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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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谈谈初中物理课程的实验教学

【作者】 范小勇

【机构】 (佛山市南海区南海实验中学)


【正文】摘 要:物理是以实验为基础的学科,观察和实验是研究物理最基本、最重要的方法。要备好实验课首先要明确实验的目的、实验的原理、实验的步骤和实验的方法,还要考虑这个实验要联系哪些理论。实验课决不是让学生记住某些实验步骤,更重要的是使学生透彻理解,掌握测量的方法和产生结论的过程。做物理实验,对提高我们的科学素养是不可替代的。
  关键词:物理;实验;启发;思考;兴趣
  物理是以实验为基础的学科,观察和实验是研究物理最基本、最重要的方法。常言道:“百闻不如一见,百见不如一做”。只有加强物理实验教学,才能充分调节学生的感知器官,全面地系统地、生动地感知所学的物理知识,使学生由感性认识向理性认识飞跃。同时,通过加强实验教学,增强了学习的积极性、趣味性,有利于提高学习的兴趣,为大面积提高教学质量,深化素质教育奠定了基础。现结合本人的教学实践,就如何加强实验教学谈谈以下几点体会。
  一、如何备好实验课
  备实验课比一般的课困难。备实验课首先要明确实验的目的、实验的原理、实验的步骤和实验的方法,还要考虑这个实验要联系哪些理论。布置学生实验前首先要思考以下问题:通过实验要使学生巩固和加深哪些概念和原理的理解?要使学生掌握哪些实验技巧?要对学生进行哪些方面的思想教育?所需的器材是否齐全?如果没有如何解决?以几位学生为一组较适宜?采用什么形式较好?当这一系列问题妥善考虑清楚并写成教案后就可着手准备实验器材,并在上课前整齐地摆在学生实验桌上,教师要给学生做的实验器材亲自做几次实验,要有目的地改变实验条件再做,以便了解各种实验仪器的性能、测量值的范围,所用时间的多少,从而掌握和预见学生实验中可能出现的各种现象,做到心中有数。
  例如在“观察水的沸腾”实验中,我在学生实验前先做一次,首先用冷水加热,结果水烧开的时间是60多分钟。如果教师直接让学生观察课本中的插图(如右图),然后进行实验,将会浪费很多时间。我们不妨先要求学生多思考,利用在家时烧开水的经验,启发他们讨论:如何节约实验时间?怎么增强实验效果?
  同学们各抒已见,最后把实验改为用温度为80摄氏度左右的热水,结果只用10多分钟就把水烧开了,但水泡不多,实验现象不明显,后来善于思考善于动手的同学想出来,在玻璃杯中放进几片瓷片后水泡就明显多了。结果学生在实验时效果非常明显。这样既锻炼了学生的实验能力,又能养成多动脑的习惯,还大大增加了实验兴趣。
  二、重视物理实验过程
  实验课决不是让学生记住某些实验步骤,更重要的是使学生透彻理解,掌握测量的方法和产生结论的过程。
  在“伏安法测电阻”的实验中,要使学生明确的原理是R=U/I,在实验器材的选择上要结合实验原理进行理解,要测量待电阻的两端电压和通过它的电流,必需要有电流表和电压表,要使待测电阻有电流通过,必需要有电源,组成电路必需有控制电路通断的开关,和组成电路的导线等。此外为了进行多次测量减少实验误差,还要有改变电路电源的滑动变阻器。从而引导学生独立画出实验的电路图(如右图)。
  关于实验步骤的理解:为了要测量待测电阻的两端电压和通过它的电流,必需要组成电路,即按电路图连接电路,为了不损坏电表,实验开始前要打开开关,滑动电阻器的滑片要移到组织最大处,学生明确这些道理后,检查电路无误后便可进行实验,引导学生吧滑动变阻器的滑片分别向左和向右移动这两种情况下进行实验,观察电流表和电压表示数的变化,探索待测电阻的阻值。通过两种不同的探索实验,使学生即巩固了滑动变阻器变阻的原理,又理解导体的电阻与电流和电压无关的道理,从而达到既理解实验有目的,又增加了对物理知识的理解,实验完成后,引导学生简要写出实验步骤。
  学生测完一组数据后,启发学生思考:一组数据能不能计算出导体的电阻?结果是否准确?如何使实验结果更加准确?更有有说服力?然后一步步启发学生完成所有实验。
  对学有余力的同学,还可尝试以下特殊情况:如果实验中,不小心把电流表和电压表对调了,会出现什么情况?从而激发学生的学习兴趣。
