【摘 要】物理是一門實驗學科,實驗在物理教學中以及高考中占有重要的地位,如何提高學生的實驗能力,在日常教學中應(yīng)從演示實驗、學生分組實驗以及日常教學中注重理論分系等方面加強實驗的學習。
【關(guān)鍵詞】演示實驗 小組自我探究 理論知識
物理是一門實驗科學,實驗在物理教學中占有非常重要的地位,在高考中也充分體現(xiàn)了這一點。但是對于大多說學生來說,實驗卻是令人頭疼的,特別是實驗的分析和設(shè)計更是學生在高考中丟分的地方。如何提高學生的實驗分析、設(shè)計、創(chuàng)新能力,我想離不開我們的日常教學,下面僅就這方面談?wù)剮c認識和做法。
一、注重演示實驗,培養(yǎng)觀察能力
演示實驗是物理課堂非常重要的一部分,而一些教師在教學中認為演示實驗可有可無,為了所謂的節(jié)約時間把演示實驗變成了“用嘴說,用腦想”的實驗。這樣的做法并沒有發(fā)揮演示實驗的作用,同時對教學也沒有起到良好的導向作用。演示實驗它主要是把要研究的物理現(xiàn)象展示在學生眼前,引導學生觀察思考,配合講授或穿插學生等方式完成課堂教學任務(wù),實驗中,教師要積極引導學生觀察、思考、分析和歸納總結(jié)。首先要明確觀察目的,其次指導觀察方法,指導學生按照一定順序進行觀察。對觀察到的物理現(xiàn)象的主要特征及其出現(xiàn)條件,作好記錄。還何以可以設(shè)計一些問題提問學生,調(diào)動學生思維積極性。引導學生注意整個現(xiàn)象發(fā)生的過程,產(chǎn)生條件和特征等。
例如在演示庫侖力于那些因素有關(guān)的實驗時,先把表面光滑潔凈的絕緣導體放在A處,然后把鋁箔包好的小球系在絲線下,分別用絲綢摩擦過的玻璃棒給導體和鋁箔小球帶上正電,把小球先后掛在P1、P2、P3三個位置,帶電小球受到A的作用力的大小可以通過絲線對豎直方向的偏角大小顯示出來。觀察實驗發(fā)現(xiàn)帶電小球在P1、P2、P3個點受到的A的作用力依次減??;提問學生,如果鋁箔小球位置不變,而是電荷量發(fā)生變化,則小球與A之間作用力會發(fā)生怎樣的變化,如何觀察到。學生通過猜想,再通過實驗觀察,很容易得出結(jié)論。最后,教師在學生的觀察總結(jié)下做出進一步總結(jié),得出定性結(jié)論。這樣做不但可以給學生留下深刻的直觀印象同時也誘發(fā)了學生的學習興趣,滿足了學生的求知欲望,而且能使學生不斷的學會觀察物理實驗現(xiàn)象的過程和方法,養(yǎng)成勤于觀察的習慣,培養(yǎng)觀察和分析的綜合能力。
二、在分組實驗中強化學生的觀察能力與分析能力
學生分組實驗是學生在教師指導下自己動手操作,觀察現(xiàn)象,使用儀器進行測量,記錄數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果的過程,是手和腦、知識和能力、經(jīng)驗和創(chuàng)造獲得綜合性基本訓練的重要環(huán)節(jié),同時學生的實驗觀察能力也只有通過學生自己進行實驗操作才能獲得提高。實驗時,學生是主體,教師要恰當而適時的給予指導,引導學生開動腦筋、積極思考,通過小組合作、共同分析得出結(jié)論。例如在《探究功與速度變化的關(guān)系》實驗時實驗目的是通過實驗找到外力對物體所做的功與物體速度之間的定性關(guān)系,所以實驗的重點是如何測量功,如何測量物體運動的速度。通過高一上半學期的學習,學生很容易想到用打點計時器測量速度,對于功的測量計算,通過教師引導學生可以自己設(shè)計幾種物理情景。設(shè)計好后大家進行討論,分析設(shè)計實驗的優(yōu)點和缺點,找到一種最佳實驗方案,然后進行分組實驗。