如何通过物理实验教学提高初中学生探究能力
在目前的物理教学中,普遍存在着重讲解轻实验的现象,即便进行实验,也多作验证之用,致使实验的探究性、创造性成分白白流失,造成学生创新精神和实践能力的严重不足。为此,笔者以培养学生的科学探究能力为出发点,对物理实验教学进行改革,尽可能将演示实验改为学生实验,将验证实验改为探究实验,力求让学生自己动手“学科学、做科学”。
一、改进和优化演示实验,突出科学探究
教学实践中,我将光的反射定律、欧姆定律等演示实验都设计成了探索性的学生实验。
例如:在“大气压的测定”这节课的教学中,如果教师按教材依葫芦画瓢,直接运用托里拆利实验获得结论,虽然能测得大气压值,但这种生硬的灌输式的教学,学生只知其然,达不到知其所以然的目的,我设计成探究式教学,教学效果则有很大不同:(1)将装满水的瓶子,安上一个带玻璃管的塞子,分析为什么吸不到水?(2)让学生自己设计实验测定大气压的值。(3)将两端开口的玻璃管插入水槽中,分析为什么管内外水面相平?(4)把玻璃管中安上活塞,排出管内空气,向上拉动活塞,分析为什么水柱能上升?(5)分析若玻璃管足够长时,水柱是否会一直随着上升?(6)在水柱不随活塞上升而上升时,你能从中悟出什么?(7)设想一下,怎样使管内水面以上部分达到真空状态,从而精确地测出大气压的值?(8)这个实验能否换用酒精或水银等其它液体来完成?选用哪种液体最合适?按此“质疑、实验、探索、解疑”的探索方式进行教学,使学生像科学家一样亲自参与科学探究与发现,这不仅有利于调动学习思维的积极性,激发灵感、产生顿悟,而且还可以使他们的创造性思维得到培养。
又如:将阿基米德原理的演示实验改为学生实验,进行科学探究:
【提出问题】一艘满载货物的万吨巨轮正在大海中航行,海水对它的浮力有多大呢?很显然,这个问题已经无法用前面学过的用弹簧秤测量浮力的方法来解决,问题的提出在学生心中激起了求知的欲望。为了解决轮船在海中航行时所受浮力大小的问题,必须先研究和浮力大小有关的因素。
【猜想与假设】浮力大小究竟和哪些因素有关,大家可以猜想,发表自己的见解,并说出理由。这时课堂气氛顿时活跃,同学们根据以往学过的知识、生活经验进行猜测、讨论。教师将学生提出的各种猜测进行归纳:浮力大小可能与物体的密度、物体的体积、物体的形状、浸入液体深度、液体密度大小有关。
【制定计划与设计实验】猜想是否正确,还需要动手实验去验证。浮力大小可能与其中一个还是几个因素有关?如何进行实验研究?于是学生自己设计实验,选择器材,并自觉地运用了控制变量法进行实验。
【进行实验与收集证据】学生进行了如下的实验操作:
a.用弹簧秤测出体积相同而密度不同的铜块和铝块浸入水中时所受的浮力大小,并比较。
b.用弹簧秤测质量相同而形状不同的橡皮泥浸没水中时所受的浮力大小,并比较。
c.观察橡皮泥分别浸没在酒精和水中相同深度处弹簧秤的示数。
d.观察橡皮逐渐进入水中弹簧秤的示数和浸没水中后,在不同深度处弹簧秤的示数。
【分析与论证】通过上述实验,学生分析得出浮力的大小与物体密度、形状和深度都无关,与液体的密度和排开液体的体积有关。
【提出新问题】我们已经探究出浮力大小和液体密度、排开液体的体积有关,那么它们之间有没有确定的数量关系呢?
