余梦
(顺昌县第一中学,福建南平 353200)
物理学是一门基于观察和实验的自然科学,探索物质的组成和物质的运动。只有通过实验探索,学生才能逐渐建立起自己的物理模型,熟练运用物理公式。所以在物理教学中,实验是不可或缺的一部分,当下许多学校的实验条件得到改善,实验仪器越来越复杂,实验结果越来越直接,这反过来又导致学生无法听取教师的解释过程,甚至失去了学习物理的兴趣。因此,如何利用低成本的物理实验“慢”教学来提高物理教学的有效性和兴趣,已成为物理教学的一个课题。下面,笔者想谈谈自己如何利用低成本实验“慢”教学来提高初中物理实验教学效果。
首先要做好演示实验,激发学生的学习兴趣。学生理解物理事物和物理定律的最直接方式就是实验,这是提高教学效果和学习效果的有效方法。如何进行示范实验,在此过程中应注意哪些细节,将决定物理教学的效果,初中生的大多数思维问题都是基于特定的形象思维。具体,直观,感性的实验符合初中生的年龄特征和思维方式。实验的引入可以激发学生的好奇心,激发他们探索和寻求知识的欲望,低成本实验的引入可以引起学生的好奇心。复杂的实验仪器往往不如某些低成本实验的效果好。然而,知道这一点,但并不知道为什么,会削弱学生学习物理的兴趣。因此,低成本实验的发展也是对基础物理教育的回归,使物理教育更好地进入生活,进入社会。
其次通过设计型实验,培养学生的动手能力和创新思维。由于低成本的实验设备贴近生活,学生参与度高。他可以边学,边思考,边讨论,所以提倡开发低成本实验,是鼓励教师积极研究设计低成本,多用途,高效率的自制仪器,构建以学生活动为中心的探究式教学模式。
最后要纠正一些错误的前概念,培养学生的STSE意识。所谓的“前概念”是指在接触科学知识之前,通过与周围环境的长期互动形成的经验理解。它对学生的学习产生了积极和消极的影响。正确的前概念可以为学习奠定基础,成为概念学习的资源和增长点。使用低成本实验可以帮助学生纠正前概念的错误,接受新的认知,并在脑海中留下深刻的记忆。低成本实验“慢”教学的主要策略(或做法)
例如,在“探索声音是如何产生的”中,安排以下活动:(1)在一组两个同学,一个人伸展橡皮筋,另一个人用手推橡皮筋观察橡皮筋的振动;(2)让学生鼓起并观察鼓面上的泡泡球;(3)弹钢尺;(4)触摸声带;(5)敲击,握住手的中心以停止振动,声音停止;(6)锤子插入水中,观察音叉是否在飞溅。通过大量的低成本实验,学生可以找出它们之间的共性和联系,然后总结声音生成的原理。通过引导学生动手实验探索知识,使学生产生浓厚的兴趣,激励他们进一步学习和探索。通过这种持续的培训和培训,学生一定能够养成良好的学习习惯。
又如在上初二物理的浮沉条件这节课时,用乒乓球、沙、细线、水、透明溢水杯、胶水、用过的瓶子、量筒、塑料桶、测力计来研究物体的浮沉情况。
(1)将已沉入水中的乒乓球悬挂在测力计的下端,测量其重力,并记录G1。
(2)根据阿基米德原理,测量出乒乓球在水中下沉时受到的浮力。用测力计测量塑料桶的重量并记录G2;然后用溢水杯装满水,将乒乓球放入溢水杯中,让溢水杯中的水从出水口流到测量筒。将水倒入塑料桶中,用弹簧测力计测量塑料桶和溢出水的重力,并记录G3;根据阿基米德原理,物体的浮力等于物体排出的液体的重力,即F 浮等于G3-G2;比较G1 和F 浮大小。
(3)再用两个不同的小瓶重复上述实验,比较物体的重力和浮力。
(4)通过三组数据分析得到物体浮沉条件。
再比如讲到热气球升空时,结合身边的例子孔明灯,将一轻薄塑料袋,置于酒精灯火焰上方加热,袋子完全鼓起来后松手,袋子上升后下降,和学生一起确认袋子上升下降的原因。
