初中物理中的實驗方法范文
時間:2023-10-26 17:55:01
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篇1
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新能力;動手能力;實驗方法
G633.7
物理是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),物理規(guī)律都是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上,認(rèn)真總結(jié)和思考得來的。初中年齡段的學(xué)生精力充沛、活潑好動、勇于探索、求知欲和好奇心強,具有很強的創(chuàng)新潛能。作為一名物理教師,在教授學(xué)生物理知識過程中,如能正確的演示和指導(dǎo)學(xué)生實驗,不僅能激發(fā)學(xué)生求知欲望,促進學(xué)生掌握知識、運用知識。還可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。作為物理教師在物理實驗教學(xué)中,教師角色也應(yīng)該從以往的那種“授業(yè)者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤?研究者、探索者、合作者、服務(wù)者”。正確引導(dǎo)學(xué)生能動手、思考,提出問題和質(zhì)疑,并能解決問題,真正發(fā)揮物理實驗教學(xué)的作用。
一、采用“合作參與”、“培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣”、“放手讓學(xué)生自己做的方式”的培養(yǎng)程序。
心理學(xué)研究表明:初中生能力形成必須經(jīng)歷一個過程,不可能在短時間內(nèi)形成,因此,應(yīng)根據(jù)循序漸進與分層遞進的原則,我在教學(xué)中設(shè)計了以“合作參與,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,放手讓學(xué)生自己做”階段標(biāo)志的培養(yǎng)程序,使科學(xué)探究能力的培養(yǎng)實現(xiàn)科學(xué)化、系統(tǒng)化。
1.以“合作參與”的方式幫助學(xué)生自覺的學(xué)習(xí)之路
初二學(xué)生剛學(xué)物理知識,對物理有很大的好奇心和求知欲強,并且喜歡動手做實驗,教學(xué)中遇到的第一個利用控制變量法設(shè)計的實驗是影響蒸發(fā)快慢的因素。通過實驗探究使他們體驗到了科學(xué)工作者進行科學(xué)探究時的相似過程,體驗到了科學(xué)探究興趣,通過學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟到了科學(xué)的思想和精神。
2.以“培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣”的方式引入學(xué)生走上學(xué)習(xí)之路
物理實驗具有動機功能,可以激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣,這是物理教學(xué)界的共識。因此如何增加物理實驗的趣味性,成了中學(xué)物理教師必須關(guān)注和研究的一個問題。為此,本人創(chuàng)設(shè)了“趣味實驗”、“課后小實驗”等新的物理實驗形式。
“趣味實驗”系列:是指以生動、鮮明、新奇的實驗現(xiàn)象來引發(fā)學(xué)生興趣的一類實驗。如聲現(xiàn)象中的“木條聽診器聽心跳聲”,“土電話傳聲”等等。
3.以“放手讓學(xué)生自己做”的方式鼓勵學(xué)生走上自主學(xué)習(xí)之路
蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基說過:“學(xué)生的聰明才智來自他們的手指頭” 。一針見血地指明了動手的重要作用。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力,就要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。
(1)讓學(xué)生多動手,在物理實驗教學(xué)中,應(yīng)該創(chuàng)造條件讓學(xué)生自己動手做,讓學(xué)生在動手中觀察思考、分析判斷,自己去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和得出結(jié)論,使做實驗的過程成為學(xué)生再發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新過程。比如學(xué)習(xí)“液化現(xiàn)象”時,課本上有壓縮體積的演示實驗,而沒有降溫液化的實驗,我讓學(xué)生每人手拿一塊玻璃并對玻璃呵氣,讓學(xué)生體會、研究實驗現(xiàn)象,得出結(jié)論。
(2)讓學(xué)生多動腦,觀察實驗可以使W生了解物理世界豐富感性知識,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)愛好。教師在教學(xué)過程中應(yīng)有意識的為學(xué)生創(chuàng)造觀察物理現(xiàn)象的條件,指導(dǎo)他們的觀察方法,利用他們的好奇心,培養(yǎng)他們觀察的愛好和習(xí)慣,不斷提高他們的敏銳性、深刻性、精確性,逐步形成較強的觀察能力。
二、物理實驗要體現(xiàn)對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)
初中階段是思維發(fā)展的要害期,對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)尤為重要,會影響學(xué)生初中乃至高中物理學(xué)習(xí)和其它學(xué)科的學(xué)習(xí),學(xué)生在小學(xué)時習(xí)慣于具體的形象思維,他們善于從具體事物中學(xué)習(xí),而不善于學(xué)習(xí)抽象的內(nèi)容,初中物理概念是進行物理思維和運用物理方法的基礎(chǔ),是在物理事實的基礎(chǔ)上抽象概括的產(chǎn)物,因此教學(xué)中要采用大量學(xué)生已具備的感性知識,對缺乏感性熟悉的則配備演試實驗,并用淺顯的語言和豐富的插圖,以幫助學(xué)生思維由低水平向高水平轉(zhuǎn)化。
三、從“學(xué)會”向“會學(xué)”的教育方式轉(zhuǎn)變
現(xiàn)代教育不但要教學(xué)生學(xué)會物理,而且會學(xué)物理,這就要求教師指導(dǎo)學(xué)生把握科學(xué)有效的學(xué)習(xí)方法和養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,使學(xué)生學(xué)會如何獲取新知識,如何解釋各種物理問題,做到舉一反三。因此在指導(dǎo)學(xué)生實驗時要抓住“觀察、操作、記錄、 分析 、整理”。
對實驗現(xiàn)象與事先預(yù)想的不相符時,教師應(yīng)找出造成這種現(xiàn)象的原因,有利于改進實驗教學(xué),提高實驗教學(xué)能力。
四、重視物理知識的實際應(yīng)用和學(xué)法的指導(dǎo)以實現(xiàn)創(chuàng)新
廣泛聯(lián)系生活、生產(chǎn)實際,可以加深學(xué)生對知識的理解,也是發(fā)展學(xué)生能力以及提高學(xué)生科學(xué)文化素質(zhì)的一條重要途徑。
在物理實驗教學(xué)中,不僅要讓學(xué)生學(xué)會實驗的具體做法,掌握一些基本的實驗技能,還要能根據(jù)典型的物理實驗引導(dǎo)學(xué)生及時總結(jié)歸納研究物理問題的實驗方法,如常用的“間接測量法”等,我們可以考慮設(shè)計用相似的目的、手段、過程、結(jié)果等進行模擬實驗,從而實現(xiàn)創(chuàng)新。
五、正確看待多媒體技術(shù)在物理實驗中的創(chuàng)新
恰當(dāng)運用多媒體輔助實驗教學(xué),能以其靈活、生動、形象的圖形和動畫表現(xiàn)形式及強大模擬功能而使物理實驗教學(xué)內(nèi)容化難為易,化靜為動,化抽象為具體,化微觀為宏觀,有助于學(xué)生掌握重點、突破難點,引發(fā)興趣,進而鞏固知識,發(fā)展能力和提高素質(zhì),通過人機交互、信息共享,拓展了學(xué)生的視野,能很好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力。多媒體這種優(yōu)勢,在物理實驗教學(xué)中獨具特色。
總之教師應(yīng)解放思想,大膽嘗試,積極探索創(chuàng)新,教師要善于通過演示實驗、學(xué)生實驗,把教師的教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,激發(fā)起學(xué)生不理解其中道理不肯罷休的求知欲,努力使物理實驗教學(xué)真正成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的新天地。
篇2
【關(guān)鍵詞】淺談初中物理實驗教學(xué)設(shè)計的基本方法
在實驗教學(xué)中,由于題目給出了全部實驗器材和所有相關(guān)量,使實驗定位在電阻或電阻率的測定上,又大大降低了實驗難度,只屬于局部設(shè)計型實驗.無論命題者出于何種考慮,設(shè)計型實驗畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了,這多少給教學(xué)工作者提了個醒.
