初中物理科學實驗方法范文
時間:2023-11-01 17:24:30
導語:如何才能寫好一篇初中物理科學實驗方法,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
[關鍵詞] 控制變量、等效替代、轉換、類比
在初中物理教學中,不僅要教給學生物理知識,更重要的是要引導學生經歷一次物理學知識的“再發現”的過程,從而培養學生獲取新知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力,體驗科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神。所以,初中物理探究實驗的設計和實施顯得尤為重要。要使實驗教學達到課程標準確定的目標,其中蘊含的大量的科學方法我們必須給予足夠的重視,并且滲透到教學活動中去,讓學生在學習活動中去體驗,逐步提高學生的科學探究能力。下面,我就來談談初中物理實驗中的幾種科學方法。
一、控制變量法
所謂控制變量法,是指為了研究物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關系,可將除了這個因素以外的其它因素人為地控制起來,使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關系,得出結論,然后再綜合起來得出規律的方法。例如,在探究動能大小的決定因素時,學生猜想可能與物體的質量、大小、形狀、體積與物體的運動時的速度大小等因素有關。如果在探究的過程中沒有針對的科學方法進行探究,結果可能會出現一些錯誤。這樣的探究問題我們不妨使用“控制變量法”,在探究動能的大小與物體的質量是否有關時,可選擇讓大小、形狀、體積相同的銅球和鋁球從同一的高度和同一的斜面上分別自由運動,通過被撞擊后小車在同一水平面上運動的距離比較可知,動能的大小與物體的質量有關。此實驗過程中我們必須讓小車在水平面上的初始速度相同。同樣,在探究動能的大小與物體的運動速度是否有關時,可讓同一的銅球分別從不同的高度自由運動,看看被撞擊后小車在同一水平面上運動的距離情況,便可知動能的大小與物體的運動速度是有關。此實驗過程中我們必須對物體的質量進行控制。
二、等效替代法
等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律中,因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質,而采取與之相似或有共同特征的等效現象來替代的方法。這種方法若運用得恰當,不僅能順利地得出結論,而且容易被學生接受和理解。例如,在電流和電阻的實驗中,將一個7Ω的電阻替代某支路中2Ω和5Ω串聯電阻,在其他條件不變的情況下,該支路中電流不變,說明一個7Ω的電阻與阻值為2Ω和5Ω串聯的電阻對電流的阻礙作用是等效的,所以可用7Ω的電阻替代2Ω和5Ω串聯的電阻。
在初中物理實驗中,合力替代各個分力、平面鏡成像取相同蠟燭替代物體大小、托里拆利試驗用液體壓強替代大氣壓強等,都運用了等效替代法的思想。
三、轉換法
有的物理量不便于直接測量,有的物理現象不便于直接觀察,通過轉換為容易測量到與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的方法,即轉換法。比如,在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中,電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較,而我們通過轉換為讓煤油吸熱,觀察煤油溫度變化情況,從而推導出哪個電阻放熱多。教學時不妨設計一問:為什么研究電熱的功率與電阻大小的關系時,還要用到似乎與實驗無關的煤油呢?引發學生的思考和討論,在小結出該實驗中煤油的作用的基礎上,進而再問:該實驗能否不用煤油而改用其它方式來觀察電阻通電后的發熱情況?這樣促使學生的思維得以發散,轉換的思維方法得到訓練,設計實驗的能力也隨之提高了。
在初中物理實驗中,利用擴散現象來研究分子的運動及分子運動的快慢、通過泡沫塑料凹陷的程度來知道壓力的作用效果大小、用燈光的亮度來感知電流的大小等等,都運用了轉換法的思想。
四、類比法
在學習一些十分抽象的看不見、摸不著的物理量時,由于不易理解,老師就拿出一個大家能看見的且與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成和電壓的作用是通過以熟悉的水流的形成和水壓是水管中形成了水流進行類比,從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時,在老師的引導下,聯想到水壓迫使水沿著一定的方向流動,使水管中形成了水流;類似的,電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置;類似的,電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時,消耗水能轉化為渦輪的動能;類似的,電流通過電燈時,消耗的電能轉化為內能和光能。我們學習分子的動能時,將它與物體的動能進行類比;學習功率時,將它與速度進行類比。這樣就很容易被學生理解記憶牢固。
在初中物理教學過程中,如果學生很好地掌握了這些科學方法,將會非常方便、快捷、省時、省力,而且能少走很多不必要的彎路,減少很多無謂的而且是艱辛的探索之路,收到事半功倍的良好效益。這樣,不僅有利于學生理解和掌握物理概念和規律,更有利于學生研究性學習和創新能力的發展,對其他學科有借鑒作用。
篇2
【關鍵詞】初中物理實驗教學;滲透;科學方法
中國分類號:G633.7
【正 文】
一、在實驗設計中滲透控制變量法
物理學對于多因素(多變量)的問題常常采用控制因素(變量)的辦法,即把多因素的問題轉變為多個單因素的問題,分別加以研究,再綜合解決,這種解決問題的方法叫控制變量法。控制變量法是初中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。
這種方法在引導學生設計實驗環節尤為重要。如在探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關時,由于我們猜想是跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關,所以學生在研究其中一個因素對滑動摩擦力的大小有什么影響時容易忽略另一個因素的變化可能對實驗結果造成的影響。這時我們可以引導學生思考:在研究滑動摩擦力的大小跟壓力大小的關系時,應該控制什么因素不變,改變什么因素?在研究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度的關系時,又應該控制什么因素不變,改變什么因素?這可以使學生體驗到控制變量的思想,順利地設計實驗:先保持接觸面的粗糙程度不變,研究滑動摩擦力的大小跟壓力大小的關系;再保持壓力大小不變,研究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度的關系。
又如在探究電流與電壓、電阻的關系這一實驗中,同樣可以引導學生思考:在研究電流跟電壓的關系時,應該控制什么因素不變,改變什么因素?在研究電流跟電阻的關系時,又應該控制什么因素不變,改變什么因素?讓學生體驗控制變量的思想,便于學生進行實驗設計:在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變,改變電壓U;在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變,改變電阻R。
這種方法在整個初中物理實驗中的應用比較普遍。例如探究壓力作用效果的實驗;探究液體內部壓強的規律;物體吸熱與物質種類、質量、溫度變化的關系;動能的大小與哪些因素有關;探究影響導體電阻的因素;探究影響電流做功的因素;。控制變量法是一種很常用、很有效的探索客觀物理規律的科學方法,通過控制變量法,可以讓我們很方便地研究出某個物理量與多個因素之間的定性或定量的關系。
二、在實驗現象中滲透轉換法
觀察實驗現象是實驗過程的一個重要環節,但有的物理現象不便于直接觀察,需要轉換為與之相關聯的容易觀察的物理現象,這種方法叫做轉換法。
