挖掘初中物理实验教学价值的几点想法

顾惠君
作为一门实验科学,物理学的每一个概念和规律都是根基于实验探究的基础之上.物理实验既是物理学研究的主要方法,也是初中物理教学的有效手段.物理实验能将物理过程直观地呈现在学生面前,为学生构建物理认知提供大量的感性素材,更重要的是物理实验的生动性能成功地激起学生物理学习兴趣,点燃初中学生物理学习的求知欲望.实际教学中,我们可以从下面几个角度入手,充分挖掘物理实验的教学价值,继而培养学生的物理学习兴趣和探究欲望.
1以游戏的形式进行实验,激活学习兴趣
学生的兴趣激发需要一定的情境,以物理实验可以构建一种有效的情境.实践表明,真实而生动的实验情境为学生的学习带来浓厚的兴趣,同时也为学生的概念建立和规律认知带来强大的动力.笔者在教学过程中,经常以游戏的方式来创设实验情境,成功地将学生引入到学习中来.例如,教师在引导学生学习“大气压”这个知识点时,就可以用比赛的方式来进行这样一个实验,教师将两块平玻璃板用水浸湿,在两块玻璃上捆上一些拉绳后,将两块玻璃对合贴紧,让学生来比试一下:看谁的力气大,能把两块玻璃板在垂直于板面的方向拉开?初中学段的孩子正是争强好胜的年纪,他们踊跃地上前挑战,却纷纷以失败告终.不甘心失败的学生会积极思考:为什么拉开两块玻璃板这么费力呢?教师可以准备两块干的玻璃板让他们再试试,让他们寻找不同,探究问题的答案.通过自身体验,反复对比,不断思考和相互讨论,学生会逐步认识到大气压的存在.相比于教师直接地灌输,学生通过自我体验得来的认知会弥足珍贵,而且以游戏来进行物理实验也确实迎合了初中孩子的心理特征,拉近了他们与物理的距离,提升了他们的学习兴趣.
2以物理实验设置悬念,激发探究欲望
初中生正处在心智逐渐成熟的年龄段,在很大程度上还是一个孩子,因此他们的注意力很容易被分散.每一堂物理课开始之初,物理教师都会精心设计好导入环节,因为良好的导入可以将学生课间早已分散、松懈的注意力重新收拢起来,引导他们投入到新课的学习中.而通过奇妙的物理实验,设置悬念,引发学生认知上的冲突,可以有效地以疑激趣,激活他们的求知欲望.
例如,在讲解“液体的沸点”这一知识点时,我们可以在导入环节做这样一个实验,给学生发一只一次性纸杯,然后让学生将其架在酒精灯上加热(图1),看看能否将水烧开,还是纸杯子会被烧坏?
对结果的未知,自然会吸引学生积极动手,在实验中寻找最后的答案.然而实验的现象又与学生的认知发生冲突——直接被火烤的纸杯怎么没有烧坏呢?他们的注意力自然会集中于规律本质的思考,上课也会更加投入.
3将实验与生活相联系,拉近物理与生活的距离
物理知识源于人类对生活生产的一种经验总结,而相关知识最终又为人们的生活和生产服务.因此我们的物理教学应该充分联系学生的实际,在学生的身边发掘教学资源,让我们的物理教学向课外延伸,加强课堂与生活的联系,这也是课改精神有关“STS”教育理念的一种体现.在教学过程中,物理教师可以将生活中常用的物品拿进课堂,让这些物品成为物理实验的载体.例如,和学生讲解杠杆平衡时,笔者就将我国最传统的质量测量工具——杆秤(图2)拿进课堂,让学生自己来研究杆秤的工作原理、标度特点,特别是不同的提绳在实际使用时有什么用途;再结合杠杆原理体会一下“小小秤砣压千斤”的物理内涵.通过这样一系列过程,学生对杠杆支点和力臂的认识会更加透彻.笔者还会安排这样一项任务给学生,让学生自己制作一把杆秤,在制作的过程中进一步提升对规律的认识.学生对这样的活动兴趣盎然,在材料选择、部件组装以及标度确定方面投入了认真细致的研究,拿出自己的杰作(图3).
4发掘教材中的“小实验”,提升学生的参与程度和动手能力
物理教材有很多“小实验”、“小制作”之类的内容,然而很多教师认为这些内容与考试无关,就对此避而不谈.事实上,物理教学的实质是提升学生的科学素养,而科学素养不等同于考试分值.小实验、小制作的相关原理紧贴学生当前所学,所需器材在生活中触手可及,有关操作简便易行,因此教师在周末或者假日,安排学生在家里做一些小实验、小制作,既能加深学生对课本所学的理解,更能锻炼他们的动手能力.例如,初中物理中基于电流磁效应的认识会介绍“电磁铁及应用”这一知识点,对此,笔者会让学生在周末结合所学,从生活中选择素材,制作组装一个电磁铁,并安排他们在课堂上集中展示.展示的过程中,笔者会有意识地让学生交流制作过程中的成败得失以及在铁芯、绕线等素材选择技巧上的心得体会.对学生的作品,无论是精致,还是简陋,笔者都会以欣赏的目光来看待它.即使在学生制作中,只是很简单地将漆包线绕在铁钉上就制成了一个电磁铁(图4),笔者还是认为,它充分体现了小制作大智慧的物理精髓,会将它和工业生产中使用的起重电磁铁(图5)放在一起对比,让学生领悟物理规律统一之美,同时也让学生来感觉一下制作成功的喜悦以及学以致用的成就感.
对刚刚接触物理学习的初中学生来讲,兴趣的激发应该排在教学工作的第一位.教师通过合理的实验教学设计,将物理概念和规律以生动活泼的形式呈现给学生,促进他们学习兴趣的培养,激活他们的探究欲望,引领他们全方位地投入到物理学习中,这也是我们物理教学的一种成功.
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