一、加強實驗設(shè)計教學(xué)
著名核物理學(xué)家錢三強先生在為郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》所作的序中,曾嚴(yán)厲指出:“今天我們科學(xué)界有一個弱點,這就是思想不很活潑,這也許跟大家過去受的教育有一定關(guān)系……”我們常常教育學(xué)生“應(yīng)該……”“必須……”;我們的考試題目常常不惜筆墨描述背景、附加條件,最后只有一個小小的空格“是……”.這樣培養(yǎng)選的人才在學(xué)校是好學(xué)生,步入社會是好職員,大腦中只是機械地跳動著兩個問題:“你要我做什么?你要我怎么做?”工作常常:“完成”的相當(dāng)漂亮,但思想僵化,毫無創(chuàng)見.這正是我們的悲哀!長期以來的這種教育選拔模式,致使我們現(xiàn)在仍只能在很羞澀地提到幾個美籍華人時才有一種借來的榮光與自豪!
思想不活躍,是因為我們給了學(xué)生太多的“必須”的限制;思想僵化,是因為我們留給學(xué)生太少的“可能”的余地.實驗設(shè)計的教學(xué),正是活躍思想,培養(yǎng)能力的一種好方法,授以實驗的基本方法,讓學(xué)生自己去考慮有哪些可能的做法,自己會怎么做.
二、實驗設(shè)計的基本方法
題目或課題要求測定什么物理量,或要求驗證、探索什么規(guī)律,這是實驗的目的,是實驗設(shè)計的出發(fā)點.實驗?zāi)康拿鞔_后,應(yīng)用所學(xué)知識,廣泛聯(lián)系,看看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過,與哪些物理現(xiàn)象有關(guān),與哪些物理量有直接的聯(lián)系.對于測量型實驗,被測量通過什么規(guī)律需用哪些物理量來定量地表示;對于驗證型實驗,在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中,怎樣的定量關(guān)系成立,才能達到驗證規(guī)律的目的;對于探索型實驗,在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中,涉及哪些物理量……這些都是應(yīng)首先分析的.
舉例來說,要測定地球表面附近的重力加速度,我們就應(yīng)檢索:在所學(xué)知識范圍內(nèi),哪些內(nèi)容涉及到重力加速度,它與其他物理量有何定量關(guān)系,并一一羅列出來:
(1)在靜力學(xué)中,靜止物體對豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Υ笮【偷扔谥亓Γ碩=N=mg.若T(或N)和m能測出,則重力加速度g可測定.
(2)在超重或失重(但不完全失重)系統(tǒng)中,F(xiàn)-mg=±m(xù)a.若F、a和m可測出,則重力加速度g可測定.
(3)在運動學(xué)中,物體從光滑斜面上由靜止下滑,s=12gsinθt2.若s、θ和t可測定,則重力加速度g也可測定.
(4)在運動學(xué)中,物體從粗糙斜面上由靜止下滑,s=12(gsinθ-μgcosθ)t2.若s、θ、μ和t可測,則重力加速度g也可測定.
(5)自由落體運動中,h=12gt2.若h和t可測出,則重力加速度g也可測定.
(6)用重力加速度測定儀測定.
(7)在平拋運動中,豎直方向在連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之差Δy=gt2.若Δy和t可測,重力加速度g同樣可以測出.
(8)在斜拋運動中,水平射程可以表示為x=v02sin2θ/g.若x、v0和θ可測出,則重力加速度g也可測出.
(9)單擺做簡諧振動時,其周期可以表示為T=2πl(wèi)/g.若T和l可測,則g可測.
(10)在焦耳測定熱功當(dāng)量的實驗中,若能測出水的質(zhì)量和升高的溫度,算出水增加的內(nèi)能,再測出重物的質(zhì)量和下落的高度,同樣可測定重力加速度.
三、選擇方案,簡便精確
對于每一個實驗?zāi)繕?biāo),都可能存在多條思路、多種方案.教材中關(guān)于某個實驗?zāi)繕?biāo)的實驗方案,也只是眾多方案中的一種,而且不一定是最好的一種,而只是較可行的一種.那么在眾多實驗方案中,我們應(yīng)如何選擇呢?一般來說,選擇實驗方案主要有三條原則:
簡便性原則即要求所選方案原理簡單、操作簡便,各量易測.應(yīng)盡量避免實施那些原理復(fù)雜、操作繁瑣和被測量不易直接測量的實驗方案.
可行性原則實驗方案的實施要安全可靠,不會對人身和器材造成危害;所需裝置和器材要易于置備,不能脫離實際,不能超出現(xiàn)有條件.
精確性原則不同的實驗方案,其實驗原理、所用儀器以及實驗重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的.在選擇方案時,應(yīng)對各種可能的方案進行初步的誤差分析,盡可能選用精確度高的實驗方案.
四、依據(jù)方案,選定器材
實驗方案選定之后,考慮該方案需要哪些裝置,被測量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系,這些物理量分別需用什么儀器來測定,從而確定整個實驗需要哪些器材.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,是利用單擺裝置來進行實驗的,故需鐵架臺、細線和擺球等來組裝單擺.重力加速度可表示為g=4π2l/T2,周期需用秒表測定;擺長l是從懸點到擺球中心的距離,因此需用米尺和游標(biāo)卡尺分別測定擺線長度l和擺球直徑d.從實驗原理表達式可以看出,實驗與擺球質(zhì)量無關(guān),故毋需使用天平。
篇3
1 控制變量法
控制變量法是初中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學(xué)方法之一。所謂控制變量法,是指為了研究物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關(guān)系,可將除了這個因素以外的其他因素人為地控制起來,使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關(guān)系,得出結(jié)論,然后再綜合起來得出規(guī)律的方法。
這種方法在整個初中物理實驗中的應(yīng)用比較普遍。例如,在人教版實驗教科書《物理》(8年級上冊)第1章第1節(jié)關(guān)于探究聲是怎樣傳播的實驗中,就開始滲透控制變量的思想。因為固體、液體和氣體都是傳聲的介質(zhì),逐一研究它們可以分別傳聲時,就必須控制其他兩個因素。如果在進行該實驗時就給學(xué)生恰當(dāng)?shù)攸c撥,提出:“把兩張課桌緊緊地挨在一起,一個同學(xué)輕敲桌面,另一個同學(xué)把耳朵貼在另一張桌子上,聽到的敲擊聲為什么就能認(rèn)為是桌子傳來而不是空氣傳來的?”引導(dǎo)學(xué)生去分析比較,就能使學(xué)生體驗到控制變量的思想。在探究影響音調(diào)、響度等因素的實驗中,把控制變量的思想對學(xué)生進行簡要的介紹,就會使學(xué)生逐步領(lǐng)悟到控制變量法的實質(zhì)要領(lǐng),為以后的探究實驗做好方法上的準(zhǔn)備。
在初中物理中,探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關(guān)系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強弱的因素、影響滑動摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等實驗,都運用了控制變量法。
2 等效替代法
等效替代法是指在研究某一個物理現(xiàn)象和規(guī)律中,因?qū)嶒灡旧淼奶厥庀拗苹蛞驅(qū)嶒炂鞑牡南拗疲豢梢曰蚝茈y直接揭示物理本質(zhì),而采取與之相似或有共同特征的等效現(xiàn)象來替代的方法。這種方法若運用恰當(dāng),不僅能順利得出結(jié)論,而且容易被學(xué)生接受和理解。
