时间:2023-09-05 16:30:08
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇初中物理实验推理法,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
分析:一个物理量可能要受到多个物理量因素的影响和制约,那么在讨论这个物理量与其中某个因素的关系时,需要先控制其它的另几个因素不变,来确定相关物理量之间的关系,这种方法即“控制变量法”。
二、转换法
分析:对于不易研究或不好直接研究的物理问题,而是通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果间接研究问题的的方法叫“转换法”。
三、等效法
分析:所谓“等效法”就是在特定的某种意义上,在保证效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的一种方法。
四、类比法
分析:两类不同事物之间某种关系上的相似叫类似,从两类不同事物之间找出某些相似的关系的思维方法,叫类比。借助类比,常能创造性地解决一些十分陌生、十分困难的问题,在物理学中,现象、属性、概念、规律、理论和描述手段等涉及的种种关系,都可以是类比的对象。
五、假想模型法
分析:为了研究的需要,把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型,这种转化忽略了一些次要因素,突出主要因素,所以这种模型又叫“理想模型”。它是物理教学的基础,可使物理教学简单化,形象直观化,又可使具体问题普遍化,便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维。场是客观存在的一种特殊物质。如“磁感线”并不存在,是为了描述磁场而假想引入的。“磁感线”是假想的物理模型,用“磁感线”描述磁场的这种方法是“假想模型法”。光是客观存在的,“光线”并不存在,是为了研究光的传播而假想引入的,也是“假想模型法”。
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2016)12-0303-02
前言:在我国传统的物理教学当中,一直存在着重视知识而忽略教学方法的现象,在这样的情况下,学生得不到系统的学习,同时本身的自主学习能力没有得到相应的提高,对以后的学习帮助较小,在目前教育体制的改革下,通过相应科学方法的渗透教育,能够有效提高学生的学习效率,激发学生的学习兴趣,促进学生综合素质的进一步发展。
1.初中物理教学中常用的教学方法
1.1 观察法。作为最直接最基础的物理教学方法,观察法在初中物理教学中起到了重要的作用,其中主要包括对比观察法、有意观察法和归纳观察法。由于初中物理教学涉及到各个方面的内容,所以说,观察法贯穿于物理学习的各个阶段中,教师通过对学生进行各个方面物理知识的引导观察,使学生发现其中的不同之处,同时在原有物理知识的理解基础上,对差异现象的产生原因进行探究,在这样的情况下,能够有效的提高学生的自主学习能力,同时在一定程度上提高学生的逻辑观察能力,对培养学生的物理学习兴趣有着积极的推动作用。另外,在初中物理教学中应用观察法需要注意根据学生观察能力的实际情况来对具体的教学活动进行安排,一般情况下,学生的观察能力主要体现在观察的目的性、观察的感知性、观察的关注性、观察的关联性以及观察的创造性,在对这些方面进行实际的分析之后,才能结合初中学生观察水平的现状和所要学习知识的主要内容,进行下一步的教学安排。
1.2 实验法。实验法是初中物理教学中最为重要的教学方法之一,物理是一门偏重实验的学科,只有在不断的实验当中,才能对所需要掌握的知识进行更深层次的理解。一般难情况下,这样的实验方法主要包括间接测量法,主要运用到声音的产生原理、平面成像规律研究和响度振幅关系研究当中,另外是实验推理法,主要运用到牛顿第一规律的研究和声音传播介质的研究上;控制变量法主要运用到密度概念、压强概念、速度概念和电阻概念的研究当中;最后是实验归纳法,主要运用到二力平衡条件、扛杆原理、光的折射定律和凸透镜的成像规律研究上。
2.下面对实验归纳法和理想化方法进行具体说明
2.1 实验归纳法。实验归纳法主要指的是在经过对所要学习内容的大量观察研究和实验的基础上,获得相应的资料,然后根据这样的资料来对实验结果进行归纳总结,以此来寻找出其中的实验规律,得到相应的结论。一般情况下,这种实验归纳的主要特点是实验在前,归纳在后,归纳是在相关物理实验的研究下才能进行的,主要应用在重要概念的引入和物理规律的成立上面,其中主要包括以下几个步骤:首先是对实验目标进行明确,其次是对实验步骤进行确定,最后是做好全面的记录和观察,在这样的基础上,来能得到有效而准确的信息资料,以此来对物理规律进行研究。比如说在对凸透镜的成像规律进行研究的时候,就可以采用实验归纳法来对成像规律进行研究和总结。首先是引导学生进行相应的观察,学生发现在利用放大镜看书的时候,文字呈现出放大的现象,但是从放大镜中看远处的物理却变小了,由这样的观察可以引发出相应的问题,凸透镜的成像规律与物体的位置之间存在着一定的联系,通过这样的问题和假设,就可以进行相应的实验研究,在对实验进行设计的过程中,可以将物距分为三个区域,然后在这样三个物距当中,分别进行实验和观察,得出不同物距下像的正倒情况、像的大小、像距、想的虚实情况和成像物体的实际位置,通过相应的实验,可以对其中的数据进行记录和观察,根据这样的数据,就可以引导学生对凸透镜的成像规律进行研究,以此得出相关的结论。
