。
二、物理實驗的創(chuàng)新教學要體現(xiàn)趣味性
物理實驗具有動機功能,可以激發(fā)學生的物理學習興趣,為此,本人創(chuàng)設(shè)了“趣味實驗”、“課后小實驗”等新的物理實驗形式。
“趣味實驗”系列:是指以生動、鮮明、新奇的實驗現(xiàn)象來引發(fā)學生興趣的一類實驗。如聲現(xiàn)象中的“土電話傳聲”,“用啤酒瓶自制水瓶琴”等;光現(xiàn)象中的“用水透鏡點燃火柴”,“自制簡易潛望鏡”,“自制三色陀螺演示光的合成”等;熱現(xiàn)象中的“人造小雪景”等;電現(xiàn)象中的“用一段漆包線和一個永磁體自制小電動機”等;力現(xiàn)象中的“吹不落的乒乓球”等。
“課后小實驗”系列:課外小實驗是教師根據(jù)教學實際要求,給學生布置的,讓學生單獨或幾個同學組成一組,找儀器材料,設(shè)計并獨立或合作完成的一些小實驗。課外小實驗隨時隨地可以完成,不受時間地點的限制,可以使用身邊隨手可得的物品進行,“瓶瓶罐罐當儀器”,不受實驗設(shè)備的限制;實驗過程簡單,操作方便,實驗成功率高,效果直觀明顯。課外小實驗可拉近物理學與生活的距離,讓學生深切感受到科學的真實性,感受到科學和社會、科學和日常生活的關(guān)系。另一方面,由于這些物品本來的用途并不是進行物理實驗,這種做法本身就是一種創(chuàng)新。
三、物理實驗的創(chuàng)新教學要體現(xiàn)對學生動手能力的培養(yǎng)
要培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力,就要培養(yǎng)學生的動手能力。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力是素質(zhì)教育的重點。課外實驗中,選擇實驗器材、設(shè)計實驗方案、進行實驗過程,對他們來說都是創(chuàng)新活動。課外實驗本身就要求學生不拘泥于書本,不迷信權(quán)威,不墨守陳規(guī),充分發(fā)揮自己的主觀能動性,獨立思考,大膽探索,標新立異,積極提出自己的新觀點、新思路和新方法。課外實驗在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,以及個性和特長的發(fā)展方面具有獨特的優(yōu)勢和作用。
四、物理實驗的創(chuàng)新教學要體現(xiàn)對學生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)
1、尋求多種方法:在進行物理實驗時,可根據(jù)實驗所提供的信息、實驗使用的器材、學生掌握知識的深淺,從不同方向和不同方面來指導實驗,尋找實驗的多種方法。
如:演示壓力的作用效果。這一實驗受學校器材的限制,可以將小桌改成盛細砂的礦泉水瓶放在細沙上,倒置放置改變受力面積,加細砂可改變壓力,這樣一來,可找出實驗的另一種方法。
2、改進演示實驗:如音調(diào)高低與振動頻率之間的關(guān)系演示實驗的改進。
一、邊學邊實驗的含義
(一)邊學邊實驗的教學組織形式,改變老師講、學生聽,老師寫、學生抄,老師做、學生看那種因?qū)W生處于消極地位而使課堂氣氛沉悶的情況。由于學生自己閱讀材料,自己做實驗,還可以討論講述,因此他們學習的主動性、積極性就能得到充分發(fā)揮。
(二)邊學邊實驗?zāi)軌蚱鸬窖菔緦嶒炁c學生分組實驗的綜合作用。在演示實驗的基礎(chǔ)上,認真做好學生分組實驗是激發(fā)學生學習物理興趣的較好手段,是初中物理教學中大面積提高教學質(zhì)量很重要的一環(huán)。但是,在實驗教學中,我們發(fā)現(xiàn)演示實驗和學生分組實驗都存在一定的弊端。課堂中的演示實驗是教師為學生提供感性認識材料的過程,它無法代替學生自己的活動,教學中如果把教師的演示實驗改為學生的邊學邊實驗,既能使學生對實驗獲得更加清晰的印象,學到物理知識,又能培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰?,提高學生的學習興趣和主動性。