【设计并进行实验】请同学们设计方案,怎样使物体放入水中后,既能测出浮力的大小,又能收集起物体排出的水。学生选用了自制的溢水杯进行实验,进一步收集证据。在教师的引导下,学生通过实验发现体积小的金属块浸没在水中时,弹簧秤读数变化小(浮力小),排开的水也少;体积大的金属块浸没在水中时,弹簧秤读数变化大(浮力大),排开的水也多。既然浮力大排开的水多,浮力小排开的水少,那么浮力的大小和排开水的多少是否有着必然的联系?从而引导学生去秤一秤排开液体所受重力有多大?看它和浮力大小究竟是什么关系?
【分析与论证】学生惊奇的发现,浸在液体里的物体所受的浮力,竟和排开的水所受重力正好相等。从而进一步通过实验(浸没、部分浸入、漂浮)得出了阿基米德原理。这在阿基米德是灵感思维,对学生则是在老师指导下,经过探究活动后发现的。
二、以探究的思想改进学生分组实验
教学中我把部分学生实验改成探索性实验,并增加了一些探索实验内容,以拓展学生的思维领域。通常采用以全班讨论或小组讨论的形式进行。由于学生思考问题的方式和角度不同,讨论中可能出现多种实验方案,这些方案只要合理有效,就及时肯定,并让学生去做,不必要求设计的实验和书上给出的实验相同。例如:在“测小灯泡功率”的实验中教师没有给出具体的步骤,一切由学生自行完成,结果我在巡视实验的时候发现,各小组都有明确的实验步骤,并设计出了开放性的记录表格,记录了灯丝在不亮、较暗、正常发光、较亮、烧坏几种情况下的电压、电流和功率。实验后学生多方向、多角度的分析观察到的现象和数据,从而开放性地归纳出实验结论。
分组实验时强调小组成员要有明确分工,加强小组间的合作与讨论。实验结束后,各小组将自己的探究过程,收集的证据和作出的结论,包括没有解决的问题向全班报告,然后经过质疑答辨和讨论,作出结论,达成共识,使大家都分享到探究成果。
三、加强实验设计能力的培养
为培养学生的探究能力,让学生根据物理原理设计实验。我按学生不同程度确定实验设计的内容。采用的方法一是写出实验报告或提出实验方案,组织学生讨论比较,选择最佳的可行性方案,统一进行实验。二是师生自编或精选一些探索性、综合性强的实验问题,让学生自己去设计和操作实验。
例如:学生在学习了通电导体在磁场中会受力运动,通电线圈在磁场里会受力转动,这是电动机的原理后。有的同学提出:如果把通电的液体放入磁场中,结果会怎样?学生猜想之后自行设计实验进行探究,结果设计了多种实验,可以使通电液体在磁场中运动。例如将裸铜丝弯成封闭的圆环嵌入玻璃器的边沿作为一个电极、把一小段碳棒放入玻璃器的中央作为另一个电极,向玻璃器内倒入电解质(食盐水),再把玻璃器的一半圆面“卡”在马蹄形的磁场中,用导线把学生电源、变阻器、裸铜环、碳棒串联起来。接通电源,闭合开关,移动变阻器的滑片,使其电阻逐渐减小,电流随之逐渐增大,会观察到盐水由慢到快的旋转起来,现象很明显。
问题可以由学生自己提出,也可以由教师提出。例如:在做完瓶吞鸡蛋的实验后,提问:如何把吞进瓶中的鸡蛋完整地取出来?引导学生分析压进瓶内,靠的是瓶内外的压力差,反过来也可再用瓶内外的压力差,将鸡蛋压出来,学生讨论得出一些切实可行的办法:①把瓶倒过来让鸡蛋堵住瓶口后,放入一个密封容器中减小容器内的气压,瓶内外的压力差使鸡蛋从瓶内吐出来。②把瓶子倒过来,让鸡蛋堵住瓶口,再给瓶子加热,使瓶内的气压高于瓶外气压,鸡蛋也会被吐出来。我发动学生课后进行实验探究,学生在实验中遇到很多的问题,他们不断地克服困难改进实验,结果学生把广口瓶换成150ml平底烧瓶,把去壳的熟鸡蛋换成去壳的熟鹌鹑蛋,实验时把一端浸过酒精棉的铁丝点燃后,迅速插入烧瓶中,待燃烧片刻后抽出铁丝,再迅速将鹌鹑蛋放在瓶口上,过一会即可看到鹌鹑蛋沿着烧瓶颈慢慢下滑到瓶底,这样改进可见度增大,生动形象地证明了大气压的存在。把烧瓶倒立,使鹌鹑蛋堵住瓶口(小头向下),然后把烧瓶固定在铁架台上,用毛巾包住瓶底,并不断把热水慢慢注到毛巾上,一会烧瓶就会吐出鹌鹑蛋。