2.2 理想法。理想法也可以被称为推理法,针对物理教学的主要特点,由于物理学习的许多变量不能符合实际情况,所以说这种方法比较适用。理想法其实是一种科学抽象方法,在进行物理学习的过程中,根据相应实验或者问题的实际需要,为了突出研究对象的本质,对其中的部分条件进行排除,以便在理想化的条件下进行实验,从而创作出相应的物理实验模型,并且通过实验观察和数据记录,来对研究对象的本质或者规律进行探究。在初中物理的实验研究当中,这样的理想化方法比较常用,最常见的是对牛顿第一定律进行研究的过程中,有意识的将其中的摩擦力进行忽略,以此来对其中的物体运动规律进行研究。比如说,教师可以根据相应的教学内容来对问题情境进行创设,教师用手推小车,手离开,而小车没有停止运动,从这样的现象中可以对学生进行相应的引导,也就是说在物体不受力也能持续运动,并且得出摩擦力越小,小车的滑动距离越长的假设,最后进行理想化推理,教师准备三块摩擦力不同的平面,然后在同样的力度上来使小车在平面上进行滑动,根据滑动的实际情况,猜测如果处于没有摩擦力的情况下,小车将会不停的运动下去。通过这样的理想化实验方法,可以帮助学生透过物体的运动现象,来对物体本质进行认识,同时在一定程度上培养学生的想象力和逻辑推理能力,提高学生的科学思想和物理研究意识。
结束语:在初中物理教学的过程当中,其重点是培养学生的物理学习兴趣和创新能力,所以需要在相应物理知识的基础学习上,进行渗透方法教育,使基础理论知识与相应的实验结果相互结合,在这样的情况下,学生才能够对物理知识进行更深层次的理解,有效的提高课堂效果,培养学生的整体思维能力和逻辑推理能力。
参考文献:
1 让学生明确实验目的,教师适当指导操作
任何实验都要通过一定的实验而获得一定的实验结论。同理,在初中物理实验中,如果没有目的,实验过程也就变得盲目起来。传统实验教学中,大多数是由教师主控,不少学生只是看看、听听完成的,至于实验中要知道什么、了解什么、掌握什么,学生都较为模糊,故而实验效果不高。
明确实验目的,首先要从知识和技能角度考虑。在实验进行中,教师要依据实验的目的和要求认真、及时指导学生观察实验。在学生操作的时候,教师要以问题为引导,让学生理解这样操作的原因,以此来培养学生分析问题和解决问题的能力,并提高学生的操作技能。同时也要注重对学生基本实验操作技能、观察能力、问题分析能力的培养。其次,在实验过程中,不仅要让学生乐于参与,对实验有兴趣,还要在此基础上让学生学会设计实验方案、正确操作,进而掌握实验仪器的使用方法,进一步培养学生的实验能力。
2 提高教师自身素质,上好每节实验课
教学中要真正运用好物理实验,提高教学质量,发挥独特的作用,需要提高教师自身素质:①教师要有物理学理论和实验知识;有教育学、心理学和教学法的知识;亲手实践;②具备良好的实验能力和实验技能,通过不断学习实验教学能力和知识水平提高;③有钻研和创新精神;对疑难实验进行专题学习和研究、改进方法,接受新的教育理论和思想,指导教学实践;④积极参加针对物理实验中对实验的设计,测量操作技巧、改进方法及排除故障的创造性能力,实验考核的命题能力等培训及各级物理实验研讨会,提高自身素质。
3 组织好分组实验,提高学生的动手能力
学生分组实验是在教师的指导下,学生探究知识的过程,包括:猜想、设计实验、小组合作、讨论总结等。
在分组实验的过程中应该注意以下几个方面:
3.1 科学分组如优生差生组合,男女生的比例,学生的生活阅历;
3.2 立下规矩,定下制度。往往教师一提去实验室上物理实验课,学生就热情高涨,表现出很高的积极性,但一进入实验室,受好奇心的驱使,注意力不集中,达不到较好效果。所以物理科代表、班委干部要与全班学生一起讨论制定学生分组实验的规章制度,由于制度来源于全班学生,就有执行的基础,违反的学生在接受教育时才口服、心服。有了制度,课堂纪律才有保证,教师的演示、启发、引导才能有序进行。
3.3 学生在实验时要分工明确,责任到人,要有严谨的科学态度。实践证明,只有通过有序的分组实验,才能提高课堂有效性,提高学生的科学素质。
4 多设计一些探究性、开放性实验
在课堂教学中,我们常会遇到一些抽象的、较难解决的问题,教师怎么讲,学生也很难明白,而课本中又没有相应的实验来探究这一问题,这时我们就可以针对这样的问题自己动手设计一些探究性实验,让学生通过实验探究解决这一难题,效果非常好。在学习摩擦力知识时,学生对影响摩擦力因素这一问题,理解起来难度较大,于是我设计了如下题目供部分学有余力的学生探究。例如,现有一长方体木块、长木板、弹簧测力计、玻璃板、毛巾、硬纸板等器材,请设计实验,探究影响滑动摩擦力大小的因素。(1)写出实验方法及实验步骤;(2)说明探究得到的结论;(3)设计实验,探究滑动摩擦力与物体接触面积的大小有没有关系。类似的题目还有很多,教师可编排成一课一练,供学生课余讨论探究。
5 培养学生处理数据、归纳结论的能力
按物理教学来说,形成概念和掌握规律是中心任务,培养学生处理数据、归纳结论的能力就显得非常重要了。而在初中阶段,数据的处理常采用比较分析法、图像法、推理法等。所以,在处理实验数据时,教师引导学生把实验数据或实验现象进行横向或纵向分析,找出它们之间的必然规律。或根据实验数据,建立坐标系绘制图像,从图像上找出规律。如在处理《探究固体熔化时的温度变化规律》实验的数据时,引导学生绘制图像,从图像上可以明显看出非晶体熔化过程温度一直上升,而晶体在熔化过程中温度保持不变。归纳结论就是让学生从处理数据中观察个体事物的规律,然后在教师的引导下进一步推理、概括出规律。如在研究牛顿第一定律时,先演示伽利略实验,得出在相同条件下,小车受到的阻力越小,前进得越远。然后引导学生讨论分析如果小车受到的阻力为零,小车的运动情况将如何呢?进一步推理出小车将一直运动下去,从而得出结论。
6 结语
物理教学分为理论和实验,而所有的理论都来源于实验,实验在初中物理教学中起着举足轻重的作用,存在的问题远不止这些,比如实验计划存在的问题,教师引导存在的问题等等,我们这里就不再一一探讨。多渠道多方面多层次引导开发学生参与物理实验,如何去适应新课改的要求,这也是作为一名初中物理老师努力的方向!