例如,在探究平面鏡成像規(guī)律的實驗中,用玻璃板替代平面鏡,因兩者在成像特征上有共同之處,容易使學(xué)生接受,而玻璃板又是透明的,能通過它觀察到玻璃板后面的蠟燭,便于研究像的特點,揭示出規(guī)律。在教學(xué)中,在學(xué)生親歷實驗過程的基礎(chǔ)上,教師注重引導(dǎo)學(xué)生進行方法的總結(jié),在思維方式上受到啟發(fā),他們以后遇到有關(guān)的實驗設(shè)計時,就會自覺地加以運用。比如在學(xué)習(xí)伏安法測電阻之后,要求學(xué)生設(shè)計一個實驗,在上述實驗中缺少電壓表或電流表,其他器材不,另有一個已知阻值的定值電阻供選用,要求測出未知電阻,應(yīng)該怎么辦?學(xué)生就可以用等效替代的思想進行設(shè)計。
3 轉(zhuǎn)換法
有的物理量不便于直接測量,有的物理現(xiàn)象不便于直接觀察,通過轉(zhuǎn)換為容易測量到與之相等或與之相關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象,從而獲得結(jié)論的方法。譬如,在研究電熱的功率與電阻關(guān)系的實驗中,電流通過阻值不等的兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量無法直接觀測和比較,而通過轉(zhuǎn)換為讓煤油吸熱,觀察煤油溫度變化的情況,從而推導(dǎo)出哪個電阻放熱多。教學(xué)時不妨設(shè)計一問:“為什么研究電熱的功率與電阻大小的關(guān)系時,還用到似乎與實驗無關(guān)的煤油呢?”引發(fā)學(xué)生的思考和討論,在小結(jié)出該實驗中煤油的作用的基礎(chǔ)上,進而再問:“該實驗?zāi)芊癫挥妹河投挠闷渌绞絹碛^察電阻通電后的發(fā)熱情況?”這樣促使學(xué)生思維得以發(fā)散,轉(zhuǎn)換的思維方法得到訓(xùn)練,設(shè)計實驗的能力也隨著提高了。
在初中物理實驗中,利用軟細繩測量地圖上鐵路線的長度,刻度尺和三角板配合測量硬幣的直徑、圓錐的高等,都運用了轉(zhuǎn)換法的思想。
4 類比法
類比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問題說清楚明白,往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物,通過借助于一個比較熟悉的對象的某些特征,去理解和掌握另一個有相似性的對象的某些特征。如:在研究電壓的作用時,借助于學(xué)生看得見而且比較熟悉的“水壓形成水流”的實驗作類比,來揭示電壓是形成電流的原因,形象直觀,很容易被學(xué)生理解,從而記憶牢固。當(dāng)然,這里還可以用其他方式來類比,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,找到更符合學(xué)生實際的類比方法。
5 圖像法
圖像是一個數(shù)學(xué)概念,用來表示一個量隨另一個量的變化關(guān)系。由于物理學(xué)中經(jīng)常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況,因此圖像在物理中有著廣泛的應(yīng)用。在實驗中,運用圖像來處理實驗數(shù)據(jù),探究內(nèi)在的物理規(guī)律,具有獨特之處。如:在探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律和水的沸騰情況的實驗中,就是運用圖像法來處理數(shù)據(jù)的。它形象直觀地表示了物質(zhì)溫度的變化情況,學(xué)生在親歷實驗自主得出數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過描點、連線繪出圖像,就能準(zhǔn)確地把握住晶體和非晶體的熔化特點、液體的沸騰特點。
6 理想化方法
理想化方法是指在物理教學(xué)中通過想象建立模型和進行實驗的一種科學(xué)方法??煞譃槔硐牖P秃屠硐牖瘜嶒灐?/p>
理想化模型就是指把復(fù)雜的問題簡單化,把研究對象的一些次要因素舍去,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理后再現(xiàn)原形的本質(zhì)的東西,構(gòu)成理想化的物理模型。這是一種重要的物理研究方法。例如,探究杠桿平衡條件的實驗,杠桿就是一種理想化的模型。杠桿在使用時,由于受到力的作用,或多或少會引起形變,然而在研究中把這些形變忽略不計,這里就把杠桿經(jīng)過理想化的處理,認(rèn)為它無形變,視為一個硬棒,從而使學(xué)生在研究時不被細枝末節(jié)的因素影響,順利地得出杠桿平衡的原理。
篇4
一、重視控制變量法運用,引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究中掌握知識所謂控制變量法,就是指研究兩個物理量之間的關(guān)系時,要保持影響前一個物理量的其它物理量不變,從而研究變化的這個物理量與要研究的物理量之間的變化關(guān)系。這種研究方法,被稱之為控制變量法。
教師在需要運用控制變量法進行解題時,需要引導(dǎo)學(xué)生理解“控制什么?改變什么”,“如何控制?如何改變?”等,這些都是幫助學(xué)生研究和解決問題的關(guān)鍵。如在進行導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗中,如果引導(dǎo)學(xué)生探究導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系,就需要在保持電阻不變的情況下改變導(dǎo)體兩端的電壓,以觀察電流隨電壓的變化關(guān)系。在此實驗中,如何改變導(dǎo)體兩端的電壓呢?辦法就是調(diào)節(jié)滑動變阻器,改變導(dǎo)體兩端的電壓。如果讓學(xué)生去探究導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系,需要控制導(dǎo)體兩端的電壓不變。教師在實驗中要換用不同大小的電阻(即改變電阻),以使學(xué)生觀察電流隨電阻的變化情況。那么,又如何保持導(dǎo)體兩端的電壓不變呢?辦法就是要調(diào)節(jié)滑動變阻器,使導(dǎo)體兩端的電壓保持不變。又如在研究影響動摩擦力大小因素的實驗中,如果研究滑動摩擦力大小與壓力大小關(guān)系,就需要控制接觸面的粗糙程度不改變,而要改變壓力大小,就要觀察滑動摩擦力與壓力大小的關(guān)系。如何控制不變?辦法就是要始終保持木塊的底面與木板接觸。如何改變壓力大?。哭k法就是在木塊上添加砝碼改變壓力。當(dāng)然,在此實驗過程中,教師還可引導(dǎo)學(xué)生觀察掌握測定滑動摩擦力大小的方法――用彈簧測力計拉著木塊在水平上木板上作勻速運動,記下彈簧測力計的示數(shù)即為摩擦的大小。再如研究液體蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關(guān),研究壓力作用的效果(壓強)與哪些因素有關(guān),研究決定電阻大小的因素,研究電功、焦耳定律、電磁鐵磁性強變等等的影響因素,都可以使用這種方法??傊?,控制變量法在初中物理科學(xué)探究的實驗過程中經(jīng)常用到,教師要重視此法的運用。
二、重視類比法運用,引導(dǎo)學(xué)生在邏輯推理中掌握知識所謂物理類比法,是指在物理實驗教學(xué)過程中,教師引導(dǎo)學(xué)生將研究的物理對象與熟悉的物理對象相比較,找出它們的某些共同點、相似點或有聯(lián)系的特征,從而據(jù)此推測出待研究的對象還可能具有熟知對象的另一些特征。物理類比法是一種邏輯推理的方法,實際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理方法。初中物理教學(xué)中,學(xué)生學(xué)會運用類比法,可以有效地把驗的對象和熟知的對象進行對比,把未知的東西與已知的東西對比,能以舊帶新,啟發(fā)思想的火花,實現(xiàn)從形象思維到抽象思維的飛躍,有效地掌握物理知識、發(fā)展智力、培養(yǎng)能力,從而更好地提高課堂學(xué)習(xí)的效率。如在“電壓”一節(jié)教學(xué)時,教師引導(dǎo)學(xué)生把電路模型類比水路模型,從而引入電壓的概念。在教學(xué)中,教師通過引導(dǎo)學(xué)生觀察課本中提供的水路模型和電路中形成電流的原因,然后將兩幅圖進行類比分析,找出二者之間的一一對應(yīng)關(guān)系,比如閥門對開關(guān)、水輪對燈泡、水泵對電源、水路對電路、水流對電流等等,進而理解水流的形成是因為有水壓,那么,電流的形成是因為有電壓。如此,學(xué)生就很容易通過這種類比的學(xué)習(xí)方法,理解了電壓是電流形成的原因,而電源是提供電壓的裝置。