高中實驗過程很重要,對于實驗結(jié)果的分析同樣也很重要。通過對實驗數(shù)據(jù)的處理可以培養(yǎng)學生計算能力、作圖能力以及多媒體計算機應(yīng)用能力。通過觀察猜想做出圖像,通過對圖像的分析得出正確結(jié)論。學生自行觀察獲得知識,使知識學的扎實、學的有效。雖然只是一個定性的實驗,但這個實驗卻培養(yǎng)學生的多種能力,同時為動能定理的得出打好基礎(chǔ)。在實驗時,不能為了節(jié)約時間,就把這樣一個探究實驗變成了驗證實驗,教師怎么說,學生怎么做,不給學生自我思考觀察的時間,這樣的實驗時毫無意義的,是無法通過實驗提高學生的實驗能力的。
實驗時,要對學生提出要求,要求學生在已有的學習基礎(chǔ)知識之上堅持實事求是的科學態(tài)度,尊重客觀事實,如實記錄試驗中的各種現(xiàn)象,對實驗數(shù)據(jù)做出大膽猜想并進行驗證。把觀察、思維以及理論分析緊密的結(jié)合起來,不斷提高學生實驗能力。
三、觀察現(xiàn)象、抓住本質(zhì)、創(chuàng)新實驗
不論是演示實驗,還是學生實驗,所有的實驗都是在培養(yǎng)著學生的觀察能力、分析能力以及透過顯現(xiàn)抓住實驗本質(zhì)對實驗進行創(chuàng)新的能力。高考就充分體現(xiàn)了這一點。例如2015年全國新課標Ⅱ卷第23題利用電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏是通過該表的電流的兩倍,這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)還有2016年全國新課標Ⅱ卷第23題利用電壓表、電阻箱和滑動變阻器測量一個電壓表的量程。這兩道題,所給實驗器材不同實驗設(shè)計思路不同,但分析起來它們的實驗實質(zhì)卻是一樣的,其實就是在學生掌握實驗原理的基礎(chǔ)之上通過分析滑動變阻器的作用以及電阻箱的作用在減少實驗誤差的基礎(chǔ)上利用半偏法進行測量。連續(xù)兩年考察了同一的內(nèi)容,但卻設(shè)計了不同的情景,這充分說明了高考就是在原有知識的基礎(chǔ)上考察學生的創(chuàng)新能力以及對基本知識的理解應(yīng)用能力。但是這道題學生普遍得分較低。分析近幾年實驗題得分較低的原因主要有以下幾點,第一點,對滑動變阻器的限流、分壓兩種控制電路的原理把握不清,導致控制電路選用不當;第二點,對實驗測量電路、電學儀器的選用原則把握不準,導致電路、儀器選用錯誤;第三點,對實驗電路的重點內(nèi)容“電阻的測量”方法無明確歸類,導致思路混亂;第四點,對于創(chuàng)新實驗設(shè)計在日常學習中缺少對實驗思想方法(如模擬法、轉(zhuǎn)換法、放大法、比較法、替代法等)進行歸納,在全新實驗情景下,找不到實驗設(shè)計原理,無法設(shè)計合理可行的方案。受思維定式影響,缺乏對已掌握的實驗原理,儀器的使用進行新情景下的遷移利用。
如何解決以上問題提高學生的實驗能力這就要求我們教師在日常的教學中一定要重基礎(chǔ)、多分析,幫助學生將基本的原理、理論理解了、吃透了。只有這樣,我們的學生才能在今后的學習中以不變應(yīng)萬變,不論遇到什么樣的實驗題,只有主抓核心就可以了輕松解決。
實驗是物理的精髓,上好了實驗不但可以培養(yǎng)學生的觀察分析能力也能為物理知識的學習起到助推作用。作為物理教師,我們應(yīng)該充分認識到實驗的重要性,只有真正把實驗落實到實處,才能使學生走進物理的天地,喜歡上物理。讓物理這門自然學科發(fā)揮它真正的作用。