一、教师要运用灵活多变的教学方法引导学生在探究中学习
1.开设物理实验阅读课,培养学生的动手操作能力
物理实验阅读课就是课堂内,学生在老师的指导下,各自独立地进行练习。教师首先告诉学生实验的内容,指导学生操作阅读的思想和方法,私下解答学生提出的疑难等;学生通过阅读、思考、分析、训练,弄清实验原理,学会实验步骤,完成练习;课堂小结教师用适量的时间进行点评、检查学生对实验的掌握情况。
2.注重实验课知识生成过程的教学,提高学生的实际操作能力
物理实验中概念的建立、结论、公式、定理的总结过程,蕴藏着深刻的物理思维过程。进行这些知识生成过程的教学,不仅有利于培养学生的学习兴趣,对提高学生的动手能力也有着十分重要的作用。物理的新教材也注重了知识的引入和生成过程的编写,这也正是为了培养新型人才的需要。因此,我们应当改变那种害怕浪费课堂时间,片面追求提高成绩的做法,应当结合教学内容,设计出利于学生参与认知的教学环节,把实验的形成过程、操作的探索过程,结论的推导过程、公式定理的归纳过程等充分暴露在学生面前,从而提高实验操作能力。
二、利用学生的创新思维能力,教给学生学习方法
1.重视“控制变量”学法的运用
物理实验教学中,需要引导学生理解“控制什么?改变什么”,这些都是帮助学生研究和解决问题的关键。如在“电流、电压、电阻”的教学实验中,探究导体的电流与电压的关系,就需要在保持电阻不变的情况下改变导体两端的电压,以观察电流随电压的变化。那如何改变导体两端的电压呢?办法就是调节滑动变阻器,改变导体两端的电压。如果让学生去探究导体中的电流与电阻的关系,需要控制导体两端的电压不变。教师在实验中要换用不同大小的电阻,以使学生观察电流随电阻的变化情况。又如何保持导体两端的电压不变呢?办法就是要调节滑动变阻器,使导体两端的电压保持不变。又如在研究影响动摩擦力大小因素的实验中,如果研究滑动摩擦力大小与压力大小关系,就需要控制接触面的粗糙程度不改变,而要改变压力大小,就要观察滑动摩擦力与压力大小的关系。如何控制不变?办法就是要始终保持木块的底面与木板接触。如何改变压力大小?办法就是在木块上添加砝码改变压力。当然,在此实验过程中,教师还可引导学生观察掌握测定滑动摩擦力大小的方法――用弹簧测力计拉着木块在水平上木板上作匀速运动,记下弹簧测力计的示数即为摩擦的大小。再如,研究液体蒸发的快慢与哪些因素有关,研究压力作用的效果(压强)与哪些因素有关,研究决定电阻大小的因素,研究电功、焦耳定律等,都可以使用这种方法。总之,控制变量法在初中物理实验教学的过程中经常用到。
2.重视“类比”学法运用
一、STS教育概述
随着我国新课程改革的逐步实现,对初中物理教学提出了如下要求:在进行物理课堂教学时,必须将科学与社会、科学与实际有机结合;在物理教学中要加强STS教育,并树立正确人生观、价值观、世界观;建立将物理融入生活的思想理念,实行合作式和探究式的教学模式;强调学科渗透,注重科技发展。
STS教育是科学教育改革中兴起的一种新的科学教育构想, 其宗旨是培养具有科学素质的公民,具有互动性、发展性、社会性、综合性、开放性等方面的特点。它要求面向公众,面向全体;强调理解科学、技术和社会三者的关系;重视科学、技术在社会生产、人们生活中的应用;重视科学的价值取向,要求人们在从事任何科学发现、技术发明创造时,都要考虑社会效果,并能为科技发展带来的不良后果承担社会责任。
二、STS教育在物理教学中的教育原则
STS教育涉及范围具有极大的广泛性,在物理实验教学过程中运用STS教育必须注重对其内容的选择,结合物理实验教学的实际情况,根据以下原则对STS教育进行科学、合理的设计。
(一)适度性原则
对STS教育内容进行选择时应与物理实验教学内容相结合,并保证两者内容能够相互适应,使学生的学习能力和认知水平能够更好的适应教学内容,保证STS教育内容的广度和深度适当。
(二)时效性原则
对STS教育内容进行选择时还应保证其内容能够对科技成就及其相关社会问题进行及时、准确的反映。同时,还需对其内容进行及时更新。
(三)综合性原则
对STS教育内容进行选择时必须保证其内容具有一定的学科综合性,将人文教育与科学教育有机结合。
(四)实用性原则
实用性原则主要是指STS教育内容能够适用于学生实际的生产建设和日常生活,能够促进学生对物理知识的应用能力,培养学生的创造能力。
三、将STS教育与初中物理实验教学结合的方法
(一)培养学生实践能力
初中物理实验教学强调学生的动手能力,在教学过程中应重点培养学生的实践能力与动手能力。一方面,要加强学生对物理技术应用方式的掌握,在物理实验过程中具有基本的操作技能。例如,如何对电压表、电流表、弹簧秤、天平实验器材进行正确的使用。另一方面,加强训练学生的实用型技能,例如,对照明电路进行故障分析和对楼梯灯的电路进行安装等操作技能。同时,还应加强实践操作技能的培养,例如,通过制作电池、水火箭、简易水平仪,提高学生实践操作能力。此外,还应加强对学生技术改造能力和科技探究能力的培养,例如:自己设计制作温度计、气压计以及设计和安装电动机模型等。
(二)加强物理史教学