还有一些设计型实验的案例。例如,当法拉第在实验中发现感应电流时,奥斯特发现了电流的磁效应,牛顿发现了万有引力。人类利用这些科学规律发明了发电机,电动机,人造卫星等。可以说,人类的创造性思维改变了世界。而设计型实验恰恰培养了学生的创造性思维。
在气体压力的教学中,将一些水倒入罐中,用酒精灯加热,在罐口上发现白雾。用橡皮泥密封罐口,让罐子冷却。“罐口出现白雾说明什么? ”“为什么要迅速封住罐口?”。在设置一系列问题的过程中,我们将继续更深入地引导问题,引导学生从多个角度,多个方向,多层次思考。分散学生的思维,培养学生思维的灵活性,促进学生学习过程的有效发展。
再举一个例子,根据学生在初中阶段学到的相关知识,将“伏安法测电阻”实验改为以下设计实验:如:怎样才能测定某一定值电阻的阻值?①伏安法;③替代法;④串联分压、并联分流法;等等。
在仪器和电路的选择上:
①电表选择:为了减小读表引起的误差,应在选择仪表时首先估算待测电流或电压的最大值。每个仪表的最大偏差应接近测量时的范围。
②分压、限流电路选择:在下列情况下应选择分压电路。
a.要求待测电阻两端电压连续变化。
b.限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流。
c.电功率损耗小的应优先选用。
③滑动变阻器的粗调和微调。
在限流电路中,对于测量电路,电阻大的变阻器用作粗调,电阻小的变阻器用作微调;在分压器电路中,变阻器的粗调和微调恰好与限流电路相反。
在重复的物理实验探索过程中总结了物理定律。善于总结可以从物理现象中总结出规律,真正理解物理中的隐含真理。
以及纠正一些错误前概念的实验,在学习物体的上浮和下沉之前,学生通常会有错误的理解。所以在教学开始时,教师拿了一块橡皮泥,要求学生猜测:如果你把这块橡皮泥放在水里,它会下沉吗? 根据生活经验,学生们普遍认为橡皮泥会沉到水底。“橡皮泥会沉入水中吗? ”大多数学生会说“是”,可能会有一些学生认为“不一定是在下沉”。然后他们用自己的橡皮泥设计实验来证明他们的结论,教师指导学生得出结论;如果没有学生能够正确回答,教师可以将一块橡皮泥捏成一个薄的空心碗,然后将其放入水中漂浮在水面上。两个实验的结果是显而易见的,学生不难知道“物体在水中下沉,不能仅仅根据是什么材料来判断,还要考虑其他因素。从而提高了学生探究“影响物体所受浮力的大小的因素”的积极性。
生活中废弃的瓶子、易拉罐、气球、塑料袋、吸管等都是开发低成本物理实验的好材料,通过这种方式,实验资金得以保存,实验顺利进行,另一方面,使用废品,学生能够考虑材料的应用和环境保护问题。
通过这些低成本的物理实验,学生可以认识到物理学存在并消除了陌生感,极大地激发了学生的学习兴趣,提高了学习效率。
学生是学习的主体,是课堂的主人,让学生亲自动手,引导学生改进学习策略和学习方法。通过学生的独立探究,自学,掌握物理基本概念和基本规律以及科学探究的基本技能,培养学生探索科学和对物理现象的好奇心的兴趣。激发学生独立思考,勇于实践,敢于科学创新,逐步形成科学态度和科学价值观。
并且STSE 的内容大幅增加,STSE 的内容直接以知识的形式呈现在教科书中。学生在其他方面也应该注意,低成本实验的开发和呈现可以引导学生关注现实。感受物理带给社会和人类进步的巨大推动力。
21世纪的中国进入了一个快速发展的时代。教育将在教学理念,教学方法和教学媒体方面发生重大变化。课堂教学一直是学校教育过程中的一个关键点,每所学校的教学质量在很大程度上取决于每个班级的教学效果。在新课程体系中,物理实验教学的重要地位将越来越突出。而偏远地区的实验开设率却令人担忧,“讲座实验”取代了“做实验”。因此,学生的高分和低能现象尚未得到根本解决。低成本实验“慢教学”不仅提高了学生的学习能力,而且提高了学生的学习效率。