教材中的演示实验和学生实验的设计及操作方法虽然都是经过反复证明了的,但实验操作方法仍然存在着这样或那样的不足,而且方法都只有一种,不利于学生创新思维的培养。为此教师可以有意识地创造一种探索氛围,比如提出“应该进行怎样的设计”、“为什么要这么做”、“换一种方法能不能做”等问题并运用多角度思考法、缺点列举法、逆向思维法等方法,引导学生探索,对其不足加以改进。
四、在实验习题的教学中融入科学探究
对一些较复杂的练习题,笔者设计了一些随堂实验,以点拨学生的解题思路。例如:用重30牛的铁桶到井中提水,待桶内装满水后,用力提桶使它直立于井水中,既不露出水面,又不与井底接触,如果桶内水重100牛,那么,提桶的力量将小于30牛。但不少同学有疑问,提桶的力为什么不包括水重?我布置学生课后自己设计实验去探究,并让学生在课堂上将探究结果加以演示:取一小铁桶,将它直立于水中,记录下弹簧秤提桶的力的大小,然后再将小桶的口朝下,会发现弹簧秤提桶的力大小不变,说明了将桶直立于水中,提桶的力不包括水重。这个小实验很有说服力,加深了学生对阿基米德原理的理解。
五、开展课外活动,体验科学探究
课外活动是物理课堂教学的延伸和补充,是学生将物理知识应用于实践的重要途径。当学生完成规定的学习任务后,教师更应鼓励学生自己选择课题进行探究,以满足学生的个性发展需要。
在课外活动中,我校开放了实验室、图书馆、校园网等探究性场所,使学生能根据探究需要进行实验操作、资料收集和信息处理。初中物理课本中有32个小实验,在老师的引导下,学生在实验室利用自制仪器,自制潜水艇、针孔照相机、潜望镜、完成了纸锅烧水等小实验。有的小组自制仪器非常巧妙,指出书本上实验的不足,并加以改进,如改进了磁极间的相互作用规律、焦耳定律等。对那些富有创造精神的作品,我及时向学生推荐,让作者为老师同学表演,并将实验情况写出报告,组织评比,引导他们不断推陈出新。曾经有学生用可乐塑料瓶做“浮沉子”,实验效果很好,其他学生看后觉得有趣味,纷纷模仿制作,有的还进行了一些改进,使之变成精美的玩具,一旦成为玩具,更容易促进学生“玩”进物理世界,“玩”出学习方法及趣味。
总之,改革物理实验教学,培养学生科学探究能力,不仅有利于国家《科学课程标准》的贯彻落实,而且有助于培养学生分析、概括能力和应用科学知识解决问题的能力,培养科学探究精神和严谨的科学态度,使学生真正体验科学的奇妙和伟大,并不断在探究中提高、发展和创新,成为适应今后社会高速发展的开拓型人才。
如何进行有效的物理实验教学
一、重视演示实验物理教学中,演示实验是新课导入的重要方法之一。实验具有生动、直观、新奇的特点,容易激发学生的直觉兴趣。如能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性,就能创造出生动的情境,使学生思维活跃。1.激发学习兴趣初中学生思维正处于具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段,其中形象思维仍起重要作用,...
怎样搞好物理实验教学
怎样搞好物理实验教学 一、利用演示实验,启发学生思维,引导学生学会研究物理问题的实验方法 教师在演示实验教学中,应做到以下几点:1,让学生明确演示实验的目的,这是作为演示实验最基本的要求,也是对初中学生最常规的要求。2,让学生认真观察,启发学生自觉地从感性认识抽象出理性知识。3,让学生掌握研究...