加强学生对物理史的了解,能够对学生的人文精神和科学素养的提高起到一定的促进作用。教师在进行物理实验教学时,应将相关的物理学史材料适当的融入到教学内容中。通过霍金、爱因斯坦等科学家,培养学生为科学献身、无私奉献的科学素养;通过丁肇中、李政道、杨振宁等诺贝尔物理学得奖者的故事和事迹,培养学生的爱国主义精神和民族自尊心。
(三)将生活实际与物理实验教学有机结合
物理科学具有很强的实用性,与日常生活、工农业生产等各方面密切相关。在物理实验教学中,应合理的融入生活实际,发挥物理科学实用性的特点。例如,在为学生讲解“液化”现象,向学生介绍液化方式时,可以结合生活中的石油液化气的液化方式,使学生了解液化气主要是通过将气体体积压缩,并降低温度而形成的。通过这样的教学方式,可以使学生更加深入、全面的认识到生活实际与物理实验教学之间的紧密关系,从而更加热爱科学、相信科学,树立正确的价值观和物理学习意识。
(四)培养学生的自主学习能力
一、初中物理实验题题型概述
初中物理的实验题在中考中和平时考试中大多是集中于电学和力学的部分,并且质量与密度、牛顿第一定律与而力平衡、压力与浮力、物体的运动等核心实验,其中有对公式的考察,有探究型的考察,有验证型的考察;在这些实验中还有对某些仪器的考察,比如:天平、量筒、弹簧测力计等基本仪器,并且对其一起的读数方法和使用注意事项等进行考察;另外,还有对实验方法的考察,比如:转换法、控制变量法、推理法等。简而言之,初中物理实验是中考重点的考察项目。学生在上课时其实已经把实验部分有一定的掌握,甚至可以自己进行实验,可是一到答题时就不会做,或者是由于做题不规范而导致失分,并且学生很难改正答题不规范这个习惯。而每一个核心的实验都有他核心的考察氛围,并且实验处理、实验数据、实验操作、实验思维又千变万化,这就又导致了学生的答题不规范,使得学生失分的情况。
二、规范作答的几个策略
(一)明确初中物理实验的答题要求
1.文字要求
物理就是要求简明扼要,既要合理恰当,也要不嗦,不能不清不楚。在答题中,对于必不可少的文章一定要有,比如在一些题干中或者是已知条件者亮相时,就需要在答题中注意,例如在某项实验中要求有对答案的说明,就需要在答题中进行亮相,比如在计算电阻、内阻、外阻时,题目中需要对所填答案进行文字标明,并且需要带单位,这就需要在答题中注意,例如外阻为:2000Ω。
2.字母要求
在答题时,一定要按照教材中或者是题干中的要求,例如质量用m,体积用V,压强用Pa,不能够随意制定用字母a、b、c表示,也不能够用数学上的x、y、z表示。并且在某些题目中有标记角码数,如m1、m2等,或者是用汉字来区分,m油、m水,再或者有其他的表码方法,无论是什么表码方法,在答题中也应该按照题目中的要求,在答题时应该做到规范,如:m2=10g,m油=10g。
3.公式要求
在物理答题中,实验题中需要用字母来表达公式时,就必须使用教材中的规定字母或者是题干中给出的字母,然后再进行相关的整合填在答题卷上。例如ρ=m/V,如果他题干中有小码标,就需要加上小码标:ρ水=m水/V水。另外,如果题中要求写出相关的换算公式,就可以先将几个基础公式先进行整合,然后再填入其中。
4.列式要求
在答题时,很多的公式都是对教材的公式进行演变和转换的,在带入数据时,单位应该放在数据的后面,如果需要去近似值,就需要用到约等式,不能够用等号,有些分数要求用“―”,不能用“\”,乘号必须用“×”而不能用“・”或者是“*”。
5.数字要求
在答题中,应该要注意题干中要求保留几位数字,是用科学计数法还是一般表示,是用分数表示,还是用小数点表示。如果题目中没有明确表示就需要根据实验题中的数据来判定,如果题目中的数字是保留两位有效数字,在答题中也应该保留两位数字,比如:5.10。
6.单位要求
初中物理的考试中,要明确题干中的单位或者是采用国际单位。在换算结果时,应该注意单位的换算,并且在答题时也要注意单位的要求。例如功的符号是W,而功率的单位瓦的是w,功率的符号是P。而压强的符号是p,切忌不要张冠李戴。
(二)注重答题的顺序
1.审题意
审题意是做题的首要步奏,首先就是要弄清楚题目中所提的要求和主要的实验项目、实验过程,其次就是要明白需要解决的问题。然后弄清题意和目的后,就需要联想在上课时做的相联系的实验,有什么要求、具体是怎么抄作的、原理是什么。
2.找关系、抓关键
审题后,就需要对题干进行再次的分析,找出关键的条件,找出要求回答的题与实验的关系,同时也要划出能够帮助解题的关系,对其实验原理、概念、规律等进行分析。例如在探究动能大小与那些因素有关时,就需要对不同要素,例如动能、斜度、高度、小车质量等进行标注。
3.抓论点、做答案
要运用物理原理和规律进行作答或者是说明一个问题书,应该从几个步奏进行分析,要抓住主要论点,做到详细、明确、突出。例如探究动能大小与那些因素有关时,就需要对某些因素做了功进行分析。
(三)让学生明确实验操作增强学生的答题能力
1.实验仪器和测量工具的使用
