物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)論文

時(shí)間:2022-05-06 08:56:00

導(dǎo)語:物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)論文一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)論文

初中年齡段的學(xué)生精力充沛、活潑好動(dòng)、勇于探索、求知欲和好奇心強(qiáng),具有很強(qiáng)的創(chuàng)新潛能;物理又是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)成為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要方法,同時(shí)對(duì)于抽象概念要讓學(xué)生在獲得感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上來加以理解,并注意與相似物理量進(jìn)行區(qū)別與聯(lián)系。下面就壓強(qiáng)這一概念的教學(xué)來說明我在教學(xué)中是如何加強(qiáng)概念教學(xué)與實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的。

固體、液體、氣體都可以產(chǎn)生壓強(qiáng),壓強(qiáng)對(duì)于初中學(xué)生學(xué)習(xí)難度比較大,原因是,壓強(qiáng)的知識(shí)比較抽象,特別是液體壓力的知識(shí)需要較強(qiáng)的抽象思維能力;本單元知識(shí)又需要綜合運(yùn)用力的概念、密度、二力平衡等知識(shí);解釋有關(guān)現(xiàn)象、解答問題需要一定的分析表達(dá)能力。而且固體、液體、氣體的壓強(qiáng)量度和測量方法等都各不相同,是中學(xué)物理教學(xué)中的重要概念,屬于物質(zhì)間的相互作用,具有很強(qiáng)的規(guī)律性,它與生活、生產(chǎn)有密切的關(guān)系,為了讓學(xué)生能深刻理解壓強(qiáng)的有關(guān)知識(shí),我在教學(xué)中做到了以下幾點(diǎn)。

一、進(jìn)行比較與歸納,加強(qiáng)物理概念的教學(xué)

1.壓力與重力的區(qū)別與聯(lián)系。在講解壓力概念時(shí),為了讓學(xué)生把壓力與重力區(qū)分開來,我采用了對(duì)比教學(xué)法。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到壓力與重力是兩種不同性質(zhì)的力,壓力不一定由物體的重力產(chǎn)生的,但將一個(gè)物體放在水平支撐面靜止時(shí),物體對(duì)支撐面的壓力大小與物體重力的大小相等,講解時(shí)通過畫力的示意圖舉例說明。如:手用力往墻上按圖釘,墻壁受圖釘尖的壓力,壓力方向與墻面垂直。施力者是圖釘,受力者是墻壁,與圖釘受重力大小無關(guān)。還可用列表說明,如:以放置在斜面上的質(zhì)量為m的木塊對(duì)斜面產(chǎn)生的壓力為例,說明這兩個(gè)力的區(qū)別。

施力物體

受力物體

力的作用點(diǎn)

力的方向

力的大小

力的性質(zhì)

重力

地球

木塊

重心

豎直向下

mg

引力

壓力

木塊

斜面

斜面

垂直于斜面向下

小于mg

彈力

因此,放在水平桌面上的物體,對(duì)桌面產(chǎn)生的壓力的大小,等于物體本身重量大小的事實(shí),僅說明壓力在數(shù)值上等于物體的重力,方向相同,不能把它們混為一談。

弄清楚了壓力與重力的區(qū)別后,在探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)時(shí),學(xué)生就不會(huì)猜想壓力作用效果與重力有關(guān),而會(huì)猜想與壓力有關(guān)了。這樣將物理量通過比較分析,講深講透,學(xué)生自然就可以突破難點(diǎn)了。

2.壓強(qiáng)公式P=ρgh與P=F/S的關(guān)系

學(xué)完了固體、液體、氣體的壓強(qiáng)之后,學(xué)生對(duì)于公式P=ρgh與P=F/S的應(yīng)用經(jīng)常會(huì)混淆,不理解各自的適用范圍。所以跟學(xué)生分析它們之間的區(qū)別與聯(lián)系,有助于學(xué)生對(duì)于公式與原理的理解,以便能正確的解決實(shí)際問題。

(1)公式P=ρgh中的壓強(qiáng)是液體由于自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng),它不包括液體受到的外加壓強(qiáng)。因而此公式是液體壓強(qiáng)公式。由公式可知,液體的內(nèi)部壓強(qiáng)只與液體的密度、液體的深度有關(guān),而跟液體的體積、液體的質(zhì)量無關(guān)。由于液體有流動(dòng)性,能夠傳遞壓強(qiáng),因而液體壓強(qiáng)規(guī)律與固體壓強(qiáng)不同,分析問題時(shí)必須考慮其各自的特殊入情入理。我們可采用列表對(duì)比、類比分析問題的研究方法,分析下面一下問題。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)前后知識(shí)的聯(lián)系、分析問題的方法。

如將盛一定量液體的容器放置在水平桌面上,容器對(duì)桌面產(chǎn)生的壓力、壓強(qiáng),與液體對(duì)容器底產(chǎn)生的壓力、壓強(qiáng)是否一定相等(容器重不計(jì))。請(qǐng)看下表:

作用對(duì)象

產(chǎn)生原因

壓力的大小

壓強(qiáng)的大小

對(duì)水平桌面

容器和液體都受重力作用

等于容器和水所受的總重,與受力面積無關(guān)。

計(jì)算方法:F=G

與容器和水所受重力有關(guān),與受力面積有關(guān)。

計(jì)算方法:p=F/S

對(duì)容器底

液體受重力,液體能傳遞壓強(qiáng)

不一定等于液體重,與液體的壓強(qiáng)、底面積有關(guān)。

柱體:F=G

上小下大:F>G

上大下?。篎<G

計(jì)算方法:

F=pS=ρghS

與液體密度、深度有關(guān),與容器形狀、底面積無關(guān)。

計(jì)算方法:p=ρgh

由上表可知,求固體壓力和壓強(qiáng)時(shí)一般先求壓力再求壓強(qiáng),而求液體壓力和壓強(qiáng)時(shí),一般先求壓強(qiáng)再求壓力。懂得了這個(gè)求解順序,再加上對(duì)公式意義的理解,以后碰到此類問題時(shí),出錯(cuò)幾率大大降低了。

(2)公式P=ρgh的適用范圍

這個(gè)公式只適用于計(jì)算靜止液體的壓強(qiáng),不適用于計(jì)算固體壓強(qiáng)。盡管有時(shí)固體產(chǎn)生的壓強(qiáng)恰好等于ρgh。例如,將一密度均勻的高為h的長方體或圓柱體鐵塊放在水平桌面上,桌面受到的壓強(qiáng)為P=F/S=ρgV/S=ρghS/S=ρgh,但這只是一種特殊情況,不能由此認(rèn)為固體由于自身所受策略而產(chǎn)生的對(duì)支撐物的壓強(qiáng)都可以用p=ρgh來計(jì)算。

(3)公式P=ρgh與P=F/S的關(guān)系

公式P=F/S是壓強(qiáng)的定義式,也是壓強(qiáng)的決定式。無論是固體、液體或氣體,它都是適用,是普遍用的公式。而P=ρgh是結(jié)合液體具體情況,利用P=F/S推導(dǎo)出來的,它只適用于計(jì)算液體的壓強(qiáng)。能否用公式P=ρgh計(jì)算大氣壓強(qiáng)呢?由于液體很難被壓縮,液體的體積不易改變,因而容器內(nèi)的液體自上而下,其密度都是相同的。由于氣體是可以被壓縮的,氣體的體積容易改變,一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)外加壓強(qiáng)增大時(shí),它的體積將縮小,氣體密度要增大,所以,在大氣層內(nèi)不同高度的地方,空氣的密度不一樣,靠近地面的空氣密度比較大,越高的地方空氣的密度越小。由于大氣層中空氣的密度不均勻,因此不能用p=ρgh計(jì)算大氣層中某一高度的大氣壓強(qiáng)。

通過以上的分析與比較,學(xué)生對(duì)于固體、液體、氣體的壓強(qiáng)就有了深刻的理解,分析問題時(shí)就能依原理和公式來解決實(shí)際問題,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的技能和方法。

二、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與探究,重視科學(xué)方法的教學(xué)

我在教學(xué)中盡量多安排探究性學(xué)習(xí)活動(dòng),雖然學(xué)校的器材缺乏,分組實(shí)驗(yàn)很難開展,但我一定會(huì)盡量的多利用身邊的器材給學(xué)生做許多的演示實(shí)驗(yàn),同時(shí)將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),盡量讓學(xué)生自己動(dòng)手用身邊的器材進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)探究。做演示實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)的過程仍然遵循實(shí)驗(yàn)探究的環(huán)節(jié),多數(shù)程序要求學(xué)生來共同完成。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我的教學(xué)程序是:提出問題──進(jìn)行猜想──設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)──進(jìn)行實(shí)驗(yàn)──歸納分析──得出結(jié)論──交流與評(píng)估──應(yīng)用與延伸。

比如,在探究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,首先通過觀察生活中各種跟壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象,了解什么是壓力,知道壓力可以產(chǎn)生一定的作用效果,然后再讓學(xué)生進(jìn)行猜想?!安孪搿笔且环N科學(xué)研究方法,在科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過程中,猜想有著舉足輕重的地位,它是物理智慧中最活躍的成分,所以平時(shí)我很重視這一環(huán)節(jié)的教學(xué)。先讓學(xué)生的思維進(jìn)行擴(kuò)大和發(fā)散,充分發(fā)展他們的創(chuàng)新思維,但是為了防止學(xué)生胡亂猜想,還要讓學(xué)生說出猜想的理由,這樣能去偽存真,去粗取精,從而能讓探究活動(dòng)順利進(jìn)行。學(xué)生的猜想因素有許多,比如:壓力、重力、質(zhì)量、受力面積、體積等因素。然后我再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析與篩選,合并與歸納,最后得出壓力的作用效果可能與壓力大小和受力面積大小有關(guān)。

