农村中学物理探究性实验教学开展方法探析

时间:2019-09-27

　　摘    要：　从山区农村中学就培养学生的实验能力与实验素养入手, 从探究性实验的指导思想、主要环节、注重探究性实验的导入、实验的改进、实验的创新设计等方面, 对初中探究性实验设计策略做了详实的探讨。

　　关键词：　物理实验教学; 指导思想; 主要环节; 设计策略;

　　物理是一门以实验为基础的学科, 初中物理探究性实验的重大突破促进物理学科的飞速发展。但是, 许多农村地区特别是山区农村中学由于长期受到实验条件的限制和一些教师专业不对口等因素的影响, 学生的实验技能和实验素养还有待于进一步的提高。为此, 我们广大的山区一线教师更应该探索科学的实验方法, 使学生在一些探究性实验与实践中能逐步了解和掌握这种方法。

　　一、物理探究性实验教学的指导思想

　　物理探究性教学的设计首先要足够“新颖”。正是这种“新颖”的刺激, 才能激起学生对问题探究的兴趣和欲望。但是, 这种“新颖”既不能有太强的刺激, 过强的刺激超过主体的认知结构水平, 不能接受;也不能有太弱的刺激, 这样起不到刺激认知结构上的不平衡。因此, 我认为山区中学物理探究式教学的指导思想应该是“新颖、适度”。

　　二、物理探究性实验教学的主要环节

　　2011版《九年制义务教育物理课程标准》明确指出, 科学探究既是学生的学习目标, 又是重要的教学方式之一。科学探究的形式是多种多样的, 其主要环节有:提出问题, 猜想与假设, 进行实验与收集数据, 分析与论证, 交流与评估。尽管科学探究没有固定的程序, 但相对而言仍有一般的程序可循。而这个一般的程序是学生做探究的必要知识, 也是完成探究的基本环节。由于我们大山深处的学生见识少, 思路窄, 学习常常都比较被动, 见到探究性实验, 觉得无从下手。因此, 教师在探究性实验教学中可以给学生提供一些必要的“任务单”让学生学习探究。在探究性教学中, 教师与学生的思维活动应以学生为主体, 教师为主导, 双向互动为原则。努力改变传统的“学生被老师牵着走”的做法, 教师要充分相信每个学生都有探索学习的潜能, 激励学生探索学习, 教师要尊重学生, 建立师生间、生生间的密切合作关系, 让学生能够进行充分的沟通与合作。

　　三、物理探究实验教学设计策略

　　(一) 注重导入, 激发学生求知的好奇心

　　教育家苏霍姆林斯基说“如果教师不想方设法使学生进入情绪高涨和潜力振奋的内心状态就急于传授知识, 这种知识只能使人产生冷漠的态度, 而不动感情的脑力劳动则会带来疲倦。由此可见, 教师应给学生创设一种探究的气氛, 一种探究的情景, 引发学生好奇心是激发学生积极性和培养创新思维能力的有效方法和手段。例如, 在《密度》一节的教学中, 我充分利用在前一节课中学生已有知识“密度=质量/体积”引导学生分析, 要搞清楚质量与体积的关系, 必须弄清楚控制变量法, 教师可以启发和引导: (1) 物体的质量和体积之间存在着什么样的关系? (2) 同种物体, 质量相同, 体积呢? (3) 同种物质, 体积相同, 质量呢? (4) 不同物体, 质量相同, 体积呢? (5) 不同物体, 体积相同, 质量呢? (6) 同种物质组成的不同物体, 质量和体积的比值是否相同和相近呢? (7) 不同物质组成的物体, 其质量和体积的比值是否相同?

　　实验的导入方式必须注意教师的提问和学生自己的探究要“新颖、适度”, 要能刺激学生心理产生疑问, 这样才能形成科学的课堂探究氛围。
 

　　(二) 注重实验的安全设计, 培养学生的安全意识

　　对现有实验安全改进已成为当前物理教学的共识, 尤其山区中学, 实验器材短缺, 学生安全意识差, 有些实验必须教师进行改进才能完成。

　　例如, 初中物理教材中有一个气体对外做功内能减小的实验:往烧瓶中加入少量的酒精, 轻轻摇晃, 使酒精汽化, 将瓶口用带着橡皮管的塞子塞紧, 用打气筒通过橡皮管向烧瓶中打气。当瓶内气体将塞子顶出时, 伴随着“嘭”的一声响, 瓶内弥漫着白雾。此时, 用手触摸烧瓶壁会感到很凉, 原因是瓶内气体将瓶塞顶出时对外做功, 内能减小, 温度降低, 从而造成酒精蒸汽液化形成白雾。此实验非常生动, 实验中塞子塞得越紧, 实验现象越明显。但是, 用烧瓶做实验, 有烧瓶会炸裂而造成危险的担忧。进行简单的改进, 就可以消除后顾之忧。用装饮料的塑料瓶代替烧瓶即可, 可以大胆地将橡皮塞塞得很紧, 使实验的效果更为明显。