如在探究動能的大小跟哪些因素有關的實驗中,質量不同的小球從斜面滾到水平面具有的動能大小無法直接觀察和比較,可以轉換為小球推動紙盒,通過觀察紙盒被推動的距離的遠近,從而判斷小球動能的大小。教學中可以引導學生思考:實驗中要研究的是小球的動能,為什么要觀察紙盒被推動的距離呢?這不僅讓學生清楚實驗中應該觀察什么,還從思想上感悟到為什么要觀察,使轉換法思想得到訓練和發散的同時,學生設計實驗的能力也隨之得到了提高。
又如在探究電磁鐵的磁性強弱跟什么因素有關的實驗中,電磁鐵的磁性強弱是無法直接觀察的,可以轉換為觀察電磁鐵吸引大頭針的數目來判斷。電磁鐵吸引大頭針的數目越多表示磁性越強;電磁鐵吸引大頭針的數目越少表示磁性越弱。
初中物理實驗中還有很多地方都用到了轉換法,如通過觀察海棉的凹陷程度來反映壓力的作用效果;通過觀察電流表示數的大小或燈泡的亮暗程度來比較電阻的大小;通過觀察煤油溫度變化情況來推導電流熱效應中電阻的發熱情況;通過小磁針發生偏轉從而判斷通電導體周圍存在磁場等等都是運用了轉換法的思想。
另外,有些不便于直接測量和觀察的物理量,轉換為便于直接測量和觀察的物理量,也是應用了轉換法。如力的大小是不便于直接測量和觀察的,但是根據彈簧的伸長跟所受到的拉力成正比,所以我們就可以將力的大小轉換成彈簧的伸長量來觀察,這就是彈簧測力計的原理。不僅彈簧測力計是這樣的,溫度計、電流表等也是如此,看見的是液柱、角度的變化,反映的是溫度、電流的變化。
三、在實驗數據分析中滲透圖像法
利用圖象這種特殊且形象的數學語言工具來表達各種物理現象的過程和規律,這種方法叫圖像法。
由于物理學中經常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況,因此在實驗中,運用圖像來處理實驗數據,有著廣泛的應用。如:在探究熔化和凝固的特點實驗中,由于晶體和非晶體的特點有所不同,如何才能讓學生更好地掌握、區分它們呢?這時我們不防可以引導學生采用圖像法來處理數據。首先,以橫坐標表示時間,縱坐標表示測得的溫度;然后,根據實驗數據在坐標系中分別畫出海波、石蠟熔化時的溫度―時間圖像。從圖像可以非常形象直觀地得出:海波(晶體)在熔化過程中溫度保持不變;石蠟(非晶體)在熔化過程中溫度變化的特點。通過描點、連線繪出圖像,不僅能加深了學生對所得數據的分析和理解,更能使學生輕松、準確地把握晶體和非晶體熔化的溫度特點。
在遇到一些易錯、易混問題時,運用圖像法也能比較清楚、直觀地反映出物理量之間的關系,以便于學生理解和區分。如在彈簧測力計下掛一重物,讓重物從空氣緩緩進入水中,直至完全浸沒在水中較深的位置(水足夠深)。若重物的下表面到水面的深度為h,水對重物體下表面的壓強為P,彈簧測力計的示數為F,重物受到的浮力為F浮,則P與h,F與h,F浮與h的關系如何?由于這里涉及到同一物理量對多個物理量都有影響,就容易導致學生在理解上存在困惑或混亂,再加上如果學生讀題不思心,那么錯誤率就更高。如何來突破這個難點呢?可以滲透圖像法的思想,讓學生根據實驗得出的數據,繪畫成圖像。圖像對人大腦思維的影響是最直接的,通過觀察對比圖像,其中的原理和區別就不言而喻。學生在親歷繪畫圖像的過程中也體驗到了學習的成功和喜悅。
在物理實驗中還有很多利用圖像來處理數據的實例,如重力大小跟質量的關系、勻速直線運動路程跟時間的關系等等。在教學中適當地把數據與圖形、文字與圖形結合起來,不僅有利于處理數據、描述物理規律,還能大大地提高學生分析、處理問題的能力。
四、在實驗結論中滲透歸納法與理想實驗法
“實驗歸納法”是在實驗基礎上,對實驗數據認真加以分析,通過實驗事實歸納出物理規律的認識方法。在科學研究中,歸納法發揮著重要的作用,許多物理實驗結論都是由實驗(演示實驗或學生實驗)歸納獲得的。
在初中物理實驗中,歸納法常應用于將實驗中變化的因素進行歸納,找出共同點及普遍性,從而得出規律。如浸在水中的物體受到浮力,浸在酒精中的物體也受到浮力,浸在煤油中的物體也受到浮力,通過找出水、酒精、煤油的共同點及普遍性,從而得出浸在液體中的物體受到浮力;兩個規格相同的燈泡串聯時電流相等,兩個規格不同的燈泡串聯時電流也相等,燈泡與其它用電器串聯時電流也相等,通過找出兩個規格相同、不同的燈泡及,燈泡與其它用電器的共同點及普遍性,從而得出串聯電路中電流處處相等;在探究杠桿的平衡條件時,改變鉤碼數量和它們離支點的距離,使杠桿處于水平位置平衡,分析實驗中的數據,通過找出它們的共同點及普遍性,從而得出杠桿的平衡條件是動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂;在探究平面鏡成像的實驗中,改變蠟燭的位置并分別找出其對應的像的位置,再用刻度尺量出蠟燭及其對應的像到平面鏡的距離進行比較,通過找出它們的共同點及普遍性,從而得出在平面鏡成像中像與物到平面鏡距離相等的結論。在實驗教學中適當滲透歸納法的思想,不僅可以較準確地得出實驗結論,而且可以使學生的歸納能力得到較大的提升。
理想化實驗是一種科學的抽象方法,它既要以實驗事實作基礎,又不能直接由實驗得到結論。比如,我們在探究空氣能傳聲的實驗中,逐漸將真空罩內的空氣抽出,聽到罩內鬧鐘的聲音逐漸變弱,于是我們推理得出將真空罩內的空氣抽完(即真空),就聽不到鬧鐘的聲音了,從而得出空氣能傳聲而真空不能傳聲的結論。這里采用的方法就是理想化,因為無論怎樣抽氣都是不可能將真空罩內的空氣抽完的。又如牛頓第一定律就是理想化實驗得出的一條重要物理規律。分別將小車放在斜面的同一高度,讓其自行滑下,并沿著粗糙程度不同的水平表面運動,觀察小車在不同表面上運動的距離。從實驗現象可以看出:水平面越光滑,小車受到的摩擦力越小,小車的速度減小得越慢,小車運動的距離就越遠。假如水平面對小車完全沒有摩擦,小車將永遠運動下去。實際上,完全沒有摩擦是做不到的。這里,設想完全沒有摩擦是一種理想化的推理方法。如果教師在教學中注意很好地滲透這一方法,有利于培養學生的科學思想,提高學生的創新能力。
另外,需要指出的是對于不同類型的實驗,滲透科學方法教育的側重點有所不同,例如分組實驗與演示實驗相比,在都重視實驗設計思想的同時,分組實驗側重儀器使用、實驗操作方法及數據處理方法,演示實驗則更重視實驗結果的顯示方法和結果的分析歸納方法。
總之,在初中物理實驗中,蘊含的科學方法有很多,比如還有等效替代法、比較法、類比法逆向思維法等,遍布在實驗探究的各個環節,需要我們在實驗教學中恰當地滲透,使學生掌握物理知識的同時,更提高了分析和解決問題的能力,領悟科學的思想和精神。
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篇3
1 轉變教學觀念,樹立創新教育的實驗教學指導
思想
物理實驗教學的目的,不僅是驗證原理,讓學生理解和掌握已有的書本知識,更重要的是培養學生的科學素質,激發學生愛科學、學科學的興趣,培養學生的創新能力和實踐能力。因此,必須改變傳統的“教師講,學生聽,教師演示,學生觀看”的實驗教學方法。在實驗教學中,要求教師從學生的實際能力入手,備教材,備教法,備學生。在教學過程中,使學生的思維一直處于積極探求狀態。
2 發揮學科特點,激活獨特資源
實驗教學是理科教學的特色,生動豐富的實驗現象對學生有無窮的吸引力,能激發學生的學習興趣和求知欲望,變被動學習為主動學習,發生“要我學”為“我要學”的轉變。所以,作為理科教師,想方設法多做實驗,無論是演示實驗還是分組實驗,或是驗證性實驗還是探究性實驗,或是學校實驗還是家庭小實驗等。總之,只要是學生動手做了,就得表揚,另外積極創造條件,如自制教具等器材或利用一些常見的平常棄之不用的所謂“廢材”為學生做一些典型的實驗,讓學生感到既熟悉又陌生,在這種不知不覺中學會知識。理科教學的另一特點是理科思維。通過對實驗方案的設計、實驗現象的分析等培養學生嚴密的邏輯思維和分析解決問題的能力。
3 給學生多動手實驗的機會,培養學生的實驗技能
初中物理實驗是學生將來從事科學實驗的起點。因此,在物理實驗課的教學中,必須重視培養學生的實驗技能和獨立工作能力,使學生養成良好的實驗習慣。每次做實驗時,教師要指導學生弄懂實驗原理,學會正確使用物理儀器,掌握計數、讀數和處理實驗結果的技巧,能夠通過分析、推理得出正確結論。比如在電學實驗中,教師要反復強調電流表、電壓表的連接特點及“+”“-”接線柱的接法,讓學生學會用歐姆定律正確估算量程,避免量程過大使測量值的誤差大,又避免量程過小而燒壞儀表。學生掌握了基本實驗技能,就能獨立動手操作,打好實驗的基礎,有了這種基礎,學生就能自主的探究其他電學實驗。
