初中物理实验推理法范文

时间:2023-07-13 09:25:20

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初中物理实验推理法

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其实做任何事情都要讲究方法。方法对头,才能事半功倍。有人问到爱因斯坦成功的秘诀时,他给我们总结了一个公式:成功=艰苦的劳动 +正确的方法+少说空话。由此可见,“正确的科学的方法”是一个十分重要的因素,也是成功的必备条件。

科学方法教育的内容和意义

物理科学方法教育是指在物理教学中,有目的、有意识、有步骤地渗透和传授物理科学研究方法,使学生受到科学方法的熏陶和训练,逐步地掌握最基本、最主要的物理科学方法。

物理教师在现代教育背景下,初中物理教学中,应注重进行科学方法教育,其意义在于:

(一)科学方法教育能有效提高学生各项基本素质

方法即是为了解决某一具体物理问题从理论或实际生活上所采取的方式或手段。学生在学习知识的同时,也能学习,学会取得物理知识的方法。在这样的长期教育的熏陶下,科学方法的实施必然有利于发展学生的智力,增长学生的智慧。通过科学方法教育,学生将来借鉴学到的卓有成效的方法再去探索未知领域中的新问题。

(二)科学方法教育可以促使学生思想品德的健康成长及科学的正确的世界观的形成

科学家成功的方法中闪耀着热爱科学、无私奉献的思想光辉,同时也体现着辩证唯物主义世界观的思想观点。如观察物理实验的科学方法教育就可以培养学生实事求是的科学态度;那么在物理课后实践的科学方法教育中,就体现出实践是检验真理唯一标准的重要思想。

初中物理教学中如何正确实施科学方法教育

在初中物理的教学过程中,不同的版块,模块,知识点,采用的方法也有所不同,更重要的是如何让学生通过科学方法的学习,再利用科学的方法来解决具体实际问题,为此,针对不同的物理情景应采用不同的教学方法。

1.实验的教学方法

(1)实验探索法

实验探索法就是根据物理规律的自身特点,设计实验,让学生通过自己动手实验,分析,总结,归纳出有关的物理规律。

例如在动能的影响因素试验教学中,让学生通过实验探索动能与速度的关系以及质量的关系.使学生得出:在质量一定的条件下,物体动能与速度平方成正比;在速度一定的条件下,物体动能与质量成正比的结论。在此基础上,教师指导学生总结物体动能与质量和速度的关系,从而得出动能与哪些因素有关。

采用实验探索法,不仅能使学生将实验总结出来,而且理解深刻、记忆牢固,还能充分调动学生学习的主观能动性,增强学习兴趣,更重要是也锻炼了学生的动手能力,可谓一举多得。

(2)实验验证法

实验验证法是采用证明的方式论证物理实验及规律的方法,从而使学生理解和掌握物理原理,物理规律。其方法是先结合书本物理知识点,结合实验,提出物理问题,将有关物理规律告诉学生,然后教师和学生一起通过观察分析现象、总结结论,论证物理规律。

如在“验证杠杆的平衡条件”的教学中,让学生通过实验验证杠杆的平衡条件,在此基础上,进行理论探讨,得出杠杆平衡条件的表达式。实验验证法的最突出特点是学生学习过程非常主动。这是因为在验证物理实验规律时,学生已知物理实验有关问题的答案,对于接下来的学习目的及方法已经非常清楚,所以更加有的放矢,目的性强。

(3)实验演示法

实验演示法就是物理教师通过课前准备典型物理实验,上课展示,由学生观察,根据实验现象,师生共同分析、归纳,总结出有关的物理规律,物理结论。

如在“欧姆定律”的实验教学中,可采用如下的方法:

①研究方法:控制变量法。当电阻R一定时,研究电流I与电压U的关系。当电压U相同时,研究电流I与电阻R的关系;

②通过演示实验找出I与U和R的关系。这个演示实验的关键是实验数据的分析,通过对数据分析做出两函数图象:I-U图像I-R图象.通过学生对两幅图的分析结合数学知识得出正反比关系。由实验得出结论:当R一定时,I与U成正比;当U一定时,I与R成反比。

③根据演示实验数据,分析得出欧姆定律。这种方法要充分发挥演示实验在物理课堂中的核心作用,大大增强演示实验的效果。

2.理想规律的教学方法

理想规律是在物理事实的基础上,通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律。因此在教学中应用“合理推理法”。如在声音的传播条件的物理教学中,将手机放入广口瓶内,盖紧瓶塞,通过抽气机不断从瓶中往外界抽气,要引导学生分析手机的铃声与空气浓度的关系的实验,发现随着空气越来越稀薄,听到的手机铃声越来越小。如果推理到真空没有空气的情况下,即使手机在广口瓶不停振动,外界也听不到手机振动产生的声音,从而总结声音传播需要介质。

3.理论规律的教学方法

理论规律是由学生已经掌握的物理规律经过推导,得出的新的物理规律.因此,在物理理论教学中应用“理论推导法”。

如在初中物理“机械功,功率”的教学中,教师提出问题功率概念及表达式时,功率指物体单位时间内所做的功。请学生运用所学的知识,根据物理概念确定动率表达式。学生在老师的指导下,根据速度的概念及表达式v=S/t,都能运用“理论推导法”“类比法”推导出P=W/t数学表达式。

4.探索物理规律的教学方法

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二、物理实验教学能够帮助学生掌握探求真知的科学方法

实验是探求真知的一种科学方法。实验方法在实验教学中有很多种,如“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”“转换法”、“实验归纳法”、“验证法”、“理想化实验法”……下面,我就以几种实验方法来简述它们的原理和作用:

1.实验归纳法

“实验归纳法”是在实验基础上,对实验数据认真加以分析,通过实验事实归纳出符合物理规律的认识方法。例如阿基米德原理中浮力的计算公式的得出,就是通过多次实验分别测出物体在漂浮状态、悬浮状态和下沉状态时所受到的浮力都等于物体排开液体所受到的重力而归纳出浮力的计算公式为F浮=G排=ρ液gV排。在论证金属能导电这个物理原理时,也是运用了实验归纳法。在通过多次实验证实了铜、铁、银、铝、锡等金属能导电之后,教师便带领学生一起对实验结果进行归纳、总结,最终得出所有金属都能导电这个原理。还有所有发声体都在振动;一切物体的分都在作无规则的运动;串、并联电路中的电流、电压特点等都是利用了实验归纳法。通过物理实验教学,能让学生掌握并学会应用实验归纳法,将在一个实验中学到的思维方法应用到其它的物理知识的探讨中,增强学生的学习能力。

2.验证法

验证法又称演绎法。它是从一般原理走向个别结论的思维方法,即从一般到个别的思维方法。实验验证法是以推理为前提的。在具体运用过程中,首先要在搜集相关事实的基础上经过推理得到一个设想,然后通过多次实验进行论证。如果论证结果与预期结果相一致,那么就证明所设想的是正确的,就得到一个规律。如果论证结果与预期结果不一致,那么就证明所设想的是错误的,不存在所设想的这个规律。例如在研究摩擦力的大小跟什么因素有关时,大多数人都会认为或猜想摩擦力的大小跟接触面积的大小有关。因此,我们必须通过控制变量法来控制其他变量都相同,只有接触面积的大小不同时来探究此猜想。通过实验验证,这个猜想是错误的。因此,教师在教学过程中应重视实验探究,通过实验验证法来验证自己的猜想,走出个别的实验误区,从而得到正确的实验理论。同时,老师还应注意引导学生,充分发挥学生的思维能力,让他们通过思维、推理、实验验证、得出正确结论的程序进行探究,以此锻炼学生的思维能力,学会自主探究。