如何做好物理实验教学
1、用物理实验激发学生学习的兴趣。2、用物理实验陶冶学生情操。3、用物理实验来磨练学生意志。4、建立实验教学评价中的意识创新。紧密联系学生的生活实际经验,认知规律和社会发展的实际,结合演示实验,抓住教学中的导入、环节之间的过渡与衔接以及学生感兴趣的问题等创设生动有趣的问题情境,充分调动学生的...
浅谈如何进行物理实验教学
三、指导实验预习实验预习是保证学生进行正确操作并获得正确结果的前提,通过实验前的预习,学生对实验的原理、方法、步骤以及仪器的使用有了正确的认识,在实验过程中心中有数,目的明确,从而提高实验的质量和效率。四、指导实验操作实验操作是学生实验的关键环节,组织学生进行实验操作,充分发挥学生的主观能...
如何通过物理实验教学提高教学质量
通过物理实验教学提高教学质量的措施:一、改演示实验为学生实验,激发学生探索热情 。二、搞好分组实验,培养学生的合作探究能力 。三、利用身边的物品做实验,丰富实验资源 。.四、课后延伸,拓展实验探究空间 。
浅谈如何在新课标下进行物理实验教学
(1)通过实验引出课题 开始上课时,教师先引导学生观察某个物理现象,或做某些实验给学生看,引起学生的兴趣, 使他们产生疑问,从而让学生自己明确本节课的学习课题,开始产生解决问题的热情。 例如:在《大气压强》一节教学开始时,教师先做一个实验:向盖子紧盖的热的薄铁皮桶淋冷水,原先形状规则的...
如何提高物理课堂实验教学的有效性
同时,教师应通过自己的示范,让学生理解物理与生活的紧密联系,从而增强他们对物理的喜爱。总之,初中物理实验教学的有效性提升是一个系统工程,需要教师在教学的各个环节中都投入足够的精力。通过这样的努力,学生不仅能够通过实验巩固和应用知识,还能够培养细心的观察力、积极的思考习惯和坚持不懈的精神。
如何通过物理实验培养学生的核心素养
3、注重科学探究,提倡学习方式多样化。物理学习的主要目的不仅是学习物理知识,更重要的是让学生通过学习物理知识,学会学习,学会探究,形成正确的价值观。在教学中,教师要注重科学探究的教学。要引导学生在探究中学习物理的研究方法,掌握一定的实验技巧和用数学处理物理问题的能力。同时养成正确的科学观和...
以实验为载体,优化物理教学
物理学是基于观察与实验,建构物理模型,应用数学等工具,通过科学推理和论证,形成系统的研究方法和理论体系。物理教学的基础和载体是实验。物理实验教学是物理教学的重要形式和方法。一般分为演示实验、课内小实验(边讲边实验)、学生分组实验和课外实验。物理课堂教学中合理的运用物理实验为学生创建一个感性,生动,形象的物...
如何上好一堂有效的物理实验课
一、物理学是一门以实验为基础的自然科学物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理实验自始至终都占有极其重要的地位。加强实验教学,提高物理教学效果和开发学生创造能力,在加强素质教育的今天,显得尤为重要。高中阶段的学生已初步具有独立研究探索的能力。高中学生的这种 从走向讲台的那天起,我就一直在寻找一个答案:...
原环加力: 内容摘要:物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学,在教学中应把课本上的一些实验进行合理的科学的改进创新,充分发挥物理学实验的多种功能和作用,培养学生自主学习能力、探究能力和创新能力.关键词:物理 实验教学 自主能力传统的物理实验教学中对过程设计大都由教师代劳,教学过程省时,重在结论应用与记忆,新课程的实施要求教师对实验进行改革创新,在实验教学中培养学生的探究能力.
靖边县19638222491: 如何在初中物理实验教学中培养学生自主探究能力?