鼓勵學生做好課外小實驗、小制作,促進學生對教學內容的學習。各種物理實驗,從某種意義上說,都是一種特殊的、直觀的實踐,學生在動手完成各種小實驗、小制作過程中,思維異常活躍,學習欲望高漲,參與意識增強,都迫切地希望進一步探索問題。通過實驗,學生學習到的物理知識就比較深刻、牢固。例如,“估計大米的密度”一題,先讓學生憑生活經驗估計大米的密度大約是多大?接著讓學生想出幾種測大米密度的方法,然后實際做一做,最后做出評價,哪一種方法既簡便易行而且誤差又小。又如課本中“紙盒燒開水”“日光燈啟輝器中雙金屬片的自動控制作用”“小風輪”“電鈴”“樓梯開關”等小實驗、小制作,有很強的趣味性和知識性,十分貼近學生的生活,符合初中學生好奇、好問、好動、好學的心理特征。教師要鼓勵學生做好這些課外小實驗、小制作,這樣激發學生動手實驗的興趣,同時也推動物理教學向前發展,是實施創新教育的重要途徑。
4 在實驗教學中培養學生的創新精神
物理教學要教會學生知識,不僅要求學生學會,還要學生會學。創新是一種高層次的知識遷移,是利用已有信息探索新知識的能力。在實驗教學中我注重給學生提供更多的思維機會和廣闊的思維空間,激發學生求異創新的愿望,逐漸培養學生從全方位推測、假設和構思中“探視”答案以解決問題的思維方式。初中物理無論是演示實驗,還是學生實驗,往往給出實驗方案且方法單一,無探索性,不利于創新精神的培養。在教學中,以常見實驗知識為生長點,進行引申,讓學生發掘其內涵和外延,從多角度、多方位、多層次地進行創新分析,利用盡可能多的方法來設計實驗方案,并對各方案進行評價,選擇最佳方案,以此來培養學生創造性思維。
如測定鹽水的密度。方案一:1)用天平稱出空燒杯的質量m;2)用量筒量出50 ml鹽水;3)把鹽水倒入燒杯中稱出鹽水和燒杯的質量M;4)求出密度ρ。方案二:1)用天平稱出燒杯和鹽水的質量m;2)倒入量筒中50 ml鹽水;3)稱出剩余鹽水和燒杯的質量M;4)求出密度ρ。
篇4
一、將物理學史引入物理教學中,有助于激發學生學習物理的興趣
許多理科不好的學生一提起物理來容易頭疼,以致于失去學好物理的信心。面對這種情況,多給初中生講一些著名物理學家的事例會起到一定的作用,以牛頓為例,小時候他的學習成績并不好,還多次被學校勒令退學,如果能把這樣的事例講給學生,學生一定會感到物理學家并不是那么離自己遙不可及,只要自己努力,好好把握機會,自己還有機會學好物理,有了這樣的一個想法,學好物理也便水到渠成。另外,多給學生講一些名家事例,對于培養學生的科學精神也極有好處,以局里夫人為例,她在那么艱難的情況下提煉出鐳來,是多么不容易的一件事情,而我們這些當代中學生在學習、生活上遇到一點點困難便容易放棄或畏縮不前,這是多么糟糕的一個表現啊。還有伽利略等科學家為例堅持哥白尼的日心說被判監禁都無法動搖自己的意志,布魯諾更是獻出了自己寶貴的生命,可以說這些科學家實事求是、追求真理的高貴品質,無論對學生學習品質的養成,還是對學習其它科目來說,都是非常重要的,都給他們打下了一個堅實的基礎。
二、物理學史為教學中的思維訓練提供了廣闊的背景
譬如物理學史中有一段趣聞,說人們發現天王星的實際運行軌道與科學理論計算出來的軌道有一些不同,人們百思不得其解到底是人們的觀察有問題,還是理論上的計算有問題,于是便有人猜測是否是有一顆另外的行星在干擾著天王星的運行,最終,這種猜測被證實,并有亞當斯和勒維烈計算出來海王星的運行軌道,多給學生講一些這樣的知識,有力與培養學生勤于思考、一絲不茍的精神品質,對于他們以后的無論是學習還是工作研究都十分有利。
類似的例子還有法拉第發現電磁感應規律的科學事件,他是由奧斯特得出電可以產生磁場這一科學規律之后,從反面得出想法,是不是磁場也可以產生電呢的想法,并經過自己的艱苦研究加以證實,可以說這個事例對于培養學生的邏輯思考能力,發散思維能力有著很大的好處。
三、運用物理學史,寓科學美于物理教學之中
美育教育應該貫穿于初中教學的每一個學科,物理學科當然也就同樣責無旁貸,其實物理學科對于培養初中生的美育教育有著得天獨厚的條件,相當一部分的物理現象中就蘊含著豐富的美育知識,另外就物理研究來說也同樣是一種美的追求,我們當然應該合理利用物理學史這一現成資源對學生進行美育教育,同時豐富學生的理性積淀,以至創造美。
另外,作為不同的學科范疇,物理學科與美學甚至可以相互影響,相互促進,以奧斯特發現電場可以產生磁場為例,當時人們普遍信奉庫侖的電與磁是互不相干的完全不同的實體這一想法,而奧斯特在美學知識的堅持與啟發之下,發現了電場產生的磁場,可以說這是美學知識對物理學知識的一大貢獻。
四、作為反面資源,激發學生課堂學習氣氛
篇5
一學生實驗技能培養的方法
(一)培養學生使用基本儀器的技能
掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基矗基本儀器主要有:刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數。”要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規則,以達到熟練地、正確地讀數,在介紹這些基本儀器使用方法時,應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導:
1.各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學生在使用各種基本儀器前,搞清儀器的量程,并且能估計被測對象的情況,選用適當量程,避免超過量程而可能損壞儀器。
2.使用測量儀器前通常都要調節零點或校正零點,否則測出的數據就不準確。如:“對安培表、伏特表等應學會調整零點,對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器,還要學會零誤差修正,讓學生懂得零點是相對的,零誤差的修正在生產上有普遍意義。因此,必須使學生養成使用基本測量儀器前調節零點或修正零誤差的習慣。
3.會正確讀數。要讓學生掌握讀數的一般方法,關鍵是會讀出儀器的最小刻度值,會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時,要學會正確讀數的姿勢。如:從量筒上讀數時,眼視線應與液面保持相平,不能仰視或俯視,若是凹液面讀凹處,凸液面讀凸處,從安培表、伏特表讀數時,視線應與刻度盤垂直,并且正對指針,估計讀數四舍五入等。
4.根據儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規則。如:天平是根據桿杠的平衡條件制成的,因此,使用前和秤量時都要做到橫梁平衡,同時必須嚴格保護刀口,要讓學生理解保護刀口的重要性,從而自覺遵守使用方法和規則;溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的,所以,根據熱平衡原理,測量液體時,溫度計不能離開液體,而且要在溫度計內液柱穩定時讀數。顯然,培養學生使用基本儀器的技能,必須要注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結合起來,這樣既有利于鞏固基礎知識,又能幫助學生理解為什么這樣使用儀器;只有理解了儀器原理,使用起來才會更加自覺和主動。
(二)培養學生進行實驗過程必須掌握的技能
1.培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據,根據實驗的原理、要求對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式,電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟,畫好記錄表格等。