3.理想化实验法(也叫实验推理法)

理想化实验是人们想象出的一种实验,它以现实中有限的实验为前提,经过人们的推理判断,从而得出在理想条件的物理原理。这种理想条件在现实中是不可能出现的。例如,牛顿第一定律的产生就是通过实验,再在实验的基础上通过分析、推理而概括出来的。在这一实验中,让同一小车从同一斜面上的同一位置由静止开始滑下,(这是为了保证每次小车到达水平面时有相同的速度),然后比较小车以相同的速度在粗糙程度不同的平面上通过的距离不同,总结出物体所受到的阻力越大,小车通过的距离越近;小车受到的阻力越小,小车通过的距离越远。(第一次在水平面上铺上毛巾,小车在毛巾上滑行很短的距离就停下了;第二次在水平面铺上较光滑的棉布,小车在棉布上滑行的距离较远;第三次是光滑的木板,小车滑行的距离最远)。伽利略认为,是平面对小车的阻力使小车停下,平面越光滑小车滑行就越远。伽利略科学地想象:要是能找到一块十分光滑的平面,阻力为零(这就是一种理想化的条件),小车的滑行速度将不会减慢。后来经过笛卡尔的补充、牛顿的总结,最终得出牛顿第一定律:一切物理在没有受到力的作用的时候,总能保持静止状态或匀速直线运动状态。而在我们现实的生活环境中,没有受到力的作用的物体是不存在的,这只能是在实验的基础进一步推理而概括得出。由此可见,物理实验可以让学生学习到更多的科学方法,从而更好地探究真知。教师在物理教学中应该意识到物理实验的重要地位,以更好地引导学生掌握好物理知识并增强他们的学习能力。

三、采用物理实验教学方式有利于激发学生的求知欲、活跃课堂气氛、增强教师与学生之间的互动

初中物理主要探究的对象是光、电、力、热。这些事物是抽象的,其中所包含的规律是学生难以在脑中想象的,对于学生而言比较抽象难懂。如果教师仅仅采取课堂理论教学的方式,先教后学,那么课程就会显得比较枯燥乏味,不但会使课堂气氛沉闷,而且会使学生对将要学习的知识失去兴趣、丧失求知欲。教师应该将物理实验引入初中物理教学,首先演示实验,让学生见到难以想象的情境,激发他们的学习兴趣,学生自然地会在脑中思考为什么会出现这种现象,以此让学生产生强烈的求知欲。同时,教师也可以让学生相互讨论,同时由教师在旁边做指导,以此活跃课堂气氛,增强教师与学生之间的互动。例如在探究大气压的存在时,教师应先做演示实验,展示实验现象,激发学生的求知欲。如履杯实验:在装满水的杯口上放一片纸,用手按住杯口上的纸,然后倒放过来慢慢把手移开,便可发现杯里的水和纸片都不会掉下来。见到这种现象,学生就会十分惊奇,进而产生浓厚的兴趣,会积极主动地思考、讨论,会聚精会神地听老师讲解相关原理,从而达到良好的教学效果。

四、物理实验教学能锻炼学生手脑并用的能力,增强学生的观察力、探究能力、总结能力

在做物理实验的过程中,学生一方面要动手做实验,另一方面要善于从实验现象中总结原理。在这一过程中,教师要做好引导与演示工作。首先,教师要让学生明确观察目的。其次,教师要向学生详细地讲解实验器材的构造、功能,并让学生仔细地观察实验之前实验器材的状态;在实验中,教师要让学生仔细地观察实验过程中的实验现象与实验结果并让学生自己动手体验。最后,教师要从实验现象、实验结果出发,引导学生积极思考总结从而引出所要讲授的原理。在这一过程中,教师的演示实验通常要做两到三次,然后让学生自己动手实验,探究总结。在这一过程中,学生通过自己动手做物理实验,不但锻炼到了自己的动手能力,而且在自己做实验的过程中仔细观察、积极思考总结,锻炼自己的观察能力、思考能力、总结能力。综上所述,物理实验使学生由被动学习变为主动学习,在初中物理教学中的地位十分重要。

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目前,初中物理实验仍然存在着重结论、轻过程的现象.教师只有充分挖掘实验素材,开齐、开足实验课,让学生亲身经历科学探究的过程,才能让学生体会到学习物理的乐趣,从而调动学生学习物理的积极性.

如何开发、拓展初中物理实验课程?1.设计的实验要有如下特点:(1)“同步性”.按每一节的教学流程来编写的;(2)“实效性”.就是为了把每一个实验做好;把每一节内容学会;让学生学会科学探究的方法.教师要充分挖掘实验素材,以演示实验、学生实验为主,家庭小实验为主要补充,围绕教学的每一个流程,开发出和教材同步的实验校本课程.为了让学生树立实验的意识,教学中采用“问题引领,实验探究的教学模式”,把每一个实验做好,使学生觉得学习物理是一种乐趣、一种享受.2.特色做法:(1)让物理习题“实验化”.(2)变“书面作业”为“动手、动脑的实验性作业”.尤其对学困生,教师可以布置一些简单的实验性的作业,使其体会到实验的乐趣,可能就成为转化学困生的突破口.(3)设计丰富多彩的实验内容,激发学习兴趣.主要设计以下栏目:①小制作;②想想做做;③动手动脑学物理;④趣味物理.(4)加强拓展性实验的研究.以新课标编排的顺序,基本上和教材同步,让验证性、测量性、延伸性实验并存.验证性实验.如,阿基米德原理验证浮力大小和排开液体重力的关系.测量性实验.如,用三种方法测石块浸没在水中时所受的浮力.延伸性实验.通过拓展性实验,拓展学生的视野,培养学生动手、动脑学习物理的习惯,提高学生的创新能力.(5)开发初、高中物理实验衔接课程.近年常出现初高中物理知识衔接内容的考查.

怎样落实物理实验校本课程?以实验课程为依托,以课堂为主阵地,以家庭小实验为有益的补充.加大实验力度,为学生创造尽可能多的实验机会,并且运用激励机制,让学生爱做、会做实验.1.实验方法科学化.加强实验方法的指导.教给学生学习物理的常用方法,如控制变量法、转换法、理想模型法、推理法、等效替代法等.还要教给学生科学探究的基本环节:提出问题;猜想和假设;设计实验;进行验证与收集数据;分析与论证;评估、交流和合作.也可以通过“实验微课”“翻转课堂”等形式,加强对学生的实验指导.让实验探究科学化、实效化.2.实验形式多样化.让小实验走进大家庭,是开发初中物理“魅力”实验课程的最大亮点.初中阶段的实验80%以上可以设计成家庭小实验,经常举办一些家庭小实验大赛活动,激发学生学习物理的兴趣.3.实验内容“多样化”.教师要深入研究教材,挖掘教材中的实验内容.既包括课本上的演示实验、学生实验,又包括想想做做、想想议议、小制作、小发明、科技小论文、实创新、动手动脑学物理、趣味物理等.4.实验机会“最大化”.开放实验室,增加学生实验次数.课标要求的学生实验一定要做好,并为每个学生提供均等的实验机会,变“演示实验”为“学生分组实验”.建立教室的“物理实验角”,让教室的每一个角落成为学生实验的平台.还可以把演示实验器材多留在教室几天,让学生有尽可能多的实验机会;发扬盆盆罐罐皆实验的精神,让实验作业不再流于形式.5.实验教学同步化,实验教学常态化.以实验校本课程为依托,加强物理实验教学的研究.精心备课,围绕教学目标中的核心问题,设计几个“问题串”,再从新课的导入、概念的引入、难点的突破等环节设计几个“实验串”,让“问题引领,实验探究”的教学模式高效化,并且具有可操作性.

