小议课外物理探究小实验的开展

左庆峰 卢开权

(1.贺州学院物电系;2.贺州市八步区桂岭镇二中,广西贺州 542800)

新《物理课程标准》明确指出:“物理是一门实验科学.通过演示和学生实验,能够使学生理解物理概念和规律的建立与实验的关系,培养学生一定的实验能力.演示和学生实验对于培养学生学习物理的兴趣也是十分重要的.”由此可见,实验在中学物理教学中具有重要的地位.而课外小实验由于不在考试范围,被很多教师所忽略.实际上,它在物理教学中起到了重要的作用.

学生生活在丰富多彩的物理世界中,有许多可供观察的自然现象,有不少可供探索的物理技术问题,有各种各样日常生活提供的训练课题和创造活动.教材中也设置了众多的“小实验”和“实践性习题”.它们为学生课外活动提供了大量的素材,而这些小实验是物理教学的一种很有效的补充形式.运用物理知识对经常发生而又不被人们注意的一些现象或技术问题进行分析,可以扩大学生的知识领域,培养学生对于物理和技术的兴趣,密切理论与实际的联系等,在物理教学中起到了重要的作用.具体表现为以下几个方面.

1 可以加强学生对课内知识的理解和巩固

学生通过课外实验,可以大大丰富感性认识,深化与活化已掌握的物理知识.课外实验与课堂教学的密切联系,可以使课堂教学得到不断的补充和延伸.

例.在讲完光的直线传播和小孔成像之后,要求学生课外做利用小孔成像原理制作针孔照相机的小实验.通过学生自己动手做实验,并得出实验结果,教师再结合生活中的一些现象,如太阳光经过茂密的树林会在地上形成光斑等例子来分析,使学生更好地理解光的直线传播规律和小孔成像的原理,以及小孔所成像的特点等.相似的方法在其他知识点也可以运用,如在气体的压强教学之后,可以要求学生做课本中的小实验“纸片托杯”,来巩固对大气存在压强的知识的认识;在变阻器的教学之后,要求学生做“自制滑动变阻器来控制小灯泡的亮度”的小实验,来加深学生对课本知识的理解…….这样通过相应的小实验,就可以进一步加强学生对课内知识的理解和巩固.

2 可以加深学生对表面上跟生活经验有矛盾的知识的认识

在讲牛顿第一定律时,学生一开始容易接受亚里斯多德的观点,这种观点看似跟某些生活经验相符.如用力推桌子,桌子才会运动;停止用力,运动就停止.类似这些例子,由于学生对力的认识不深,忽略了摩擦力的作用.所以就容易误解成“力是维持物体运动的原因”.为了澄清学生的模糊认识,使学生对惯性产生感性认识,可将课堂上的演示实验改为学生动手做的小实验.在讲新课前就要求学生利用身边器材,如长桌面、小斜面、毛巾、玻璃板、刻度尺等,进行如下实验:让小球在同样高的斜面上自由下滑,先后分别通过毛巾、木板、玻璃,记下球在3个水平表面上通过的距离.如一学生的实验结果见表1.

表1

学生得出的结论:在越光滑的表面上,小球受到的阻力越小,滑过的距离越大,就越接近匀速直线运动.假设小球在绝对光滑的水平面上运动,就不会受到阻力,将会永远运动下去,且速度保持不变,从而归纳出牛顿第一定律.通过这个小实验,再结合教师的分析引导,就较容易使学生接受:力不是维持物体运动的原因,力是使物体运动状态发生改变的原因,从而加深对牛顿第一定律的认识.

3 可以帮助学生突破难点,消除学生对知识的模糊认识

课外小实验是由教师提出要求,学生自己独立完成的实验.如果实验取得成功,可以有效地帮助学生突破在学习过程中难以掌握的知识,并消除学生对知识的模糊认识.

例.在压力和压强这一节课后,由于学生对压力和压强概念认识不深,往往把两者混为一谈.为此,设计下面小实验要求他们课后完成:在无盖的木盒上糊一张白纸作为支撑物,将半块砖轻轻地平放在白纸上,则白纸能支撑住砖;若将砖轻轻地竖放在白纸上,则白纸破裂,砖落下.通过此实验,学生就会对在压力一定时,压强和受力面积成反比的关系,加深了理解,认清了压力和压强两者的区别,从而消除了学习过程中遇到的障碍.当然,在区别密度与质量、速度与路程等一些容易混淆的概念时,也可以采用设计课外小实验的方法来消除学生对知识的模糊认识.

4 可以培养学生观察、动手、动脑能力,加强理论与实际的联系

学生学习物理感到困难,其重要原因之一就是不会把所学过的知识用来研究具体物体问题.通过课外小实验或观察性实验,可以把物理知识和生活实际紧密结合起来,密切理论与实际的联系,使学生养成善于分析、善于总结的良好习惯,使学生感到物理知识亲切,能解决生活中的具体问题.