(三)邊學邊實驗是一種效率高負擔輕的中學物理教學活動。十多年來,我們開展邊學邊實驗所需的儀器,大多是通過發(fā)動廣大師生因陋就簡自制的??v觀初中物理所涉及的全部物理實驗,其精確度要求不高,有的只要能表現(xiàn)出一些物理現(xiàn)象和事實就可達到教學目的??梢哉f所有初中物理實驗除配備一定的基本儀器和必要器件外,都可以就地取材,自制儀器來解決。
二、邊學邊實驗的意義
(一)有利于調(diào)動學生的學習興趣和積極性《九年義務(wù)教育全日制初級中學物理教學大綱(試用)》明確提出,培養(yǎng)和提高學生學習興趣是當前物理教學改革研究中的重要課題之一。邊學邊實驗不僅可以提高學生的學習興趣,而且能夠極大地調(diào)動學生的學習積極性。據(jù)對試驗班畢業(yè)前物理學習興趣的調(diào)查:喜歡物理的占86.4%,不喜歡的僅占2.7%。從初二到初三,學生對物理一直感興趣的占34.8%,一直不感興趣的僅占6.8%。在學生所學的7門主課中,物理是學生最喜歡的學科之一。
(二)有利于學生理解和掌握知識。心理學研究表明,學生對學習內(nèi)容的鞏固程度,與學習的方式關(guān)系很大。一般來說,學生通過聽教師講授,能夠記住10%―20%;學生如能看到實物或現(xiàn)象,能夠記住30%;如果學生既能聽教師講,又能看到實物或現(xiàn)象,能記住50%:如果學生看到實物或現(xiàn)象,自己又描述過,便能記往70%;如果學生既動手做過,又描述過,則能記住90%。
(三)有利于培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰?。教育家陶行知提倡手腦并用的學習方式。他在《手腦相長歌》中寫道:“人生兩個寶,雙手與大腦。用腦不用手,快要被打倒!用手不用腦,飯也吃不飽。手腦都會用,才算是開天辟地的大好老?!蔽覀冊诔踔形锢斫虒W中提出邊學邊實驗,提出“四動”,正是遵循陶行知先生的教育理論去實踐的。我國中學物理實驗教學的現(xiàn)狀是學生動手的機會太少。開展邊學邊實驗,極大地增加了學生實驗操作的機會,因此十分有利于培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰Α?/p>
(四)有利于學生掌握學習和研究物理的方法邊學邊實驗的學習探索過程,更接近人類認識客觀規(guī)律的過程。因此,我們主張將課堂變?yōu)榻處熞龑W生動眼、動腦、動手、動口的主動學習的活動場所。在教師指導下,發(fā)揮學生的主體作用,把學生的興趣(情感領(lǐng)域)、知識(認知領(lǐng)域)、能力(動作領(lǐng)域)等各種心理因素融為一體,使他們在直接參與邊學邊實驗的過程中,逐漸認識到實驗是獲得物理事實的根據(jù);實驗是檢驗假設(shè)真理性的標準;逐步領(lǐng)會科學家是如何通過物理實驗獲得物理事實,并從而得出概念和規(guī)律的。
三、邊學邊實驗的實施
(一)恰當?shù)剡x擇學生邊學邊實驗教學的內(nèi)容。教改實踐表明:凡是與教學過程緊密結(jié)合,便于隨堂進行并利于學生動眼、動腦、動手、動口,利于培養(yǎng)學生科學的實驗方法和良好的實驗習慣,利于發(fā)展他們智能的內(nèi)容,都可選為學生邊學邊實驗教學的內(nèi)容。
(二)千方百計地準備學生邊學邊實驗教學的儀器。邊學邊實驗是一種上課形式的學生實驗,一般要求兩個學生用一套實驗儀器。對學生邊學邊實驗儀器的準備要做到“五不一保證”,即儀器不宜復(fù)雜,操作技能要求不宜過高,實驗規(guī)模不宜過大,一次實驗所用儀器數(shù)量不宜過多,實驗時間不宜過長;實驗安全要有保證。
關(guān)鍵詞:分組實驗; 拓展改進; 器材創(chuàng)新
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2014)02-011-001
