物理學(xué)是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),物理實驗可以給學(xué)生提供一定的感性材料,對學(xué)生正確地形成概念和掌握規(guī)律,理解和掌握物理知識,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、思維能力和創(chuàng)新能力都有著重要作用。有關(guān)實驗在高中物理中具有典型性,要通過這些實驗學(xué)習(xí)基本的操作技能,體會實驗在物理學(xué)中的地位及實踐在人類認(rèn)識世界中的作用。而新課程理念的核心是以學(xué)生發(fā)展為本,讓學(xué)生參與新課程的實施,中學(xué)物理實驗分為演示實驗、學(xué)生分組實驗、課內(nèi)小實驗和課外試驗,其中課內(nèi)小實驗和課外實驗都屬于小實驗,它們都有操作簡單、貼近生活、突出問題和就地取材的特點,這更能體現(xiàn)新課程理念中的學(xué)生自主學(xué)習(xí)、積極參與、樂于探究、勇于試驗和勤于思考的思想。下面筆者就從這兩方面對中學(xué)物理小實驗進行探討。
1、新課程理念下,開展物理小實驗的意義和作用
美國路易斯安那州立大學(xué)教授E?多爾在《后現(xiàn)代課程觀》中提出了4R觀點,即讓課程具有豐富性(rich)、回歸性(recursive)、關(guān)聯(lián)性(relational)和嚴(yán)密性(rigorous)。其宗旨是激活學(xué)生的思維,把握整體的世界,注重生活的關(guān)照,讓學(xué)生真正成為教學(xué)的主人。因此,在物理中開展以學(xué)生為主體的教學(xué)方式是必要的,新課程要求采用探究式教學(xué)方法,而探究式教學(xué)中的實驗特別是小實驗的開展有著不可替代的作用。
1.1新課程理念下,開展課內(nèi)小實驗的意義和作用
所謂邊學(xué)邊實驗(課內(nèi)小實驗),是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下一邊學(xué)習(xí)一邊進行試驗的教學(xué)組織形式。課內(nèi)小實驗與演示實驗相比,課內(nèi)小實驗更突出讓學(xué)生手腦并用,在教學(xué)過程中要求學(xué)生人人動手,在操作和觀察中積極思考,主動獲取物理知識,提高實驗技能;與學(xué)生分組實驗相比,課內(nèi)小實驗?zāi)芨玫呐c課堂教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合,配合教學(xué)內(nèi)容進行隨堂試驗。課內(nèi)小實驗?zāi)茏寣W(xué)生更容易抓住試驗本質(zhì),消除許多學(xué)生對實驗的神秘感,能充分調(diào)動學(xué)生的積極性,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,使他們都能主動地參與到實驗中,而且還能消除學(xué)生對物理知識的遙遠距離感,可以提供更多的機會來培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和訓(xùn)練科學(xué)方法。這與新課程理念中在課程事實上注重自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化是相對應(yīng)的。
1.2新課程理念下,開展課外實驗的意義和作用
課外實驗是指學(xué)生按照教師布置的任務(wù)和要求(或提示),用一些身邊簡單易得的器材或自己動手制作的簡單裝置,在課外獨立或合作完成的實驗。課外實驗是課堂實驗的有效補充,與課堂教學(xué)密切聯(lián)系,使課堂教學(xué)得到不斷的延伸和補充,大大豐富學(xué)生的感性認(rèn)識,加深學(xué)生對課內(nèi)知識的理解和鞏固,還可以加深學(xué)生對表面上跟生活經(jīng)驗有矛盾的知識的認(rèn)識�？梢蚤_闊學(xué)生的視野,豐富學(xué)生的知識,活躍學(xué)生的思維。另外開展課外實驗活動,一定程度上可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)動手能力,發(fā)展學(xué)生個性。因此,開展課外實驗是必要的也是符合時代要求的。
2、新課程理念下,物理小實驗的實施
隨著課程理念的不斷發(fā)展,物理小實驗在物理教學(xué)中所占的比重越來越大,對學(xué)生產(chǎn)生的影響也越來越重要,教師應(yīng)給予足夠的重視。
2.1課內(nèi)小實驗的實施
在物理教材中有很多經(jīng)典實驗,經(jīng)典實驗在揭示物理現(xiàn)象形成物理規(guī)律時的重要作用是不可忽視的,但經(jīng)典實驗也有其局限性,它缺乏直觀性與學(xué)生生活聯(lián)系不緊密,這時教師就可以讓學(xué)生用身邊的材料做一個小實驗作為補充以加深學(xué)生的理解。例如:為了讓學(xué)生首次親眼看到真空中輕重不同的物體下落快慢一樣這一重要演示實驗---錢毛管實驗,這對于驗證亞里士多德“重物體比輕物體下落快”這一結(jié)論的錯誤性和幫助學(xué)生理解伽利略落體運動的規(guī)律有著不可替代的重要作用。但是觀看過演示實驗之后很多學(xué)生由于前概念的影響,很難理解,因此教師可以在演示錢毛管實驗的同時,讓學(xué)生拿兩張紙,一張揉成一團,一張展開,讓它們同時下落,進行觀察,從而得出物理下落快慢與質(zhì)量無關(guān)這一結(jié)論。