其次,培養學生正確調整和安裝儀器,正確連接電路的技能。正確的實驗,首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路。如:力學實驗中的支架滑輪的安裝,牽引線的走向,斜面的架設等,有時要對一些儀器做機械調整或電氣調整(對儀器的調零前面已介紹,這里略),電氣調整如:使用氣墊導軌前必須先調水平位置;在電學實驗中,依照電路圖連接線路,連線時,應將電路分為主回路和支路,從電源一端開始沿主回路按順序進行,其次為支路;主回路中必須有開關(先斷開);導線最好選用幾種顏色,主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時,應按順時針方向將導線纏上。電路連接后,必須復查,確認正確后方能通電。這種技能的培養,從初中開始應先有示范,讓學生模仿學習,然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項,由學生獨立去安裝、調整。
2.培養學生正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確結論的能力
這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的技能,要求學生集中精力,按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據,有的實驗則要求測量或操作時動作迅速,要把握時機,如:溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意:①讀數要及時,并馬上記錄;②要記錄完整數據,按有效數字的方式記錄;③數據的單位要正確。一般要求學生實驗前列出表格,表格設計要求:能記錄直接測出的各物理量,能記錄各次測出的量,能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。
進行數據處理、運算,對實驗結論進行分析。在整理數據時,如發現有不合理的數據,應對該數據補測。要指導學生按有效運算法去處理數據對實驗結果進行適當分析討論,如:討論數據說明什么?與理論計算有何偏差?實驗過程為何這樣設計?實驗結果的物理意義(結論)是什么?對一些成績優良的學生,還可讓他們設計某個達到相同目的的實驗。對實驗能力強的學生,許多深一層次的問題都可以在這里分析研究,從而加強了對學生思維能力的培養,有效地鞏固知識,技能更加熟練。
3.要使學生了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析。實驗后,要指導學生分析實驗誤差的原因,說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷,實驗原理、裝置不完善而引起的,如:螺旋測微器零點不準;風的吹動使天平產生誤差;電表指針不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器,或是改進實驗方法。改進實驗的方法,可改變儀器的位置或儀器的布置,撤換某件儀器,改變所選取的某個參數,改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上,分別稱衡,可以發現天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值,可以發現周期與擺角有關。
偶然誤差是在實驗條件不變的情況下,對某一物理量進行多次重復測量時,由于各種偶然因素產生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復測量取算術平均值,以其平均值為最終的結果。測量次數取多少,要根據偶然誤差對被測量影響的大小來確定。如:測量值的有效數值較小時或測量值變動較大時等,應當多測量幾次。
綜上所述,要培養學生這方面的技能,必須讓學生懂得減少誤差首先要發現它的存在和來源,其次是確定減少誤差的方法。
增加測量次數固然可提高平均值的可靠程度,但是作用是有限的,實際上,只有改進實驗方法和儀器,才能從根本上改善測量的結果,提高測量精確度。
4.會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后,應根據原始記錄和實驗時的體會,寫出實驗報告。實驗報告內容主要有:實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能,對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求,書寫時,要求層次清楚,語言流暢,文字精練、正確,圖文并茂,要總結出實驗成功的經驗或實驗失敗的原因,使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果,并讓別人看懂。
在批改實驗報告時要注意學生思維的火花,如對某個問題的獨特看法,對某項操作的有益建議,對實驗的改進意見等,要給予鼓勵,并要及時與之討論,讓師生都有所收獲。這樣做,既延伸了實驗課的教學,使之與理論課的教學有了更深層次的交匯與滲透,又是提高學生動手技能的有效渠道。
5.養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器,遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。如:做電學實驗結束時,應將儀器調到最安全的狀態再切斷電源,然后拆除連接線,整理好儀器和導線。要經常地對學生進行良好實驗習慣的教育,以免損壞儀器及發生實驗事故等。
二培養學生實驗技能的途徑
1.實驗課是培養學生實驗技能的基本途徑。認真上好實驗課,既能幫助學生牢固地掌握物理知識,又能培養學生的實驗技能,是訓練和提高實驗技能的基本途徑。
實驗課包括演示實驗和分組實驗。演示實驗是學生使用儀器,進行實驗操作典范,它教給學生正確的實驗方法。如:如何正確使用儀器、安排實驗步驟、操作、讀數和記錄數據、列表和作圖線、分析和推理,得出正確結論及分析誤差等。通過大量的演示實驗,學生可以在長年累月的耳聞目睹中,潛移默化地學到實驗技能。
在分組實驗中,學生的活動是多方面的,既有思維,又有操作,這就需要發揮教師的主導作用。實驗時,教師可先介紹實驗目的、方法及注意事項,然后教師在臺上做示范,學生在臺下跟著教師做,這種方法對于初中起始年級的學生是合適和有效的。學生在教師的步步指導下,養成良好的實驗方法、實驗修養。隨著實驗技能的不斷提高,逐步培養學生自己設計實驗,獨立實驗的能力。
2.盡可能將演示實驗改為分組實驗。如:阿基米德定律、牛頓第二定律等。
3.將驗證性實驗改為探討性的實驗。先讓學生去研究、探索物理量之間的關系,后總結出物理規律。
4.開辟第二課堂。第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識,又可培養學生的實驗技能。主要形式有:①指導學生進行課外實驗;②組織參觀活動;③舉行操作實驗競賽;④組織課外興趣小組;⑤舉辦物理科技晚會等。
篇6
關鍵詞:實驗教學;學生實驗;創新教育
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)11-244-01
物理是一門以實驗為基礎的自然學科,它與社會生活聯系緊密,以物質的結構、物質之間的相互作用和其運動變化規律為研究對象,具有科學性、實用性、趣味性、開放性等特點。而在初中物理階段,學生初入物理科學的殿堂,在掌握基礎實驗知識的同時卻不能被現有內容所束縛住而阻礙其興趣的養成、思維的發展。為了避免其形成對物理實驗科學的思維定式,創新能力的培養就必不可少。創新是鞏固舊識獲得新知的一把鑰匙。那么,在物理實驗教學中,如何進行創新教育呢?我從以下幾個方面進行了嘗試和改進。
一、樹立創新教育的實驗教學指導思想
物理實驗教學的目的,不僅是驗證原理,讓學生理解和掌握已有的書本知識,更重要的是培養學生的科學素養,激發學生愛科學、學科學的興趣,培養學生的創新能力和實踐能力。因此,必須改變傳統的“教師講,學生聽,教師演示,學生觀看”的實驗教學方法。在實驗教學中,要求教師從學生的實際能力入手,以學生為主。在教學過程中,適當創設情境使學生的思維一直處于積極探求的狀態。
二、創設教學情境,激發學生求知欲
興趣是最好的老師。有趣而適當的實驗不僅能滿足學生強烈的好奇心,還能幫助學生理解和掌握知識,而且能激起學生的興趣,啟迪其思維定向探究。