在提倡素質(zhì)教育的背景下,物理教學中的實驗教學有利于學生的動手能力、思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),所以實驗教學在物理教學中越來越被重視。在我國經(jīng)過廣大中學物理教育工作者半個世紀的教學實踐和總結(jié),已將中學物理實驗歸納為“4個類型”,即:演示實驗,邊教邊實驗(現(xiàn)在也稱“邊學邊實驗”或“隨堂實驗”),學生分組實驗(實驗課),課外實驗(課外教學實驗),這是在實際教學中逐步發(fā)展而形成的[1]。其中,物理分組實驗在學生自主探究、親自動手體驗實驗過程等活動中起到不可替代的作用。對于初中物理分組實驗,蘇科版教材已經(jīng)在數(shù)量和質(zhì)量上都進行了不少修訂,在此基礎(chǔ)上還可以做一定的拓展、改進和器材創(chuàng)新。
一、初中物理分組實驗的拓展,進一步鍛煉學生的動手能力
對于初中物理分組實驗的拓展,主要體現(xiàn)在對可操作性強的演示實驗拓展成分組實驗。近幾年來,我校由演示實驗拓展成分組實驗的實驗有:
1.酒精燈的火焰溫度。主要器材有酒精燈、牙簽和打火機。學生通過親自擺放牙簽,觀察牙簽的燒焦程度,判斷酒精燈的火焰溫度。學生親眼看見被火焰燃燒的牙簽是中間不焦兩邊焦,說明酒精燈的外焰溫度比內(nèi)焰溫度高。
2.碘的升華與凝華。主要器材有碘錘、酒精燈、打火機、水和滴管。學生親眼觀察到加熱前的碘錘里的碘是顆粒狀,是固態(tài),在加熱過程中,看到了碘錘里充滿著紫色的碘蒸氣,而這個過程中沒有出現(xiàn)液態(tài)的碘。通過在碘錘的一端滴加水,看到加水的一端玻璃壁內(nèi)出現(xiàn)碘顆粒,碘錘內(nèi)紫色蒸氣消失,這個過程中也沒有出現(xiàn)液態(tài)的碘。學生通過這個實驗清楚地明白碘由固態(tài)直接變成氣態(tài)叫做升華,由氣態(tài)直接變成固態(tài)叫做凝華。
親自動手親自實驗,一方面鍛煉了學生的動手能力,另一方面對實驗現(xiàn)象觀察的更加仔細真切,通過親自體驗,加深了對實驗現(xiàn)象的印象,對通過實驗現(xiàn)象分析出來的實驗結(jié)果理解得更加深刻明晰。
二、初中物理分組實驗的改進,有利于更好地開展實驗和呈現(xiàn)實驗效果
通過對實驗器材的改進和廢物利用,有利于更好地準備實驗、提高實驗的可操作性和改善實驗效果。比如說:
1.探究光的反射規(guī)律的實驗中拿廢電池代替棋子,可以使廢電池二次使用,還節(jié)約了買棋子的成本,一舉兩得。
2.探究凸透鏡成像規(guī)律實驗中,拿F光源代替蠟燭,一方面避免了蠟油滴在桌面污染桌面,另一方面F光源能清晰地看出成正立倒立的像,不僅僅是上下正立倒立,還有左右正立倒立也一目了然,更好地呈現(xiàn)了實驗效果。
3.氣泡的勻速直線運動中拿塑料管代替玻璃管。實驗器材的具體制作方法是,先用酒精燈加熱一米左右長的塑料管的一端,緊接著拿老虎鉗夾捏端口,這樣塑料管被封口,接著往一端封口的塑料管里加紅墨水或是藍墨水(用有顏色的墨水是為了便于觀察氣泡的位置),留一個氣泡后,用同樣的方法把另一端口封住,把做好的有氣泡的塑料管用透明膠帶綁在米尺側(cè)面,只需在倒置米尺的同時掐秒表即可測出直線運動的時間,再在米尺上讀出塑料管的長度即為距離。
由于分組實驗所用器材數(shù)量較多,器材制作的材料如果能做到廢物利用的話,不僅保護了環(huán)境,還節(jié)約了成本。電子設(shè)備在日常生活中廣泛使用,如果在實驗過程中拿電子產(chǎn)品替代普通的實驗器材,即可更加全面的呈現(xiàn)實驗效果,提高實驗達成率,還在替代過程中避免了原來器材對實驗室的污染。玻璃器皿在分組實驗中一向都是易碎易壞品,用塑料制品代替玻璃制品,不僅易于實驗的操作,而且塑料制品的易塑性強,可以自行改裝形狀封口等,更加易于實驗效果的呈現(xiàn)和簡化實驗。
三、初中物理分組實驗的器材創(chuàng)新,有利于提高實驗的可操作性
自制分組實驗器材就是對分組實驗器材的創(chuàng)新。自制的器材有:
1.光的三原色中濾色片可以用紅綠黃三色玻璃紙代替,考慮到玻璃紙比較軟,不容易固定,可以用硬紙板剪一個長方形的窗口,把玻璃紙貼在硬紙板邊框上固定,便于拿起觀察物體的顏色。紅光、藍光和黃光的產(chǎn)生,可以把三色玻璃紙直接貼在三個手電筒的玻璃片上,便于進行合成實驗。
2.探究固體壓強與哪些因素有關(guān)的實驗中自制小桌,可以拿硬紙板代替木板,把四個釘子釘在硬紙板上,制作分組實驗時用到的小桌。
3.驗證液體壓強的存在實驗中,可以用剪下的飲料瓶頭上面蒙上氣球皮,用橡皮筋套一圈固定,用來驗證液體壓強的存在。
自制分組實驗器材,是對分組實驗器材的創(chuàng)新,對于提高實驗的達成率和可操作性是很有必要的。自制的器材取材簡單,制作方便,在分組實驗的過程中方便操作,實驗現(xiàn)象明顯,給學生留下深刻印象,實驗效果好。
在實驗教學越來越重要的初中物理教學中,演示實驗和分組實驗,都是物理實驗教學中不可缺少的環(huán)節(jié),根據(jù)物理課程標準可以靈活的進行相互轉(zhuǎn)換,演示實驗拓展成分組實驗,在進行分組實驗之前或是之后演示所要分組的實驗,強調(diào)實驗過程和分析實驗現(xiàn)象。改進分組實驗,有利于實驗現(xiàn)象的觀察和實驗結(jié)論的得出,在分組實驗教學中是重要的部分,經(jīng)常分析實驗中的利弊,有利于對分組實驗做出有效有利的改進。自制分組實驗器材,是對分組實驗器材的創(chuàng)新,有利于在實驗中取得更好的效果??傊?,在分組實驗的準備過程中,對分組實驗的拓展、改進和器材創(chuàng)新,是物理實驗教學必不可少的部分,在引起重視的同時,要積極參與到對分組實驗的拓展、改進和器材創(chuàng)新中,促進物理實驗教學更好更有效地進行。
【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新實驗 創(chuàng)新能力 發(fā)散思維
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)19-0129-02
當今世界,科技突飛猛進,日新月異。我國要在日趨激烈的國際競爭中掌握主動,必須大大提高科技創(chuàng)新的能力??茖W技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)是人才,是民族的創(chuàng)新素質(zhì),它取決于教育的發(fā)展和水平?!皩嶒炇亲匀豢茖W的基礎(chǔ),也是物理、化學等學科教學的基礎(chǔ)?!彪S著九年制義務(wù)教育階段物理課改的深入,通過義務(wù)教育階段的物理學習,使學生能夠具有初步的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新教育已成為物理教學的一個重點,在實際教學過程中對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),已引起廣大物理教師的高度重視,如何培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力,找到培養(yǎng)和發(fā)展學生創(chuàng)新能力的有效途徑,在物理教學中愈來愈顯得重要。
一、設(shè)計創(chuàng)新實驗,激發(fā)學生的學習興趣
子曰:“知之者不如好知者,好知者不如樂知者?!睗夂竦呐d趣會使學生產(chǎn)生積極的學習態(tài)度,并以渴望和愉悅的心情去學習、探究知識。初中生十四五歲,正值青春期。這一時期的學生對任何新鮮事物都有旺盛的求知欲,好學多問,并富有幻想,個性張揚并有自己的個人見解,有一定的創(chuàng)新和拼搏精神。但他們高昂的學習熱情往往也是短暫的,具備“三分鐘熱度”。這些獨特的特點告訴我們可以通過迎合他們旺盛的求知欲和獵奇的心理特征,迅速樹立他們對物理學科的興趣。這并不難,只需幾個新奇有趣的實驗,便能激發(fā)學生的強烈的求知欲,引起他們濃厚的興趣。
例如:
在學氣壓強這一節(jié)時,有幾個新奇有趣的實驗。