類比法在物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用很多,如把聲波跟水波類比,把學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)中“作切割磁感線的運動”和農(nóng)民用鐮刀垂直地去割水稻這樣一個動作相類比……等等。教師通過精心的教學(xué)設(shè)計,可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)起得良好的促進作用。
篇5
關(guān)鍵詞:初中物理;實驗教學(xué);方法探討
初中物理新課程改革的理念為面向全體學(xué)生,使物理知識和社會生活息息相關(guān)。隨著科技的發(fā)展,人們越來越提倡教學(xué)方式多樣化,注重實驗式的探究,促進學(xué)生全面發(fā)展。所謂的實驗式教學(xué),它主要是以實驗的形式,向人們提出的各種假說和設(shè)想,并且加以舉例說明和論證,有利于提高學(xué)生的動手操作能力、社會實踐能力以及創(chuàng)新能力。
一、鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,增強實驗的有趣性
為了提高學(xué)生對物理知識的濃厚興趣、活躍課堂的氣氛。教師可以根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容設(shè)計出多種多樣的物理實驗,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,激發(fā)學(xué)生對物理現(xiàn)象的興趣。
比如:在學(xué)習(xí)到“凹凸鏡成像規(guī)律研究”這個模塊時,首先讓學(xué)生回家準(zhǔn)備一個放大鏡。然后讓學(xué)生分別研究用放大鏡看黑板上的字會呈現(xiàn)什么像?在近距離和遠距離的情況下,他們的成像會有什么特征?而且在不同的觀察角度,成像的位置、大小、虛實都完全不同。學(xué)生肯定一開始就對這生活中的現(xiàn)象很熟悉了,但是還是會似懂非懂的。
這樣的實驗游戲完全激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲,他們迫不及待地想了解其中的奧妙。這時候老師可以把握學(xué)生的心理,適當(dāng)?shù)靥岢鲆韵碌膯栴}:凹凸鏡在不同的角度下,呈現(xiàn)的物象有什么差異?讓學(xué)生在實驗中經(jīng)過仔細發(fā)現(xiàn)、具體操作、深入思考,體驗學(xué)習(xí)帶來的樂趣,享受成功的喜悅。
二、引導(dǎo)學(xué)生對問題進行觀察,降低實驗的難度
物理課本里面實驗的設(shè)置一般都具難學(xué)、難懂、難操作的特點。結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實際需求,老師可以大膽地對其中的實驗進行改革和創(chuàng)新,提高實驗的可操作性。
例如:有些學(xué)生都喜歡踢足球,有一次不小心把球踢進了河水里,但是球就在橋底下的漩渦不停地轉(zhuǎn)動,怎么也沖不走。學(xué)生對這個現(xiàn)象百思不得其解。于是,老師可以結(jié)合“壓強與流速”方面的知識引導(dǎo)學(xué)生去思考。所以,在課堂上可以展開這樣的實驗:準(zhǔn)備一個漏斗和乒乓球。然后用漏斗向乒乓球吹氣,這時候的乒乓球肯定是在漏斗里不停地轉(zhuǎn)動,也不會掉下來。通過探究以上的實驗,同理也可得出足球為何在漩渦中不會被水沖走的原因了。
降低實驗的難度,利于學(xué)生的動手操作和理解原理。實驗形式的多樣化,更加具有主體性、趣味性、導(dǎo)向性,利于教師有效地設(shè)置情境教學(xué)的模式,讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動探究,提高創(chuàng)新能力。
三、合理利用實驗資源,增強實驗的高效性
在進行實驗活動時,可以選定相應(yīng)的實驗室,使實驗的操作更加規(guī)范化。所以,老師在進行物理的教學(xué)工作的時候,可以全面利用現(xiàn)有的教學(xué)資源和工具,同時把理論知識和日常生活聯(lián)系起來,讓學(xué)生更容易理解和掌握學(xué)科的知識。
如:在實驗室里開展實驗時,可以綜合利用現(xiàn)場的操作工具和教學(xué)資源,展開許多有趣的實驗。再如:在學(xué)到“幅度”知識時,可以讓學(xué)生用手上的圓珠筆敲打裝滿水的杯子,觀察一些用不同的力度敲打,發(fā)出來的聲音會有什么不同,這時候用力敲打的聲音肯定會更響亮,所以這就是有關(guān)到幅度問題的研究了。所以,只有合理利用教學(xué)實驗資源,使學(xué)生成為試驗的主體,不斷開發(fā)和探索,加強物理與社會生活的聯(lián)系,最終才能達到學(xué)以致用的教學(xué)目的。
四、探究式物理實驗教學(xué),增強物理教學(xué)和社會生活的聯(lián)系
在實際的生活中,到處都體現(xiàn)出了大大小小的生活現(xiàn)象。所以,教師可以利用物理學(xué)科的知識去分析問題、解決問題、總結(jié)問題,且要注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)態(tài)度等方面的培養(yǎng)。
例如:學(xué)生每天的出入都會乘坐交通工具。在等車的地方都會設(shè)置一條安全地帶,如果不注意安全的話,人就會被卷入危險的區(qū)域中。所以,這也應(yīng)用到了物理學(xué)科的知識:交通工具的速度快,所以產(chǎn)生的流速也很快,所以壓強就小??墒莾蛇叺目諝饬鲃訁s很小、壓強大,人就會被強卷到危險的區(qū)域。所以,在等車的時候,必須站在安全的區(qū)域內(nèi)。同時可以利用:肥皂,細線,彈簧測力計,刻度尺和鉤碼等工具來探究有關(guān)的壓強問題。
開展實驗式的教學(xué)成為時代的必然要求,初中物理的新課程改革要教師堅持“以生為本”的教學(xué)理念,探究新的實驗教學(xué)方式,把教材與生活緊密聯(lián)系,開展探究活動,提高學(xué)生的動手操作能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。從而達到有效的教學(xué)目的,全面培養(yǎng)建設(shè)社會主義新時期所需要的人才。
參考文獻:
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篇6
關(guān)鍵詞:系統(tǒng)誤差;限制與消除;測量方法
中圖分類號:G633.7 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1003-61
48(2007)7(S)-0059-3
測量數(shù)據(jù)中,除了含有隨機誤差(偶然誤差)之外還包含系統(tǒng)誤差。當(dāng)重復(fù)測量某一個物理量時,誤差的數(shù)值和符號基本不變或按一定規(guī)律變化的那一部分就是系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差的特點是它的出現(xiàn)并不像隨機誤差那樣服從統(tǒng)計規(guī)律而是服從某種確定的函數(shù)規(guī)律。在對系統(tǒng)誤差進行分析研究確定其存在和所屬類型后,可采用適當(dāng)?shù)姆椒▽ο到y(tǒng)誤差加以限制或消除,使測得值中的系統(tǒng)誤差得到抵消,從而消弱或消除系統(tǒng)誤差對結(jié)果的影響。