活动育人,措施激励,优化实验效果.1.建立物理实验兴趣小组.每小组选出两人组建物理兴趣小组.利用闲暇时间,举办小实验、小制作、小发明、科技小论文等活动.选出班里的物理实验“小能手”,使学生体会到科学探究带来的乐趣.2.举办实验技能大赛.可以对某个学生实验,也可以针对某个物理问题进行探究.包括演示实验、学生分组实验、创新性实验设计、自制教具等项目.3.组织学生开展一些丰富多彩的实验活动.比如,举办实验手抄报,包括设计型、拓展型、学习方法指导报;画出每一章的实验知识树;举办科技作品展活动;举办《物理就在你身边》征文比赛.每月举办一次,展示学生的实验、科技成果,培养学生的创新能力.4.建立学生实验成长档案,评选实验之星.对课堂上学生实验时的表现,学生的家庭小实验图片集,实验报告的完成情况等,进行量化打分,选出实验学习之星,并将实验成果纳入学生综合素质评定之中.

总之,通过丰富多彩的活动,激发学生学习物理、科学探究的兴趣,让实验成为学生学习物理的一种习惯,使实验学习“常态化”.

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一、问题的提出

科学方法是指人们在认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维、行为方式。物理方法是科学方法中的一类,是研究物理现象、描述物理现象、实施物理实验、总结物理规律、检验物理规律时所应用的各种手段与方法。物理科学方法是在物理学知识的获取和运用中产生的。

二、初中物理科学方法教育的途径

(一)确立物理科学方法教育途径的依据

1.科学方法教育的价值

科学方法教育,如同物理教学中的其它基本问题一样,总是随着人们对其本质认识的深入而逐步发展的。作为物理认知活动的中介,它是连接物理现象与知识的纽带,物理知识。概念、规律等"只有通过科学方法的参与,才可能上升为知识形态,这就决定了物理科学方法教育与物理知识的教育过程不可分割。

科学方法不仅是获取物理知识的途径和手段,还是理解物理知识的纲领和脉络。从知识结构形成的角度看,科学方法作为一种基本的研究方式,它纵横交错、贯穿于整个知识领域之中,把不同的知识相互联系起来从而形成知识结构。只有通过科学方法的参与,才能使客观存在的知识结构转化为学生头脑中的认知结构。这就决定了物理科学方法教育具有顺序性和层次性。

2.物理知识的方法论特点

物理知识本身就具有方法的意义。因此弄清每个知识是怎样产生的"其基本内涵和外延是什么及如何应用的不仅非常重要。而且这一过程本身就蕴含着科学方法的教育,因此。物理科学方法教育的确立要结合物理概念、规律的建立过程和物理实验的实施环节。

3.初中学生思维规律

一切教的规律都应该服从于学的规律。初中学生思维规律的一个特点是处在由形象思维转向抽象思维的过程。是思维发展的转型期。第二个特点是以定向思维为主要形式。学生思维规律的特点决定了初中学生学习物理的认知活动特点是从经验型概念到科学概念的转变。学生在学习一个新课题之前。总具有一些建立科学概念以前的经验直觉性观念。所以科学方法的教育就要从生活规律、自然现象"生产实践"物理实验等入手。实施途径要符合学生思维发展。

(二)初中物理科学方法教育的途径

1.基本途径

物理学是由实验和理论两部分组成。由此。物理教学也主要包括理论教学&物理概念和定律的教学、实验教学、科学方法教学。由于科学方法并不直接由学科的知识内容来表达。而有它自己独特的表达方式。它往往隐藏在知识的背后。支配着知识的获取和应用。所以在初中物理进行科学方法的教育。必须结合实际问题进行。因此。概念、规律、实验的教学是实施物理科学方法教育的基本途径。概念、规律的形成过程和实验操作过程就是实施科学方法教育的具体途径。

2.教学策略

科学方法和物理知识是密不可分的。抓住知识和方法的对应是通过知识教学渗透科学方法教育的关键。在教学中。应挖掘教材中的科学方法教育素材。以物理知识教学为背景。抓住知识和方法的结合点。渗透科学方法教育。科学方法的真正掌握。必须要在探索和发现之中进行。这正是科学方法与物理知识的不同之处。

3.实施途径的基本框架

为了使学生掌握科学方法。在中学物理教学中。必须创设良好的认知情境。让学生主动地观察、思考、实验、讨论并对学生的探索进行指导。使学生沿着科学的思路与方法去探求。从而在不知不觉中掌握其中所运用的科学方法。因此物理科学方法教育实施途径的基本框架是(注意创设情境。引导学生发现问题。运用科学方法解决具体的物理问题。实现知识向能力的转化。

三、初中物理科学方法教育的具体实施

(一)明确初中物理常用的科学方法

物理概念是反映物理现象,物理过程本质属性的一种抽象。是在大量观察,实验。获得感觉,知觉。形成观念的基础上。通过分析,比较,综合,归纳,想象。区别出个别与一般,现象与本质。把一些事物的本质的,共同的特征集中起来加以概括而建立的。

(二)科学概括

有些概念和物理方法关系比较紧密。甚至本身就是物理方法。要抓住这些概念进行方法教育、例如&合力,电压概念的建立都使用了等效的方法、在进行这些概念教学时。既要使学生明白等效的含义。又要让学生知道运用等效的原因以及等效的过程。使学生不断加深对等效方法的认识、这样。学生既能加强对概念的理解又能受到科学方法的教育。

(三)在物理规律教学中获得物理科学方法

物理规律是自然界中物理客体本质属性的内在联系。是事物发展和变化的反映"同物理概念相比。物理规律是人们对物理客体的高层次认识。是理性认识阶段的产物。是物理概念发展的必然结果。物理概念是物理规律建立的基础和前提"在物理教学中。总结规律主要运用的科学方法有逻辑推理法,理想实验法,图像法,假说法以及实验归纳法等。其中。又以实验归纳法最为普遍"形成规律的途径主要有三个,提出问题。观察实验。归纳,演绎。物理规律。已有概念和规律。建立假说。实验验证。物理规律。已有概念和规律。数学和逻辑推理。物理规律"形成规律的途径也是实施科学方法教育的有效途径。

(四)在物理实验中获得物理科学方法

物理实验根据其在物理研究中的作用不同可分为探索性实验,验证性实验,测量性实验等"实验的基本程序可分为三个阶段,实验的设计阶段,操作阶段,整理阶段。实验方法的教育应从物理实验的基本程序入手。程序的每个环节就是进行物理科学方法教育的有效途径.