1、美麗的噴泉:一個裝有一半水的錐形瓶,瓶塞上插有一根用完了的圓珠筆芯,將瓶塞扣好。往錐形瓶上澆熱水,會發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)的水順著圓珠筆芯噴出了很高。學生立刻被此新奇的實驗現(xiàn)象所吸引。原來,澆了熱水之后,瓶內(nèi)氣體受熱膨脹,氣壓變大,從而將水順著圓珠筆芯壓出。
2、冷水“燒”開水:冷水也能“燒”開水嗎?學生一聽這個題目,就瞪大了眼睛。圓底燒瓶內(nèi)裝有很熱的水,固定在鐵架臺上,用酒精燈隔著石棉網(wǎng)對燒瓶加熱,直至水沸騰。停止加熱,水不再沸騰,將燒瓶塞好瓶塞,倒過來固定在鐵架臺上。用冷水澆燒瓶底部,然后拿開。你會發(fā)現(xiàn),瓶內(nèi)的水又沸騰了一段時間。原來,澆冷水后,瓶內(nèi)氣體冷縮,氣壓減小,水的沸點降低,從而水重新沸騰。
3、紅色水柱上升:培養(yǎng)皿中間粘上一根蠟燭,培養(yǎng)皿中加滿紅色液體,點燃蠟燭,然后將大試管倒扣在蠟燭上,會發(fā)現(xiàn)隨著蠟燭的熄滅,紅色液體進入大試管并上升。由于蠟燭的燃燒,消耗了試管內(nèi)的氧氣,管內(nèi)氣壓減小,外界大氣壓便把紅色液體壓入試管內(nèi)并上升了。
“興趣是最好的老師?!敝挥袑W生對學習的內(nèi)容感興趣,才會產(chǎn)生強烈的求知欲望,自動地調(diào)動全部感官,積極主動地參與教與學的全過程。
二、用身邊物品進行實驗,培養(yǎng)學生動手實踐創(chuàng)新能力
物理實驗是人類認識世界的一項重要活動,是進行科學研究的基礎(chǔ)。如果實驗所用的材料是學生所熟悉的,就會使學生感覺到親切,較容易克服思維障礙,能較好的達到實驗的目的;如果實驗所用的儀器是學生親手制作的,那么不僅能培養(yǎng)學生的動手能力,而且還能幫助學生建立起牢固的相關(guān)物理表象,敏銳地洞察其中發(fā)生的物理過程,使學生對知識的理解更加透徹。因此,教師應(yīng)當引導學生充分利用順手拈來的、所熟悉的物品做物理實驗,這樣可以豐富學生實驗物品,彌補實驗儀器不足,拓展實驗探究的時空,讓學生真正經(jīng)歷“從自然到物理、從生活到物理”的認識過程。
例如:
1、利用紙可進行的實驗:
(1)在探究液體沸騰特點時用紙鍋燒水:學生都知道,用火單獨燒紙,紙肯定會燃燒。但是,把較厚的紙折成小鍋,放入水用酒精燈把水燒開,紙鍋卻沒有燃燒起來。原來,紙的燃點要大大高于水的沸點。在一個標準大氣壓下,水的沸點是100攝氏度,而且水沸騰時溫度保持不變,所以紙的溫度就不再升高,一直低于燃點,所以當然不會燃燒。這個實驗讓學生在驚奇之余更深刻認識到液體沸騰時的重要特點之一就是保持沸點不變。
(2)利用紙來探究液體壓強與流速的關(guān)系:學生兩手各拿一張紙,讓紙自然下垂,往兩張紙中間吹氣,紙并沒有像想象的那樣向兩邊分開而是合攏了。還有,學生手拿一張紙,讓紙成弧形下垂,在紙上方吹氣,紙反而飄起來了。這都說明了流體在流速小的地方壓強大,在流速大的地方壓強小。
2、利用乒乓球可進行的實驗:
(1)用乒乓球可替代紙片做覆杯實驗:找一個瓶口比乒乓球直徑略小的瓶子,裝滿水,將乒乓球放在瓶口,倒置過來,乒乓球不會掉下來。巧妙地證明了大氣壓的存在,而且成功率比用紙片要高。
(2)用乒乓球來探究浮力產(chǎn)生的原因:選取600毫升的飲料瓶,將飲料瓶上半部(像漏斗的部分)剪下并倒置,然后放入乒乓球,此時乒乓球落在瓶頸處(600毫升的飲料瓶的瓶頸處恰能和乒乓球貼合),向其中加水,學生會發(fā)現(xiàn)乒乓球并不會浮起來。若是用手堵住瓶口,則乒乓球很快就會浮上來。事實上,未堵住瓶口時,乒乓球下方?jīng)]有水,它只受到向下的壓力,因此它不會受到浮力;堵住瓶口時,順著瓶口緩慢流下的水會在乒乓球下方聚集起來,此時,向上的壓力大于向下的壓力,從而對乒乓球產(chǎn)生浮力。通過這個自制器材的小實驗,可使學生對浮力產(chǎn)生的原因非常明了。
3、學生利用礦泉水瓶自制創(chuàng)新實驗:
(1)探究物體的浮沉條件:在一大礦泉水瓶中裝入較多的水,將一小試管倒插入瓶中,小試管漂浮。用手捏瓶身,施加壓力,部分水進入小試管中,小試管所受重力大于浮力,小試管下沉。松開手,部分水從小試管中出來,小試管所受浮力大于重力,小試管上浮。輕壓礦泉水瓶身,使其實現(xiàn)懸浮。此創(chuàng)新實驗還證明了潛水艇原理。
(2)探究物體間力的作用是相互的:把自行車內(nèi)袋上具有單向?qū)獾臍忾T芯,固定在瓶蓋上,用打氣筒往瓶中充10~15次的空氣后,將充足空氣的礦泉水瓶放在水池中的水面上,然后旋松氣門芯的螺絲,使氣體放出,會觀察到礦泉水瓶在水面上快速地前進著。
三、利用實驗教學,培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力
發(fā)散思維,又稱輻射思維、放射思維、擴散思維或求異思維,是指大腦在思維時呈現(xiàn)的一種擴散狀態(tài)的思維模式,它表現(xiàn)為思維視野廣闊,思維呈現(xiàn)出多維發(fā)散狀。如“一題多解”、“一事多寫”、“一物多用”等方式,培養(yǎng)發(fā)散思維能力。不少心理學家認為,發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的最主要的特(下轉(zhuǎn)152頁)(上接129頁)點,是測定創(chuàng)造力的主要標志之一。而初中學生由于受年齡和閱歷等方面的限制,他們的思維能力雖然已有了相當?shù)陌l(fā)展,但思維形式明顯偏重于具體思維,發(fā)散思維意識相對薄弱,因此,在課堂教學中應(yīng)注意加強學生發(fā)散性思維能力的培養(yǎng)。實踐表明,利用初中物理實驗可引導學生廣開思路,從多個角度去觀察和分析問題,所以對初中生進行發(fā)散思維能力的培養(yǎng)是完全可行的。
如用刻度尺測長度是學生較熟悉的實驗,在學生學習了刻度尺的常規(guī)使用方法后,要求學生用自己的刻度尺去測地圖上兩城市之間的鐵路距離、測一張紙的厚度、測銅絲的直徑、測圓柱體周長、測乒乓球直徑、測圓錐體高度等。學生在自己測量中馬上發(fā)現(xiàn),這些雖都是測長度,但用常規(guī)方法去測相當不便,甚至無法進行測量。教師及時引導學生分析刻度尺使用的局限性,它只能測直線,且測量不能直接進行的原因,使學生逐步確立化曲為直、測多算少、化小為大等測量思路,然后分別用軟線法、累積法、園輪法、繞線法、描折法、卡測法等完成上述問題。這樣突破了刻度尺使用的常規(guī)方式,擴展了學生的測量思路。
在物理教學中,巧妙地利用物理實驗的多元性、多變性,不斷地培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力,不但能使學生對物理概念和規(guī)律的理解更加完整和深刻,也能使學生擺脫習慣思維的束縛,拓寬思維范圍,使解決問題的方法不拘一格,從而使學生的創(chuàng)造性思維能力得到發(fā)展,以適應(yīng)當前素質(zhì)教育的需要。
四、利用課外實驗,引導學生勇于創(chuàng)新、樂于創(chuàng)新
“從生活走向物理,從物理走向社會,從物理走向大自然”是物理課程的基本理念。物理課外小實驗是學生在課外自己設(shè)計、自己尋找實驗用品、自己動手、自己總結(jié)的簡單易做的實驗。它加深了物理知識與生產(chǎn)生活的聯(lián)系,為學生提供了大量的動手機會,彌補了課堂教學的不足,激發(fā)了學生學習物理的興趣,提升了學生的創(chuàng)新能力。
例如,學生在學習了大氣壓強一節(jié)之后,對瓶吞雞蛋實驗進行了改進。學生將廣口瓶換成了平底燒瓶,將酒精棉換成了熱水,將熟雞蛋換成了熟鵪鶉蛋。在燒瓶中加入剛剛沸騰的水,靜置一會將水倒出。將剝好的鵪鶉蛋放到瓶口,會看到它被不斷吞入瓶內(nèi)。將燒瓶倒置,用熱毛巾捂住瓶底,使鵪鶉蛋對準瓶口,待鵪鶉蛋進入瓶頸一部分后,將燒瓶浸入熱水中,會看到鵪鶉蛋又被重新吐了出來。這個實驗吞蛋過程更加清晰,而且解決了學生的疑問――“蛋能否被吐出來”。