1 限制與消除系統(tǒng)誤差的幾種測量方法
1.1 交換抵消法
這種方法是使測量中的某些條件相互交換,使產(chǎn)生固定系統(tǒng)誤差的因素對測量結(jié)果起相反的作用,從而抵消這種不變的系統(tǒng)誤差。
例如用等臂天平稱物體的質(zhì)量。先在左盤放置砝碼P,右盤放置被測物體m,如圖1所示。
當(dāng)天平平衡時被測物體的質(zhì)量為:
如果天平兩臂之長絕對相等,即l1l2=1,則有 m=P,即砝碼的數(shù)值就是被測物的質(zhì)量。但實際上兩臂總是存在微小差別,即l1l2≠1,這時如果仍以m=P作為測量結(jié)果,顯然會使測量結(jié)果中帶有固定系統(tǒng)誤差。
為消除這一誤差,我們可以將被測物與砝碼互換位置,并改變砝碼量值使天平重新平衡,如圖2所示。
這時被測物與砝碼的關(guān)系為:
利用(3)式所得被測物的質(zhì)量值即不含由于天平不等臂而存在的固定系統(tǒng)誤差。
1.2 代換消除法
代換法是在測量裝置上對被測量進行測量后在不改變測量條件的情況下,立即用一個標(biāo)準(zhǔn)量代替被測量,再進行測量,從而求出被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的差值,則被測量為:被測量=標(biāo)準(zhǔn)量+差值。
例如用惠斯通電橋測量未知電阻RX的值,如圖3。
根據(jù)電橋平衡條件有:Rx=R1R3R2
由于R1,R2和R3都有一定誤差,因此按它們的標(biāo)準(zhǔn)值計算的Rx也必含有誤差,即:
這就是說代換的結(jié)果,測量結(jié)果的誤差ΔX只與標(biāo)準(zhǔn)電阻的誤差ΔN有關(guān),而與Δ1,Δ2,Δ3無關(guān)。因此電橋的精確度對測量結(jié)果就沒什么影響,這就消除了測量結(jié)果的儀器誤差。
用電橋測電阻的另一種代換法是用一個可變標(biāo)準(zhǔn)電阻與被測電阻串聯(lián),如圖4所示。
調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電阻使電橋平衡,這時有:
設(shè)標(biāo)準(zhǔn)電阻含有固定系統(tǒng)誤差Δ0及其它性質(zhì)的誤差ΔN和Δ′N,則RX將有誤差ΔX:
之外,標(biāo)準(zhǔn)電阻的固定系統(tǒng)誤差全被消除,而標(biāo)準(zhǔn)電阻的其它系統(tǒng)誤差也可能部分被消除。
1.3 反向補償法
在測量中改變某些條件,例如測量方向,電流方向等,使兩次測量結(jié)果中誤差的符號相反,從而抵消了固定系統(tǒng)誤差。
例如用電位差計及標(biāo)準(zhǔn)電阻測量電阻值,如圖5所示。
由于電壓接頭存在熱接觸電勢,因此測得的電壓并非電阻本身的電壓,這必然引起系統(tǒng)誤差。為了消除這種系統(tǒng)誤差,可用正反兩方向的電流測量兩次,以抵消熱電動勢的影響。
當(dāng)用正方向電流測得未知電阻兩端電壓Uω正時,實際上包含了熱電勢ex,即:
同理標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端電壓測得值為:
其中ux,us分別為未知電阻兩端和標(biāo)準(zhǔn)電阻的電壓;ex,es為熱電動勢。
現(xiàn)將電流反向(電流值未改變)則得:
(10)式減(12)式得未知電阻兩端的實際電壓值為:
(11)式減(13)式得標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的實際電壓值為:
于是未知電阻為:
由上式確定的未知電阻值,將不含因熱電勢所引起的系統(tǒng)誤差。
1.4 對稱觀測法
當(dāng)測量系統(tǒng)呈現(xiàn)某種對稱性時,可以安排相互對稱的兩次測量,以此來削弱或消除系統(tǒng)誤差。這種方法應(yīng)用比較廣泛,在一般的教學(xué)實驗也被常用到?,F(xiàn)舉二例說明。
(1)用分光計測量角度時,由于刻度盤的轉(zhuǎn)軸O與游標(biāo)盤的轉(zhuǎn)軸O′不重合將使角度讀數(shù)由偏心產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。
為了克服這種誤差,在游標(biāo)盤的某一直徑兩端開兩個讀數(shù)窗口,如圖6所示。
測量角度時,先在AB{刻度上讀取θ1,然后在A′B′{刻度上讀取θ2,根據(jù)平面幾何的圓內(nèi)定理,圓內(nèi)角(對于刻度盤)θ的讀數(shù)應(yīng)等于:
(AB{的度數(shù)+A′B′{的度數(shù))/2,而
AB{的度數(shù)也就是以O(shè)為圓心的圓心角θ1和θ2,因此得:
即二個窗口讀數(shù)θ1和θ2之平均值就等于游標(biāo)的轉(zhuǎn)角θ。
(2)LRC串聯(lián)電路的諧振頻率的測定。
諧振曲線如圖7所示,可以表為:
如果以電流最大值來判斷諧振點從而測定諧振頻率則由于檢測儀器具有一定的靈敏閥值,而C點附近的曲線斜率很小,使測量很容易產(chǎn)生誤差。為此取I=IMax2的曲線斜率最大處A點和B點,讀取相應(yīng)的頻率ω1和ω2,諧振頻率為:
由于A,B點的曲線斜率最大,在同樣的儀器靈敏閥值之下,可使ω1和ω2測得更準(zhǔn)確,從而達到消弱系統(tǒng)誤差的目的。
1.5 周期性系統(tǒng)誤差的消除
對于周期性系統(tǒng)誤差,測得一個數(shù)據(jù)后,相隔半個周期再測一次,只要所測次數(shù)為偶數(shù),然后取平均,就可以消除周期性系統(tǒng)誤差。例如刻度盤偏心誤差的消除就是采用相距180°的一對游標(biāo)讀數(shù),然后取平均。
2 系統(tǒng)誤差已消除的準(zhǔn)則
采用各種方法去消除系統(tǒng)誤差,最終不可能把系統(tǒng)誤差完全消除干凈而總有一定的系統(tǒng)誤差殘余。實際上,只要將系統(tǒng)誤差減弱到某種程度,這時就可以認(rèn)為系統(tǒng)誤差已經(jīng)被消除了。
根據(jù)四舍六入五取偶的數(shù)字截尾準(zhǔn)則,當(dāng)殘余系統(tǒng)誤差θx 絕對值滿足:|θx|
3 結(jié)語
雖然系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)都具有某種確定的規(guī)律性,但這種規(guī)律性對不同的實驗測量卻是不相同的,須針對每一具體情況采取不同的處理方法。本文結(jié)合普通物理實驗實例分析的常用的五種消除系統(tǒng)誤差的測量方法和判斷系統(tǒng)誤差是否已消除的基本準(zhǔn)則,在新一輪中學(xué)物理課程改革別是實驗技能方面,對提高學(xué)生實驗設(shè)計能力和誤差處理能力都有一定的促進作用。
參考文獻:
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篇7
關(guān)鍵詞:物理實驗;女生;實驗技能
新的時代呼喚課程改革,新的課標(biāo)要求教育創(chuàng)新。女生和男生在智力上并不存在差距,我們一定要加強對女生終身學(xué)習(xí)愿望、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神的培養(yǎng),突破她們的心理障礙,培養(yǎng)她們的實驗技能,引導(dǎo)她們學(xué)好物理。具體的做法可以從以下幾點入手:
一、消除女生做實驗的懼怕心理
女生初次進入實驗室,對于較為復(fù)雜的儀器(如天平的使用),或認(rèn)為有危險的實驗(電學(xué)實驗)等,常常會產(chǎn)生心理上的壓力,不敢動手操作。這時,如教師強制他們操作,往往會事與愿違,即使有一些學(xué)生勉強動手,也可能是無章無法,亂七八糟,甚至有些女生會半途中止實驗,影響今后的實驗情緒。對于具有這種心理障礙的女生,教師首先要指導(dǎo)她們熟悉儀器,了解儀器性能,熟悉操作過程,分解操作程序,讓她們多接觸儀器,以進行“心理減壓”,消除懼怕心理。例如:有些女生在做連接電路的實驗時,有“談電色變”的懼怕心理,不敢操作。我在指導(dǎo)時,首先簡單介紹“學(xué)生電源”的性能,故意用手指接觸接線柱,以示并沒有危險,再讓她們從最簡電路開始連接,直到符合實驗要求為止。有時我也采用有意回避的方法,如背向她們指導(dǎo)其他學(xué)生實驗,讓她們的減輕“教師注意著”的壓力,進行自我嘗試。