物理中還有很多重點難點問題是學(xué)生難以理解和掌握的,教師可以增加適當(dāng)?shù)男嶒瀬韼椭鷮W(xué)生學(xué)習(xí)。例如:在講摩擦力這一節(jié)時,很多學(xué)生認(rèn)為摩擦力都是阻礙物體運動的,全是阻力。教師可以設(shè)計這樣一個課內(nèi)小實驗幫助學(xué)生加深理解:把幾支圓桿鉛筆平行地放在桌面上,再把兩本書放在鉛筆上(如圖1所示),
用手向前推上面的一本書,你會發(fā)現(xiàn),下面的一本書也會跟著一起前進。顯然,以地面為參照物,對下面這本書來說,它受到上面的書本它的摩擦力就是一種動力。
物理中還有很多知識是很抽象的,教師可以通過小實驗,用奇異的物理現(xiàn)象激起學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和興趣。例如:表面張力比較抽象,可以讓學(xué)生親手在課堂做小實驗?不沉的針?水的表面張力。取一干凈燒杯,將燒杯加水至接近滿水,將針(或大頭針)置于濾紙上,慢慢地將濾紙平放于水面上,使濾紙浮在水上,不久使濾紙浮在水上,不久之后浸濕的濾紙開始下沉,結(jié)果發(fā)現(xiàn)針漂浮在水上(如圖2所示),
將肥皂水緩緩加入,結(jié)果針下沉。課內(nèi)小實驗可以調(diào)節(jié)物理教學(xué),符合教學(xué)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、思維為核心、訓(xùn)練為主線、調(diào)節(jié)為關(guān)鍵、能力為目標(biāo)的原則,能有效地提高物理教學(xué)質(zhì)量。但是,課堂時間是有限的,因此有些簡單易做的小實驗老師可以讓學(xué)生課外做,讓學(xué)生做完后寫心得體會以達到教學(xué)目的。利用身邊簡單易得的器材或自己動手制作的簡單裝置可以完成的實驗,教師可以布置給學(xué)生,讓學(xué)生通過自己實驗加深對課內(nèi)知識的理解和鞏固。例如:在解決有關(guān)摩擦力的問題時,學(xué)生普遍認(rèn)為判斷靜摩擦力的方向比較困難。其主要原因是學(xué)生日常生活中缺乏這方面的感性認(rèn)識,難以想象兩個相對靜止而又有相對運動趨勢的物體接觸面間的情況,教師可以通過下面的實驗幫助學(xué)生找到一種方法。將一只鞋刷刷毛向下地放在糙的平面上,用手水平地推鞋刷,觀察一下刷毛向什么方向彎曲;也可以用兩只鞋刷,使刷毛相對地放在一起,推其中的一只鞋刷,在不產(chǎn)生持續(xù)滑動的情況下,觀察刷毛的形狀有什么變化。從這些觀察中,學(xué)生可以判斷各自所受的靜摩擦力的方(如圖3所示)。
為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,發(fā)展學(xué)生個性,可以讓學(xué)生運用所學(xué)的知識去觀察有關(guān)的物理現(xiàn)象和實際運用情況,例如:掛在壁墻上的掛鐘,當(dāng)電池的電能耗盡而停止走動時,其秒針往往停在刻度盤上“9”的位置。這是由于秒針在“9”位置處受到重力矩的阻礙作用最大。還有從高處落下的薄紙片,即使無風(fēng),紙片下落的路線也是曲折多變的。這是由于紙片各部分凸凹不同,形狀各異,因而在下落過程中,其表面各處的氣流速度不同,根據(jù)流體力學(xué)原理,流速大,壓強小,致使紙片上各處受空氣作用力不均勻,且隨紙片運動情況的變化而變化,所以紙片不斷翻滾,曲折下落等等。也可以讓學(xué)生在課外利用身邊材料自己動手制作簡單的儀器,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)興趣。例如:自動上坡的圓木桿:這是一個很有趣的實驗,看似滾動體會自動上坡,實質(zhì)上滾動體質(zhì)心下降,一部分重力勢能轉(zhuǎn)變成了動能。讓學(xué)生準(zhǔn)備3支鉛筆、橡皮筋、小球、圓木桿。①用橡皮筋將兩支鉛筆的一端扎緊,另一端拉開適當(dāng)?shù)木嚯x后擱在第三支鉛筆上,構(gòu)成一個木支架,寬端略高于窄端。②將圓木桿放在木支架的寬端,可見圓木桿自動滾下,說明木支架寬端略高于窄端。③將小球放在木支架窄端,可見小球朝高端滾去。(如圖4所示)
3、結(jié)束語
在新課程理念下,我們應(yīng)該在實際的工作中培養(yǎng)學(xué)生親自動手做實驗的能力,真正使我們物理課堂成為以學(xué)生為主體的課堂。而課內(nèi)小實驗和課外小實驗,可以讓學(xué)生的實踐活動量得到保證,充分發(fā)揮了學(xué)生的主動性,增強了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,培養(yǎng)和加強了學(xué)生的實驗技能和科學(xué)態(tài)度,使學(xué)生能更好的掌握物理知識。因此,在物理教學(xué)中我們要充分發(fā)揮小實驗的作用,提高教學(xué)質(zhì)量。
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