张保仓(乌鲁木齐县第一中学新疆乌鲁木齐830036)
义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程,物理规律的发现和物理理论的建立必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验。因此,在物理教学中,尤其要加强实验教学,注意不断激励学生对实验提出各种假设和猜想,并设计切实可行的实验方案研究各种物理现象和物理规律。下面以本人实际教学中的实例谈谈自己的体会。
1.拓展分组实验,让学生在实验中去体会区别
为了让学生更好地掌握如何测量导体的电阻,正确的分析数据,得出实验结论。在学生分组实验时,可以让一部分小组测小灯泡的电阻,另一部分小组测定值电阻的阻值。通过实验让学生体会这两个实验的不同之处。
实验中操作不同;在测小灯泡电阻实验中,测量时,要求接通电源后通过滑动变阻器把电压调到灯泡的额定电压,测量时从该电压开始逐次降低,获得几组数据。这样做的主要目的是为了避免小灯泡两端电压过高,烧坏小灯泡,而测定值电阻的阻值的实验中则没有这个要求。
记录实验数据的表格不同。当小灯泡两端电压增大时,小灯泡的灯丝温度升高,亮度增大,灯丝电阻增大,灯丝电阻不是一个定值,所以在设计实验表格时,没有设计求电阻平均值这一栏,而是加上“灯泡亮度”一栏。
表1测小灯泡的电阻(额定电压2.5V)
表2测定值电阻的阻值(定值电阻为10Ω)
由实验数据分析得来的结论不同。由测小灯泡电阻实验可以得出导体的温度会影响到导体电阻值,对于灯丝来说,温度越高,电阻越大。当灯泡两端电压改变时,小灯泡的电阻会发生改变。对于定值电阻进行测量时,可以使学生深刻地认识到,导体的电阻大小是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和导体中的电流无关,当导体的材料、长度、横截面积不同时,导体的电阻不变。
对于测量小灯泡的阻值,可以培养学生的信息处理能力和探究能力,有助于学生认识到温度对于导体电阻的影响,而且生活中更多情况下,温度对导体电阻的影响是不能忽略的,这些都能很好地体现新课程的理念,从而达成三维目标。
2.深究演示实验,让学生轻松理解物理知识
有些物理概念比较抽象学生难于理解,教师上课时可以边引导边实验边分析,抽象出事物的本质特征,帮助学生形成概念,完成认识上的飞跃。
例如,大气压强这一概念,对初中学生来说是比较抽象的,教学中我将实验进一步深化,每做一个实验,都引导学生观察现象,思考问题,分析问题,步步深入。讲课开始,教师做“水杯-厚纸片”演示实验,让学生思考,放开手后,厚纸片会不会掉下来?当学生看到厚纸片不会掉下来这个意想不到的现象时,无不感到新奇有趣。这时,教师因势利导提出:“上述实验中厚纸片受到哪些力的作用?为什么厚纸片不会掉下来?”学生很自然领会到厚纸片不会掉下来一定受到一个向上的压力作用,这个压力只能是大气产生的,由此可见,大气对厚纸片产生了压强。进而向学生提出:“课本上要求做这个实验时,杯里要装满水,若杯里只盛少量水,甚至不装水,这个实验能不能成功?”为了开阔学生的思路,又进一步提出若用小刀片把厚纸片与杯的接触处撬开一个小口子,将会出现什么现象?如果事先在厚纸片上用圆规戳几个孔,将会出现什么现象?水杯倒置然后再做实验加以验证。实验结果与分析、推理的一致性,加深了学生对大气压强的认识,同时也培养了学生的思维能力。接着进行“马德堡半球”实验,证明大气对任何方向都有压强,而且大气压强可以产生很大的力。从而使学生对大气压的理解具体而鲜明。
再如在“浮力”一课的教学中,为了揭示浮力产生的原因是水中的向上和向下的压强差对物体造成的压力差,我设计了如下浮力消失和产生的对比实验,把一块蜡块的底面紧压在平底的玻璃器皿的底面,使之紧密接触,然后缓慢地注水于容器中,使整个蜡块都浸没在水中,蜡块并不浮起。如果将蜡块与器皿底接触处推开一道小缝,让水浸入,蜡块则很快就浮起来。通过对比,学生对浮力产生的本质原因的理解就具体而深刻了。
3.用实验验证疑点,为学生化解谜团
为了使学生能够灵活运用所学的物理知识解决简单的实际问题,积极引导学生进行多角度思考,在教学中我增加了一例实验,这对深化实验,拓展实验,形成实验操作的技能和技巧有着重要作用。
例题:两个未知电阻R1、R2,通过实验判断两个电阻哪个大?哪个小?