二、建立和諧的師生關(guān)系
加強師生間的情感交流,激發(fā)女生學(xué)習(xí)物理的興趣。學(xué)生喜歡哪一位教師,就對哪一門功課感興趣,就能學(xué)好哪一門學(xué)科。在第一堂物理課教學(xué)中,我力爭用幽默故事、謎語、腦筋急轉(zhuǎn)彎、有趣的小實驗等激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,給學(xué)生留下物理有趣好玩的印象,讓學(xué)生喜歡物理這門學(xué)科,同時也喜歡物理教師。這樣女生會覺得與物理教師很親近,從而消除對物理的畏懼心理。同時,我嚴(yán)格要求自己平等對待每一位學(xué)生,關(guān)心愛護學(xué)生,尤其是女生。女生在心理活動上往往比男生敏感,好為一點小事煩惱,也易于因一句知心話而興奮。因此,在物理教學(xué)中注意多與她們交流感情,注意盡量多地發(fā)現(xiàn)女生學(xué)習(xí)物理的優(yōu)點,并及時給予表揚、鼓勵和肯定。要充分調(diào)動女生興奮的神經(jīng),讓女生覺得學(xué)習(xí)物理是一件十分愉快的事情。通過一些趣味性、參與性較強的實驗激發(fā)她們的興趣,如講“力的作用是相互的”和“摩擦力”時,組織她們親自參與拔河比賽,賽后討論“拔河比賽”的勝負力學(xué)問題,使她們對物理產(chǎn)生了極大的興趣,加深對物理規(guī)律的理解,使女生真正實現(xiàn)從“要我學(xué)物理”到“我要學(xué)物理”的質(zhì)的飛躍。
三、多做激趣實驗
興趣是學(xué)習(xí)的動力。學(xué)習(xí)興趣直接影響學(xué)生物理實驗的水平和技能,也是推動學(xué)生參與物理實驗的一種最實際的內(nèi)部動力。教師在實驗教學(xué)中要精心組織、梳理實驗內(nèi)容,找準(zhǔn)學(xué)生興趣的最佳觸發(fā)點,并因勢利導(dǎo),使她們產(chǎn)生的興趣不只限于一時的好奇。在教學(xué)過程中,要讓初中女生接觸生動的物理實驗和現(xiàn)象,并讓她們多做實驗,在情境中捕捉各種信息,產(chǎn)生各種疑問分析信息,并引出各種設(shè)想,這樣才能提高她們物理實驗的主動性和積極性,從而培養(yǎng)她們學(xué)習(xí)物理實驗的興趣。
教師可從初中女生感興趣的實驗現(xiàn)象入手,要打破向?qū)W生“灌實驗”的觀點,鼓勵她們大膽操作,通過主動地探索和積極地思維獲取結(jié)論,從而提高她們學(xué)習(xí)的興趣。如:在講解機械能守恒時,我做了滾擺、錐體上滾等實驗,并介紹了與之相關(guān)的“怪坡”現(xiàn)象;在講解靜電學(xué)時,做了靜電跳球、靜電擺球、靜電滾筒、靜電除塵原理、避雷針原理、電風(fēng)吹火等實驗。這些實驗使學(xué)生眼睛一亮,許多女生都躍躍欲試。
四、培養(yǎng)女生的競爭意識和參與意識
篇8
1課堂演示實驗的優(yōu)化
1.1演示實驗要做到目標(biāo)明確
演示實驗是初中物理實驗教學(xué)重要的組成部分,也是培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗?zāi)芰退仞B(yǎng)的教學(xué)環(huán)節(jié)所在.在物理實驗教學(xué)的初期,教師要充分發(fā)揮演示實驗的積極教學(xué)功能,要透過演示過程來幫助學(xué)生構(gòu)建較為牢固的實驗基礎(chǔ),讓學(xué)生對于各種常規(guī)實驗器材的一些正確操作方法,實驗的基本技能等都有所掌握.在實際教學(xué)中,教師首先需要做到的就是讓演示實驗教學(xué)目標(biāo)明確,并且要具備較好的科學(xué)性,這樣才能夠真正發(fā)揮演示實驗的教學(xué)指導(dǎo)作用,并且讓學(xué)生的實驗基礎(chǔ)更加牢固.
如果是要引入新課,演示大氣壓存在,教師可以通過演示讓小試管沿著大試管上升的實驗,在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)物理情景、激發(fā)學(xué)生興趣.教師可以用一根較細的試管放在一根粗細適當(dāng)?shù)难b滿水的試管內(nèi),將試管翻轉(zhuǎn)過來,口向下.學(xué)生意外發(fā)現(xiàn):水向下流,小試管不是落下而是上升了.這個現(xiàn)象出乎學(xué)生意料,使課堂氣氛頓時活躍起來,不用教師多講,他們就立即產(chǎn)生強烈的求知欲,為接下來大氣壓概念的引入起了很好的鋪墊.教師在設(shè)計演示實驗時一定要目標(biāo)明確,這樣,實驗的感染力才會更強,更能夠吸引學(xué)生的注意力.
1.2實驗儀器結(jié)構(gòu)簡單,現(xiàn)象明顯
演示實驗是讓學(xué)生透過觀察來捕捉相應(yīng)的實驗現(xiàn)象,進而分析探究出相應(yīng)的物理學(xué)原理的教學(xué)過程.基于這樣的教學(xué)理念,教師在設(shè)計演示實驗時應(yīng)當(dāng)盡可能做到實驗儀器簡單化,并且讓實驗的現(xiàn)象更為明顯.這會讓學(xué)生觀察起來更加方便,實驗過程帶給學(xué)生的觸動也會更為直接.在這樣的基礎(chǔ)上學(xué)生對于知識要點的感受才會更加直觀,演示實驗所要收獲的預(yù)期的教學(xué)效果才會更為理想.
例如在振動產(chǎn)生聲音的實驗中,用小錘敲擊音叉,雖然能聽到聲音,但振幅比較小,難以觀察到振動現(xiàn)象.教師為了讓實驗現(xiàn)象能夠更加明顯,讓學(xué)生觀察起來更為方便,可以借助一些器材來證明音叉在振動,即把泡沫小球放在發(fā)聲音叉上,看見小球在跳動不停,由此就證明了音叉在振動.只有通過明顯的實驗現(xiàn)象,學(xué)生才能觀察到更多的事物,學(xué)生對于物理學(xué)原理的感受才會更加直觀,這也會加深學(xué)生對于實驗中包含的知識點的認(rèn)識.
2自主探究實驗的優(yōu)化
2.1給予學(xué)生充裕的探究時間
自主探究實驗是非常重要的一類實驗教學(xué)類型,這種實驗?zāi)J綄τ谟?xùn)練學(xué)生的實驗操作技能,考察學(xué)生的知識掌握程度以及鍛煉學(xué)生的問題解決能力都能夠發(fā)揮非常顯著的效果.在進行這類實驗教學(xué)時,教師要把握幾個相應(yīng)的原則.首先,有的物理實驗是要在反復(fù)操作的基礎(chǔ)上獲取大量實驗數(shù)據(jù),在對于數(shù)據(jù)的歸納整理的基礎(chǔ)上來獲取實驗結(jié)果的.對于這樣的實驗過程,教師一定要給予學(xué)生較為充裕的探究時間,要讓學(xué)生在反復(fù)的實驗操作中來獲取大量的實驗結(jié)果分析所需要的數(shù)據(jù).在充裕的數(shù)據(jù)的支撐下整理出來的實驗結(jié)果才會更加準(zhǔn)確.因此,對于那些比較費時的實驗教師要讓學(xué)生耐心地將實驗進行到底,這樣才能夠保障最后獲得準(zhǔn)確的實驗結(jié)論.
以“探究導(dǎo)體中電流與電壓的關(guān)系”的實驗為例,實驗過程可歸結(jié)如下:
(1)如圖1所示連接電路,將導(dǎo)體甲連入M、N兩點,電鍵處于斷開狀態(tài).
(2)閉合電鍵,記下相應(yīng)的電流表示數(shù)和電壓表示數(shù).
(3)改變電池的節(jié)數(shù),再記下兩組不同電壓下對應(yīng)的電流值.
(4)用乙導(dǎo)體替換甲導(dǎo)體,重復(fù)上述實驗.
要從此實驗最后歸納出實驗結(jié)果,必須對于上述的實驗流程反復(fù)操作,只有獲取了大量的實驗數(shù)據(jù)后總結(jié)出的實驗結(jié)果才能夠符合規(guī)律.因此,教師要留給學(xué)生充裕的實驗探究的時間,讓學(xué)生首先充分積累實驗數(shù)據(jù),這樣才能夠最后獲得準(zhǔn)確的實驗結(jié)果.
