摘 要:初中物理教師利用小實(shí)驗(yàn)開展多樣化的知識講授活動,不僅可以借助生動有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象調(diào)動學(xué)生探究學(xué)科知識的積極性,轉(zhuǎn)變他們對物理課程的看法,還能提高學(xué)生的動手能力,加深其對物理概念或原理的理解。主要闡述了物理小實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),分析了在初中物理教學(xué)中開展小實(shí)驗(yàn)的意義,并探討了應(yīng)用小實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體策略。
關(guān)鍵詞:初中物理;小實(shí)驗(yàn);物理教學(xué)
作者簡介:劉大明(1982—),男,湖北省武漢大學(xué)附屬外語學(xué)校。
為了活躍課程教學(xué)氛圍,快速調(diào)動學(xué)生探究知識的積極性,物理教師要巧妙運(yùn)用小實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)活動。教師可以通過展示趣味小實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)操小實(shí)驗(yàn)的方式,快速吸引學(xué)生的注意力,使其更加積極地觀察物理現(xiàn)象,分析物理原理,探究物理結(jié)論,從而加深其對學(xué)科知識的理解與記憶。教師還可以借此讓學(xué)生對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生更加濃厚的興趣,并鍛煉其探究能力、思維能力、操作能力、理解能力等。
一、物理小實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)
物理小實(shí)驗(yàn)所用材料簡單,實(shí)操步驟簡便,且實(shí)驗(yàn)用時(shí)較短,具有明顯的生活化、簡便性與可行性特點(diǎn)。生活化特點(diǎn)體現(xiàn)在物理小實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān),并且所使用的實(shí)驗(yàn)材料多為日常生活中的常見物品。簡便性特點(diǎn)體現(xiàn)在物理小實(shí)驗(yàn)的操作步驟通常較為簡便,往往操作幾個(gè)步驟便可獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論??尚行蕴攸c(diǎn)體現(xiàn)在物理小實(shí)驗(yàn)對環(huán)境、材料、時(shí)間等要素的要求不是很高,學(xué)生可以利用生活材料,在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下,用較少的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),這使得物理實(shí)驗(yàn)擺脫了場地、材料的束縛。
二、在初中物理教學(xué)中開展小實(shí)驗(yàn)的意義
(一)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
物理教師結(jié)合小實(shí)驗(yàn)開展授課活動,能夠把抽象的物理理論或概念直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前,降低知識學(xué)習(xí)的難度,讓學(xué)生真切地感受到探索物理知識的趣味性,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動其自主探知、自主實(shí)驗(yàn)的積極性,提升其知識學(xué)習(xí)的效率。
(二)促進(jìn)學(xué)生理解知識
物理教師利用小實(shí)驗(yàn)展示各種生活現(xiàn)象、物理現(xiàn)象,能夠讓學(xué)生一邊觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,一邊探究物理規(guī)律和實(shí)驗(yàn)原理,從而使學(xué)生更加透徹地理解物理知識的含義,知道現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及其變化原理,加深對物理知識的記憶。
(三)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)
物理教師引導(dǎo)學(xué)生參與多樣化動手實(shí)操小實(shí)驗(yàn)活動,不僅可以提高他們動手實(shí)踐、觀察探究和理論理解的能力,還能提升他們的實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng),使其真正認(rèn)識到嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)分析的重要性。
三、在初中物理教學(xué)中應(yīng)用小實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體措施
(一)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境,激發(fā)學(xué)生的探知興趣
興趣是學(xué)生自主探知的主要?jiǎng)恿?。教師可以?chuàng)設(shè)生動有趣的小實(shí)驗(yàn)情境,利用各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)他們的好奇心,調(diào)動其主動探知的積極性。
1.創(chuàng)設(shè)演示實(shí)驗(yàn)情境
課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)非常重要,教師要有效利用這個(gè)環(huán)節(jié)端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,讓他們對學(xué)科知識產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究興趣。為了達(dá)到這樣的導(dǎo)入效果,物理教師可以利用生動有趣的小實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)演示情境,借助有趣的物理現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生對相關(guān)知識的好奇心,讓他們主動地參與到認(rèn)知活動之中,形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度,從而提升他們的探知效果[1]。
