潘春梅
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,實驗在物理教學中占有重要的地位。在物理實驗教學中,如何在初中物理實驗教學中培養(yǎng)學生的探究能力,進而提高物理教學效果,在加強素質教育的今天,顯得尤為重要。結合筆者多年的教學經(jīng)驗,現(xiàn)從以下幾方面談談個人的意見。
一、科學探究、明確步驟
科學的核心是探究,學習物理就要學會科學探究。開展學生探究實驗,首要一點是先讓學生懂得探究的基本步驟:(1)根據(jù)探究課題,提出問題。提出問題是進行科學探究的第一步,愛因斯坦說過:提出問題有時比解決問題更重要。(2)猜想。牛頓說過,沒有大膽的猜想就作不出偉大的發(fā)現(xiàn)。(3)制定計劃與設計實驗。計劃應針對探究的目的;實驗應選擇適當?shù)钠鞑?;設計好實驗方案,寫出實驗步驟;必要時畫出供記錄實驗數(shù)據(jù)用的表格。(4)進行實驗與收集證據(jù)。實驗時,要嚴格按照實驗步驟進行操作,在操作過程中學生要注意觀察,把觀察到的重要現(xiàn)象和數(shù)據(jù)記錄下來,數(shù)據(jù)的記錄要尊重事實。(5)分析與論證。實驗數(shù)據(jù)只是一堆原始材料,必須通過分析、論證,才能形成結論。(6)評估。學生探究過程是否適當?探究得到的結果是否合理?探究過程中是否出現(xiàn)新問題等,都要再進行充分的考慮。在科學探究過程中,對這六個步驟應根據(jù)實際情況靈活運用。
二、開展實驗、培養(yǎng)能力
新課程標準倡導自主的學習方式,因此實驗教學中要讓學生經(jīng)歷探究過程,學習探究方法,培養(yǎng)探索精神、實踐能力及創(chuàng)新意識。筆者認為可以運用以下幾個方法開展實驗教學,以培養(yǎng)學生的探究能力。
(一)做好學生個人演示實驗,培養(yǎng)學生自主探究的能力
物理教材中的很多小實驗,例如直接操作型:用刻度尺測量物體長度、用溫度計測量水的溫度、流體壓強和流速的關系、壓強的大小跟什么因素有關等。再如間接操作型:比較簡單、容易操作的實驗。筆者覺得生搬硬套、填鴨式的教學很不可取,因為這些教師的演示實驗,很多學生根本看不清,不同程度的限制和阻礙了學生智能和潛能的發(fā)展,直接影響學生實驗心理素質的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
例:在探究“流體壓強和流速的關系”中,就可以讓每一個學生提前準備好一些紙片,進行自主探究:
實驗1:向兩張自由下垂的紙片中吹氣。會觀察到:兩張自由下垂的紙片下端相互靠近。
實驗2:沿著下垂的紙片上方吹氣。會觀察到:自由下垂的紙片向上飄動。然后讓學生分析實驗中的現(xiàn)象:向紙片的一側吹氣時,空氣流動速度變大,壓強變?。患埰硪粋葲]有風吹,空氣流速小,壓強大,把紙片壓向壓強小的一邊了。
得出結論:流速大的地方,壓強?。涣魉傩〉牡胤?,壓強大。
通過開展學生自主探究實驗,可以使學生思維更加活躍,師生互動使課堂教學層層遞進,環(huán)環(huán)相扣地開展,充分調(diào)動學生的積極性,體現(xiàn)學生的主體地位。
(二)以專題的形式開展集體探究,提高學生的探究能力
筆者經(jīng)常以專題的形式開展集體探究,引導學生自己去發(fā)現(xiàn)問題、進行實驗設計、解決問題,從而達到鞏固知識和提高能力的目的。
1.在實驗中引導學生發(fā)現(xiàn)問題、探討問題。例如在“探究滑動摩擦力大小的因素”中,筆者讓學生做了以下嘗試:
(1)你的猜想:
(2)實驗步驟:
(3)分析與論證:
接下來筆者讓學生向大家展示他們的方案:
方案一(如圖1):探究在接觸面粗糙程度相同時,滑動摩擦力和壓力的關系。
方案二(如圖2):分別把木塊和鐵塊疊加起來,探究在壓力相同時,滑動摩擦力和接觸面粗糙程度的關系。
筆者先表揚了學生的探索精神,接著在評價實驗結果時,引導學生發(fā)現(xiàn)問題:都用同樣的彈簧測力計、木塊和鐵塊,為什么兩個方案中F1和F2的大小不同呢?結論也不同呢?緊接著讓學生回顧“控制變量法”的內(nèi)涵,得出:(1)在研究滑動摩擦力和壓力的關系時,要控制接觸面粗糙程度相同;(2)在研究滑動摩擦力和接觸面粗糙程度的關系時,要控制物體壓力相同。所以,兩個方案都是可行的且行之有效的。
2.加強對學生實驗設計能力的培養(yǎng)。在開展“探究物質的密度”復習中,筆者給學生們提供實驗器材:天平、燒杯、量筒、一瓶牛奶、正方體鐵塊、刻度尺。讓學生自主設計實驗,測量某些物質的密度。學生們各個躍躍欲試,紛紛開展實驗設計,最后筆者挑選了一些典型實驗做榜樣示范。
學生甲:用天平和量筒,測量牛奶的密度。
(1)實驗原理:ρ=m/V
(2)實驗步驟:
①在燒杯中裝適量的牛奶,用天平測出牛奶和燒杯的總質量m1;
②把燒杯中的牛奶倒入量筒中一部分,讀出量筒內(nèi)牛奶的體積V;
③稱出燒杯和杯中剩余牛奶的質量m2;
④得出牛奶的密度ρ=(m1-m2)/V。
學生乙:用刻度尺、天平,測量正方體鐵塊的密度。
(1)實驗原理:ρ=m/V
(2)實驗步驟:
①用天平測量出鐵塊的質量m;
②用刻度尺測量出正方體鐵塊的邊長a,算出其體積V=a3;
③求出鐵塊的密度ρ=m/a3。
筆者充分肯定、表揚了學生們開動腦筋、開拓進取的精神,同時鼓勵學生在對待其它物理問題時也能夠發(fā)散思維,做到舉一反三。
總之,教師要在初中物理實驗教學中培養(yǎng)學生的探究能力,首先要學生明確進行科學探究的基本步驟,在探究實驗中教學中通過學生個人演示,培養(yǎng)學生自主探究能力。當然,學習是無止境的,方法也是無窮的,在今后的教學過程中,筆者將著力通過更多途徑,注重對學生探究能力的培養(yǎng),以期達到更上新臺階的目的。
(作者單位:清遠市連山縣民族中學)