2.2注重探究實驗的可操作性
探究性實驗本來就對于學(xué)生的實驗操作能力、問題分析能力以及知識應(yīng)用能力提出了較為全面的要求,是對于學(xué)生綜合能力素養(yǎng)的一種全方位考察.在這樣的基礎(chǔ)上,教師在設(shè)計探究性實驗時一定要對于實驗的可操作性進行合理的把握.實驗難度要適中,要讓學(xué)生有較為充裕的探究空間.且實驗的操作過程大部分學(xué)生都有能力完成,對于結(jié)果的分析探究也要基本符合學(xué)生的認(rèn)知水平.這樣的實驗內(nèi)容學(xué)生才能夠自主完成,這種實驗過程也是學(xué)生間通過有效的自主探究所能夠完成的學(xué)習(xí)任務(wù).
以“探究平面鏡成像規(guī)律”的實驗為例.這個實驗在操作上并不難,但是卻需要學(xué)生對于實驗的過程以及實驗的每一個環(huán)節(jié)都有良好的把控.學(xué)生要仔細記錄下實驗中的各種現(xiàn)象,這些都會為后續(xù)的結(jié)果分析帶來輔助.如圖2所示,實驗過程可歸結(jié)如下:
(1)在水平桌面上鋪一張白紙,紙上豎直放一塊玻璃板作為平面鏡.
(2)在玻璃板前放置一支點燃的蠟燭A,在玻璃板后放置一支等大、未點燃的蠟燭B.
(3)移動玻璃后的蠟燭B,直到從玻璃板前各個位置看去,玻璃板后的蠟燭B看上去好像被點燃一樣,這個現(xiàn)象表明了像和物體的大小相等.在紙上記下這個位置,其目的是確定虛像的位置.
(4)測量出兩支蠟燭到玻璃板的距離.發(fā)現(xiàn):距離相等.
(5)觀察蠟燭A和蠟燭B的連線.發(fā)現(xiàn):連線垂直于玻璃板.
(6)若要判定所成的像的虛實,應(yīng)該在像的位置放一塊光屏,通過玻璃板觀察上面是否成像來進行判斷.
學(xué)生要對于實驗展開的每一個環(huán)節(jié)和步驟都有良好的把握,對于實驗中需要記錄的數(shù)據(jù)也要記錄清楚.這個實驗在操作上并不復(fù)雜,實驗過程也是絕大部分學(xué)生有能力完成的.這樣的實驗就能夠充分鍛煉學(xué)生的實驗技能與素養(yǎng),并且能夠為學(xué)生探究能力的形成與深化帶來有效的促進作用.
3學(xué)生分組實驗的優(yōu)化
分組實驗同樣是初中物理實驗教學(xué)中很有代表性的一種實驗類型,這類實驗對于鍛煉學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力、問題的分析能力以及最后結(jié)論的總結(jié)歸納能力能夠發(fā)揮積極的效用.在組織學(xué)生進行分組實驗時教師同樣需要把握相應(yīng)的教學(xué)原則,很重要的一點就是要讓學(xué)生有自主設(shè)計實驗的空間,讓學(xué)生通過小組合作來實現(xiàn)對于問題的充分探究,讓學(xué)生的教學(xué)主體性得到體現(xiàn).分組實驗中學(xué)生借助小組的力量能夠?qū)τ诤芏鄦栴}都有更加透徹的思考,實驗的難度也可以適當(dāng)?shù)玫教嵘?對于這樣的教學(xué)狀況,教師可以布置一些具體的實驗探究的主題,讓每一個學(xué)習(xí)小組自己設(shè)計實驗過程,然后自主展開實驗流程,最后驗證問題、得出結(jié)論.整個過程中教師不要急著給學(xué)生指導(dǎo),讓學(xué)生有自主探究的空間.即使實驗出現(xiàn)了問題,也讓學(xué)生自己面對問題,然后解決問題,這樣實驗教學(xué)的效果才會更為顯著.
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學(xué)生親身體驗整個實驗過程,從在同一直線和不在同一直線兩個不同的角度把小孔成像的直觀化印象和光的直線傳播對應(yīng)起來.學(xué)生可以在實驗中想象出光的傳播路徑,從而可以通過自己對實驗的觀察畫出模擬光路圖去驗證光的直線傳播原理.最后達到對直線傳播原理的理解、認(rèn)同和掌握.初中物理與生活和生產(chǎn)的實際密切相關(guān),實驗教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要手段.當(dāng)學(xué)生對某一原理產(chǎn)生疑惑或者理解困難時,教師可以設(shè)計實驗,從實驗的現(xiàn)象上去認(rèn)識、理解這一原理的正確性,學(xué)生也可以通過實踐和觀察把原理與事實聯(lián)系起來理解,理論聯(lián)系實際,如此學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的過程也就會變得有趣和輕松.
二、優(yōu)化實驗設(shè)計指導(dǎo)實驗方法
初中物理實驗除了能夠作為學(xué)習(xí)原理的有效性手段以外,它本身也具有一定的科學(xué)性和復(fù)雜性,因此,要教會學(xué)生正確對待物理實驗,科學(xué)地完成物理實驗不僅要重視實驗的結(jié)果,更要注重實驗本身所運用的方法、技巧等.例如:初中物理實驗中利用了很多方法:轉(zhuǎn)換法、控制變量法、等效替代法、類比法、建立模型法等等.平時的教學(xué)中教師要幫助學(xué)生理解不同方法的特性,從而理解在什么情況下使用什么方法才能高效的完成整個探究過程.例如探究電流與電阻的關(guān)系時,可以設(shè)計如下實驗讓學(xué)生仔細體會實驗方法在實驗中的應(yīng)用.
教師以問題引出思路,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出電路圖.如在過去的學(xué)習(xí)中,我們有哪些方法可以改變電路中的電流?學(xué)生會回答改變電壓或改變電路中導(dǎo)體的電阻.再請學(xué)生畫出用滑動變阻器改變電流的電路圖,指導(dǎo)學(xué)生將電源、電阻、電流表、小燈泡、滑動變阻器、開關(guān)先連成串聯(lián)電路,再將電壓表并在電阻的兩端,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,觀察到電壓表、電流表的示數(shù)都發(fā)生了變化.
這樣一來,學(xué)生不但獲得動手的樂趣,還對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生了疑惑.到底是哪個物理量對電流產(chǎn)生影響呢?我們?nèi)绾蝸硌芯?接下來引導(dǎo)學(xué)生思考,上述實驗中有兩個變量會引起電流的變化,若我們要研究電流與其中電阻的變化關(guān)系,就應(yīng)該讓電壓保持不變.試試看,當(dāng)我們換用不同阻值的電阻做實驗時,你是如何保持電壓表的示數(shù)不變的,此時學(xué)生會調(diào)節(jié)滑動變阻器,幾次調(diào)節(jié)后發(fā)現(xiàn),這里是通過調(diào)節(jié)變阻器來控制電壓不變.教師:調(diào)節(jié)電壓的目的是什么呢?學(xué)生:因為我們之前猜想電阻與電壓,電流的關(guān)系,現(xiàn)在控制電壓不變,就能探究出電阻與電流的關(guān)系.
教師:正確,探討這樣的變量關(guān)系時,一定要注意控制其他的變量不變,才能判斷實驗對象與其中一個變量的關(guān)系.這就叫控制變量法.通過上述實驗?zāi)茏寣W(xué)生理解電阻改變后如何移動滑動變阻器的滑片才能保持電壓不變,深刻理解只有電壓不變時,才能得出電流隨電阻的變化關(guān)系,從而理解控制變量的方法精髓.教師通過對控制變量法的特征和應(yīng)用的強調(diào)讓學(xué)生對實驗方法留下深刻的印象,可以在接下來探究電阻與電壓的關(guān)系時,從同樣的角度出發(fā)進行思考,從而達到舉一反三的效果,這才達到實驗方法教學(xué)的目的.
三、優(yōu)化實驗設(shè)計培養(yǎng)自主實驗探究的能力
物理教學(xué)不只是讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識、掌握基本的實驗方法,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力,培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣,學(xué)生能根據(jù)已有的知識和方法進行自主實驗探究,這才是物理實驗教學(xué)的真諦.學(xué)生的自主實驗探究可能會成功,也可能會失敗,如何才能提高實驗的成功率?這里有兩個因素不可忽略,一是科學(xué)方法,二是團隊協(xié)作.若把學(xué)生分成小組,把實驗放在生活中進行,讓學(xué)生在生活中利用身邊的簡單器材探討某些物理現(xiàn)象,利于培養(yǎng)自主實驗探究的能力.