利用驚奇的實驗導入新課,讓學生觀察到意想不到的奇特現象,喚起學生的注意,引起學生思考,從而使學生產生強烈的求知欲望而希望深入研究,這是一種相當普遍的實驗導入方法。。例如:“大氣壓”是比較抽象的概念,新課引入時,可以先演示窄口瓶“吞”雞蛋的實驗,吸引學生們的注意-力,并說明這就是大氣壓現象,那么什么是大氣壓呢?在學生興趣被激發的情況下轉入新課教學。當學生明白大氣壓的概念后,為了加深其印象,接著我會將一只玻璃杯灌滿水,用一張塑料卡片蓋在杯口上,再按住卡片把水杯倒過來。問,當把手移開后,會產生什么現象?松手后學生觀察到結果驚訝不已。紛紛議論,這大氣壓到底有多大?為了滿足學生的好奇心和求知欲,我將抽去空氣的馬德堡半球示出,叫學生推選兩個力氣最大的男同學來拉,結果用盡力氣也拉不開,再換-四個不服氣的同學,還是沒有拉開,當我把進氣閥門打開后,一個人就很輕松的把兩半球拉開了。學生即驚奇又信服,對“大氣壓不但確實存在而且又很大”的結論深信不疑了。
這樣通過實驗情景,提出問題導入新課。使教學信息具有新奇性,從而使學生產生好奇心和求知欲,極大地激發了學生的探索興趣和動機,有利于培養學生的創新意識和解決問題的能力。
三、在實踐中培養學生的創新精神
物理教學要教會學生知識,不僅要求學生學會,還要學生會學。在實驗教學中我注重給學生提供更多的思維機會和廣闊的思維空間,激發學生求異創新的愿望,逐漸培養學生從全方位推測、假設和構思中“探視”答案以解決問題的思維方式。初中物理無論是演示實驗,還是學生實驗,往往給出的實驗方案方法單一,無探索性,不利于創新精神的培養。我在教學中,以常見實驗知識為生長點,進行引申,讓學生發掘其內涵和外延,引導其從多角度、多方位、多層次地進行創新分析,利用盡可能多的方法來設計實驗方案,并對各方案進行評價,選擇最佳方案,以此來培養學生的創造性思維。
如:測量液體的密度時對質量m和體積v的測定。
方案一:(1)用天平稱出空燒杯的質量m;(2)用量筒量出液體體積v;(3)把液體鹽水倒入燒杯中稱出液體和燒杯的質量M;(4)求出密度ρ=(M-m)/v。
方案二:(1)用天平稱出燒杯和液體的質量M;(2)倒入量筒中液體體積v;(3)稱出剩余鹽水和燒杯的質量m;(4)求出密度ρ=(M-m)/v。
比較兩種方案,方案二最佳。因為方案一中量筒中的液體倒入燒杯中質量減少了。因為玻璃對液體來說是浸潤的,一部分液體附著在量筒的筒壁上,沒有倒入燒杯中,所以選擇方案二。
這樣,讓學生去設計問題,并解決問題,在解決問題的過程中,不僅使學生最大限度地獲得物理基礎知識和基本技能,溝通了知識間的聯系,更重要的是,培養了學生的創新精神。
四、給學生多動手實驗的機會,培養學生的實驗技能
篇7
【關鍵詞】新課標 初中物理實驗課程 教學策略
物理課程不同于其他學科,主要是以觀察和實驗作為基礎的學科,因此作為學校應該將教師展演、學生動手操作相結合,使人人參與實驗之中以提高學生的探究能力。
一、新課標下初中物理實驗教學應遵循的原則
1.通過實驗培養學生的炭疽能力。在知識經濟時代,學生除了對書本上的知識掌握之外,更為重要的是讓學生能夠具備學習知識的能力和方法,獲得一種學科智慧。過去的教學規定過死,學生應該學什么知識,對知識結構等不夠重視。新課標走出了這樣的窠臼,明確要求初中物理實驗教學就是為了培養學生的探究能力。
2.把課堂交給學生。在傳統教學目標下,學生都是在老師的指引下學習,缺乏獨立思考、缺乏主動性,教師是課堂的主體,學生學到什么,怎么學在很大程度上是由老師決定的。而在新課標下,教師應該盡量使課堂回歸到學生手中。
3.適當放松教師手上權利,師生配合學習。在課堂教學中,教師和學生是雙向主體,而在傳統的教學方式中,教師通常占據主導地位,學生的創造性在教師的打壓下轉變為對老師的服從,因而學生在物理課堂上成為一個觀看者,而教師則是一個表演者。新課標下,教師應該尊重學生的想法,對學生的創造能力要予以肯定,適當放松手中的權利,讓學習回歸于學生。
二、新課標下初中物理實驗教學策略
1.轉變教學觀念。新課標下,教材注重的是對學生科學實驗能力和探究能力的培養,學生要將生活常識、生產科技與物理知識連線,將物理理論運用到實際中去解決問題和分析問題。因此,作為教師要讓學生立足生活生產實際,靈活的運用知識,培養學生興趣。比如喝水以及鋼筆能夠吸入墨水都是因為大氣壓力作用的結果;樓道里的聲控開關原理是聲音和光線的強弱條件制約決定的。除了在課堂上,教師有意識將物理知識與實際生活做對接,更重要的是引導學生形成理論與實踐相互轉化的思維能力,給予學生留有空間去思考、去發揮。
2.變演示為實驗,注重學生實驗設計的引導。初中教材中的實驗都相對比較單一,不利于學生探索精神的培養,教師可以根據現有的實驗設備以及實際情況適當的改變實驗程序,有意識的制造探索氛圍,以激發學生的求知探索欲望。比如在學到關于電阻一章節的時候,教師可以改變課本中的實驗方法,將學生分為三組,每一組提供不同的實驗器材,但是每一組最終都要測量出電阻大小,第一組的實驗工具是電壓表和電流表,第二組的實驗工具是電壓表,第三組的實驗工具是電流表。這樣就能夠將一個實驗分解為三個,有意識的通過實驗困難培養學生的問題意識,讓學生具備一種思維:每一個問題的解決都會有多種途徑。
3.將教師展演與學生設計相結合,激發學生興趣。俗話說,興趣是最好的老師、興趣能夠激發學生探索、創新、存進學生積極主動的去學習。根據心理學調查發現,學生的創造能力總是在興趣進入到最佳狀態時被激發,因此,作為教師應該通過展演的方式,創造情境,讓學生對其感興趣。比如講到關于折射的時候,教師可以將玻璃棒放入裝有水的燒杯中,讓學生觀察玻璃棒變彎;講到空氣可以利用原理通過魔術方式讓學生看到“空氣吸盤”現象等等。在課堂上設計生活小實驗,學生會增加學習的興趣,讓學生在生活實際中也能夠自行的去探究發現。
4.布置課外實驗,培養學生實踐動手能力。家庭小實驗不同于課堂實驗,是因為有一個相對寬松的環境,學生不用受到時間的制約性,在家里可以反復的做,反復的觀察,能夠極大的滿足學生的求知欲。每次布置的家庭實驗,教師可以要求學生做相關的實驗記錄,并將其在下一次的課堂討論中大家相互交流,這樣一方面能夠培養學生的創新意識,另一方面培養學生的交流探究能力。例如,在學到電路章節的時候,教師就可以讓學生為一個工廠設計進開門電鈴響動裝置;在學習電度表章節后,可以讓學生在家對自己家里的電器實際使用功率進行測量。
三、結語
初中物理實驗課程是實現物理教學目標的重要環節和關鍵,因此,在教學中教師應該扮演什么樣的角色,通過怎樣的 方式組織教學、引導學生參與實驗、激發學生學習興趣都有著重要作用。總之,作為新時代的教師應該轉變觀念,充分的發揮物理實驗的形象、直觀的優勢,讓學生能夠在實驗課程中對物理實驗產生興趣,最終形成良好的實踐思維能力。
參考文獻:
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[2]王靜.新課標下初中物理實驗教學的基本方式及策略[J].理科愛好者(教育教學刊).2010(4).
篇8
關鍵詞:電子技術課程綜合
20世紀20年代以前,科學教育只是物理、化學、生物、地理等若干門自然科學知識的傳授,分科課程獨立發展,各自己形成較為完備的知識體系。第二次世界大戰后,科學技術和社會經濟發生了突飛猛進的發展,一是“知識爆炸”,帶來了知識量的巨增;二是自然科學在深入分化的同時出現了綜合的趨勢;三是“問題爆炸”,社會生活中遇到越來越多的綜合性的復雜問題,單憑某一課程的知識難以解決。這些問題引發了理論界對分課程的反思和質疑,也就要求教育課程要做出相應的改進以適應科學與社會發展的需要。
1 校內外研究現狀,水平發展趨勢
隨著科學技術的迅猛發展,人們對學校學科教育價值的認識有了一定的改變,教育目標也從原來的對知識內容的掌握,轉變為對學生能力和素質的全面培養,教會學生學習方法,培養學生的學習興趣,提高學生的綜合能力,成為現在教學改革的主要教育目標。
現在社會上對于電子技術專業課程綜合化的研究有很多,他們大多分析綜合電科程在教學中要注重課程之間的相互聯系,互相兼容,減輕了學生的課業負擔。在教學中,教師要把激發學生學習興趣作為出發點,以課堂教學為主要途徑,并與實驗教學、課外實踐活動有機的結合起來,創設新的教學模式。校內課外教學是實施科學素質教育的重要陣地,它對促進學生科學認識的發展起著不可替代的作用。因此,讓學生感受科學課的學習有別于其他學科的學習,為了激發學生對科學知識的學習興趣,我們采取了靈活多樣的教學方式――利用科學實驗活動培養學生的科學素質。