例.在摩擦力教学后,让学生观察自行车等交通工具在运动过程中摩擦力有哪些应用?哪些地方应减小摩擦?哪些地方应增大摩擦?通过学生自己亲自观察、讨论、分析,弄清滚动摩擦和滑动摩擦的特点,使学生能自行解决自行车因摩擦引起的各种故障.又如在讲完电功、电功率后,可要求学生观察各种家用电器的铭牌来了解它们的额定功率;观察不同功率灯泡的灯丝粗细来比较它们电阻的大小…….

这样,通过多种课外观察或小实验,加强了课本知识与实际生活的联系,提高了学生的生活能力,真正做到学有所用,避免了高分低能现象的出现.

5 可以锻炼学生的注意力、耐心、毅力

有些实验需要进行较长时间的观察.如观察液体的蒸发、扩散和室温变化等现象.不适于在课堂上进行演示实验或学生分组实验,只能在课外进行,这些实验需要进行持续的观察、对比.它对培养学生的观察力、注意力、耐心、毅力等优良品质是很有作用的.

例.在讲影响蒸发快慢的因素时,可以让学生进行对比性的观察实验.把实验分成3组进行两两对比,每一组用的都是相同的两条湿毛巾.第1组对比温度.要求把毛巾摊开,一条放在向阳的地方,另一条放在阴凉的地方,且通风性一样,看哪一条干得快.第2组对比空气流动速度.要求把毛巾摊开,一条放在通风的地方,另一条放在不通风的地方,且温度一样,看哪一条干得快.第3组对比表面积.要求把一条毛巾摊开,另一条不摊开,且通风性和温度一样,看哪一条干得快.这个实验需要较长时间的观察,对学生的耐心、毅力等都是严峻的考验.

通过类似的实验,如观察家用冰箱每天消耗的电功;观察每天或四季的室温变化等,既可以帮助学生掌握好课本的知识,又可以锻炼学生的观察力、注意力、耐心、毅力.

6 可以提高学生学习物理的兴趣,发展学生的个性

物理课外小实验以其小型、灵活、生动、多样等特点,激发学生学习物理的强烈兴趣,有利于因材施教,发展学生个性,开发学生智力等.

例.在讲热现象之后,结合课本中的小实验“纸锅烧水”;在讲杠杆的平衡条件后,结合课本中的小实验“蜡烛跷跷板”……,要求学生自己课后动手试做.并选择完成得较好的学生上台演示,给学生提供自我表现的机会,让学生们一起分享成功的喜悦.通过课外小实验,让学生进一步认识到物理是有趣的.从而提高学生学习物理的兴趣,更好地发展学生的个性.

7 可以开阔视野,丰富知识,培养学生对科学技术的兴趣

课外小实验不受课标、教材的限制,与现代科学技术密切联系,学生可以通过课外小实验来迅速地接受新的信息,开阔眼界、活跃思想,从而扩大学生的知识领域,培养学生对科学技术的兴趣.

例.在讲“液化”这一节课时,结合将气体液化可以使体积缩小,便于储存和运输这内容,分析我国长征3号运载火箭的第3级,用到氧和氢作燃料,而这些作为燃料的氧和氢都是以液体状态装在火箭里的.这时可以要求有条件的学生在参观“航天奇观”时,注意对这一方面知识的了解和学习.还有,在讲述潜水艇时,让学生课后结合课本中的小实验制作潜水艇模型,帮助学生加深理解潜水艇的原理等.这样就有效地开阔学生视野,更好地激发学生对科学技术的兴趣.

8 可以培养学生的劳动观点和锻炼学生的想象力、创造力

通过课外实验实践活动,不断培养学生热爱劳动,把知识传授与思想教育有机结合起来.课外实验的一个重要特点,就是既经济又科学,变废物为器材,可以培养学生勤俭节约的优良作风.

例.在讲光学部分知识时,要用到激光光学演示仪,而这仪器价格很昂贵.此时可根据学生手头上现有的激光笔等物品,启发学生充分利用这些器材来制作简易的光学演示仪,并用它来验证光的直线传播、光的反射、光的折射等现象.这样既可以使学生加强对课本知识的理解,又可以培养他们养成“废物再用”的好习惯.经过教师的指导,充分利用身边的一些简便材料,多开展“低成本实验”,如简易天平的制作,自制指南针、电铃、电动机等等.学生通过自己主动地去探索未知世界.当创造和发现伴随着学生的学习过程时,学习将会充满乐趣,将会产生主动学习的强大动力,更好地锻炼学生的想象力、创造力.

以上几点说明课外小实验在物理教学中的作用是重要的,是多方面的.特别是在当前教育改革中,一再强调在教学中要加强物理知识与实际生活的联系,而课外小实验在这方面起到了重要的作用.这些都说明课外小实验在教学中是不可忽视的.作为物理教师,要尽量提供条件,让学生在课外多做一些有利于帮助学生掌握物理知识和全面发展的小实验,给学生提供多观察、多动手、多思考的机会,从而提高学生的实际操作能力和综合素质能力,真正使素质教育落到实处,进而提高物理课堂教学质量.

1 中华人民共和国教育部.全日制义务教育物理课程标准.北京:北京师范大学出版社,2001.