四、结语

在课堂教学中,教师的重点是把握科学方法这条主线、不论是概念教学“规律教学”实验教学,都要牢牢抓住科学方法这条主线组织教学,引导知识的发展过程、通过这样的科学方法教育,不仅使学生掌握了知识。而且知道所学的知识是用了什么样的方法得出来的,从而让学生感觉到科学方法教育的真实性和实在性,使知识的呈现过程成为学生学习科学方法的途径,这样既能加深对物理知识的把握,又能落实科学方法教育。

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1.充分地发挥出实验教学的探究性功能

传统的实验教学过分重视实验技能的训练,忽视了实验的探究功能和培养学生科学素养方面的作用。常常是刻板地把实验目的、原理、器材、操作步骤和结果一一交待给学生,让他们先记住,再按步骤操作实验。学生他们根本体会不到自己动手后发现问题并总结出一些实验结论的乐趣,感受不到科学的魅力。这种做法挫伤了大部分学生学习的积极性和创造性。

2.以学生发展为本,从学生需要出发

新教材把学生动手实践活动融入到学习内容之中,在实验教学中,老师应按照学生的认知规律和水平,使学生在和谐、宽松、民主的环境中自主合作,创造性地学习和实验,让学生尽可能地动手、动脑、动口。让学生尽可能地“玩”够、想够、说够,不强迫学生去说老师框定了的话,要充分体现学生在实验教学中的主体地位。传统的实验课和新课程理念下的探究性实验课中,师生的行为和地位是大不相同的。在传统的实验课中强调学生课前预习,严格按照实验步骤和要求操作,实验结束后教师作讲评。而在新课程下的探究性实验课则强调创设问题情境,激发学生实验的欲望,让学生自主设计实验步骤并交流、讨论,然后按自己设计的步骤实验,并由学生自己评价和小结,而后主动查找资料补充。实验课中师生这种行为方式的转化就得靠教师教学理念及教学方式的转变。在初中物理实验教学中,教师应留给学生足够的空间和时间,让学生去思考、交流、讨论与合作。

二、实验教学中的创新

1.在物理实验结论的应用与延伸中引导学生创新

掌握知识的最终目的是应用知识解决实际问题,从而进一步巩固和延伸所获取的知识并向知识与技能的深度、广度作更进一步的探索。如通过实验探究获得了物态变化的规律后,及时向学生介绍了“神州飞船”发射中应用到的耐高温材料,“热管”技术等,同时我又启发学生进行创新联想“假如你是建筑师,你如何运用所学的物理知识使你们的居室一年四季保持舒适的温度呢?”学生们说出了许多方法。有一位学生的想象非常有创意:“用某种材料,把它填充在墙壁内,室内温度升高时,它熔化吸热,阻止温度升高;当温度降低时,它的液态就凝固放热,阻止温度降低,从而始终使室内温度保持在一个舒适的温度,还可以将外墙壁的颜色设计成可变式,冬天为深黑色,夏天为白色。”对于他富有创造力的想象以及其他学生“异想天开”的想象,我都能及时给予鼓励,学生们的创新欲望得到了提高。

2.在实验中及时帮助学生总结实验探究和创新实验的方法

在物理实验教学中,不仅要让学生学会实验的具体做法,掌握一些基本的实验技能,还要能根据典型的物理实验引导学生及时总结归纳出研究物理问题的实验方法,如常用的间接测量法、控制变量法、叠加法、等效替代法、比较法、转换法、推理法等,为培养他们的创新能力打下良好的基础。

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过去物理实验时,教师总是让学生预先知道实验的目的、原理以及最后的实验结论,要求学生背熟实验步骤后才能用固定的实验器材按部就班地进行实验,学生根本不考虑为何要这样做。在素质教育与新课程标准实施的今天,探究实验越来越被人们重视,这种探究实验的一般程序是:“发现问题提出假设设计并进行实验记录实验现象、数据分析归纳、获得结论评估与交流”。与验证实验相比,其优点是激发学生的学习兴趣、提高学生的创新精神。例如,在探究《声音的响度与什么因素有关》这一实验时,我先提出问题让学生猜想,然后放手让学生去结合书上给出的实验设计方案完成实验并让学生思考几个问题:①音叉的振幅不易观察,我们通过什么方法能比较出其振幅的大小?②这一实验中我们应观察什么?如何记录实验现象?③你还能设计哪些不同实验进一步来探究这个问题?最后同学们很好完成了本探究实验,并设计出了几种新的探究方案,而且还学到了一种科学的方法“转换法”——观察乒乓球弹起的幅度来推理不易观察的音叉振幅。因此,用物理实验教学不能仅仅停留在实验的层面上,要创造性地去探索和发现。 

二、用身边之物创新物理实验 

物理也是一门与生活实际紧密联系的科学。它渗透在日常生活的各个方面,如走路、骑车、照镜子……这些看起来随意的日常生活,其实都包含着许多物理知识,这为学生学习物理提供了大量的生活经验背景。在物理实验教学中,如果能巧妙地运用学生生活用品,自己的身体等进行实验,它比“正规实验”更富有亲切感,更贴近学生的生活实际,从而激发学生的学习兴趣,唤起学生的学习动机,深刻理解所学的知识。如用铅笔和橡皮泥探究压力的作用效果,用雪碧瓶探究液体压强与深度关系,用两手掌相摩擦感觉发热可探究“做功可改变物体的内能”;等,这样开展实验有利于使学生明白物理就在身边,与生活息息相关。而且通过这些课本上没有出现的器材来实验能启发学生的创新思维、培养学生的实践能力,也能为学生今后开展创新实验提供了物质保障。 

三、应用物理实验结论的延伸引导学生创新

掌握知识的最终目的是应用知识解决实际问题,从而进一步巩固和延伸所获取的知识并向知识与技能的深度、广度作更进一步的探索。如通过实验探究获得了物态变化的规律后,及时向学生介绍了“神州飞船”发射中应用到的抗高温材料、“热管”技术等,同时我又启发学生进行创新联想“假如你是一位建筑师,你如何运用所学的物理知识使你们的居室一年四季保持舒适的温度呢?”同学们说出了许多方法,有一位同学的想象非常有创意“用某种材料,把它填充在墙壁内,室内温度升高时,它熔化吸热,阻止温度升高,当温度降低时,它的液态就凝固放热,阻止温度降低,从而始终使室内温度保持在一个舒适的温度,还可以将外墙壁的颜色设计成可变式,冬天为深黑色,夏天为白色。”对于他富有创造力的想象以及其他同学“异想天开”的想象,我都能及时给予鼓励,同学们的创新欲望得到了提高。

四、利用课外活动拓展物理实验创新途径

为从多方面培养学生探索物理的兴趣并增强学生的动手和实验创新能力,我还组织开展了形式多样、内容丰富的课外活动,如学习噪声后,我组织学生到工厂了解、体验噪声危害,分析噪声的产生原因,讨论减弱噪声的方法;学习能源的可持续利用后,及时组织学生走访了解了通常家庭的节电情况、太阳能热水器的普及情况,通过实验探究并提出了节电的措施,还制作了太阳能热水器等模型。我们还会根据教学内容及时组织学生在课外完成一些小制作比赛,如在学习光学后组织学生制作照相机模型、潜望镜。此外还开展了别开生面的专题讲座、专题答辩会,小发明、实验操作比赛等活动。通过活动的开展,使学生在活动中动手又动脑,激发了斗志,磨练了意志,培养了自主探究、创新的意识。 

五、帮助学生总结实验探究和创新实验的方法

在物理实验教学中,不仅要让学生学会实验的具体做法,掌握一些基本的实验技能,还要能根据典型的物理实验引导学生及时总结归纳研究物理问题的实验方法,如常用的“间接测量法”、“控制变量法”、“叠加法”、“等效替代法”、“转换法”、“推理法”等,为培养他们的创新能力打下良好的基础。此外,物理教师还要根据学生在实验中遇到的一些实际问题教会学生的一些创新实验的方法,如潜艇的工作原理很难用实验的方法进行研究和验证的,我们可以考虑设计用相似的目的、手段、过程、结果等进行模拟实验,从而实现创新。

六、利用物理实验史或典型物理实验事例,培养创新意识

在初中物理中,对物理史上著名实验介绍有多处。如《科学之旅》中介绍了“伽利略对摆动的探究”从而发现“摆的等时性原理”并根据这个原理制作“机械摆钟”。对这些实验介绍,不仅向学生展示了科学发现、技术发明的过程,而且展示了科学家的创造思维和创新精神。我们要挖掘并发挥物理教材中实验史对创造教育的功能来对学生进行科学精神和创新意识的培养。

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探究式学习是通过发现问题,研究探索,从而获取知识和技能的一种学习形式.探究式学习关注的不仅仅是问题的结果,更重要的是关注学生主动探索问题的过程,关注培养学生的思维能力,特别是创造性思维的方法和途径.因此,所有问题应启迪学生充分思考,必须给予学生广阔的思维空间.

