摘 要:針對初中物理實驗教學,本文從物理實驗教學的基本要素、科學探究方法、實驗的類型、課堂延伸與應用進行論述,闡述提高初中物理教學有效性的基本方法。
關鍵詞:科學實驗;有效性;培養(yǎng)能力
物理是一門以實驗為基礎的學科。在初中物理教學中,提高實驗教學的有效性,尤其對培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng),是非常必要的。作為起始學科的初中物理,從培養(yǎng)學生的學習方法、學習習慣,提高實驗教學的有效性,也是非常必要的。同時初中物理實驗教學兼具培養(yǎng)學生基本實驗技能的功能,尤其值得重視。本文從以下三個方面就如何提高實驗教學的有效性,逐一進行闡述。
一、 在教學中注重學生科學實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)
首先在實驗教學中要注重學生科學探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。
科學實驗探究有七個基本的要素,分別為提出問題、猜想假設,設計實驗、進行實驗、信息收集與記錄、分析得出結論、評估、交流與合作。能夠在給定背景下,合理的提出探究問題是學生學習物理的萬里長征第一步,因此就需要老師在教學的過程中依據(jù)教材,從最淺顯的問題著手,培養(yǎng)孩子提出問題的能力。例如用相同的力度撥動伸出桌子邊緣的同一把鋼尺,改變伸出的長度,聽聲音的音調(diào)有何不同?提出問題:音調(diào)與鋼尺伸出長度的關系?進一步分析,鋼尺伸出的長度影響了鋼尺振動的頻率(振動的快慢),優(yōu)化問題,音調(diào)與鋼尺振動的頻率的關系。如上我們在教學中還需對猜想假設、設計實驗的科學探究要素逐項的在具體的實驗中重點培養(yǎng),使學生認識到科學探究要素是物理學習的方法論,遇到問題就能按照這樣的思路去思考解決問題。
其次要注重學生基本科學探究方法的培養(yǎng)。
實驗方法是達到實驗目的的關鍵。初中物理探究實驗經(jīng)常應用的實驗方法有控制變量法、轉化法、等效替代法等。通過具體的實驗教學,培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。通過“影響蒸發(fā)快慢的因素有哪些?”“用鋼尺探究音調(diào)、響度與哪些因素有關”等實驗,在定性實驗中就開始有意識的培養(yǎng)學生認識影響因素對問題的影響如何能說清道明,這種方法就是控制變量。在“壓力的作用效果與哪些因素有關?”“探究電流與電壓、電阻的關系?”中鍛煉學生在具體實驗中控制變量的應用,結論的表達。對于一些不能直接測量、觀察的物理量,就要通過轉化、等效替代的思想,把它轉化成便于觀察測量的物理量。例如:劃曲為直的測量方法,動能轉化為木塊滑動的距離。
二、 通過具體的分類實驗培養(yǎng)學生實驗探究能力
(一) 規(guī)范的演示教學實驗,是學生嚴謹?shù)膶W習物理的開始
演示實驗教學,是物理教學的最基本方式之一。具有便于操作,現(xiàn)象直觀、清晰的特點。演示實驗教學除了使學生獲得相關的知識之外,就是通過這個教學形式,使學生學習老師的實驗操作的步驟、方法、順序,具有很高的模仿性,同時通過演示實驗教學,學生學習分析現(xiàn)象得出本質(結論)的分析方法,因此老師必須嚴謹?shù)倪M行演示實驗教學。例如,分別給彈簧、鋼尺、橡皮筋、鐵絲、鋁箔、橡皮泥等施加力,從力的作用效果方面,受力都形變,但是能恢復形狀的有彈簧、鋼尺、橡皮筋,而不能恢復形狀的有鐵絲、鋁箔、橡皮泥,分析這種現(xiàn)象說明材料的性質不同,就引出了彈性和塑性,進而就規(guī)定它們的形變分別叫做彈性形變和塑性形變,這樣就非常有效地使學生學會了知識,又培養(yǎng)了學生通過現(xiàn)象分析本質的思想意識。這樣就在這個小小的演示實驗教學中,通過一些巧妙的設計,既提高了教學效率,又培養(yǎng)了孩子分析問題的能力。
(二) 分組實驗是學生小勢牛刀的訓練場
分組實驗室是實驗教學的又一個重要類型,首先分組實驗的分組很重要,小組一定要均勻搭配,不能隨意分組,從動手能力、思維能力、基礎知識都要具互補性,這是順利開展實驗的第一步。其次分組實驗通過課程內(nèi)容、實驗提綱,使得學生一定要有明確的學習目標。第三,分組實驗的開展盡可能地放手讓學生自己解決實驗問題,教師的作用是引導,而不是統(tǒng)一步調(diào)。第四,分組實驗鼓勵學生自主探究,只要達到學習目標要求即可。第五,分組實驗盡可能地把遇到的問題記下來,作為交流分享的材料。例如:探究凸透鏡成像規(guī)律,先讓學生拿著凸透鏡分別觀察近處、遠處的物體,看到了什么?倒立的、正立的、放大的、縮小的,(此處激發(fā)了學生的實驗興趣),緊接著提出問題“凸透鏡成像的規(guī)律如何”?學生在課本內(nèi)容引導下,設計實驗,進行實驗,收集實驗數(shù)據(jù)信息,小組進行總結分析,得出實驗結論。然后教師將各組數(shù)據(jù)收集展示,再分析,使得實驗結論進一步優(yōu)化,在焦距一定時,得出像的性質是由物距決定的,同時得出像的大小與像距變化趨勢一致,像、像距與物距的變化趨勢相反(實驗結論升華)。最后總結出凸透鏡呈現(xiàn)規(guī)律的口訣:一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小,物近像遠像變大,物遠像近像變小。這樣既提高學生的動手能力,又提升了學生的分析能力,提高了教學的有效性。
(三) 課堂延伸,進一步提高學生的實驗探究能力
學生的實驗探究能力,不能拘泥于教材中的實驗教學,還應當適當?shù)匕颜n堂探究內(nèi)容進行延伸,激發(fā)學生的興趣,提高學生的探究能力。例如:在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,除了基礎目標得出凸透鏡成像規(guī)律,還需把這個實驗進一步延伸。提出延伸提綱:1. 遮住凸透鏡的一半,所成的像有哪些變化?2. 在成實像時如果去掉光屏,用眼睛去觀察,眼睛應該在什么位置?3. 在成實像時,如果將光屏與蠟燭位置互換,會出現(xiàn)什么情況?這樣不僅是完成了教學內(nèi)容,通過延伸拓展,使學生對探究實驗的興趣大增,有效的培養(yǎng)學生的實驗探究意識與能力。
三、 自制教具、學具
為了提高實驗教學的有效性,自制教具會讓學生眼前一亮,記憶深刻。例如,教師自制水氣壓計,學生感到很神奇。要求學生自制學具,并提供交流展示機會,學生很有成就感。
又如自制聲波鼓,小孔成像,同一直線二力合成演示器等,都能起到非常有效的實驗教學效果。
總之,初中物理實驗教學的有效性,就是對學生物理核心素養(yǎng)進行堅定不移的培養(yǎng)。有效的教學的結果就是,通過實驗教學使得學生有通過實驗探究解決物理問題的意識、方法與途徑,有將物理實驗方法應用在生活中解決生活問題的基本意識。
作者簡介:
高鴻雁,陜西省榆林市,陜西省定邊縣安邊中學。