  三、把演示实验改为学生实验
  1. 引导学生通过实验理解课文中的知识疑难点。
  例如学生学习了杠杆知识后,我引导学生们思考:一把杆秤,秤砣磨损了,用它称物体,称出来的物体的质量比物体的实际质量偏大还是偏小了?我要求学生回家用一个标准的杆称称一个物体的质量,然后再把称砣换成一个小一些的称砣,再称一称,通过比较,便很容易得到结果了。
  又如,学习了大气压和知识后,针对托里拆利实验,我设置了下面一道选择题:
  一个充满水的量筒开口向下浸没在水中。如图所示,用手把它从水中提起,在筒口离开水面前,量筒中的水是(     )
  A.充满水       B. 有水,但不满
  C. 没有水       D. 以上都不对
  在学习过程中,很多学生不理解,于是我叫学生取一个空矿泉水瓶代替量筒,在装有水的桶里做一次。通过实验,学生对这个现象清楚了,于是老师通过适当的理论指导,学生对这个知识点掌握就深刻多了。
  2.指导学生做好间接性测量的实验,开拓学生的思维,提高分析问题和解决问题的能力。
  近年来,中考试题中的实验题,比较多出现间接性测量的实验考查,学生在平时的学习中多探索一些实验的方法,通过分析,比较,归类,加强对物理知识的理解。既能灵活运用知识解决实际问题,又能提高应试能力。
  例如,在测量物质的密度这个实验中,测量的方法很多,可通过多种不同的方法引导学生进行思考,用不同的方法完成这个实验。比如要测量铁块的密度,一般的方法是用天平测量物体的质量,用量筒测量物体的体积,然后用密度公式算出铁的密度。设问:如果没有天平呢,可否用弹簧称测量铁的质量?如果没有量筒,用天平,玻璃杯和水可否测出铁块的体积?用弹簧称和水可否测出铁的密度?怎样测量?原理是什么?这样通过教师的引导,学生会明确可通过弹簧称称出的重力,再由公式求出铁的质量。说明没有天平,可用弹簧称间接测量物质的体积。同样,用天平,玻璃杯,水可通过排水法测体积,利用铁块排开的水的体积等于铁的体积只要想办法测量出排水的质量就可以了。这样,通过分析,学生就会很快完成实验。同样,利用弹簧称和水可通过用浮力的知识求出铁块的体积。此外,如果铁块是正方体或是长方体,又可用刻度尺测量出铁块的长,宽,高等间接算出铁的体积。学生通过这样的思考过程,有效地拓宽了解题思路,增强了物理思维。
  四、如何做控究性实验
  探究性实验在物理学习中处于举足轻重的地位,许多物理问题需要经过探究性实验来研究。
  科学探究的一般环节有:“提出问题—猜想与假设—设计实验—进行实验—分析论证—交流与合作—评价”,在探究性实验中需要根据探究的问题,明确实验目的,选取实验器材,掌握实验步骤,能从观察的现象和记录的数据中分析得出探究的规律。
  在探究影响动能大小的因素和机械能的转化规律的实验中,学生首先要明确动能的定义、特点,教师再启发学生从大量的生活事例中总结出可能影响物体动能大小的因素。然后启发学生如何进行实验设计,分析论证,得出结论,再进行交流评价。
  我尝试从以下几方面对学生进行点拨:如右图小球动能的大小是通过什么来量度的?(是通过它推动木块做功的大小来量度的);而起点高度大的钢球到达斜面底端的速度较大,同一运动小球撞击停在水平面上的木块后,甲图木块运动的距离越长,为什么?(说明同一小球的动能随着速度的增大而增大。);而同一起点高度自由落下的钢球和木球到达斜面底端的速度相同,但它们推动木块做功的大小为什么不同?(启发学生思考:乙图木块运动的距离越长,乙图比丙图钢球推动木块做功大,这是运动物体的质量大引起的。);你能得出什么结论?(说明在速度相同时,物体的动能随着运动物体的质量的增大而增大。)
  通过认真细致的观察和动手感知,再加上对问题的思考,学生可尝试自己得出实验结论,这样对探究的内容就不难理解了。
  总之,做物理实验,对提高我们的科学素养是不可替代的,没有什么灵丹妙药和捷径可走,任何纸上谈兵的东西不可能提高学生的实验素养。可见,在平时的教学中如能做到多引导学生进行从不同角度思考问题,多从不同的角度进行探索,分析,比较并能通过实验加以巩固,这样学生对知识的理解就深透多了,能力自然就提高了,这样就能从根本上就达到了素质教育的要求。
  参考文献:
  [1]刘炳升 《物理是一门以实验为基础的学科》 2000年3 月
  [2]刘军 《普通物理实验》新疆:新疆人民出版社.1996年6月
  [3]叶澜 《教师角色与教师发展新探》教育科学出版社 2001年10月