李洪波
《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出:“實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分,是落實(shí)物理課程目標(biāo),全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。”由此可見,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生獲得感性認(rèn)識,加深對概念和規(guī)律的理解,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生各種能力的重要途徑。長期以來,很多教師在實(shí)驗(yàn)過程中注重結(jié)果,輕視過程,使對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)幾乎成為空談,而這幾年中考對實(shí)驗(yàn)過程中能力的考查逐漸增多,導(dǎo)致學(xué)生對有些實(shí)驗(yàn)題無從下手,得分率較低。如何提高實(shí)驗(yàn)題得分率成了很多教師在教學(xué)中不斷探討的問題。下面結(jié)合多年來的教學(xué)情況,把自己對提高初中物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膸c(diǎn)想法與大家一起分享:
一、注重實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備過程
初中物理實(shí)驗(yàn)很多,有演示實(shí)驗(yàn)也有分組實(shí)驗(yàn),有簡單的實(shí)驗(yàn)也有復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),教師在做或講每個(gè)實(shí)驗(yàn)前要做好準(zhǔn)備工作:包括實(shí)驗(yàn)器材的選取、實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)中的操作、實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題、實(shí)驗(yàn)后的反思與評估。尤其是力學(xué)和電學(xué)中較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),如在“測量定值電阻的阻值”實(shí)驗(yàn)前,我們要先選擇器材,這個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的器材較多:電源、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻。定值電阻有5Ω、10Ω、15Ω,為了計(jì)算方便,我們通常選10Ω的。電源有學(xué)生電源和電池兩種,因?yàn)閷W(xué)生電源易調(diào)節(jié)電壓且放置方便,因此做實(shí)驗(yàn)時(shí)多選學(xué)生電源?;瑒幼冏杵髯畲笞柚涤?0Ω和100Ω,正常應(yīng)該選10Ω的,但10Ω的變阻器掛在黑板上比較小,不利于學(xué)生觀察接法,而100Ω的變阻器觀察更方便。器材選完后,要考慮器材的擺放,器材是掛在黑板上還是擺放在桌面上?怎么擺放使連接電路時(shí)線路更清晰且導(dǎo)線不交叉?電源電壓調(diào)到多少更恰當(dāng)?教師必須在課前做好準(zhǔn)備,多做幾次實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù),把各元件的擺放位置及連接方式熟記于心,對實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的故障也要弄清楚,避免在課上耽誤過多時(shí)間,影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對各種器材使用方法的掌握。
二、注重實(shí)驗(yàn)時(shí)的教學(xué)引導(dǎo)
為提高教學(xué)效果,教師應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo),盡量創(chuàng)造條件多做實(shí)驗(yàn) ,如可把有些演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),爭取讓每個(gè)學(xué)生都有動手操作的機(jī)會,在實(shí)驗(yàn)過程中教師要及時(shí)引導(dǎo),從而培養(yǎng)學(xué)生的各種實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。例如:“探究電流與電壓和電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)是初中電學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)之一,也是一個(gè)完整的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)。要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會提出問題:電流與電壓有什么關(guān)系?在猜想時(shí)教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo):電壓是形成電流的原因。學(xué)生馬上會猜想到:電壓越大,電流越大。接著教師提出問題:如何研究電流與電壓的關(guān)系?引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):控制電阻一定,改變電壓,看電流。那么如何設(shè)計(jì)電路圖呢?教師在黑板上畫出電阻符號,向?qū)W生提出問題:怎么改變電壓?用什么看電流?讓學(xué)生討論,激發(fā)學(xué)生的積極性,然后找學(xué)生回答問題,調(diào)動全體學(xué)生的興趣,教師及時(shí)總結(jié):用電流表測電流,用電壓表測電壓,用電源給電路供電,用開關(guān)控制電路,用導(dǎo)線連接電路。最后畫出正確的電路圖。
教師再引導(dǎo):如何改變定值電阻的電壓?有什么方法?學(xué)生再次熱烈討論,教師找學(xué)習(xí)較好的學(xué)生回答,最后總結(jié)出兩種方法,一是改變電源電壓,二是串聯(lián)一個(gè)滑動變阻器。教師引導(dǎo)學(xué)生思考哪種方法更好,并引導(dǎo)學(xué)生從安全性、操作性、普遍性三方面進(jìn)行分析,以免學(xué)生無從下手。在這個(gè)過程中,教師的引導(dǎo)起關(guān)鍵作用。學(xué)生跟著教師的思路逐步深入思考,思維能力得到鍛煉,并為下面的實(shí)驗(yàn)過程奠定基礎(chǔ)。接著,教師演示實(shí)驗(yàn),在這個(gè)過程中讓學(xué)生看清導(dǎo)線的連接過程,強(qiáng)調(diào)電流表及電壓表接線柱的接法,滑動變阻器的連接方式,及如何用試觸法選擇合適的量程,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)表格。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師要整理好實(shí)驗(yàn)器材,引導(dǎo)學(xué)生將收集的數(shù)據(jù)利用圖像進(jìn)行分析與論證,培養(yǎng)學(xué)生的分析與概括能力,并引導(dǎo)學(xué)生對整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行評估,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。在得出結(jié)論后利用典型習(xí)題讓學(xué)生將剛學(xué)到的知識進(jìn)行運(yùn)用,提高分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造性思維能力。