我國中小學課程一直就由嚴格的學科中心課程統治著,這種局面一直延續到20世紀80年代末期。80年代末我國教育界開始對課程綜合化進行深入的理論研究,有的地方還編制教材進行實驗。到了90年代,綜合課程的研究和實驗就更加繁榮,1993年浙江省開始在全省初中階段開設綜合理科,1996年上海市和廣東省還對在高中開設綜合課程進行研究,1998年北京市開始研究在基礎教育階段(從小學到高中)開設上下銜接的綜合理科課程。北京市育英學校從2000年開始參與綜合理科課程的改革實驗。
2 研究的理論依據
電子技術專業的相關課程有《電路基礎》、《脈沖與數字電路》、《低頻電子線路》、《無線電技術》、《通信技術》、《信號處理技術》、《傳感器的應用》、《自動控制》、《集成電路》等。本課題的任務是把這些教材由淺到深理清,保留其實用性強的基礎理論部分,根據其內容分析相關知識點,進行結構分析,找出不同課程的不同章節與其他課程的多點聯系之處,對教材重新定位,使電類課程的安排更系統、更充實、更合理。
3 主要研究內容、方法
3.1 研究內容:研究電子技術專業各門專業課程之間的聯系,以便與學生更好的學習,找出學習專業課的重要環節,可以讓學生輕松學習專業課并很好的把各門課程串聯起來,這樣更有助于學生的學習與掌握。
3.2 研究方法:首先運用歷史研究法:研究分析各門專業基礎課程與專業課的聯系――教材的內容,找出課程之間的連接點。然后,在運用比較研究法和理論與實際相結合的研究法,把我們找出來的關鍵內容進行比較,看理論與實際是否可以相結合。
我們分析研究出來的成果一定既具有理論性,適合教學;又與實踐能很好的結合,符合新時期教育的特點;又能使學生易接受。在物質基礎方面我們要盡量利用現有資源,節約各種不必要的開支。這個課題主要需要與專業相關的教材和資料,在獲取資料方面會有一些支出,其他物質需求我們盡量克服,能自己解決就自己解決。
4 綜合化實驗方法
我們了解了“傳統”教育怎么才能發展到現代教育并將其融入到現代的教學方法中去形成有機的結合,需要簡單回顧教育發展史里信息手段的作用,確立全面的信息技術觀。我們近幾個月一直在討論和研究各學科的教育方法,通過老的教育方法從中找出弊端排除,發現優點借鑒并用于課程綜合化的探討。
4.1 “身教”。受教育者主要通過視覺觀察師傅的示范動作獲得信息,在師傅帶領下從自然界和生活現場獲得信息,并通過觀察師傅的面部形象獲得表情信息來進行情感交流,通過模仿來學習生產技藝。人類在還沒有形成語言的遠古時代,身教可能是唯一的教育方法。在社會文盲率很高的階段,師傅也“講”不出“道理”,身教仍是基本教育手段,只能在“做中學”。身教屬于通過視覺獲得和處理形象信息,有直觀、形象,對大腦的刺激深,產生的記憶持續時間長等優勢,培養了初級的形象思維能力。
4.2 “言傳”。語言的創造、完善是歷史上一次革命,也推動教育發生一次革命。這次革命的特點是在形象信息的基礎上,創造了一整套為群體內溝通所需要的抽象描述方法,用聽覺信息對視覺(形象)信息做深層次的說明、解釋和補充,有利于受教育者在形象思維、直覺思維的基礎上逐步形成和完善抽象、邏輯思維的能力。“言傳”要求受教育者經過必要的語言訓練,掌握用語言獲得、交流和加工信息的基本能力。
篇9
摘 要:所謂家庭實驗,就是配合物理課堂教學,用課外作業的形式,讓學生在“家”中對自然界進行觀察或利用家中的物品和工具制作一些簡單儀器,進行物理實驗。
關鍵詞:重要作用 物理家庭實驗
[中圖分類號]:G633.7 [文獻標識碼]:A [文章編號]:1002-2139(2010)-15-01 12-02
物理是一門實驗科學。初中學生剛剛開始學習物理,學習方法機抽象思維能力還沒有形成,因而,重視和加強物理實驗教學,有著重要的作用。學生在實驗室進行分組實驗和教師在課堂進行演示實驗是中學實驗教學中的兩個重要的組成部分,已經得到各方面的重視。但是對于中學生進行家庭實驗,目前還很少為人們注意。近七年來,我在初中物理教學中注重物理家庭實驗教學,取得了較好的效果。
一、開展物理家庭實驗教學的必要性
在新課程改革中,義務教育階段的物理教育目的是培養全體學生的科學素質,依據這一定位,形成了物理課程改革的基本理念:
(一)注重全體學生的發展,改變學科本位的觀念。
(二)從生活走向物理,從物理走向社會。
(三)注重科學探究,提倡學習方式多樣化。《全日制義務教育物理課程標準》將義務教育階段物理教育的目標定位為:提高全體學生的科學素質。顯然,這不是面向少數學生的精英教育,而是面向全體學生的大眾教育。
物理學由實驗和理論兩部分組成,物理學實驗是人類認識世界的一種重要活動,是進行科學研究的基礎。正像其他科學實驗與科學理論之間的關系一樣,物理實驗與物理理論二者相互制約、不可分割。物理實驗需要物理理論作指導,物理理論有賴于物理實驗的證實與檢驗而得到完善與發展。因此說,實驗是理論的必要組成部分,實驗本身就是一種充滿理論的認識過程。要掌握科學理論就必須開展相應的實驗教學,讓學生通過實驗探究來發現物理概念或規律。《全日制義務教育物理課程標準》強調:物理科學是一門實驗科學,在義務教育階段應讓學生通過觀察、操作、體驗等方式,經歷科學探究過程,逐步學習物理規律,構建物理概念,學習科學方法,使學生在科學知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面得到全面的發展,進而樹立科學的世界觀。
以實驗為基礎看重物理教學過程,通過實驗探究讓學生們學習物理知識,強調過程和方法,是初中物理教學改革的最基本特征,所以,初中物理的教學活動應該是一系列的實驗活動組成,這就要求學生改變傳統的學習方法,邊學邊實驗。但是,學生不可能每節課都到實驗室學習,更不可能每人單獨使用一套儀器。為了能更好地學習物理,開展物理家庭實驗是非常有必要的。
所謂物理家庭實驗,就是配合物理課堂教學,用課外作業的形式,讓學生在“家”中對自然界進行觀察,或利用家中的物品和工具制作一些簡單儀器,進行物理實驗。這些實驗的特點是材料易的、簡便易做、趣味性強、形象生動、效果明顯,能極大的促進學生學習的積極性。
二、開展物理家庭實驗教學方法
2.1 首先建立“家庭實驗室”。在老師的指導下,學生可以在家在中、在學校收集一些實驗材料,如小石子、鐵釘、磁鐵、漆包線、飲料瓶等生活中的物品,在配備(自制、購買或借用)一些最基本的測量儀表和裝置,如電流表、溫度計等就組成了一個廣義的家庭“實驗室”。這樣,不僅在學校實驗室,而且在課堂,在家中,學生都能像科學家那樣去探究、去發現。
2.2 有計劃、有目的地安排物理家庭實驗
布置物理家庭實驗必須有計劃性和目的性。物理家庭實驗必須具備下列條件:第一、內容必須有意義,通過實驗能夠觀察到什么現象或解決那些物理問題,如學習“升華和凝華”之前讓學生觀察“霜、冰花是怎樣形成的”,這樣既培養學生的觀察能力又增強了學習意識。第二、實驗方法應比較簡單。第三、實驗過程必須安全、花費時間少。如教材中附有一些小實驗,這些小實驗都是一些取材方便、簡單易做、現象明顯的實驗。如在學習“浮力的應用”后安排一個物理家庭實驗《雞蛋的浮沉》,通過這個實驗來加深對“浮沉原理”的理解;在學習“沸騰”后可安排一個《紙鍋燒水》的物理家庭實驗,這樣就能對“液體在沸騰過程中吸收溫度不變”這一知識點得到鞏固和提高;在學習“光沿直線傳播”后安排一個《小孔成像》的實驗,通過這個實驗更直觀認識“光沿直線傳播”,還有《制作相機》、《潛望鏡的制作》、《光的色散》等初中階段可以安排30多個物理家庭小實驗。
2.3 要求學生以嚴肅認真的科學態度進行物理家庭實驗
每一個物理家庭實驗都要求學生能根據觀察到的現象進行分析和歸納,寫出簡便的實驗報告和體會。在實驗中要明確觀察的目的,要注意發現引起變化的原因和條件,要如實記錄到現象,通過分析能得到什么結論。如在“巧測硬幣周長”這個實驗中教師可能提出以下幾個問:
①怎樣測出形狀不規則物體的周長?
②根據哪些知識通過什么實驗來探究這個問題?要求學生實驗后對上面的兩個問題進行解答和寫出簡單的實驗小結。
2.4 定期檢查學生完成物理家庭實驗的情況
檢查可分為兩個方面:一是檢查學生完成的實驗報告,二是檢查學生的實驗操作過程。對實驗成功之處提出表揚,對不足之處幫助學生分析原因,并找出解決的辦法,如在“制作小小電動機”這個實驗中,可讓學生帶來成品,老師進行檢查,指出優點和不足之處,如“電動機不能轉動”這種情況可引導學生分析查找原因并找出解決的方法,這樣就能很大程度上激發學生對物理家庭實驗的興趣和完成實驗的信心,培養了學生的思維能力。
2.5 鼓勵學生自行設計物理家庭實驗
在學生已有一定的動手操作物理實驗的基礎上,教師要引導學生利用學生學過的知識設計一些簡易的實驗來說明和驗證一些原理和解決一些問題,從而培養了學生的創造力和設計能力。
