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浅谈数字化实验教学

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  • 更新时间2015-09-23
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毕联忠

(秦皇岛市海港区教师进修学校,河北 秦皇岛 066000)

【摘要】物理是一门以观察和实验为基础的自然科学,实验是物理教学的基础,许多科学发明创造都源于实验。作为一名物理教师,我们在教授物理知识的同时,如何能巧妙地设置导入实验,有效地改进演示实验,如何让创新在实验教学中出彩,是初中物理教师正在探索的课题。

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关键词 实验;兴趣;创新

物理是一门以观察和实验为基础的自然科学,实验是物理教学的基础,许多科学发明创造都源于实验。作为一名物理教师,我们在教授物理知识的同时,如何能巧妙地设置导入实验,有效地改进演示实验,如何让创新在实验教学中出彩,是初中物理教师正在探索的课题。

1巧设导入实验,激发学习兴趣

导入实验能够为学生呈现一个个生动形象、令人惊奇的物理现象,它能唤醒初中生强烈的好奇心和求知欲。教师在物理教学中,如果能打造出一个有效、精确、完美、充满惊奇的导入实验,就能够把学生的注意力吸引到课堂上来,引发他们的直觉兴趣,为后面的学习营造良好的氛围。例如,在引入“流体压强与流速关系”时,我用一根洗衣机废旧排水管,将一些彩色碎纸屑放在桌上,一手拿管,使口对着纸屑,另一只手握住管中间甩动,使管在水平面做圆周运动,纸屑会被吸走。如此有趣的导入实验,不仅引发了学生的浓厚兴趣,而且通过直观的实验现象更容易使学生发现问题。可见,教师将授课内容和实验巧妙地结合起来,创设新奇有趣的诱发情境,就能激发学生的学习兴趣和愿望,使学生顺利进入新授课的学习。

2设计学生实验,优化实验教学

学生实验的目的旨在培养学生的动手能力、观察能力、逻辑思维能力,因此,在实验教学中,重视学生的主体角色尤为重要。千篇一律的教师做、学生看的做法很容易使学生对物理实验失去兴趣,特别是对“照本宣科”的实验失去新鲜感,从而影响物理实验教学的效果。因此,教师要善于思考,勇于实践,对实验教学进行创新。针对我校物理实验器材的配备条件,在力所能及的条件下,我将某些验证性实验改为探究性实验,将课堂演示实验改为学生实验,让学生对实验获得更加清晰的印象,使他们既学到了物理知识,又培养了实验能力,提高了他们的学习兴趣和主动性。

3重视课外实验,发展科学素养

初中物理教材的许多单元后都附有一些“小实验、小制作”,教师应要求、帮助学生通过这些小制作,去消化、吸收所学的知识和方法,做到学以致用,从而真正使学生把死的知识变成活的应用,在学习中应用,在应用中学习。但在当前的升学竞争压力下,物理课外小实验真正开展的却很少。新标准对课外实验十分重视,八年级物理教材有课外实验约28个,课外实验作为学生的一项拓展作业,作为物理教师,应引起足够的重视。例如,在学过弹簧测力计的内容后,指导学生“制作橡皮筋测力计”的课外实验;在学过电磁铁后,指导学生做“用电流使铁钉磁化”“自制电铃”的课外实验;在学习了声音的性质以后,指导学生“自制小乐器”;在学习了凸透镜成像特点后,指导学生“自制照相机”等,以深化和巩固知识,同时锻炼学生的动手实践能力。

4物理教师要重视学生实验技能培养的方法

4.1培养学生使用基本仪器的技能

掌握基本仪器的使用,是做好物理实验的基矗基本仪器主要有:刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆档等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和使用规则,以达到熟练地、正确地读数,在介绍这些基本仪器使用方法时,应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导。

4.2培养学生进行实验过程必须掌握的技能

4.2.1培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能

首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据,根据实验的原理、要求对实验进行设计,包括用什么物理定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,进而设计好实验步骤,画好记录表格等。其次,培养学生正确调整和安装仪器,正确连接电路的技能。正确的实验,首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如力学实验中的支架滑轮的安装、牵引线的走向、斜面的架设等,有时要对一些仪器做机械调整或电气调整,电气调整如:使用气垫导轨前必须先调水平位置;在电学实验中,依照电路图连接线路,连线时,应将电路分为主回路和支路,从电源一端开始沿主回路按顺序进行,其次为支路;主回路中必须有开关(先断开);导线最好选用几种颜色,主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时,应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后,必须复查,确认正确后方能通电。这种技能的培养,从初中开始应先有示范,让学生模仿学习,然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项,由学生独立去安装、调整。

4.2.2培养学生正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确结论的能力

这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据,有的实验则要求测量或操作时动作迅速,要把握时机,如:温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:(1)读数要及时,并马上记录;(2)要记录完整数据,按有效数字的方式记录;(3)数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格,表格设计要求:能记录直接测出的各物理量,能记录各次测出的量,能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。

4.2.3要使学生了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析

实验后,要指导学生分析实验误差的原因,说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷,实验原理、装置不完善而引起的,如:螺旋测微器零点不准;风的吹动使天平产生误差;电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器,或是改进实验方法。改进实验的方法,可改变仪器的位置或仪器的布置,撤换某件仪器,改变所选取的某个参数,改变实验方法乃至改换实验操作人员等。例如将物体放在天平左、右盘上,分别称衡,可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值,可以发现周期与摆角有关。偶然误差是在实验条件不变的情况下,对某一物理量进行多次重复测量时,由于各种偶然因素产生的误差。减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值,以其平均值为最终的结果。测量次数取多少,要根据偶然误差对被测量影响的大小来确定。如:测量值的有效数值较小时或测量值变动较大时等,应当多测量几次。

总之,物理教学不但要传授知识,更重要的是要体验科学探究的乐趣,领悟科学的思想方法,培养学生的创新思维能力。作为物理教师,应解放思想,大胆尝试,积极探索创新,使学生在物理课中,感受到实验的魅力,体验到学习的乐趣和物理课的精彩。

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参考文献

[1]张芳.初中物理创新思维培养探微[J].中学理科,2008(07).

[2]邓春燕.浅谈物理创新思维能力的培养[J].南方论刊,2005(07).

[责任编辑:刘展]