　　(三) 设计开放性实验, 培养学生的发散思维

　　开放式实验就是指为达到统一实验目的, 让学生自主选择实验器材, 依据不同实验原理设计出不同的实验方案, 从而极大的培养学生的思维发散性和创造性。如人教版八年级《音调的高低与物体振动频率的关系》实验的改进:教材中给出的“纸片过木梳、橡皮筋的振动”目的是让学生感受音调的高低与频率的关系, 但是由于两实验的响度小, 能够听清楚的学生少, 效果不明显。我是这样做的, 准备15~20cm的钢锯条, 并布置学生也准备 (这在农村是很容易找到的) , 一端伸出桌面, 一端按于桌面上, 拨动钢锯条的自由端并逐渐改变伸出桌面的长度来研究音调于频率的关系, 效果明显。

　　(四) 设计创新性实验, 培养学生思维的迁移能力

　　课本上有很多探究性实验在山区中学没有现成的仪器配备, 若不做, 则学生缺乏感性认识, 很难对学生讲清楚, 且内容显得枯草无味, 为此, 教师要创设一些新的实验情景, 培养学生把所学知识迁移应用于新的实验的创新能力。

　　例如, 初中物理《摩擦力》一节的教学中, 摩擦力的方向是一个极难讲清楚的难点, 教师在课堂上费尽口舌也难令学生满意。我启发学生设计这样一个实验:先拿一块毛巾把它紧铺在木板上, 目的是让接触面粗糙, 再取一块海绵, 把它放于毛巾面上做一滑动。由于海绵的滑向很容易的就观察到海绵受到滑动摩擦力的方向。再取一块海绵, 用两块海绵还可以做相对运动时各自所受滑动摩擦力的方向。通过简单的实验, 不仅使学生轻易的突破了难点, 而且使思维的迁移性得到很好的发挥。

　　(五) 设计科学性实验, 培养学生思维的严谨性

　　首先, 必须保证实验设计不出现科学性错误;其次, 实验设计要具有物理学的思想和方法。因此, 在探究性实验教学中, 教师要引导学生对实验方案进行认真细致的科学设计。不仅要考虑实验的原理, 而且要考虑实验过程的逻辑性和实验数据的精确性, 还要看实验结果的合理性, 以培养学生思维的严谨性和实事求是的科学态度。

　　例如, 串联电路总电阻与分电阻的大小关系。

　　提出问题:两个电阻串联后, 总电阻跟两个分电阻的大小关系如何?

　　猜想与假设:两个电阻串联后, 总电阻可能大于两个分电阻, 因为两个导体串联后, 相当于增加了导体的长度, 导体的长度越长电阻越大。

　　检验假设, 得出结论:从理论推导中可得出猜想与假设的正确性。

　　然后根据假设和猜想, 利用物理实验, 在真实可行的实验基础上, 通过对实验结论的比较、类比、归纳和演绎推理等得出物理规律, 还要进行理论与实验的比较, 分析误差产生的原因。类似的还有对牛顿第一定律的研究等。

　　总之, 探究性实验教学不仅要模拟科学探究之“形”, 更要渗透科学探究之“神”。学生的探究活动并非都是一帆风顺的, 这就需要教师当好组织者、引导者、合作者和课程的开发者, 为学生提供更多发现和发展的机会。

　　参考文献：

　　[1]宋静.科学教育中实验素养的培养.物理教学探讨, 2006, (5) .
　　[2]肖立.追求探究式教学的真谛.物理教学探讨, 2006, (9) .
　　[3]李立升.加强实验教学, 注重学生素质养成.甘肃教育, 2010, (1) .
　　[4] 黄国龙.关于“拓展性”实验教学与学生实验创新能力的培养.物理教学, 2002, (6) .

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