例如,讲家庭电路安全时,教者启发和鼓励学生大胆猜想,教者提出,熔丝在什么情况下熔断,在电流过大的情况下熔断,那什么情况下电流会过大呢,学生猜想用电器使用过多,家里电路出现故障等,这些猜想都可从生活经验中获得相关的提示.通过开放的思维联系了实际加深了学生的印象.整个学习过程,学生思维活跃,具有开放性.

二、创设问题情境特征

问题是探究式学习的开始,也是探究式学习的一个重要环节.初中物理探究式课堂教学,必须努力创设物理问题情境,让学生在物理问题情境中不断地发现问题,提出问题.例如,学习“压力压强”时,教者用多媒体向学生展示人在雪地里行走和使用雪橇在雪地里滑行的对比,让学生们思考它们的区别,请学生提出相关的一系列物理问题情境,让学生在问题情境中产生疑问,发现问题,解决问题.创设物理问题情境是探究式课堂教学的好的开端.

三、突出以学生为主体性特征

探究式学习以发展学生个性、培养创造性人才为目的.因此,物理探究式课堂教学,必须保证学生的主体地位,体现学生主体特征,使学生在教师的组织、指导下,独立思考,自主实践,主动学习.例如,在“研究力的作用效果和哪些因素有关”教学中,我们选择了学生自主学习的教学方式,学生以小组为单位,先猜想影响因素,再设计检验方式和途径,然后进行实践实验检验.教学活动全过程,充分体现了学生主体特征.

四、强化方法教育的特征

授人以鱼不如授人以渔,熟练掌握一两道题不是最关键的,最重要的是掌握此类问题的解决方式,思维模式.探究式学习,是通过探究过程,让学生体会探索真理的方法的一种学习方式.在初中物理探究式课堂教学中,应体现物理学研究方法教育的特征,对学生适时进行物理学研究方法的教育.初中物理教材中,潜存着许多物理学的研究方法,如最常见的“液体蒸发的快慢与什么因素有关”“探究动能大小的影响因素”中的控制变量法;“研究电流电压”中的类比法;“得出牛顿第一定律”中的推理法;“研究力的概念”中的归纳法.另外,实验、观察、假说、比较、尝试、模型、理想化、抓主要因素等,也都是物理常用的研究方法.在探究式教学中,教师应结合具体学习内容,适时对学生进行上述研究方法的教育,让学生体验和学习研究物理学的基本方法.

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过去物理实验时,教师总是让学生预先知道实验的目的、原理以及最后的实验结论,要求学生背熟实验步骤后才能用固定的实验器材按部就班地进行实验,学生根本不考虑为何要这样做。在素质教育与新课程标准实施的今天,探究实验越来越被人们重视,这种探究实验的一般程序是:“发现问题提出假设设计并进行实验记录实验现象、数据分析归纳、获得结论评估与交流”。与验证实验相比,其优点是激发学生的学习兴趣、提高学生的创新精神。例如,在探究《声音的响度与什么因素有关》这一实验时,我先提出问题让学生猜想,然后放手让学生去结合书上给出的实验设计方案完成实验并让学生思考几个问题:①音叉的振幅不易观察,我们通过什么方法能比较出其振幅的大小?②这一实验中我们应观察什么?如何记录实验现象?③你还能设计哪些不同实验进一步来探究这个问题?最后同学们很好完成了本探究实验,并设计出了几种新的探究方案,而且还学到了一种科学的方法“转换法”——观察乒乓球弹起的幅度来推理不易观察的音叉振幅。因此,用物理实验教学不能仅仅停留在实验的层面上,要创造性地去探索和发现。

2、用身边之物创新物理实验

物理也是一门与生活实际紧密联系的科学。它渗透在日常生活的各个方面,如走路、骑车、照镜子……这些看起来随意的日常生活,其实都包含着许多物理知识,这为学生学习物理提供了大量的生活经验背景。在物理实验教学中,如果能巧妙地运用学生生活用品,自己的身体等进行实验,它比“正规实验”更富有亲切感,更贴近学生的生活实际,从而激发学生的学习兴趣,唤起学生的学习动机,深刻理解所学的知识。如用铅笔和橡皮泥探究压力的作用效果,用雪碧瓶探究液体压强与深度关系,用两手掌相摩擦感觉发热可探究“做功可改变物体的内能”;等,这样开展实验有利于使学生明白物理就在身边,与生活息息相关。而且通过这些课本上没有出现的器材来实验能启发学生的创新思维、培养学生的实践能力,也能为学生今后开展创新实验提供了物质保障。

3、应用物理实验结论的延伸引导学生创新

掌握知识的最终目的是应用知识解决实际问题,从而进一步巩固和延伸所获取的知识并向知识与技能的深度、广度作更进一步的探索。

如通过实验探究获得了物态变化的规律后,及时向学生介绍了“神州飞船”发射中应用到的抗高温材料、“热管”技术等,同时我又启发学生进行创新联想“假如你是一位建筑师,你如何运用所学的物理知识使你们的居室一年四季保持舒适的温度呢?”同学们说出了许多方法,有一位同学的想象非常有创意“用某种材料,把它填充在墙壁内,室内温度升高时,它熔化吸热,阻止温度升高,当温度降低时,它的液态就凝固放热,阻止温度降低,从而始终使室内温度保持在一个舒适的温度,还可以将外墙壁的颜色设计成可变式,冬天为深黑色,夏天为白色。”对于他富有创造力的想象以及其他同学“异想天开”的想象,我都能及时给予鼓励,同学们的创新欲望得到了提高。

4、利用课外活动拓展物理实验创新途径

为从多方面培养学生探索物理的兴趣并增强学生的动手和实验创新能力,我还组织开展了形式多样、内容丰富的课外活动,如学习噪声后,我组织学生到工厂了解、体验噪声危害,分析噪声的产生原因,讨论减弱噪声的方法;学习能源的可持续利用后,及时组织学生走访了解了通常家庭的节电情况、太阳能热水器的普及情况,通过实验探究并提出了节电的措施,还制作了太阳能热水器等模型。我们还会根据教学内容及时组织学生在课外完成一些小制作比赛,如在学习光学后组织学生制作照相机模型、潜望镜。此外还开展了别开生面的专题讲座、专题答辩会,小发明、实验操作比赛等活动。通过活动的开展,使学生在活动中动手又动脑,激发了斗志,磨练了意志,培养了自主探究、创新的意识。

5、帮助学生总结实验探究和创新实验的方法

在物理实验教学中,不仅要让学生学会实验的具体做法,掌握一些基本的实验技能,还要能根据典型的物理实验引导学生及时总结归纳研究物理问题的实验方法,如常用的“间接测量法”、“控制变量法” 、“叠加法”、“等效替代法”、 “转换法”、“推理法”等,为培养他们的创新能力打下良好的基础。此外,物理教师还要根据学生在实验中遇到的一些实际问题教会学生的一些创新实验的方法,如潜艇的工作原理很难用实验的方法进行研究和验证的,我们可以考虑设计用相似的目的、手段、过程、结果等进行模拟实验,从而实现创新。

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如果小学阶段涉及到的物理知识过于复杂和抽象,小学生的兴趣点会因此逐渐降低,关注度也会下降,他们的学习效果和科学素养的形成会受到影响,教师应该明确初中物理中哪些知识还会进一步的学习和涉及,有针对性的依据课标进行定位和设计.同样,在初中物理教学中也应明确和了解哪些物理知识在小学科学课中已经涉及和解释,这些内容需不需要进一步去讲解,需不需要进一步去探究,哪些方面应该进一步去严谨和规范.