三、開展物理家庭實驗教學的意義
3.1 通過開展物理家庭實驗,學生一邊學習一邊實驗,將會使學生逐步掌
物理學習和研究的基本方法,使學生在科學知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面得到全面的發展,這正是當代“學會學習”、“學會創造”的重要思想。
3.2 豐富多彩的物理實驗,特別是開展物理家庭實驗,三分發揮教材中家庭小宴驗的作用,訓練學生動手制作的能力,不僅能加深學生對所學知識的理解,而且能極大地提高學生學習物理的興趣,鍛煉學生的動手制作能力和獨立操作能力,學生能親自動手,適合青少年的心里特點,并促使興趣轉化我毅力,有助于形成學生持久的學習積極性,從而形成強烈的學習動機和樂學善學的良好學習態度。
3.3 “以學生為中心”是現代教學法之總特征,生動有趣的實驗,便于喚起學生的注意力,能使他們仔細地觀察,認真的思考,給每個學生提供動手、動腦表現機成功的機會,更好地調動學生的主動性。學生通過親自動手做實驗,能體會到“發現”和“獲得成功”的快樂。在實驗中,學生的認知心理得到發展,學生的判斷能力,手腦并用能力,全面細致地分析,解決問題的方式,以及實驗技能得到發展。
3.4 開展物理家庭實驗,還體現了因材施教的原則。學生可以自定學習步調,實驗現象觀察不清楚時,可以反復多做幾次。同樣,優秀的學生對實驗現象研究可更多一點、更深入一點。
篇10
本期中,根據“普九”工作的相關安排,實驗室管理和使用已經達到規范化,所有的科學(物理)教學均在實驗室完成。在教學中,能做的實驗必須做,條件不具備的實驗,教師通過自制簡易教具也盡可能做,使學校的實驗實充分發揮了其自身作用。儀器室管理方面,每周對實驗器材進行一次清理,出現損壞及時查明原因并按規定進行賠償。對損壞的物品及時報損并入帳,做到帳上日清月結,使教學儀器的使用監督常規化。對所缺物品及時和學校及相關部門聯系,通過匹配和購進保證了實驗教學的正常開展。
二、實驗室的檔案收集和歸檔工作方面:
本期中,是我校迎接省市驗收“普實”工作年。在上期檔案整理的基礎上,重新按照省培訓要求對檔案重新規范。按省檢查驗收的歸檔要求進行歸檔。促進了實驗教學工作的連續性,同時也為保證實驗教學的正常開展提供依據。在本期的省市“普九”驗收工作中,我校的檔案管理得到了檢查組的好評。
三、儀器借用和管理方面:
儀器借用是保證實驗教學開展的前提,本期中,通過學校會議及教研會議,要求教師只要學校有的都盡可能借用。在借用過程中,對教師借出的儀器、器材及時進行登記,根據教學中的使用情況,督促教師及時歸還。完善相關的借用手續,對于人為損壞的,及時報告學校并按規定進行賠償,并做到全天候向師生開放。
四、危險藥品管理方面:
本期中的好幾個實驗均用到危險藥品。在使用過程中,均嚴格按照《危險藥品管理規范》執行,在校長同意后才予以領用。對未用完的藥品,根據情況進行合理處理或回收。在本期中,我校未發生過危險藥品安全事故。
五、學生課外實驗活動的開展方面:
本期中,教研組組建了“物理興趣小組”和“環境保護調查小組”等課外活動小組。在實驗教師及實驗室管理人員的指導下開展課外觀察和課外調查。取得了一定的效果。對于學生在課堂上未能做好的實驗,學生到實驗室主動實驗的人數增多,效果也較上期的所提高。在課外活動管理方面嚴格要求,未發生過一起學生傷害。
六、實驗教師的培訓方面:
本期中,嚴格按照學校制定的《實驗教師培訓計劃》執行,數學教師全部進行了培訓,使絕大部分數學教師會使學數學儀器。科學(物理)專任教師的培訓更為嚴格,通過培訓后的自然教師能使用與自然有關的實驗儀器。在上級檢查中,我校的“普實”實驗檢查效果良好,得到上級的肯定。
七、實驗教學的研討工作方面:
在實驗教學工作中,出現一些問題,實驗室總是及時對存在的問題進行探討。本期中就二氧化碳制法及改進進行過兩次討論,并在實驗中檢驗,取得了較好的效果,除此之處,還對其它的一些方面也進行過討論,保證了實驗教學的進一步改進和提高。
八、實驗室文化建設方面:
為了營造良好的育人氛圍,本期中,我校通過多方面投入,在實驗實布置了標語,實驗演示流程圖和儀器圖標等內容,使我校的實驗室形成了良好的育人氛圍。走進實驗室就好像置身于實驗之中。
九、存在的問題及打算
在本期的實驗教學中,雖然取得了一定的成績,但也存在著不少問題,主要表現在以下幾個方面:
1、儀器借用還不充分,還有待加強。
2、課外活動開展的條件還有待改善,特別是相關器材還需要購進,保證課外實驗順利開展。
3、實驗教研還有待加強,讓教研為教學服務的意識不足,存在著為研而研,實踐不足的弊病。
4、教師培訓中的自我培訓意識有待加強。
5、儀器維修作為實驗室管理人員來說還需要加強學習。
6、實驗教學就和其它學科進行優化整合,讓其它學科促進實驗教學,也讓實驗教學促進其它學科的教學。
實驗教學作為物理教學中的一個重要內容和重要手段,而物理實驗的主要進行場所又在物理實驗室,所以物理實驗室的管理工作就顯得尤為重要。現對本學期的工作做如下安排:
1、在開學第一周督促八、九年級備課組及時做好本學期的具體實驗計劃表。
2、在開學前兩周,對實驗室儀器進行再次核對整理,做到帳、物、卡相符。
3、在開學前一月內,對玻璃儀器進行清洗,并報廢損毀的玻璃儀器。
4、在平時的教學中督促各任課老師及時做好相關手冊的登記工作。
5、督促到實驗室上課的老師時刻保持實驗室整潔、干凈。
6、認真做好每周一的大掃除工作。
7、在條件允許的情況下,盡可能開足開齊各類實驗,并積極創造條件改演示實驗為分組實驗,積極服務于教學。
8、及時做好儀器的借出、歸還驗收工作。
1、知識方面:使學生掌握基本的實驗方法、基本技能及實驗的基本理論,了解現代物理實驗新技術與新知識的發展概況。
2、能力方面:培養學生綜合實驗設計能力和運用物理理論判斷結果準確性與研究物理規律的能力。
3、素質方面:培養學生創新意識、科學思維方式、實事求是的科學態度、嚴謹的工作作風和刻苦鉆研的探索精神,以及物理現象的語言表達能力。
充分認識實驗在中學物理教學中的目的和任務
作者:黃樹清 教學資源來源:中學物理教學研究
物理學是一門以實驗為基礎的科學,物理學的實驗基礎、理論體系和研究方法,是現代科學和技術的基礎,它們在學生智能結構的發展中將占有越來越重要的地位。現在課桌旁的少年一代,如果缺乏起碼的物理學知識和技能訓練 將如何面對二十一世紀高度 代化的建設任務?有鑒于此,中學物理實驗教學的根本目的與任務應該是:通過實驗觀察和實驗手段,使學生最有效地掌握為進一步學習現代化生產和現代科學技術所必需的基礎物理知識,培養初步的實際技能和創造能力。
在教育思想和方法的革新中,能力培養,特別是創造能力的早期培養己成為討論的中心課題。孤立地把大腦當作“知識的容器”而忽略在于腦并用的實踐活動中,人們認識能力的提高和創造才能的萌發,是舊教育思想的根本缺陷。在這方面,物理實驗教學將日益顯露出它的重要地位。許多新教學方法和經驗的創造那離不開加強實驗在整個認識(學習)文1程中的作用。因為,不論從物理學的特點還是從教育學的觀點來講,實驗活動那在實踐一一理論—一再實踐這一永不休止的對自然界規律的認識鏈條中起著不可替代的基礎作用。
中學時期是青少年準備跨入科學與技術大門購啟蒙階段。因此中學物理教學必須考慮學生的年齡特征與心理特點,要特別注意引導他們從認識的感性階段向理性階段過度,善于從具體事物中啟發他們認識五光十色的物質世界,培養起觀察與探索的興趣與能力。這里,實驗教學再一次顯露了它的特殊意義。
總之,從中學物理教學的目的與任務,物理學的特點和學生的年齡特征這三個方面綜合來看,實驗確實應該成為整個中學物理教學的堅實基礎。
一、實驗教學能激發學生學習物理的興趣
興趣是產生動機的重要條件。學生對物理學發生了興趣,就會積極主動地學習,教學就能達到事半功倍的效果,這在中學物理教學中具有特殊的意義。 在物理實驗教學中,教師可以努力為學生展現出生動直觀的學習情境,它將極大地吸引學生注意,激發學生的興趣和求知欲。
學生學習興趣的培養應該貫穿于各個教學階段,尤其是在學習物理的啟蒙階段培養起來的興趣,在學生整個學習過程中將有很大的推動作用。例如,初中第一節物理的“緒言”課,可以讓學生觀察一些力、熱、電、光的演示實驗,動手操作簡單的儀器,就會在學主眼前揭開一個嶄新的世界。許多新奇的問題將激發他們強烈的求知欲。在以后的學習中,教師還要經常運用實驗,善于因勢利導,使學生一時的好奇心逐漸轉化為探求科學知識的持久興趣和飽滿熱情,即由直接興趣發展到間接興趣。不少科學家,當他們做出較大貢獻聞名于世的時候,往往記憶猶新地口味那些將他們引入探索奧妙之門的生動實驗,感激啟蒙園丁的辛勤培育。可見,興趣對于一個人的成才起著何等重要的作用。