据调查,很多学生在对填仪器读书时错误率最高,特别是基础较差的同学,对于这种技巧性相对于简单的题,老师就应该对学生进行专门的训练,让学生明确的掌握物理实验测量工具的“调、放、看、读、记”。老师可以让学生进行自主的训练,然后,老师进行指导,让学生对每一件实验仪器都能够准确的使用。
2.加强对探究实验的操作
在物理考试中,探究型实验出现的频率最高,因此老师应该对学生的探究性实验进行合理的练习,要让学生通过了解题干就能够明确实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤等,让学生做到心里有数,才能够有效的做答。
总结
初中物理实验是物理学科的重要部分,物理实验是把理论知识合理的运用到实际中,特别是探究实验,不仅能够加强学生掌握理论知识的能力,还增加学生的创新能力、分析能力和思考能力。
一、增加实验探究成分,在探究过程中寻求创新
过去物理实验时,教师总是让学生预先知道实验的目的、原理以及最后的实验结论,要求学生背熟实验步骤后才能用固定的实验器材按部就班地进行实验,学生根本不考虑为何要这样做。在素质教育与新课程标准实施的今天,探究实验越来越被人们重视,这种探究实验的一般程序是:“发现问题提出假设设计并进行实验记录实验现象、数据分析归纳、获得结论评估与交流”。与验证实验相比,它的优点是能激发学生的学习兴趣、能锻炼学生的各方面能力、培养学生的性格品质,更能提高学生的科学素养和创新精神。新人教版初中物理教材中探究实验已明显增加,而且我认为演示实验、小实验等都可挖掘一些探究的要素。所以教师在进行实验教学以前,要多下一番苦功夫,想方设法将实验设计为探索性实验,有意识地创设一种探究的氛围,扩大探究空间和思维空间,并能在学生探究过程中寻找创新的突破口。因此,物理实验教学不能仅仅停留在实验的层面上,要创造性地去探索和发现。
二、依托生活经验,巧用身边之物创新物理实验
物理也是一门与生活实际紧密联系的科学。它渗透在日常生活的各个方面,如走路、骑车、照镜子……这些看起来随意的日常生活,其实都包含着许多物理知识,这为学生学习物理提供了大量的生活经验背景。在物理实验教学中,如果能巧妙地运用学生身边的一些学习、生活用品甚至自己的身体等进行实验,它比“正规实验”更富有亲切感,更贴近学生的生活实际,从而激发学生的学习兴趣,唤起学生的学习动机,深刻理解所学的知识。如用铅笔和橡皮泥探究压力的作用效果,用雪碧瓶探究液体压强与深度关系,用乒乓球从地上弹起探究“能的转化”,甚至直接用学生的身体来完成一些实验,如:用嘴对手背“吹气”和用嘴对手背“哈气”分别探究“蒸发吸热”、“液化放热”;用两手掌相摩擦感觉发热可探究“做功可改变物体的内能”;用手掌分别轻压和紧压在桌面上并拖动可探究“滑动摩擦力与压力的关系”等,这样开展实验有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活息息相关。
三、在物理实验结论的应用与延伸中引导学生创新
掌握知识的最终目的是应用知识解决实际问题,从而进一步巩固和延伸所获取的知识并向知识与技能的深度、广度作更进一步的探索。如通过实验探究获得了物态变化的规律后,及时向学生介绍“神州飞船”发射中应用到的抗高温材料、“热管”技术等,同时我又启发学生进行创新联想“假如你是一位建筑师,你如何运用所学的物理知识使你们的居室一年四季保持舒适的温度呢?”同学们说出了许多方法,有一位同学的想象非常有创意“用某种材料,把它填充在墙壁内,室内温度升高时,它熔化吸热,阻止温度升高,当温度降低时,它的液态就凝固放热,阻止温度降低,从而始终使室内温度保持在一个舒适的温度,还可以将外墙壁的颜色设计成可变式,冬天为深黑色,夏天为白色。”对于他富有创造力的想象以及其他同学“异想天开”的想象,我都能及时给予鼓励,同学们的创新欲望得到了提高。
四、尽可能做到“一个物理规律可用多个实验来探究,一个或一套器材可探究多个物理规律”
如在探究“流体流速与压强”的关系时,我和同学们一起设计了这样几个实验:①硬币跳高②向两平行放置的纸中间吹气③用玻璃管向两靠近的乒乓球间吹气④将乒乓球压入漏斗内,用嘴向漏斗细口吹气⑤用一支两端开口的玻璃管,将其一端竖直插入有颜色的水中,再用另一支玻璃管向前一支玻璃管的上端水平吹气。这样通过多个实验探究同一个物理规律,不仅让学生感到通过探究所获得的结论是可靠的,更让同学们感到课本上的实验不是唯一的,可以用不同的器材、不同的实验方法进行实验,这样有利于发展学生的个性,活跃学生的思维,可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望,使之达到不同层次创新能力培养的目标。同样在物理实验过程中,将同一器材尽可能地应用于不同实验之中,显示尽可能多的实验现象,发掘实验器材的新用途,也能实现创新。
创新教育是以培养人的创新精神、创新思维和创造能力为基本价值取向的教育。在物理实验教学中,创新教育的提出,一方面是物理教学改革不断深入的需要,另一方面也是由物理学科的特点与物理实验的本质决定的。物理学的创新和发展无不与实验密切联系,物理实验教学理应成为培养学生创造性的重要环节。但是,传统的物理实验教学模式却表现为“统一的实验设计,机械划一的实验器材,固定呆板的实验程序,已知样板的实验结论”,这无疑把学生当成了接受知识的容器,限制了学生的主动性、积极性,难以激发他们独立思考,敢于实践的激情,抑制了学生个性的发展,扼杀了学生的创造性。那么,应该如何在物理实验教学中实施创新教育呢?