通过讨论、分析、实验、引导学生总结出以下几种方法。
现象观察法:①器材:电源、开关、导线若干、小灯泡、电阻R1、R2等;②电路图:如图1所示;③判断方法:从小灯泡的亮度情况来判断,分析判断依据:因为电阻是表示导体对电流的阻碍作用,在电源电压不变时,当通过电路中电流较小时,小灯泡较暗,则跟小灯泡串联的电阻较大,如图1所示,接上R1,闭合开关,观察小灯泡的亮暗,拆下R1,再换上R2,再观察小灯泡的亮暗变化,就可以判断R1、R2的大小。
电流表法:①器材:电源、开关、导线若干、两个电流表、电阻R1、R2等;②电路图:如图2所示;③判断方法:闭合开关,分别读出通过R1、R2的电流I1、I2,电流大的电阻小。
电压表法:①器材:电源、开关、导线若干、两个电压表、电阻R1、R2等;②电路图:如图3所示;③判断方法:从电压表示数大小判断,电压表示数较大的,相应所测的电阻较大,否则,相反。分析判断依据:在电流I不变时,根据R=U/I或串联电路中电压的分配跟其电阻成正比(U1/R1=U2/R2)就可以知道电阻R1、R2的大小。
伏安法:①器材:电源、单刀双掷开关、导线若干、动
变阻器、电压表、电流表、电阻R1、R2等。②电路图:如图4所示;③判断方法:开关在状态1时,调节滑动变阻器的滑片P的位置,读出电压表示数U1和电流表示数I1,开关在状态2时,再调节滑动变阻器的滑片P的位置,保持电压表示数不变U2(U1=U2),读出电流表的示数I2,根据R=U/I分析判断电阻R1、R2的大小。
4.开展课外实验及制作,巩固物理知识,激发学生物理学习兴趣
各种物理实验,从某种意义上说,都是一种特殊的、直观的实践,学生在动手完成各种小实验、小制作过程中,思维异常活跃,学习欲望高涨,参与意识增强,都迫切地希望进一步探索问题。如教材中“纸盒烧开水”、“电铃”、“楼梯开关”等小实验、小制作,或者让学生为医院的护士站、学校设计电路等等。教师要鼓励学生去实践,并有意识地在教学中加以讲评,从而使教学内容的学习和小实验、小制作的学习达到互补。这样,既促进了学生对教师所讲授内容的学习,也提高了学生学习物理的兴趣。
初中学生对信息的分析处理多源于自己的感性认识,他们容易接受形象、直观的知识,却不擅长抽象的理论分析,因此教师只要有条件,就尽可能不要用理论分析代替实践。在教学中,教师应该灵活安排实验活动。在讲《眼睛和眼镜》、《显微镜和望远镜》这两节知识时,通过看图分析讲解使学生知道了近视眼产生的原因及其矫正,远视眼产生的原因及其矫正,显微镜、望远镜的成像原理。为了使学生在理解的基础上掌握这部分知识,我将这部分知识进行了拓展。用实验模拟近视眼、远视眼的形成和矫正方法,用实验模拟显微镜、望远镜的成像原理。
总之,随着物理教学改革的不断净化,培养学生的探究能力尤显重要。这要求我们教师在日常生活中,以物理教学的新理念为指导,不断创造有利于学生自主发展的教学情景,开展探究式教学,充分展示物理知识的形成过程,领会科学研究的方法,理解科学的本质,形成科学的价值观和科学精神,以提高学生的科学素养。