1 在教学内容上的衔接

比较初中物理和小学科学中涉及的物理方面的知识可以发现,从小学到初中物理知识经历了从粗略到严谨的过渡,从具体形象认识到探索本质规律的过渡,从内容零散到内容系统的过渡,从定性认识到定量分析规律、定量计算的过渡.

例如,小学科学教材(教科版)五年级上册第八章《运动和力》第三节课讲到的《摩擦力》,摩擦力的概念定义为一个物体在一个物体的表面运动时,两个物体的接触面会发生摩擦,因此运动物体要受到一个阻碍物体的力,这种力是摩擦力.这是小学科学课中的定义,而初中物理中定义为两个互相接触的物体,当他们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力.仔细比较不难发现中学多了“相对”二字,我们知道相对显示出概念的严谨性,因此我们在初中物理课堂上讲解时就要认真强调,同时让学生明白物理概念的相对性,学生在小学阶段已经接触过摩擦力的实验,他们在初中阶段再接触此类实验的时候并不陌生,而恰恰是在不陌生的前提下,我们应该着重向他们强调相对的含义.又如,在讲摩擦力大小与哪些因素相关的时候,小学讲与接触面状况和物体重量有关,初中物理则讲,与接触面粗糙程度及压力大小有关,重力和压力是不同的概念,初中物理讲法的严谨性应该说再次体现.

例如,小学科学教材(教科版)五年级下册第一章《沉和浮》关注的是相同物体和不同物体在水中的沉浮及初步探索影响沉浮的因素,通过马铃薯在清水中和浓盐水中的沉浮探究,通过比较同体积物体与液体的轻重来判断物体在这种[HJ1.6mm]液体中的沉浮,这里重点是让学生通过探究发现影响沉浮的一些因素,重在探究过程,并没有实质性的对沉浮条件进行深入探究,更多是定性的分析现象.而到了初中物理中,浮力作为一章来研究,包括浮力现象,阿基米德原理,物体沉浮条件及应用等深入的分析研究,出现了定量的探究实验,尤其在探究影响物体在液体中沉浮时,通过物体在液体中受力的分析后,推导出物体密度和液体密度关系对沉浮的影响.同样的知识点从定性到定量分析,对学生的要求是一个很大的[JP3]提高,所以把握好每个阶段的教学尺度对学生的发展十分重要.[JP]

例如,小学科学教材(教科版)三年级下册第三章《温度和水的变化》中对于温度计的原理和使用讲解得很详细和规范,到了初中物理时可以适当地讲解和交流;在研究光沿直线传播的时候,小学科学教材(教科版)五年级上册第三章《光》已经涉及到光是怎样传播的,影子的形成,日食和月食的形成均可解释光是沿直线传播的,初中物理中可以简单的讲解和交流,引导学生直接观察光的直线传播并且进一步思考更多能够验证光是沿直线传播的方法;在小学科学三年级课程中有一节是《比较水的多少》,其中一个办法就是比较轻重,而在初中物理中这应该是比较质量的大小,重量和质量是两个完全不同的物理概念,而考虑到小学生的认知能力,并没有刻意的去区分和认识,而在初中物理中这些概念界定则更加严谨和规范.

仔细对比阅读初中物理(人教版)新教材和小学科学(教科版)教材,不难发现小学科学课程中所涉及的物理内容非常全面,基本涵盖了初中物理中关于力、热、声、光、电、磁等各部分,可以说为初中的物理学习奠定了非常良好的认知基础,并且在学习的过程中,从问题出发引导学生开展探究活动进行实验、观察,使学生初步学会科学探究的方法,发展学生提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验和收集证据、分析与论证、表达与交流的科学探究能力,在解决问题的过程中提高对科学探究的认识,发展和培养学生的合作能力、实践能力和探究能力.在学生们真正学习物理之前,首先要明确,学生在小学阶段,曾学过哪些物理知识、做过哪些物理实验、了解哪些物理规律,只有这样才能做好从小学到初中的一个有效的衔接.

2 在教学方法上的衔接

2.1 控制变量法

控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一.所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法.此方法在小学科学(教科版)教材五年级下册《沉和浮》中已经提出并定义.

例如,探究摩擦力的大小(控制压力不变,研究摩擦力和接触面积的粗糙程度有无关系)等.

2.2 等效法

等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法.这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解.例如,探究平面镜成像特点(取一根相同的蜡烛代替它的像,对比物像的大小是否相同)等.

2.3 转化(放大)法

有的物理量不便于直接测量,有的物理现象不便于直接观察,通过转换为容易测量到与之相等或与之相关联的物理量,从而获得结论的方法.例如,发声体的振动(音叉的微小震动被转化成了乒乓球摆动);力的示意图;磁感线的描述和方向等.

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物理老师是物理教学活动的组织者和实施者,老师的观念、素养、能力,直接影响物理教育教学活动的实施和教育教学活动的成效。为此,我在物理实验的教育教学中,对现有的实验进行了改革和创新,让学生亲身体验科学探究的过程,掌握科学探究的方法,培育学生科学探究的精神、实践能力和创新意识,提高学生发现问题、提出问题、研究和解决问题的能力。

一、使物理实验更具有趣味性和观赏性

物理实验可以激发学生的学习兴趣,这是物理老师的共同认识。如何使物理实验更具有趣味性,是我们关注和探讨的一个问题。例如“探究物体的浮沉条件”的实验,同一个乒乓球怎么会上浮、悬浮和下沉呢?学生感到非常好奇,这样就激发了学生的求知欲,使课堂气氛活跃起来。其实,细心的学生已经发现老师的乒乓球有问题。原来是老师事先准备好三个重量不同而形状相同的乒乓球,把实验变成“魔术”,这样新奇的实验方法更能激发学生的兴趣。

师:那么,大家通过浮力的学习,应该知道上浮的物体受几个力的作用?

生:两个,重力和浮力。

师:那么悬浮的物体呢?

生:两个,重力和浮力。

师:那么下沉的物体呢?

生:两个,重力和浮力。

师:既然乒乓球都受到重力和浮力,那么为什么一个会上浮?一个会悬浮?一个会下沉?