一、给学生多动手实验的机会,培养学生的实验技能
初中物理实验是学生将来从事科学实验的起点。因此,在物理实验课的教学中,必须重视培养学生的实验技能和独立工作能力,使学生养成良好的实验习惯。
每次做实验时,教师要指导学生弄懂实验原理,学会正确使用物理仪器,掌握计数、读数和处理实验结果的技巧,能够通过分析、推理得出正确结论。例如,探究水果电池的电压,探究串、并联电路的电流电压的规律等,这样通过实验,不仅有效地帮助学生领会物理知识,更重要的是通过观察实验现象,分析和解决实验中的问题,培养学生的创造性思维能力。
鼓励学生做好课外小实验、小制作,促进学生对所学内容的理解和深化。各种物理实验,从某种意义上说,都是一种特殊的、直观的实践,学生在动手完成各种小实验、小制作过程中,思维异常活跃,学习欲望高涨,参与意识增强,都迫切地希望进一步探索问题。通过实验,学生学习到的物理知识就比较深刻、牢固。例如 “估计水的密度”一题,先让学生凭生活经验估计水的密度大约是多大?接着让学生想出测水密度的方法,然后实际做一做,最后做出评价,哪一种方法既简便易行而且误差又小。课外小实验、小制作有很强的趣味性和知识性,十分贴近学生的生活,符合初中学生好奇、好问、好动、好学的心理特征。教师要鼓励学生做好这些课外小实验、小制作,这样激发了学生动手实验的兴趣,同时也推动物理教学向前发展,是实施创新教育的重要途径。
二、增加实验探究成分
过去物理实验时,教师总是让学生预先知道实验的目的、原理以及最后的实验结论,要求学生背熟实验步骤后才能用固定的实验器材按部就班地进行实验,学生根本不考虑为何要这样做。在素质教育与新课程标准实施的今天,探究实验越来越被人们重视,这种探究实验的一般程序是:“发现问题提出假设设计并进行实验记录实验现象、数据分析归纳、获得结论评估与交流”。与验证实验相比,它的优点是能激发学生的学习兴趣、能锻炼学生的各方面能力、培养学生的性格品质,更能提高学生的科学素养和创新精神。新人教版初中物理教材中探究实验已明显增加,而且我认为演示实验、小实验等都可挖掘一些探究的要素。所以教师在进行实验教学以前,要多下一番苦功夫,想方设法将实验设计为探索性实验,有意识地创设一种探究的氛围,扩大探究空间和思维空间,并能在学生探究过程中寻找创新的突破口。
三、巧用身边之物创新物理实验
物理也是一门与生活实际紧密联系的科学。它渗透在日常生活的各个方面,如走路、骑车、照镜子……这些看起来随意的日常生活,其实都包含着许多物理知识,这为学生学习物理提供了大量的生活经验背景。在物理实验教学中,如果能巧妙地运用学生身边的一些学习、生活用品甚至自己的身体等进行实验,它比“正规实验”更富有亲切感,更贴近学生的生活实际,从而激发学生的学习兴趣,唤起学生的学习动机,深刻理解所学的知识。如用铅笔和橡皮泥探究压力的作用效果,用雪碧瓶探究液体压强与深度关系,用乒乓球从地上弹起探究“能的转化”,甚至直接用学生的身体来完成一些实验,如:用嘴对手背“吹气”和用嘴对手背“哈气”分别探究“蒸发吸热”、“液化放热”;用两手掌相摩擦感觉发热可探究“做功可改变物体的内能”;用手掌分别轻压和紧压在桌面上并拖动可探究“滑动摩擦力与压力的关系”等,这样开展实验有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活息息相关。而且通过这些课本上没有出现的器材来实验能启发学生的创新思维、培养学生的实践能力,调动学生的创新意识,也能为学生今后开展创新实验提供了物质保障。
四、在物理实验结论的应用与延伸中引导学生创新
掌握知识的最终目的是应用知识解决实际问题,从而进一步巩固和延伸所获取的知识并向知识与技能的深度、广度作更进一步的探索。如通过实验探究获得了物态变化的规律后,及时向学生介绍了“神州飞船”发射中应用到的抗高温材料、“热管”技术等,同时我又启发学生进行创新联想“假如你是一位建筑师,你如何运用所学的物理知识使你们的居室一年四季保持舒适的温度呢?”同学们说出了许多方法,有一位同学的想象非常有创意“用某种材料,把它填充在墙壁内,室内温度升高时,它熔化吸热,阻止温度升高,当温度降低时,它的液态就凝固放热,阻止温度降低,从而始终使室内温度保持在一个舒适的温度,还可以将外墙壁的颜色设计成可变式,冬天为深黑色,夏天为白色。”对于他富有创造力的想象以及其他同学“异想天开”的想象,我都能及时给予鼓励,同学们的创新欲望得到了提高。
五、开展形式多样的课外活动
一、实验教学能够激发学生学习物理的兴趣
俗话说:兴趣是最好的老师,兴趣也是引导学生学习入门的金钥匙,是促进学生主动发展的重要因素.在物理教学中采用演示实验、学生实验乃至课后小实验,充分调动学生对物理学习的兴趣,便于学生掌握好物理知识,同时也培养学生的实验能力.