四、總結(jié)
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關(guān)鍵詞:初中物理;單元教學(xué);節(jié)點把握
中圖分類號:G632 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)17-063-01
目前,大部分教材都是以單元形式進行編排,從教育心理學(xué)的角度來看,單元式的教材有助于學(xué)生將新知識與舊知識相結(jié)合,形成自己的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?!肮?jié)點”是指一個完整的結(jié)構(gòu)整體中和其他點有著密切聯(lián)系的點,一旦缺失了其中的任何一個點,那么整個結(jié)構(gòu)就會受到破壞。因此,初中物理單元教學(xué)必須注重“節(jié)點”問題,從而提高教學(xué)效率。
一、物理單元之間出現(xiàn)的現(xiàn)象聯(lián)系節(jié)點
物理課程是在初中階段成為九年制義務(wù)教育中必學(xué)的科目,初中物理的學(xué)習(xí)不同與其他科目,不僅注重基礎(chǔ)理論知識的積累,更注重系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)方法,使學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,掌握具有科學(xué)性的解決問題方式,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。由于初中生是第一次接觸到物理科目,因此,初中的物理教材內(nèi)容也相對簡單,同時又充滿趣味。另外,初中物理教材內(nèi)容大部分都來自生活、生產(chǎn)活動、科技活動中產(chǎn)生的現(xiàn)象,物理本身就是研究生活的科目,這些生活中產(chǎn)生的現(xiàn)象對于物理學(xué)來說更是寶貴的財富。教材內(nèi)容基本處于唯象層次,但初中生由于年齡普遍偏小,缺乏生活經(jīng)驗,沒有良好的接受能力,因此,在研究復(fù)雜的物理現(xiàn)象時會存在一些障礙,這些復(fù)雜的現(xiàn)象中存在的聯(lián)系就是單元的“節(jié)點”,教師要對這些節(jié)點應(yīng)該引起重視,以教材內(nèi)容為依據(jù),進行系統(tǒng)性的學(xué)習(xí),使學(xué)生形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),達成學(xué)習(xí)目標(biāo)。
例如,在學(xué)習(xí)“物態(tài)變化”這一章節(jié)時,關(guān)于汽化、液化、凝固、升華等都具有一定的規(guī)律,教師可以在講解時采用由點到線的方法,先將每個變化進行仔細地講解,再總結(jié)出各個變化之間存在的聯(lián)系和規(guī)律,使學(xué)生通過系統(tǒng)的聯(lián)系,加深物態(tài)變化這一章節(jié)的印象。
二、實驗中容易出錯的細節(jié)就是單元節(jié)點
初中物理的教學(xué)步驟通常是:第一,讓學(xué)生自己動手進行實驗。第二,以小組的形式進行討論,并對討論結(jié)果進行分析和總結(jié)。第三,用實驗得出的結(jié)論去解決類似的問題。在實驗過程中,學(xué)生難免會因為某些原因出現(xiàn)大大小小的錯誤,探究的結(jié)果會因為這些錯誤產(chǎn)生一定的偏差和影響,這些細節(jié)即單元教學(xué)中的節(jié)點。
例如,在學(xué)生“物質(zhì)的物理屬性”這一章節(jié)時,需要用到天平對物體進行測量,學(xué)生會出現(xiàn)各種錯誤,像沒有調(diào)整天平、調(diào)節(jié)游碼缺少細心等,極易導(dǎo)致實驗出現(xiàn)誤差。因此,教師在進行實驗之前,應(yīng)該及時提醒游碼的注意事項,為學(xué)生進行正確的示范,從而提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,并且能夠讓學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,培養(yǎng)實驗?zāi)芰蛣邮帜芰Α?/p>
三、定量計算中涉及到的推理難點就是節(jié)點
初中的物理教學(xué)對部分單元有較高的計算要求,由于學(xué)生不熟悉物理現(xiàn)象的推理,涉及的計算和問題讓學(xué)生覺得難度較高。這些推理的難點就是單元節(jié)點。這時,教師應(yīng)該重視這些節(jié)點,對學(xué)生進行耐心的講解和演示,幫助學(xué)生理清推理思路,對這些推理難點進行總結(jié)和分析,讓學(xué)生掌握推理方法的規(guī)律和步驟,為后續(xù)單元的學(xué)習(xí)打下夯實的基礎(chǔ)。除此之外,教師不應(yīng)該讓學(xué)生在不理解公式由來的情況下死記硬背,導(dǎo)致學(xué)生在做計算物理題目時,不能靈活地運用公式,從而失去了做物理計算題的信心。
例如,在學(xué)習(xí)“簡單機械和功”這一章節(jié)時,“滑輪組的機械效率”就是這一章節(jié)的難點,機械效率定義的推理過程較為復(fù)雜,學(xué)生的數(shù)學(xué)計算能力有限,教師需要根據(jù)學(xué)生的不同情況,通過各種教學(xué)手段,將繁瑣的推理過程進行濃縮和簡單化,降低學(xué)生的理解難度,從而更好地理解這一章節(jié)的內(nèi)容,把握整個章節(jié)的重點。
四、掌握正確的實驗方法就是掌握物理單元的節(jié)點
物理實驗是初中物理教學(xué)的重要組成部分,也是掌握物理單元節(jié)點的重要途徑,通過實驗不僅能夠發(fā)展物理學(xué),還能促進學(xué)生的身心發(fā)展。近年來,新課標(biāo)一直強調(diào)物理實驗是物理教學(xué)的重點環(huán)節(jié),然而,在實際的教學(xué)過程中,初中物理實驗由于受到多種因素的影響,出現(xiàn)各種各樣難以解決的問題,阻礙了學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)進程。只有掌握正確的實驗方法才能更好地把握物理單元的節(jié)點。
例如,在學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”這一章節(jié)時,教師可以創(chuàng)新的實驗方法來使學(xué)生理解第一定律。選用毛巾、木板、棉布等三種材質(zhì),讓小車在這三種物品上由靜止開始下滑,在小車下滑過程中,學(xué)生要及時做好實驗現(xiàn)象的記錄。通過實驗?zāi)軌蚋又庇^形象地讓學(xué)生理解和掌握牛頓第一定律的內(nèi)容。
五、掌握物理單元的節(jié)點需要多樣化的教學(xué)模式
隨著新課標(biāo)的不斷改進,要求初中物理教學(xué)需要多樣化的教學(xué)模式,以課程內(nèi)容為基礎(chǔ),設(shè)計創(chuàng)新的教學(xué)模式,另外,多樣化的教學(xué)模式是把握物理單元節(jié)點的重要途徑。多樣化的教學(xué)模式主要分為實踐性教學(xué)和探究性教學(xué)兩種模式。實踐性教學(xué)模式主要是指基于物理課程的節(jié)點,合理開展實踐性教學(xué),將物理課堂轉(zhuǎn)化到自然環(huán)境中,讓學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象,并用所學(xué)的物理知識進行解釋。探究性教學(xué)模式主要是指在注重物理單元節(jié)點的同時,教師要抓住課程的中心,設(shè)計合理的問題情景,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。另外,探究性教學(xué)模式需要以學(xué)生為主,以教師為輔,兩者相互協(xié)調(diào)合作,發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力,從而達到最好的教學(xué)效果,實現(xiàn)初中物理教學(xué)目標(biāo)。
初中的物理科目是一門綜合性較強的科目,在教學(xué)過程中,教師需要對物理單元的節(jié)點引起重視,善于抓住重點和難點,為學(xué)生耐心的講解,提高學(xué)生的物理水平。在物理實驗上,教師也應(yīng)該采用各種創(chuàng)新的實驗方式,幫助學(xué)生更好地理解和掌握物理現(xiàn)象,從而鍛煉學(xué)生的物理實驗?zāi)芰Α?/p>
參考文獻:
[1] 趙 揚.把握初中物理單元教學(xué)中的“節(jié)點”[J].中學(xué)物理,2013,22:34.
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