以人教版八年級物理上冊“光的色散”一課的教學(xué)為例。本課要求學(xué)生了解太陽光譜,了解色散現(xiàn)象,掌握色光的三原色知識。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),物理教師可以針對上述知識點(diǎn)展示“光的色散”小實(shí)驗(yàn),創(chuàng)設(shè)演示實(shí)驗(yàn)情境,利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生探究知識的興趣。首先,教師可以利用一個(gè)三棱鏡和一個(gè)白屏進(jìn)行色散小實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生能夠看到一束白色的太陽光在三棱鏡的折射下在白屏上呈現(xiàn)七種顏色。然后,教師再引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行拓展分析,讓他們通過研究白色光束與彩色光束之間的關(guān)系,探尋光束色彩變化的原因,初步理解“光的色散”的內(nèi)涵。物理教師利用小實(shí)驗(yàn)開展情境教學(xué)活動,能夠把枯燥的物理理論知識生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,從而激發(fā)學(xué)生主動研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的興趣,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
2.創(chuàng)設(shè)動態(tài)案例情境
為了凸顯知識與生活之間的聯(lián)系,消除學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的抵觸情緒,物理教師可以結(jié)合真實(shí)生活情境開展小實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動。教師可先利用多媒體設(shè)備展示一些常見的生活現(xiàn)象,再指導(dǎo)學(xué)生用物理小實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)相似的生活情境,以此來激發(fā)學(xué)生對相關(guān)物理知識的好奇心,調(diào)動其探究學(xué)科知識的積極性[2]。
以人教版八年級物理下冊“壓強(qiáng)”一課的教學(xué)為例。首先,在深入講解壓強(qiáng)理論之前,物理教師可以利用多媒體設(shè)備展示現(xiàn)實(shí)生活中與壓強(qiáng)相關(guān)的案例視頻,借助生動直觀的畫面吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)其對壓強(qiáng)知識的探究興趣。然后,教師可帶領(lǐng)學(xué)生開展“瓶吞雞蛋”物理小實(shí)驗(yàn):先讓學(xué)生把一個(gè)煮熟的雞蛋剝殼并放在一個(gè)比雞蛋略小的玻璃瓶瓶口上,此時(shí)的雞蛋并不能完好無損地進(jìn)入玻璃瓶中;而后讓學(xué)生把熱水倒入玻璃瓶中,等瓶子變熱后把水倒出,并及時(shí)把剝殼的雞蛋放在瓶口上,快速蓋住瓶口,此時(shí)的雞蛋會被逐漸吸入玻璃瓶中。最后,教師再針對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行深入講解,讓學(xué)生進(jìn)一步理解壓強(qiáng)的概念,了解影響壓強(qiáng)作用效果的因素。這樣的小實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠有效激發(fā)學(xué)生的知識探究興趣,加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解。
(二)豐富實(shí)驗(yàn)形式,提高學(xué)生實(shí)操能力
物理教師在教學(xué)中可以設(shè)計(jì)由學(xué)生獨(dú)立完成或合作完成的小實(shí)驗(yàn),使其能通過參與實(shí)驗(yàn)探究活動,提高動手操作能力,同時(shí)加深對相關(guān)物理知識的理解。
1.開展獨(dú)立實(shí)驗(yàn)活動
物理小實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)是方便簡單且可行性強(qiáng),為了讓學(xué)生更好地理解學(xué)科理論知識,提高他們的實(shí)操能力,物理教師可以結(jié)合課程內(nèi)容引導(dǎo)他們開展獨(dú)立實(shí)驗(yàn)活動。教師可先根據(jù)單元知識提出簡單的物理問題,然后讓學(xué)生圍繞問題自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,鼓勵(lì)他們運(yùn)用現(xiàn)有的材料進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師需要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,深入分析現(xiàn)象背后的原理,探究其中蘊(yùn)含的物理規(guī)律,從而使他們更加透徹地理解相關(guān)知識[3]。
以人教版八年級物理上冊“聲音的產(chǎn)生與傳播”一課的教學(xué)為例。本課要求學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)了解聲音是如何產(chǎn)生的以及聲音傳播的條件。在教學(xué)中,教師可以組織學(xué)生開展獨(dú)立實(shí)驗(yàn)活動,探究相關(guān)知識。教師要提前準(zhǔn)備好橡皮筋、小紙盒、乒乓球、細(xì)線、音叉、小鼓、黃豆、水等物品。而后,教師可提出“聲音是如何產(chǎn)生的?”“聲音在空氣中是如何傳播的?”兩個(gè)問題,并讓班級學(xué)生自行設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)方案,選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)物品進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作。例如,有的學(xué)生會選擇橡皮筋和小紙盒進(jìn)行實(shí)驗(yàn),先把橡皮筋綁在小紙盒上,然后撥動橡皮筋,讓橡皮筋發(fā)出聲音,并觀察橡皮筋的變化情況,以此來探究聲音是如何產(chǎn)生的。在這樣的實(shí)驗(yàn)探究中,學(xué)生能加深對相關(guān)知識的理解。教師組織學(xué)生開展自選式獨(dú)立小實(shí)驗(yàn)活動,既可以帶給學(xué)生更好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn),調(diào)動學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性,又能提高他們的動手操作能力和實(shí)驗(yàn)探究能力。
2.開展合作實(shí)驗(yàn)活動
