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投向科学之母的怀抱

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米丘林说:“任何人都承认实验是科学之母,这是确定不移的真理,谁也不会否认。”物理学是以实验为基础的学科,物理知识是在物理实验的基础上,通过观察、归纳、总结、推理得出的。有趣的实验不仅能培养学生实践、观察、分析、综合的能力,同时也能激发学生的求知欲望、增加对物理知识的理解使用,投向科学母的怀抱,别有一番温馨在心头。

一、大道自然,为实验探究提供可能

巧妇难为无米之炊,物理实验,要能让学生随时都能动起来,关键是要有实验的材料。有了材料,一切才有可能。怎么解决?大道自然,为实验探究提供可能。

1.化难为易

低成本物理实验,材料易得,制作简单。各种物品,都具有物理属性,在人的干预下可能显示物理原理。因此,身边的物品,都可以成为探索认识物理本质的重要资源。在教师和学生的奇思妙想中可以做成意想不到的实验装置。如:用铅笔和一些辅助设备可以制成密度计,滑动变阻器,也可以用拇指和食指顶住两端削尖的铅笔,探究影响探究影响压强大小的因素。

2.化繁为简

简单的思路,可以揭示深刻的物理思想。一个简单的装置,可以帮助学生集中注意力,观察物理现象和过程。简便的操作,凸显实验的实用性。例如,选择椭圆截面大墨水瓶,瓶里注满红墨水,插入孔径为2毫米的玻璃管,用来证明微变形现象,其效果比复杂的光杠杆系统更好。“学生用自制仪器虽然经常出毛病,但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西。”(克斯韦语)

3.化平为奇

要让实验全体化,可以化平凡为神奇,设计新颖,效果神奇。例如,用矿泉水瓶和小药瓶制作“浮尘子”,听实验者的命令,浮沉“由心”;用废灯泡、细玻璃管、橡胶塞、法兰绒、乙醚等制作的“饮水小鸭”,实际上包含有力矩与物体转动、重心、液体压强、饱和汽压、热力学定律等多个物理原理。这些新的,独特的、精彩的实验,让学生有新奇感和新鲜刺激。

新课程标准把“过程与方法”作为课程目标之一,与“知识与技能”、“情感、态度与价值观”并列,强调学生在参与科学探究过程中的体验和对科学研究方法的感受。所以物理教学不能只局限于教材知识内容本身,而应结合学校的物质条件和学生的兴趣、能力水平,开发多种多样的探究实验活动,在具体的实验活动中培养学生的问题意识,在实验科学探究的基本过程,培养学生实事求是的科学态度,提高解决实际问题的能力。

二、实施多元化战略,将探究性实验落到实处

教育的目的是发展学生的多元智能,并帮助学生找到适合的智能特点的爱好。智慧是解决问题过程中培养和发展起来的,物理实验教学过程应是一个持续解决问题的过程,因此,实验教学过程应注重探究。

实验研究的阶段包括问题、猜想与假设链接、激活学生的各种感觉,启动大脑思维。在这个阶段,教师通过创设情境,引入问题,让学生了解实验的目的,并结合现有实验设备和生活实践,用自己的智慧思考如何解决这个问题,提出猜想与假设,并讨论制定计划与设计实验。

学生在实验操作中,教师要注意观察学生在实验操作的表现,因为学生动手阶段是最能体现学生的多元智能,在实践中逐步了解各种智能强度,为随后的学习作铺垫,加强优势智能,发展弱势智能。让每个学生在实验中积极表现。教师要善于把握机会,在操作中当学生学习兴趣较高时,提出一些相关的数学逻辑,视觉空间或智力方面的问题,从而促进学生智能的发展,实现智能的优势迁移。

三、【案例解读】——“探究动能与功的关系”

1.实验目的:让学生体验和感受科学的发展过程,培养学生的探索精神。

2.因为动能定理是高中物理功能关系的核心点,所以为了让学生加深印象达到理解的目的,所以可以采取以下步骤:

(1)创情境,提问题

创情境,利用多媒体功能,播放秋季和冬季大雾天气,汽车行驶过程速度变化,激发学生的学习兴趣。提问题:影响动能因素有哪些?力对物体做的功与物体本身的动能之间有怎样关系?力对物体做的功和动能的变化有什么关系?

(2)假设猜想

作为一名老师,应该使用一种循序渐进的指导方法,使让学生表达他们内心的猜想,并组织学生小组讨论,增加学生之间的交流,并在这一过程中发挥主导作用,让学生学习理论和实验内容相结合,充分思考所学知识,在探究中学生的许多猜想:生1:动能随物体质量增大而增大,随着物体的速度增大而增大。生2:用劲大功就大……最后,正确的猜测是什么样的?自然需要学生在课程的实验中验证。

(3)定计划,列方案

实验研究的具体过程中,教师应利用学生对实验的兴趣,让他们更深入了解问题,让学生在实验过程中理解和解释。如A如何测量物体的质量?B规划方法测量物体的速度。C如何测定力所做的功?

让学生对这些问题进行讨论、交流、写操作步骤,然后交流初定。

(4)收集数据

实验过程中的测量数据,填入表格。由于实验设计不同,会有不同类型的数据处理方法,学生可以利用图像处理方法,教师可以给予指导。

(5)分析论证

通过实验数据的科学分析,将得出的初步结论和猜测进行比较,分析为什么会有这样的现象发生。结论是否正确?

(6)交流合作

学生根据自己的不同的实验设计,相互交流,促进进步。

【参考文献】

[1]唐云龙 朱春晓.高中研究性学习指导用书[M],东南大学出版社.2001

[2]张前军.一个小实验的改进[J],物理教学.2009,(10)

(作者单位:江苏省邳州宿羊山高级中学)