在教学过程中,调查学生是否喜欢物理,并说明喜欢的原因.学生给出的答案是:物理课有实验,做实验能够学到新东西,做实验还能够培养能力,比较多的学生还是喜欢物理学科的.让学生学好物理,首要的是做好实验,让学生动手去做实验,在实践中去体会物理知识,在体会中理解知识,在理解中应用物理知识.
但是目前我们的物理实验教学,实验的情境往往过于单调,与日常生活的实际有一定的差距,“验证性”实验多,“探究型”实验少,这在一定程度上影响了学生对物理实验的兴趣.因此,教师可以通过增加一些学生熟悉的、与生活密切相关的探究型实验,使学生感觉物理实验并不神秘,并不遥远,从而激发学生对物理实验的兴趣.
教学中,除了课本上规定的演示实验外,我还根据教学需要增加了一些实验,准备时不怕麻烦,不图省事,当学校仪器不能满足教学要求时,学会自己创造条件, “坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”,如,用废牙膏皮研究物体浮沉条件等.笔者在教学中体会到好的“土仪器”操作简便,现象明显,能揭示物理本质,且在引发学生兴趣提高教学效果方面有它独到之处.
二、实验教学能使学生有效地掌握基础知识
在初中物理中,有些知识点的学习对于学生来说存在理解上的难度,例如,在讲授“大气压强”知识的时候就遇到这样的问题:用塑料吸管从瓶中吸饮水时,饮料是怎么被吸到嘴里的?答案当然是:在大气压的作用下将饮料“压”入嘴中.但由于气压较为抽象,学生根据生活经验,认为是“吸”的作用,而且对此概念根深蒂固,老师的讲解很难让学生信服,难以让学生接受.于是在讲授这个知识点的时候,我设计了这样的实验,使学生得到充分体验:用清洗干净的医用玻璃瓶,在瓶内注入温开水,将橡皮盖上钻一个孔,然后插入硬塑料管,盖上橡皮盖让学生用嘴去吸.第一次学生用了“吃奶”的的力,却没有吸到水,第二次让学生将瓶盖打开,然后再去吸,很轻松的就吸上来了.可见让水进入嘴中并不是“吸”的作用,而是“压”的作用.通过这个实验我们发现,与老师声嘶力竭,口干舌燥的讲解相比,实验更能让学生对知识点有深入的认识,更能够牢固的掌握和初步的运用知识.
三、充分体现学生的主体性
学生是课堂的主体,演示的目的在于使学生认识物理现象,启发学生思维.因为实验时间短,学生多,因此,演示过程中,以“猜测——验证——分析”作为思路进行课堂教学.如,讲压强概念时,学生对液体、气体向上的压强不理解,教学过程中我安排了这一实验:首先呈现给学生一组套在一起的粗细两个玻璃试管,然后学生猜测:若在粗试管内装水,再把细试管插入粗试管内,然后管口都朝下会出现什么现象?此时给学生一定的时间思考和讨论,老师适当给予点拨.这个演示实验的设计不仅使学生认识到向上压强的存在,还为培养学生科学的认识问题提供了途径.在学生目睹现象后,因势利导,激发学生求知欲,大胆引导学生讨论实验现象和结果,进一步培养学生独立分析,解决问题的能力.