三、注重觀察現(xiàn)象后的進(jìn)一步拓展
物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,每個(gè)實(shí)驗(yàn)都離不開對物理現(xiàn)象的觀察,通過現(xiàn)象揭示所蘊(yùn)含的物理知識和規(guī)律。例如:在“探究不同物質(zhì)的吸熱情況”實(shí)驗(yàn)中:用相同的容器給質(zhì)量相同的水和食用油用相同的加熱器加熱相同時(shí)間,引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象:哪種物質(zhì)溫度升高得快?學(xué)生發(fā)現(xiàn)食用油溫度升高得快。教師進(jìn)一步拓展提出:若讓水也升高相同溫度該怎么辦?學(xué)生會輕松想到:給水繼續(xù)加熱一段時(shí)間,食用油停止加熱。教師進(jìn)一步指出:質(zhì)量相同的水和油升高相同的溫度,誰吸收的熱量多?學(xué)生會輕松回答:水吸收的熱量多。教師指出:質(zhì)量相同的水和食用油都升高相同溫度,水吸收的熱量多,就說明水的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)。如果換成別的物質(zhì),都升高一樣溫度,加熱時(shí)間是否不同?教師再換不同物質(zhì)重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生看到不同物質(zhì)升高同樣溫度需要的加熱時(shí)間不同,從而使學(xué)生意識到不同物質(zhì)的吸熱能力不同,從而順理成章也引入比熱容的概念。
四、注重用畫圖、識圖的方式加深對相關(guān)知識的理解
在初中物理中,實(shí)驗(yàn)后往往伴有畫圖、識圖及原圖與實(shí)物的轉(zhuǎn)化。如光學(xué)作圖、熱學(xué)圖像 、力學(xué)的受力分析 、滑輪組的裝配圖、杠桿力臂的畫法、電路圖、實(shí)物圖的連接及用圖像來分析問題等。如在分析杠桿的五要素和杠桿的應(yīng)用時(shí),把各種生活實(shí)例如鍘刀 、瓶起子、 獨(dú)輪車 、鐵鍬等抽象出來,用畫圖和識圖來分析更直觀形象,增進(jìn)對杠桿知識的理解。在研究“熔化和凝固”實(shí)驗(yàn)中,用圖像把晶體和非晶體的熔化情況用圖像表達(dá)出來。畫圖、識圖的方式能更形象更直觀地反映物理知識,培養(yǎng)學(xué)生的想象力,加深對知識的理解,提高理解能力。
五、注重培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力
盡量多讓學(xué)生動手操作,提高操作能力。教師要把握好課堂的節(jié)奏,并及時(shí)引導(dǎo)。很多要求學(xué)生課后完成的小實(shí)驗(yàn),教師要做好布置,實(shí)驗(yàn)器材的選取、實(shí)驗(yàn)的做法、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察等,都盡量讓學(xué)生獨(dú)立完成,為學(xué)生提供觀察、分析及動手操作的機(jī)會,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。學(xué)生在課外實(shí)驗(yàn)中通過動手操作、觀察、記錄、分析與思考,不僅能獲取新知識,還能學(xué)會探求新知識的方法。如講完大氣壓后可布置學(xué)生用飲料瓶做實(shí)驗(yàn):取一空飲料瓶,倒入少量的熱水搖幾下,倒出熱水,迅速擰上瓶蓋,觀察現(xiàn)象。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)瓶子慢慢變癟并伴有咔咔的響聲,學(xué)生被這個(gè)現(xiàn)象吸引,產(chǎn)生想了解真相的渴望。教師讓學(xué)生分析原因,體會大氣壓的存在,體會物理來源于生活,讓抽象的知識通過簡易小實(shí)驗(yàn)在學(xué)生頭腦中形成深刻的印象,使學(xué)生對大氣壓的存在深信不疑。
六、注重實(shí)驗(yàn)后的反思和鞏固
實(shí)驗(yàn)做完后,教師要對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程進(jìn)行反思:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、分析與論證、評估各方面出現(xiàn)的問題應(yīng)怎么改正,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室時(shí)理解不好的內(nèi)容有哪里,在下節(jié)課的習(xí)題課上要有針對性地加強(qiáng)鞏固與理解。例如“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)是繼“伏安法測電阻”之后的又一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),對學(xué)生要求較高,學(xué)生不僅要進(jìn)一步練習(xí)電流表、電壓表、滑動變阻器的使用,還要在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)小燈泡的實(shí)際電功率隨實(shí)際電壓變化而變化的規(guī)律,進(jìn)而加深對實(shí)際功率和額定功率的理解。實(shí)驗(yàn)后的反思:(1)通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生是否會選擇電流表和電壓表的量程:電壓表量程要依據(jù)小燈泡的額定電壓來選擇;由小燈泡的額定電壓和所給的電阻,結(jié)合歐姆定律計(jì)算出小燈泡的額定電流,再依據(jù)小燈泡的額定電流選擇電流表的量程。若小燈泡電阻不已知,可以采用試觸法。(2)在實(shí)驗(yàn)中是否強(qiáng)調(diào)了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用。(3)數(shù)據(jù)記錄是否有較大誤差,學(xué)生是否學(xué)會了電功率的計(jì)算。(4)學(xué)生能否自己通過數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。(5)電路出現(xiàn)故障時(shí),學(xué)生能否正確分析并解決。教師根據(jù)反思的問題和學(xué)生的情況有梯度地進(jìn)行訓(xùn)練,從而加深學(xué)生對知識的理解。
總之,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提高學(xué)生的能力有賴于學(xué)生和教師共同努力,其中教師的引導(dǎo)應(yīng)起關(guān)鍵作用。教師應(yīng)在平時(shí)的教學(xué)實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)、反思、改進(jìn)、滲透,引導(dǎo)學(xué)生實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際、積極思考,全方位提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?