淺談中學物理演示實驗改進與設計
物理是一門以實驗為基礎的學科,從教學內容上看,概念的建立和定律發現,都是以實驗為基礎。離開了實驗就談不上物理學的發展。從學生特點來看,初中學生思維正處於具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的階段,其中形象思維仍起重要作用,抽象思維正在發展。教師透過演示實驗,能夠給學生提供足夠的感性材料和活動機會,大大激發了學生物理興趣,降低了學生的學習難度。從教學實踐看,演示實驗能夠幫助他們形成正確的概念,加深對規律的認識,加強對知識的理解和記憶有舉足輕重的作用。綜上所述,改進與設計演示實驗對初中物理教學有重要的意義。
一、儘量以貼近學生已有生活體驗的內容作為演示實驗內容,儘量以實際生活中的物品做為實驗器材,儘量讓學生參與演示(或者表演)來完成實驗的演示,提高了學生主動參與學習的積極性,充分調動學生體驗物理過程,同時也加深了學生對物理知識的深入理解
例如初中物理教學中學習頻率概念時,學生對頻率的理解不容易理解。聯絡學生體育課上做過高抬腿運動,讓兩個運動能力差異比較大的兩個學生同時做高抬腿運動,同學們透過對單位時間內完成次數多少的直觀數數,奠定對頻率是指單位時間內完成振動的次數的認識,幫助學生理解頻率的物理意義
再如在學習樂音的三要素時,可以結合學生已有的音樂學習體驗,以學生自己的各種樂器作為實驗器材,原本難以理解的音調、響度都會變得很“直觀”;對於音色的學習,可以開展學生透過猜“聲音”的“主人”的活動,把演示實驗“演”出來
二、在證明存在性的演示實驗中,透過控制實驗過程中“因變數”的有無或者量性變化,設計觀察實驗現象變化的對比觀察設計,透過比較理解到物理現象的存在,同時能夠幫助學生切實理解到物理現象生活中無處不在。教材中很多驗證存在性的演示實驗很注重存在性的檢驗。在教學實踐中探索中理解到:在存在性驗證實驗中,只有透過對比,學生髮現和真實體驗到一個新事物的存在性後,濃厚的探究的興趣就真正產生了。科學精神始於最真實的發現,發現就是最重要科學精神
例如在學習浮力知識時候,我們可以用大桶和小桶模仿從井中提水的生活場景,讓學生透過體驗水桶從“井水”出入前後提水的“輕重”感覺變化過程,認識到浮力的效果,從而認識到浮力的存在。為下一步探究浮力大小與哪些因素有關,奠定了濃厚的探究興趣
再如學習大氣壓強的時候,我們可以透過礦泉水平倒扣入水槽中,在平底扎一小孔前後的水面高低變化實驗現象對比,提出質疑和猜想並驗證,理解到大氣壓強的存在 此外對比性實驗有利於學生對現象的本質認識和知識的深入理解。
例如在光學學習中,關於虛像的理解,我們可以在平面鏡成像實驗中補充開展用遮擋前後“像”的觀察,也可以透過對比小孔成像和平面鏡成像遮擋板對像的影響對比,比較遮擋前後對成像的影響幫助學生理解實像與虛像的區別
三、在遇到新物理量的單位引入時,儘量設計讓學生親自參與直接或者間接測量的演示實驗,幫助學生理解物理的“量”的大小。
例如在功率的學習過程中,學生對於功率單位“瓦特“的大小不能夠切實體會到。我們可以設計學生測量上樓梯的功率或者跳繩的功率,從實際體驗中理解到“瓦特”這個單位的大小。透過測量學生能夠理解到物理“量”的.大小,從“科學“走向” “精密科學”。
再如在學習質量時,讓學生運用多種測量工具對常見生活用品的質量,熟悉了測量工具的使用規則,提高了對生活用品質量的估計能力,為運用物理知識為生活服務積累經驗。
四、適當開展學生自制實驗器材參與演示實驗。學生自制實驗演示器材,提高了學生動手的能力,有利於學生觀察的興趣,實踐中收穫學生動手能力鍛鍊和學習成果展示的雙層教學效果。
在初中物理教學實踐中,可以開展學生自制彈簧測力計,自制小型桿秤,自制中垂線,自制小孔成像實驗裝置,透過這些活動的開展,學生也可以理解物理知識在實踐生活的運用,理解到物理知識是有用的。透過動手鍛鍊,也可以為學生髮明創新打下基礎。
五、根據教學實際需要,適當補充開展演示實驗(或環節),提高學生運用物理知識解決實際問題的能力,激發深入實踐再探究的興趣。
例如在初中物理關於判斷電路故障分析的問題中,學生根據串並聯電路特點去分析,往往難形成的準確的判斷。針對如此,我們補充開展電路故障演示實驗,讓學生觀察到各種“故障”的後果,結合觀察分析形成原因。在透過觀察和思考的結合,形成因果之間的聯絡,認識到電路故障的本質,提高了學生運用物理知識解決實際問題的能力。
例如在學習大氣壓後。我們可以開展不同大小皮碗提起課桌的實驗,引出探究計算皮碗能夠吊起最大物重的探究。有了實驗的觀察基礎,大大激發了學生探究能夠吊起最大物體重量的探究熱情,延伸了物理課堂的探究空間。
以上是在中學物理演示實驗改進與設計的初步探索。探索的最大成果是:我們理解到物理演示實驗改進與設計任重道遠。我將繼續堅持,多一份改進,多一份設計,多一點形式,為課程改革的落實做一份努力。