為了提高學(xué)生思維的靈活性,提升他們的實(shí)驗(yàn)探究效率,物理教師還可以開展合作類小實(shí)驗(yàn)探究活動。針對此類活動,教師要為學(xué)生創(chuàng)造更加自由、開放的學(xué)習(xí)空間,讓他們自行研究實(shí)驗(yàn)步驟,在合作實(shí)驗(yàn)、互動交流的過程中總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。另外,教師還可以引導(dǎo)各學(xué)習(xí)小組對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行探究,鼓勵(lì)他們大膽表達(dá)自己的看法,從而提高他們合作學(xué)習(xí)的效率。
以人教版八年級物理下冊“杠桿”一課的教學(xué)為例。在教學(xué)中,教師可以組織小組合作小實(shí)驗(yàn)探究活動。教師可先把學(xué)生分成多個(gè)四人探究小組,并為各組提供木尺、鉤碼、鐵架臺、彈簧測力計(jì)等實(shí)驗(yàn)器材,然后布置“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)過程中,各組學(xué)生需要將不同數(shù)量的鉤碼懸掛在杠桿的兩端,通過改變鉤碼位置或數(shù)量的方式找到不同情境下杠桿的平衡點(diǎn)。完成實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生要通過交流討論,分析物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和數(shù)據(jù),從而總結(jié)出杠桿的平衡條件。教師組織這樣的合作小實(shí)驗(yàn)活動,既可以活躍課堂氛圍,又能培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維、邏輯思維,提高他們合作學(xué)習(xí)的能力。
(三)設(shè)計(jì)拓展實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生綜合能力
為了幫助學(xué)生鞏固單元知識,提高學(xué)生的實(shí)踐探究能力和學(xué)科綜合素養(yǎng),物理教師可以結(jié)合教材內(nèi)容和各種資源設(shè)計(jì)拓展小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中加深對學(xué)科理論知識的理解與記憶。
1.設(shè)計(jì)生活化實(shí)驗(yàn)
為了有效提高學(xué)生在生活中探究知識的能力以及應(yīng)用知識的能力,物理教師可以結(jié)合多方面資源為學(xué)生設(shè)計(jì)生活化物理小實(shí)驗(yàn)。首先,教師可利用多媒體課件展示一些常見的生活現(xiàn)象,并根據(jù)這些現(xiàn)象提出一些探究問題,提供一些簡單的生活化實(shí)驗(yàn)材料,讓學(xué)生猜測用這些材料進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)會產(chǎn)生哪些現(xiàn)象。然后,教師要讓學(xué)生使用這些材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,引導(dǎo)其通過觀察和分析具體實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出正確的物理結(jié)論。最后,教師要引導(dǎo)學(xué)生思考該物理結(jié)論可應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中的哪些方面,從而提升學(xué)生的知識應(yīng)用能力[4]。
以人教版八年級物理上冊“光的直線傳播”一課的教學(xué)為例。在教學(xué)中,首先,教師可利用多媒體設(shè)備展示一些自然美景圖片,如樹林中的太陽光線、海上明月、路燈下的影子等。然后,教師可提出相關(guān)物理問題:光是如何傳播的?光的傳播路線是否會發(fā)生變化?接著,教師可讓學(xué)生運(yùn)用激光筆、玻璃杯、清水、墨水、糖、白紙等生活材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,探究問題的答案。比如,學(xué)生把清水倒入玻璃杯之中,用激光筆照射玻璃杯,能夠推理出“光是沿直線傳播的”這一結(jié)論。最后,教師可引導(dǎo)學(xué)生將相關(guān)結(jié)論與日常生活相結(jié)合,思考光的直線傳播原理可以應(yīng)用于日常生活的哪些場景中,從而提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力。
2.設(shè)計(jì)探索類實(shí)驗(yàn)
物理課程的主要教學(xué)目的之一是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。為此,教師可以設(shè)計(jì)自主探索類小實(shí)驗(yàn)活動。在此類實(shí)驗(yàn)活動中,教師要讓學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)與單元知識相關(guān)的物理問題,鼓勵(lì)他們通過小實(shí)驗(yàn)探究問題背后的物理規(guī)律或物理理論,使其能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論解答物理問題,從而提高其自主探究能力,提升課程教學(xué)效果[5]。
以人教版八年級物理下冊“阿基米德原理”一課的教學(xué)為例。本課教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解阿基米德原理,學(xué)會用溢水杯等器材探究浮力的大小,并能夠利用阿基米德原理解釋簡單的生活現(xiàn)象。在教學(xué)中,物理教師可以設(shè)計(jì)實(shí)踐探究類小實(shí)驗(yàn)活動。教師可把一個(gè)易拉罐按入裝滿水的燒杯之中,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)水溢出的現(xiàn)象提出與浮力相關(guān)的問題。比如,學(xué)生可能會提出以下問題:溢出水的體積是否等于物體的體積?浮力的大小是否與溢出水的重力有關(guān)?之后,教師再讓學(xué)生用溢水杯、水、石塊、鐵塊等進(jìn)行物理小實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)其通過測量與分析總結(jié)出阿基米德原理,得出上述問題的正確答案。
結(jié)語
為了進(jìn)一步提升課程教學(xué)的效果,使學(xué)生深入理解相應(yīng)的物理知識,初中物理教師可以開展多樣化的小實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動。教師可以利用簡單便捷的物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生快速理解抽象的物理知識,使其在自主操作過程中提升實(shí)驗(yàn)探究的能力,從而提高他們的物理學(xué)習(xí)質(zhì)量。
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