二、實驗教學能促進學生有效地掌握物理基礎知識
“物理學家是在自然過程表現得最確實。最少受干擾的地方考查自然過程的或者,如有可能,是在保證過程以其純粹形態進行下的條件下從事實驗的”這就是說,物理實驗能夠創造確實的、排除干擾的物理環境,使物理學家更好地發現和認識物理規律。由于物理實驗具有這樣的特點,因此它也同樣能創造適合于教學活動的物理環境,供年青一代以最有效的方式迅速掌握前人己認識到的真理。學生在這種實驗環境中,在教師啟發下,通過觀察、量度獲取最典型的感性認識,通過簡捷的思維活動建立概念,總結規律,并把理論知識運用于實踐。對于中學生來說,這可以求得對基本知識比較深入的、牢固的掌握和初步的運用。在中學物理實驗教學過程中,學生處于主體地位,只要組織得當,培養自學能力,為今后系統地學習現代科學或生產技能打下必要的基礎。
三、實驗教學有助于促使學生手腦并用
實驗是手腦并用的實踐活動。中學生通過理解實驗原理、操作實驗儀器、觀察實驗現象和分析實驗結果等活動,使觀察能力、思維能力、操作能力都得到初步的鍛煉。在實驗過程中,為了進行正確的思維活動,學生必須認真地觀察,而要深入地觀察,又必須有思維的指導。同樣,為了合理地動手操作,也必須有思維的指導,而在思維指導下的熟練的操作往往是創造能力得以產生的基礎。在實驗教學中要特別強調動手能力的訓練,但絕不能把實驗僅僅看作是單純的技術訓練和操作練習。我們必須從實踐與思維、動手與動腦的相互聯系來認識實驗對培養技能和發展創造力的作用。
四、實驗教學有助于培養學生掌握科學方法
實驗是一種基本的科學方法。在實驗教學中,教師要有意識地教給學生打開知識寶庫的鑰匙,啟發學生從接觸物理科學開始,就較快地理解和熟悉實驗這一基本科學方法。實驗教學可以在一定程度上模仿科學研究過程的縮影。讓學生主動地探求物理規律,學習研究方法。為此,我們必須研究教學實驗與科學實驗的共同點,以便研究如何對學生系統地進行科學訓練。一般說來,教學實驗與科學實驗中的基本方法大致分為如下三類。
(1)實驗歸納法。這是一種由個別到一般的認識方法。物理學家常常根據研究的目的,人為地控制條件,從大量的實驗事實中找出普遍特征,形成規律。例如,理想氣體三定律、電磁作用的法拉第定律、機械能轉換關系等等,都是從大量的實驗中歸納出來的。
實驗歸納法,也是物理教學中常用的實驗方法。例如,在課堂教學中,人了使學生掌握一般物體熱脹冷縮的性質,就需要分別演示固體、液體、氣體膨脹實驗,然后,才能歸納出結論。又如,在歐姆定律的教學中,需要通人本上分組實驗,采用控制變量的方法,分別測出電流強度與電壓的關系和電流強度與電阻的關系,然后,才能歸納出歐姆定律的表達式。
實驗歸納法的特點是:實驗在前,結論在后,實驗就是探索規律的主要下段。這種實驗人們常稱為探索性實驗。這是中學物理教學中最常見的實驗方法。
(2)實驗驗證法,這是一種推理,判斷在前,實驗驗證在后的研究方法(即演繹法)物理學家們常常在己知的物理推論或者哲學思想的基礎上,經過推理,作出假設和預言,通過實驗檢驗它的真理性,最后肯定或否定論斷,得出可靠的結論。例如,麥克斯韋電磁理論的建立,中微于的發現,相對論的成功,都是通過實驗驗證法,最后得到肯定的。事業驗證法是與想象,推理、判斷等思維形式緊密結合起來的方法,是人們的認識能力充分發展的表現。科學家運用這種研究方法,就能走在實驗的前面,推動科學向前發展。而這種研究方法既能鼓勵科學家們大膽設想,勇于創新,發展預見能力,同時又可以無情地否決某些謬論,防止科學家在錯誤的道路上走得太遠。
物理實驗教學中也常用實驗驗證法。舊教育思想往往忽視教學實驗在研究方法上的意義,有時,為了設備安排上的方便,脫離課堂教學的過程過遠,學生分組的實驗成為無的放矢。實驗目的不明確,就會使這種實驗可有可無。
近年來,人們越來越重視實驗驗證法在科學方法和教學方法上的重要意義。在課堂教學中,努力把驗證性的演示實驗或學生分組實驗緊緊地與理論分析結合起來,構成推理、判斷、驗證、結論這樣一個合理的教學程序,就能使學生在 掌握規律的同時,學到這種研究方法。探索性實驗與驗證性實驗是兩種類型的研究方法,教學中運用得當,都具有啟迪思維、探索真理的作用。(3)理想實驗的方法。理想實驗是人們頭腦中想象的實驗,是一種思維活動,是在已有實踐的基礎上,經過推論、判斷得出理想條件下的物理規律的方 法。例如,伽利略在研究物體慣性時進行的無摩擦理想斜面實驗;在建立廣義相對論時,設計了在自由下落的升降機里一束光因受引力作用發生彎曲的實驗;在量子力學中,海森伯用以推導測不準關系所設計的電子單縫衍射實驗等等,都是理想實驗。這些理想實驗,既以真實實驗為基礎,又高于真實實驗。它 更深刻地反映現象的本質,揭示事物的內在聯系,是人們認識能力高度發展的 體現,在推動物理學發展的過程中,起著重要的作用。在中學物理教學中也需要借助這種研究方法,幫助學生建立概念和認識規律。例如,建立即時速度概念,只能在測定有限的平均速度的基礎上,推論到位移趨于零時平均速度的極限。在建立電場中任意一點的電場強度概念時,先研究放在電場中較大的帶電體的受力情況,再推論用理想的試探電荷作試驗,得出理想實驗的結果。運用這種理想化方法,可以發展學生的想象能力和邏輯推理能力,具有不可忽視的科學與教學意義。
五.實驗教學能培養學生的科學態度和科學精神
科學的實驗方法本身就要求具有實事求是老老實實的態度。因此,在實驗中,我們要嚴格要求學生:實事求是,忠于實驗數據;尊重客觀事實,避免主觀臆斷;嚴謹治學、理論聯系實際;有勇于獻身的精神,不怕困難和失敗,活躍思維培養創新精神。在實驗過程中,也確實存在不少機會可以用來教育學生養成科學的態度和作風,例如,對待實驗中的“機遇”就是一個富有教育意義的課題。
實驗中的機遇,就是預定目標之外的偶然事件,它往往會被人們忽視,以為是微不足道的事情而輕易放過。其實,任何偶然事件都有必然的起因,在物理學發展中,許多物理學家憑著敏銳的觀察力,及時抓住機遇尋索追根,終于獲得科學上的重大突破。例如,意大利解剖學家伽伐尼做青蛙解剖實驗時。第一次發現了電流。倫琴在研究陰極射線管的放電現象時,偶然發現了調射線。這些例子表明,正確地追索實驗中出現的機遇,能使人們打破舊觀念的束縛。發現科學上的生長點,把科學家探索引向新的領域。
在物理教學實驗中,發現預定之外的現象是經常發生的。例如,在用示波器觀察波形時,有時會出現畸變,在做玻一馬定律實驗時,氣體的體積被壓縮到一定程度后,在水銀表面有時會出現凝結水,帶有小量電荷的驗電器箔片張到一定的角度后,當帶有較大量異號電荷的帶電體靠近驗電器時,可以明顯看到箔片張角反而增大。這些預料之外的現象都是有科學原因的,追索這些原因。能學到許多書本上沒有的知識,使認識得到深化。更重要的還在于培養學生打破死記硬背的舊習慣,開拓探索精神。因此,在實驗教學中,不但要引導學生留心觀察目標之外的現象,多問幾個為什么,而且,給予學上的實驗條件,不科學成就不能寄托于機遇。實驗者需要有豐富的知識和批判的頭腦,抓住線索,有所領悟,敢于創新,正如法國微生物學家巴斯德說:“在觀察的領域中,機遇只偏愛那種有準備的頭腦。”總之,通過實驗培養科學的態度和作風,將有利于學生科學世界觀的形成。它的意義是深遠的。正如錢三強同志所說:“科學態度和科學作風是一個人優良品德的重要組成部分。……對于一個人成就事業的重要性,絲毫不亞于他們的知識和能力,甚至可以說更重要。”可見,培養科學態度和科學作風,既是智育任務,又是德育任務,也是科學性與思想性相統一的教學原則在物理實驗教學中的重要體現。
上面我們從五個方面概述了實驗在中學物理教學的作用。可以看出,實驗教學是使學生獲得中學物理知識、發展能力、特別是發展他們的創造能力的基本途徑。它是按照“三個面向”的要求培養四化需要的人才必不可少的組成部分。一句話,在當前的改革中,中學物理教學的迫切任務是必須切實做到以實驗為基礎。
怎樣才能切實做到以實驗為基礎呢?這是需要我們進一步研究的問題。根據我國中等教育的任務和目前中學物理實驗的現況,我們認為,當前應從以下幾方面努力。
1、大力擴大與充實實驗基地建設,提倡自制教具,逐步改善實驗條件,加強實驗教學人員的配備與培養,提高實驗人員的實驗水平和管理水平。
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