原环加力: 内容摘要:物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学,在教学中应把课本上的一些实验进行合理的科学的改进创新,充分发挥物理学实验的多种功能和作用,培养学生自主学习能力、探究能力和创新能力.关键词:物理 实验教学 自主能力传统的物理实验教学中对过程设计大都由教师代劳,教学过程省时,重在结论应用与记忆,新课程的实施要求教师对实验进行改革创新,在实验教学中培养学生的探究能力.
靖边县19638222491: 如何在物理教学中培养学生的科学探究能力 - ?
原环加力: 物理课程标准中,把科学探究式学习作为一种重要的学习方式,让学生通过探究活动,体验科学研究的过程,懂得科学的思维方法,保持强烈的好奇心和求知欲望,培养正确的价值观.探究式学习方法是学生学习科学概念、发展科学思维能力的...
靖边县19638222491: 如何在物理实验教学中培养学生的探究能力 - ?
原环加力: 课程标准指出“学生是学习的主人.教师是学习活动的组织者和引导者.”素质教育要求教师把学生从传统的被动的受教育地位转变到主动的求知地位上来,在教学活动中,教师不仅要向学生传授知识,更要引导学生养成自觉地寻求知识,获取知识的能力.为此,我们必须在教学中充分体现学生的自主地位.
靖边县19638222491: 怎样上好中学物理实验探究课 - ?
原环加力: [关键词]中学物理;实验探究课;创新能力 新课程已走进我们的学校,走进我们的课堂,走进我们的生活.物理新课程标准着重指出物理学科注重科学探究,提倡学习方式多样化,保持对自然界的好奇,发展对科学的探索兴趣,在了解...
靖边县19638222491: 如何在物理实验探究中培养学生的 - ?
原环加力: 如何在物理实验探究中培养学生的(1)利用物理演示实验提高学生的学习兴趣 (2)利用虚拟物理实验提高学生的学习兴趣 (3)利用学生分组实验提高学生的学习兴趣 (4)利用课本探究实验提高学生的.
靖边县19638222491: 如何提高中学生的探究实验能力 - ?
原环加力: 一.注重实验的导入,构建科学探索的课堂氛围 大多数老师都会注重一堂课的引入,但一个演示实验或学生实验怎样导入?却考虑得比较少,往往直接把实验装置摆上讲台进行演示,这正是当前课堂教学的弊端.事实上,一个好的实验引入,不...
靖边县19638222491: 如何提高物理实验探究能力的研究 - ?
原环加力: 如何培养学生的实验操作能力和科学探究能力 新课程物理课程标准把如何培养初中生的科学探究能力作为一项重要内容提了出来,新课标着重强调“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养...
靖边县19638222491: 如何加强物理实验教学培养学生能力 - ?
原环加力: 课外实验是学生根据自己已学过的知识自己亲手设计实验,它是在课堂之外进行的,不受时间、空间、人数、器材等的限制,学生可以独立完成实验方案设计、实验器材使用、实验对象管理、实验现象观察和实验结果分析.与课堂实验相比,大大增加了学生的观察、分析及动手操作的机会,这样更能发挥学生的主观能动性.学生在课外实验中通过动手操作,亲自观察、记录,并且动脑去分析与思考,不仅获取了新知识,还学会了探求新知识的方法. 因此,多开展一些课外实验活动,让学生根据自己已学过的知识、理论联系实际、反复亲手设计实验,在实验过程中形成良好的、稳定的心理特征来培养自身的能力.
靖边县19638222491: 怎样做好物理实验有效教学 - ?
原环加力: 做好物理实验有效教学:一、重视学生实验探究,提高学生的探究能力 .1、根据学生具体情况,灵活把握重点探究环节.2、充分尊重学生,突出学生的主体地位.二、重视演示实验,提升实验教学功能 .三、实施课外小实验,拓展实验教学.四、积极运用多媒体,增强教学效果的直观性.物理实验有效教学是一种教与学的实践活动,需要教师在有效教学的理念的指导下,运用自己的专业素质在具体情境中做出正确的判断,需要不断的反思和创新,实验教学才能取得更有效的成果.