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也谈物理教学中的实验创新设计

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实验教学是整个教学过程中极为重要的组成部分,如何进行实验教学的改革与创新是我们教育工作者探讨的重要课题.本文主要从当前实验教学中存在的问题及实验教学的创新设计两个方面讨论,在实验教学的创新设计中,主要从模型不变的创新设计、利用生活资源创新设计、突破难点创新设计、利用物理原理创新设计.近年来为了推行素质教育,教材已进行了很大程度的改革,增加了许多的探究实验,并初见成效,但是如何进行实验教学的改革与创新仍是我们教育工作者探讨的重要课题.

1当前实验教学中存在的问题

1.1学校对实验教学还需进一步重视

当前一般学校都有实验室并专门配备了实验员,实验条件有了很大改善,但由于一直以来有的学校对实验教学重视不够,实验教师的配备也缺乏专业性,甚至连培训都未参加过,有的学校认为学生做不做实验对中考影响不大,学生实验做不做无所谓,教学观念陈旧,目光短浅,无论是领导还是老师,都偏重于学生的考试成绩,而忽视了学生的动手能力和创新能力的培养,有的老师虽然上了实验课,但学生实验基本上以验证结论为目的的应付一下,这样不但不能培养学生的创造性思维能力,还会使学生的思维僵化,迷迷糊糊.有的学校老师甚至讲实验,到考试时让学生背实验,严重地扼杀学生的创造天赋.

1.2实验模式、实验器材单一化

国外物理教师的实验设计能力很强,教师并不一定采取教材上的实验,因为有的实验没有新奇感.而在我国,由于受传统教育的影响,实验设计能力相对较差,使用自制仪器的更为数寥寥,大多教师直接使用实验室的仪器,完成教材中规定的实验即可,不会自主开发实验和实验器材.

在如今课程的改革大潮中,作为改革的实施者――教师,应该积极探索出适应新教材的改革,适应学生需求的教学设计,特别是创新的实验设计,才能由重知识传授向重学生发展方向转变,更好地培养学生的创新精神和实践能力,使学生具有终身学习的愿望和能力,而物理学是以实验为主的一门探究性学科,如何使实验更通俗易懂,如何使实验更能吸引学生的眼球,已是现在教学设计的重点所在,特别是在我们的农村中学,实验资源普遍缺乏,这就要求教师动脑动手,自己对探究实验进行设计和创新.

鉴于此,笔者对初中物理新教材研究和教学实践,设计和创新了以下几个实验探究活动.

2实验教学的创新设计

2.1模型不变的创新设计

在九年级物理《燃料的热值》的教学中的“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的实验,实验中取10 g的酒精和碎纸片作为燃料燃烧放出热量使水温度升高,根据水温的变化从而得出酒精和碎纸片的燃烧放出热量的大小,通过做实验发现该实验存在以下两个问题:一是10 g的酒精和碎纸片有点多,做实验需要的时间较长;二是碎纸片燃烧不充分,且燃烧断断续续容易熄灭.对此,笔者对这个实验进行了如下的改进:一是用柔软的卫生纸代替碎纸片作为燃料燃烧,因为卫生纸比较容易燃烧且燃烧较充分,实验时把卫生纸剪成每份大约20 cm宽度,然后卷起来用镊子夹着放在蒸发皿上燃烧,依次燃烧完;二是把10 g的酒精和纸的质量改成5 g,5 g的燃料燃烧时间相对较短,但水温的变化差距也很明显.改进以后在一节校公开课上,学生做分组实验,实验效果很好,得到了物理教师的一致好评.

2.2利用生活资源创新设计

自然界、人类生活与物理是密切相关的,自然界和生活中蕴含着许多物理知识,自然界和人类生活是丰富的物理教学资源,有待于物理教育工作者开发利用.

在八年级《声音的音调》教学中,有一道题,在几个相同的杯子里面放一些高度不同的水,按从低到高排列,敲击杯子,判断产生的声音的音调高低,做这个实验需要几个杯子,笔者对这个实验进行了这样的改进:在饮料瓶中倒入少量的水用手握住后,将饮料瓶口移到嘴边吹气,学生会听到一种声音的音调,然后一边吹气,一边用手挤压饮料瓶使水面逐渐升高,学生会听到音调变高的声音,从这个实验学生不仅看到了液面变高致使声音音调变高,同时也观察到音调变高的原因是液面升高使上方的空气柱变短,空气振动频率变高导致的.

在九年级48页《电动机》教学中,有一个制作简易电动机模型,是用一个磁体、干电池,开关,导线,线圈与一个有支架带两接线柱的演示板制作成,由于农村学校没有这个演示板,想制作这种模型不方便,所以笔者对这个模型进行了以下改进:如图1所示,用一块手机电池(锂电池)做电源(为防止电流过大,在电池边串一个大约10 Ω的电阻保护),在其两端用胶带粘两根铜丝(表示电池的正负极接线)铜丝连到支架上,支架也用铜丝搭成,同时用铜丝绕面积大约是12 cm2的线圈3、4匝,将该线圈架在支架上,线圈两端的漆按书图所示刮去,在锂电池的上面放一块磁体,当线圈被刮去半边漆的那面导线接触到支架,线圈通电受到磁场力的作用开始转动,并持续转动下去,这个迷你电动机就制成了,这个模型虽小,但拿着方便,几乎是一个整体,没有长导线拖着,需要的器材也是来自于生活资源,同时也可以让学生体会到利用手边随处可见的物品做实验.在2013年毕业的学生中,这个模型有几个学生做得非常棒,在教室中展示取得很好的效果.