【关键词】初中物理培养学生分析能力
科学方法在初中物理教学中广泛应用,教学中应着力培养学生科学分折问题的能力。初中人教版新课程的“义务教育课程标准实验教科书《物理》教材”的使用,彻底更新了教育理念,改变了那种只注重知识传授的倾向,着重强调形成主动的学习态度,使获得知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。教师从单纯注重传授知识转变为引导学生学会科学的学习方法,学会分析问题,学会交流合作。新课程标准强调在教学中要着力培养学生的自主探究能力,更重要的是在探究过程中培养学生运用科学的方法去探究。初中物理教学的关键是帮助学生提高科学素养和注重引导学生学会应用科学方法分析问题的培养。近年来的物理中考中,科学方法的考察已成为热点内容之一。而在初中物理课本中,并没有提及到科学方法的知识,物理教师在上课时也很少讲到,但是,既然是物理课程的教学者,那就要善于研究物理科学的方法运用于教学过程中,培养学生的科学探究精神和创新意识。所以,教师引导学生自探究物理,那就得学会分析物理问题,分析物理问题就离不开研究物理的科学方法,而在教学中经常用到物理问题的科学方法有很多,例如:对比法(比较法)、假设法、观察法、实验法、类比法、控制变量法、等效替换法、转换法、模型法、科学推理法、理想化法、图象法、演绎法、归纳法等。本文就结合我在具体的实际教学过程中简要总结阐述对比法(比较法)、科学推理法、控制变量法的运用来培养学生科学分析问题能力的。
1.初中物理的对比法(比较法)
对比法亦称比较法。对比法是一种用于找出事物之间的差异点和共同点的思维方法,也就是通过事物间相同特征和相异特征之处进行对比,从事物和物理量的不同或有联系的两个对象中进行比较,主要是寻找出其中它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性区别。人在认识事物中往往是从区别事物的本质特征开始的。而要区别就要有对比,因为有比较才有鉴别。事物之间在现象上和本质上都存在着同一性和差异性。现象上的同一和差异一般来说是容易识别的,而本质上的同一和差异就不是那么容易识别的。物理学中有许多物理思维和物理规律具有可比性,运用对比法既可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解,又可在复习课上运用,使知识融会贯通,开发学生思维,还能培养学生的知识迁移能力。在初中物理教学中,既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点,又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异。
例如:对比蒸发和沸腾的异同点。
又如:比较汽油机和柴油机的异同点
例如:电动机和热机
又如:电压表和电流表的使用
运用对比方法不仅加深了对它们的理解和区别,使同学们很快地记住它们,还能发现一些有趣的东西。更进一步在深化和区分概念上例如:
平衡力和相互作用力(作用力与反作用力)。
通过这样的对比和思考探究,学生就会豁然开朗,较快的接受了物理新概念。由此可见运用“对比法教学”既解决了教学难点,又培养了学生科学分析了问题。
2.初中物理的科学推理法
当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在做出推论,比如:当你家的狗在叫的时,你可能会推想有人在你家的门外,要做出这一推论,你就需要把现象(狗的叫声)与以往的知识经验,即有陌生人来时狗会叫结合起来。这样就能得出符合逻辑的答案来了。
如:在学习进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出,如果平面绝对光滑的物体将永远做匀速直线运动。
例如:在学习做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的。
3.初中物理的控制变量法
“控制变量法”是初中物理教与学中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的。比如说某段导体中通过电流的大小不仅和其两端电压有关,还和这段导体的长度、横截面积的大小及材料种类等因素有关。所以要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为的影响,造成特定的便于观察的条件,这就是“控制变量”的方法。例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系,可将另外两个因素人为地控制起来,使它们保持不变,以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系。
首先,在教与学物理实验过程中,具体应用控制变量这种非常有效探索客观物理规律的科学方法。其实际做法是根据研究的目的,采取一定的手段(控制实验仪器设备等)主动干预或控制自然事物、自然现象发生发展的过程,在特定的观察条件下去探索客观规律。比如:在引导学生探索、研究导电体电阻的大小同导电体的哪些特性有关时,可先故意将横截面积、长度都不同的一根镍铬合金丝和一根铜丝分别串入接有小灯泡的直流电路中,让学生分别观察灯泡发光的亮度,并问学生:刚才的实验现象能否说明电阻大小与导电体的某个特性有关?学生经过思考与讨论,得到的结论当然是否定的。再用横截面积和长度都不同的两根镍铬合金丝分别串入上述电路中,观察小灯泡的亮度,并让学生思考这个实验能否说明电阻大小同导电体的某种特性有关,结论同样是不能。这时就可不失时机地问学生:那么,我们应该采用怎样的两根金属丝串入上述电路来做这个实验,以研究导电体的电阻大小到底与哪些因素有关呢?同时向学生出示课前准备好的几根金属丝让他们选择。学生经过思考并相互讨论后,有的回答:应取两根横截面积相同、但长度不同的镍铬合金丝进行上述实验;有的同学说:应取两根长度相同、但横截面积不同的镍铬合金丝进行上述实验;还有的说应取长度、横截面积均相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝进行实验比较。这时,教师要适当指出上述几种方法都可以,同时要指出研究电阻的大小同导电物质的长度、横截面积、材料种类这三个因素任何一个因素间的有关系,就要人为地控制另外两个因素,使它们相等,并指出这种实验的方法就是“控制变量法”,再让学生运用这一方法系统地进行上述实验,使学生在实际操作过程中去体验这一科学方法。
在初中物理教学中还有许多概念或规律探索和推导的实验过程中,都采用了“控制变量法”这一科学方法,比如:在引导学生探索“导电体中电流大小同其两端电压大小和其电阻大小之间的定性关系,最终得出欧姆定律”和探索“力的作用效果同力的哪些因素有关,最终得出力的三要素”等实验过程中都用到了这一科学方法,使学生对“控制变量法”不断加深理解,并逐步达到有意识地去应用的目的。