生:上浮时是重力小于浮力;悬浮时是重力等于浮力;下沉时重力大于浮力。

师:当物体浸没时:如G>F浮,则物体下沉。如G

当物体部分浸没时,如G=F浮,则物体漂浮。

二、使物理实验更能够培养学生的动手能力

在物理实验教学活动中,如何让学生多动手、会动手、爱动手呢?我们应该创造条件,尽量让学生亲自动手做实验。动手前,可以让学生提出猜想,各有各的想法,激发学生的求知欲和好奇心。动手时,可以让学生探究如何做才可以达到目的,启发学生自己设计实验步骤,大大提高学生的动手能力和思维能力。例如“阿基米德原理”的实验教学过程中,首先由老师讲述国王的“王冠”之谜的故事。阿基米德从中发现了一条原理,即物体在液体中减轻的重量,等于它所排出液体的重量,由此激发学生的探究兴趣和求知欲。然后是知识的准备,师生共同复习称重法测浮力。再练习:

如图1所示现象,可以使人们认识浮力的存在,由图甲知物体重 ?摇?摇?摇N。把物体浸没在水中,弹簧测力计示数为3N,如图1乙所示,则物体受到浮力为?摇 ?摇?摇N。浮力的方向是的。再由学生实验:(要求学生利用弹簧测力计测出表格中的内容)

实验器材:弹簧测力计、溢水杯、小烧杯、石块、细线、水。

1.用弹簧测力计测物体的浮力。

步骤:①石块的重力G,

②石块浸没水中的示数为F,

③浮力大小F浮。

学生发现规律:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于?摇 ?摇?摇,用公式表示为F浮=?摇?摇 ?摇=?摇 ?摇?摇。

最后由老师点评:选择几组数据进行展示,有些小组的数据并不严格符合我们总结的规律,不符合的原因是什么?采用什么方法处理此问题能使影响降为最小?从实验数据整体上说可以得出结论。

采用理论与实验相结合的探究方式,避免学生被动盲目地实验,通过推导,让学生进行合理的猜想和推理,明确实验的目的,在较短时间内自主地完成学习任务。这样有利于培养学生的发散思维和严谨的科学态度,培养学生的动手能力和思维能力,使学生更主动地接受知识,更牢固地掌握知识。

三、物理实验的创新教学要充分利用教材中的“趣味小实验”

例如声学中的“土电话”,“自制音乐水杯”等;光学中的“冰透镜起火”,“自制简易潜望镜”等;电学中的“怒发冲冠”实验,“高压感应圈模拟雷击”实验,“自制小电动机”等;力学中的“水火箭实验”,“吹不落的乒乓球”等。

课后老师可适当地布置学生利用课余时间独立完成一些小实验,如“利用回声测距离”、“自制密度计”、“自制潜水艇模型”、“自制水气压计”、“自制水果电池”、“自制简易滑动变阻器”等。老师建立活动小组,和学生一起做实验,这样不仅让学生对知识的兴趣更浓厚,还培养学生独立动手的能力和思维能力。

四、物理实验的创新教学要充分发挥实验的“易见性”

2012沪科版新教材中的科学探究实验增加了许多,我认为有些演示实验、小实验可挖掘一些科学探究的因素。教师要多思考多研究,力求将实验设计成探究性实验,有意识地创造一种探究的氛围,让这些实验更直观,更能说明问题,寻找探究过程中的突破口和新奇感。例如在探究《影响声音的响度的因素》的实验中,老师可先提出一些问题,让学生进行猜想并说明猜想的根据,例如:

1.音叉的振动不易观察,我们通过什么方法使之更易观察?(将振动的音叉插入水中,可看到水花四溅,这不仅表明音叉确实在振动,而且使实验更加有趣,这一方法叫“转换法”。)学生顺利地完成了本探究实验,而且学到了一种科学的方法“转换法”。

2.实验中我们应该观察什么现象?

3.你能否设计出不同实验来探究这一问题?(例如:让悬挂的乒乓球被弹开;让喇叭上的纸屑跳舞等。)因此,在物理实验教学中,不能只停留在实验的层面上,应该创造性地探索和发现问题,发散学生的思维。

五、实验中要重视教会学生灵活运用实验探究的方法

在物理实验探究过程中,要让学生了解实验的做法,更重要的是让学生掌握和应用实验基本技能和技巧,并且根据具体的实验,引导学生归纳总结探究这一物理问题的实验方法,如“控制变量法”、“等效替代法(也叫转换法)”、“类比法”、“科学推理法”、“间接测量法”、“累积法”等,为培养学生的创新能力奠定良好的基础。因此,物理教师在实验前应考虑设计实验的目的、实验的手段、实验的过程、实验的结果等,更应考虑实验的方法和创新。

六、充分利用多媒体技术来辅助物理实验教学

充分利用多媒体辅助实验教学,利用多媒体生动、灵活、形象的图形和动画表现形式及模拟功能,使物理实验教学内容更化抽象为具体,化微观为宏观,化静为动,化难为易,有利于学生掌握重点、突破难点,激发学生的兴趣,培养学生的能力和提高学生的素质,通过人机交互、信息共享,开阔视野,更好地培养学生创造能力和思维能力。但多媒体模拟实验不能让学生感到事实的真实感,它不可完全取代实际实验,绝不可滥用多媒体的“动画”实验替代实际实验。所以我们要尽量创造条件让学生亲自做实验,以激发学生兴趣。

总之,在物理实验教学中,不断地创造条件,改进实验方法,使实验生动有趣,培养学生的创造性思维能力,使学生对实验问题的理解不落俗套,敢于求异,解决实际问题不拘一格,多方设想。不断地运用创造性思维方法解决问题,摆脱习惯思维的束缚,扩大思维范围,从而使创新能力得到发展。

参考文献:

[1]《新课程理念》、《中国教育报》、《教育时报》.

[3]中学物理资源网http:///.

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在以往的实验教学中,我们常常利用演示实验,来导出某一知识点的教学,从而起到加深学生记忆的目的。要想达到演示实验的教学目的,我们必须通过一定的情境,将物理知识与实验技能蕴含其中。

例如,磁场章节的教学中,我们常说磁感线是用来描述磁场分布的人为假想曲线,但其又是切实存在,只是看不见摸不着。对此,我们在磁感线的演示实验教学上,不妨利用铁屑将U型磁铁、条形磁铁以及同名磁极之间的磁场分布展示给学生们。首先,我们向学生们介绍,磁感线是分布在磁场四周的曲线,其疏密表示磁场强度、磁感线方向即代表磁场方向。然后,为了帮助学生具体宏观的认识磁场,我们利用一块玻璃,在其上覆盖一层铁粉,将磁铁置于玻璃下表面,轻敲玻璃,可以发现铁粉呈现规则的线性分布,这也就是我们所说的磁感线。如此一来,抽象的磁感线转变成了具体的铁粉聚集状态,铁粉聚集的浓度与磁场强度有关,铁粉排列的轨迹与磁场方向有关。如此一来,我们通过铁屑的演示实验,便实现了对磁场的实验教学,从而有效的调动了学生的课堂积极性。

二、操作训练,实践性验证实验

验证实验在中学物理实验教学中占据着较大的比例,是我们主要采取的一种实验教学模式。在验证实验教学中,其主要目的是培养学生的观察能力,帮助学生掌握科学的实验方法。与演示实验类似,验证性实验主要还是靠教师来实施,其与演示实验的差异主要在于他们的目的性。验证实验往往是为了验证某项结论或答案,是一种有目的有计划的物理实验。

验证性实验的主要步骤包括实验目的、器材、原理、分析及结论,其通常是从结论出发,向我们所需要的实验现象靠拢。例如,在固体密度测量的验证性实验上,我们的实验是为了验证密度公式ρ=m/v的正确性。对于本验证实验,其目的是通过对固体密度的测量,帮助学生掌握密度的测量方法,深化学生对密度概念的理解。实验器材包括天平、量筒、铜块、细线、水等。首先,我们利用天平,按照左物右砝的规则,测定铜块的质量。然后,再向量筒中导入适量的水,读出此时的水量V1。将铜块放入量筒中,再次读出此时的水量V2。最后,将测得的数据带入公式中,验证密度公式是否成立。在该验证性实验中,我们最主要的目的是为了训练学生的观察能力和操作技能,通过实践性验证实验的方式,达到强化中学物理实验教学的目的。

