摘 要:當(dāng)前,大多高中學(xué)生物理基礎(chǔ)較薄弱,思維能力不足,屬于被動學(xué)習(xí)型。利用物理實驗,變驗證性實驗為探索性實驗,加強實驗設(shè)計,幫助學(xué)生掌握物理概念,在教學(xué)中起到了良好的效果。
關(guān)鍵詞:物理實驗;驗證性實驗;探索性實驗;學(xué)生思維
物理乃即物說理,物乃客觀存在的物體物質(zhì),理乃道理真理。物理學(xué)就是通過觀察實驗發(fā)現(xiàn)物體、物質(zhì)的運動變化的規(guī)律,道出其真理。我所教的班級為綜合高中,學(xué)生大多來自農(nóng)村薄弱學(xué)校。他們純樸善良守紀,但是數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)稍差,思維能力不足,屬于被動學(xué)習(xí)型。一旦變換題型,更改數(shù)據(jù),就憑借慣性思維,出現(xiàn)錯誤。《教育部關(guān)于進一步深化中等職業(yè)教育教學(xué)改革的若干意見》指出:加強學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng),要高度重視實踐和實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié),突出“做中學(xué)、做中教”的職業(yè)教育教學(xué)特色。作為職業(yè)學(xué)校的物理教師,更應(yīng)充分利用物理實驗,發(fā)展學(xué)生思維,使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人,促進其終身發(fā)展。下面結(jié)合本人的教學(xué)實踐談?wù)剬嶒炚n的做法。
一、變驗證性實驗為探索性實驗
對學(xué)生來說,做好探索性實驗就是一次創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)、發(fā)展思維的好機會。教師只要引導(dǎo)有方,指導(dǎo)得法,使學(xué)生有興趣、有信心、有方法,進行探索和研究,從而得出規(guī)律,獲得成功的喜悅,就能更好地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性。
在研究通電導(dǎo)體在磁場中受力實驗中發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用,而受力方向與磁場方向及電流方向是互相垂直的,當(dāng)電流方向或磁場方向發(fā)生變化,力的方向也發(fā)生變化。那怎樣用互相垂直的三個手指表示呢?我先示范左手和右手互相垂直的食指、中指、拇指樣子,請同學(xué)們跟著做,讓他們試著發(fā)現(xiàn)三個手指所指的方向要與實驗結(jié)果一致。同學(xué)們開始動手、動腦、動眼,經(jīng)過努力總會有同學(xué)發(fā)現(xiàn)其規(guī)律,然后我及時加以總結(jié)。伸出左手,讓拇指、食指、中指互相垂直,且食指指向磁場方向,中指指向?qū)w中電流方向,則拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中受力方向。如果磁場方向向右,導(dǎo)體中電流方向垂直紙面由里向外,則導(dǎo)體受磁場力的方向向上。再如磁場方向垂直紙面向里,導(dǎo)體中的電流向下,則通電導(dǎo)體的受力方向向右。并用實驗加以驗證。如下圖。
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在具體教學(xué)中,應(yīng)用控制變量法可以先伸出食指指向磁場方向,再伸開中指指向?qū)w中的電流方向,如不一致可轉(zhuǎn)動手腕,最后伸開拇指要與食指、中指互相垂直,則拇指所指的方向就為導(dǎo)體受磁場力的方向。通過這樣的教學(xué)實踐,既生動有趣,又培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,獲得成功的喜悅,堅定了學(xué)好物理的信心。
在判定導(dǎo)體在磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向,(右手定則)我也采用這一方法,該方法既形象又明了,易于掌握。
記憶方法:先電后動用左手,先動后電用右手。(導(dǎo)體先通電而后受力運動用左手,先運動而后產(chǎn)生電流用右手)
食指磁,中指電,拇指力(運動)。
在透鏡成像、歐姆定律、牛頓定律、理想氣體狀態(tài)方程等的教學(xué)中也采用了這種探究的方法,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手操作能力,而且通過他們的大腦思維活動,提高了分析問題、解決問題的能力,更好地掌握新的知識,效果較顯著。
二、加強實驗設(shè)計,發(fā)展學(xué)生思維
當(dāng)今世界,需要大量的設(shè)計型、創(chuàng)新型人才,作為物理教師應(yīng)根據(jù)本學(xué)科的教學(xué)特點,有意識地培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗方案的能力,當(dāng)代物理學(xué)中的規(guī)律大多是科學(xué)家們先科學(xué)大膽地猜想,經(jīng)過理論推導(dǎo)而得出的,而檢驗真理的唯一標準是實踐,即能經(jīng)過實驗的發(fā)現(xiàn)或驗證。然而這些實驗沒有現(xiàn)成的方案,我們只能利用現(xiàn)有的實驗器材和設(shè)備加以改進進行實驗。所以在教學(xué)中我們要做有心人,有目的地設(shè)置一些障礙,讓學(xué)生通過思索和努力完成實驗方案的設(shè)計,同時也靈活地掌握了所學(xué)的知識。
如要測量小燈工作時的電阻、電功率、電源的電動勢和內(nèi)阻等試驗,需要電壓表、電流表,但手邊只有一只電壓表或一只電流表和已知阻值的電阻,怎么辦?
在講氣體克拉伯龍方程PV=■RT時引申到氣體密度ρ=m/V=Pμ/RT。測出氣壓P,氣溫算出T,就可知密度。那么還有別的方法嗎?需要哪些器材?測空氣質(zhì)量是個難題,這要考慮到空氣的浮力。通常做法是用瓶塞塞緊一個大的燒瓶,用天平稱出它們的總質(zhì)量m,再用抽氣機抽出瓶中的空氣。抽的次數(shù)越多,瓶內(nèi)的空氣越稀薄,越接近真空,再稱出空瓶的質(zhì)量m1,則瓶內(nèi)空氣的質(zhì)量為m-m1,然后拔出瓶塞灌水至原先瓶塞底處,再將水倒入量筒測出水的體積即為瓶內(nèi)空氣的體積V,空氣的密度ρ=(m-m1)/V。若沒有抽氣機怎么辦?就要先設(shè)計一個實驗方案,自己在學(xué)校尋找器材,實驗裝置如圖,用一個打足氣的足球放在臺秤上稱出其質(zhì)量m2,然后用一帶細導(dǎo)管的氣針插進足球的氣嘴,使足球通過導(dǎo)管向裝滿水的量筒中排氣,擠出筒中的水。當(dāng)量筒中水面與筒外水面相平時,量筒內(nèi)的空氣氣壓就等于外部的大氣壓。拔出氣針,再測出足球的質(zhì)量m3,則球放出的空氣的質(zhì)量為m2-m3,這就近似為量筒中空氣的質(zhì)量,從量筒上讀出空氣的體積V,則空氣的密度ρ=(m2-m3)/V(用足球而非氣球是因為要考慮空氣的浮力,前后兩次質(zhì)量的測量時球的體積要相同,這樣受到的浮力也相同).
通過這方面有意識的訓(xùn)練,有利于學(xué)生思維的發(fā)展,培養(yǎng)不畏艱難的品質(zhì),全面提高他們的素質(zhì)和能力。
總之,通過物理實驗,學(xué)生的動手實驗?zāi)芰Φ玫皆鰪?,思維能力得到培養(yǎng)。實踐證明,充分利用物理實驗對于學(xué)生理解物理概念,掌握物理知識,發(fā)展思維,形成正確的認知,進而認識世界,有著不容忽視的作用。
(作者單位 南京下關(guān)中等專業(yè)學(xué)校)
編輯 趙飛飛