三、思维训练,探究式实验

在新课改背景下,教师不断强调对学生的思维训练,致力于学生创新能力和探究能力的培养。探究式实验以其充分的自主性、开放性和实践性,对学生物理实验思维训练作用显著。对于探究性实验教学,我们必须给学生留有足够的思维空间,培养学生独立的实验思维。

例如,在电磁铁磁性影响因素的探究性实验中,为了探究影响磁性强弱的因素,我们结合物理知识,利用漆包线缠绕在铁钉上制作成简易的电磁铁,设计了如下所示的实验图。

首先,欲判断电磁铁磁性的强弱,我们可以通过其吸引大头针的数量来进行判断。然后,是对影响磁性的可能因素的猜想,包括通过线圈的电流、线圈匝数等。按照上图的顺序,我们完成了电路的连接工作,接通开关,进行探究性实验。通过中间两幅图的比较,我们可以得到结论:通过线圈的电流越大,其磁性越强。通过第四幅图,可以得到结论,在通过线圈的电流相同的情况下,线圈的匝数越多,其磁性越强。本例属于一个较为完整的典型探究过程,从问题的提出到对照性实验,再到控制变量原则的使用,有效的训练了学生们的物理思维,提高了实验教学的效率。

四、分组归类,系统化实验教学

中学物理实验种类繁多,各章节的实验之间往往存在一定的差异性。同时,各类型实验中所包含的知识点也存在很大的差异性,学生们难以系统性的掌握。我们必须进行对物理实验进行分组归类,进行系统化的物理实验教学。尤其是在中学物理实验教学的复习阶段,采取系统性的教学手段必不可少。对此,我将中学物理实验分为物理现象观察、实验仪器操作、物理规律验证、物理属性探究等,在实际复习过程中,按照上述的分类实施专题教学。

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新课程标准指出,探究式学习方法是学习科学的一个强有力的工具,能够在课堂上保持学生强烈的好奇心和旺盛的求知欲,让学生学会学习、学会探究,养成良好的、正确的价值观。笔者以为,初中物理学习必须在新课程改革理念的引领下,重视学生学习方法的指导,特别是在实验教学过程中,教师要运用灵活多变的教学方法引导学生在探究中学习,不断提高课堂教学质量,努力达到物理新课程改革的要求。

一、重视控制变量法运用,引导学生在科学探究中掌握知识

所谓控制变量法,就是指研究两个物理量之间的关系时,要保持影响前一个物理量的其它物理量不变,从而研究变化的这个物理量与要研究的物理量之间的变化关系。这种研究方法,被称之为控制变量法。

教师在需要运用控制变量法进行解题时,需要引导学生理解“控制什么?改变什么”,“如何控制?如何改变?”等,这些都是帮助学生研究和解决问题的关键。如在进行导体中的电流与电压、电阻的关系实验中,如果引导学生探究导体的电流与电压的关系,就需要在保持电阻不变的情况下改变导体两端的电压,以观察电流随电压的变化关系。在此实验中,如何改变导体两端的电压呢?办法就是调节滑动变阻器,改变导体两端的电压。如果让学生去探究导体中的电流与电阻的关系,需要控制导体两端的电压不变。教师在实验中要换用不同大小的电阻(即改变电阻),以使学生观察电流随电阻的变化情况。那么,又如何保持导体两端的电压不变呢?办法就是要调节滑动变阻器,使导体两端的电压保持不变。又如在研究影响动摩擦力大小因素的实验中,如果研究滑动摩擦力大小与压力大小关系,就需要控制接触面的粗糙程度不改变,而要改变压力大小,就要观察滑动摩擦力与压力大小的关系。如何控制不变?办法就是要始终保持木块的底面与木板接触。如何改变压力大小?办法就是在木块上添加砝码改变压力。当然,在此实验过程中,教师还可引导学生观察掌握测定滑动摩擦力大小的方法――用弹簧测力计拉着木块在水平上木板上作匀速运动,记下弹簧测力计的示数即为摩擦的大小。再如研究液体蒸发的快慢与哪些因素有关,研究压力作用的效果(压强)与哪些因素有关,研究决定电阻大小的因素,研究电功、焦耳定律、电磁铁磁性强变等等的影响因素,都可以使用这种方法。总之,控制变量法在初中物理科学探究的实验过程中经常用到,教师要重视此法的运用。

二、重视类比法运用,引导学生在逻辑推理中掌握知识

所谓物理类比法,是指在物理实验教学过程中,教师引导学生将研究的物理对象与熟悉的物理对象相比较,找出它们的某些共同点、相似点或有联系的特征,从而据此推测出待研究的对象还可能具有熟知对象的另一些特征。物理类比法是一种逻辑推理的方法,实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理方法。初中物理教学中,学生学会运用类比法,可以有效地把实验的对象和熟知的对象进行对比,把未知的东西与已知的东西对比,能以旧带新,启发思想的火花,实现从形象思维到抽象思维的飞跃,有效地掌握物理知识、发展智力、培养能力,从而更好地提高课堂学习的效率。如在“电压”一节教学时,教师引导学生把电路模型类比水路模型,从而引入电压的概念。在教学中,教师通过引导学生观察课本中提供的水路模型和电路中形成电流的原因,然后将两幅图进行类比分析,找出二者之间的一一对应关系,比如阀门对开关、水轮对灯泡、水泵对电源、水路对电路、水流对电流等等,进而理解水流的形成是因为有水压,那么,电流的形成是因为有电压。如此,学生就很容易通过这种类比的学习方法,理解了电压是电流形成的原因,而电源是提供电压的装置。

类比法在物理学习中的应用很多,如把声波跟水波类比,把学习电磁感应中“作切割磁感线的运动”和农民用镰刀垂直地去割水稻这样一个动作相类比……等等。教师通过精心的教学设计,可以对学生的学习起得良好的促进作用。

三、重视比较法运用,引导学生在规律分析中掌握知识

所谓比较法,就是教师引导学生通过比较事物间的相同特征或相异特性,进而去发现事物之间的内在联系和根本区别。

初中物理教学中,教师要让学生切实学懂每个知识点,就要帮助他们掌握“是什么?”、“怎么样?”、“为什么?”的问题;对一些相近似易混淆的知识,要使能说出它们的联系和本质区别;能用学过的概念和规律分析解决一些具体的物理问题。在初中物理教材中,有许多物理量和物理规律之间具有可比性。教师运用比较法,可以帮助学生加深对新的概念、新的定律等方面的理解,从而帮助他们在学习中对可能存在的错误加以对比分析,有效地避免错误的发生。如通过超声波与次声波的比较,压力与重力的比较,蒸发与沸腾的比较,晶体与非晶体的比较,光的反射规律与折射规律的比较,漫反射与镜面反射的比较,凸透镜与凹透镜的比较,近视眼与远视眼的比较,质量和重量的比较,电流表和电压表的比较,串联电路特点与关联电路特点的比较,交直流发电机与交直流电动机结构及工作原理的比较,汽油机与柴油的比较,伏安法测电阻与伏安法测功率的比较……等等,引导学生迅速、顺利地做出正确的分析和简答,从而起到事半功倍的教学效果。此外,教师还可运用其他方法,如运用等效替代法解决长度特殊测量“化曲为直法”的应用,用替代法使用电阻箱间接地测量电器的电阻,运用推理法推理真空不能传声,运用推导法解决串并联电路电流、电压特点及欧姆定律推导串、并联电路中电阻特点……等等,帮助学生掌握科学的思维方法,不断提高推理能力、分析综合能力,把复杂问题化为简单问题的能力,从而有效地提高课堂学习的效率。

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