猜想之后,再讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前向?qū)W生強(qiáng)調(diào)“控制變量法”的科學(xué)方法,“控制變量法”是初中物理中常用的探究問題的科學(xué)方法。也是我們教學(xué)中的重點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)物理量與幾個(gè)因素有關(guān)時(shí),我們一般是分別研究這個(gè)物理量與各個(gè)因素之間的關(guān)系,再進(jìn)行綜合分析得出結(jié)論。這樣就必須在研究物理量同其中一個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí),將另外幾個(gè)因素人為地控制起來,使它們保持不變,以便觀察和研究該物理量與這個(gè)因素之間的關(guān)系,這就是“控制變量法”。有了這種科學(xué)的思想,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是沒有太大的難度的。即先保持受力不變,改變壓力的大小,研究壓力的作用效果與壓力大小之間的關(guān)系,然后再保持壓力不變,改變受力面積大小,研究壓力作用效果與受力面積之間的關(guān)系。

壓力作用效果如何觀察呢?力是一個(gè)看不見摸不著的物理量,如何把壓力的作用效果顯示出來呢?這里又涉及到一個(gè)“轉(zhuǎn)換法”的科學(xué)方法的教學(xué)。所謂“轉(zhuǎn)換法”,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見、不易見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見、易見的現(xiàn)象;將陌生、復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡單的問題;將難以測量或測準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測量或測準(zhǔn)的物理量的方法。要把壓力的作用效果顯示出來,也就是要讓壓力的作用效果比較顯著,那么在選擇被壓物體(支持物)的時(shí)候應(yīng)該怎么選擇呢?學(xué)生一下子就會(huì)想到,要選擇比較松軟的表面來做支持面,比如沙子、海綿、軟泡沫、面粉甚至肌肉等。

實(shí)驗(yàn)前期的工作都做好了之后,就可以選擇適當(dāng)?shù)钠鞑倪M(jìn)行實(shí)驗(yàn)了,在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上,自然而然的就能順利的得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

三、重視拓展與應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出后,讓學(xué)生進(jìn)行討論與交流,分別指出實(shí)驗(yàn)中存在的問題,以及還可以進(jìn)行怎樣的改進(jìn)?比如做完以上實(shí)驗(yàn),有一個(gè)學(xué)生提出“課本上改變壓力是通過改變物體的重力來實(shí)現(xiàn)的,我覺得這里容易讓我們將壓力與重力混淆。我覺得在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里,只需要在木塊表面加壓力,然后觀察在壓力增大的情況下,海綿是不是凹陷得更深,即可得出結(jié)論?!睂W(xué)生的創(chuàng)造精神得到充分體現(xiàn)。然后我再問學(xué)生,除了剛才的實(shí)驗(yàn),你還能通過身邊的器材設(shè)計(jì)一些小實(shí)驗(yàn)來探究這個(gè)問題嗎?許多學(xué)生想到了這種方法:將鉛筆削尖的一頭壓在手指上,手會(huì)感到疼痛;然后增大壓力,疼痛感覺加強(qiáng),手指凹陷得更深,從而說明在“受力面積一定時(shí),壓力越大,壓力的作用效果越明顯”。然后我趁機(jī)問學(xué)生,如何探究“壓力一定時(shí),受力面積越小,壓力的作用效果越明顯”呢?學(xué)生通過思考一般能想到方法:用兩只手的食指分別壓住鉛筆兩端,由于此時(shí)兩只手對(duì)鉛筆的壓力相等(二力平衡),而兩只手指的受力面積不同,通過兩個(gè)手指的不同感覺,即能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果了。所以在遇到“如果在超市買了米的時(shí)候,你會(huì)想哪些辦法來減小方便袋對(duì)手的壓強(qiáng)?”的問題時(shí),學(xué)生就能迎刃而解了,一是將米分裝兩袋來減小壓力;二是在袋與手之間墊上一塊布來增大受力面積。

除了在課堂上做實(shí)驗(yàn)外,我還適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充一些課外活動(dòng),如調(diào)查研究、實(shí)驗(yàn)探究、小制作等等。例如:調(diào)查研究生活中跟增大或減小壓強(qiáng)有關(guān)的事例、調(diào)查研究大氣壓的變化與天氣的關(guān)系;實(shí)驗(yàn)探究測算自己對(duì)地面的壓強(qiáng);自制水氣壓計(jì)等。通過這些拓展,激發(fā)了學(xué)生探究新知識(shí)的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力,體現(xiàn)了學(xué)習(xí)物理知識(shí)的重要性。

以上幾點(diǎn),只是我平時(shí)教學(xué)中的一隅,當(dāng)然,在物理教學(xué)中以學(xué)生為主體以實(shí)驗(yàn)為載體的教學(xué)改革模式正在不斷地在深入。如何在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,還有待于我們更進(jìn)一步的解放思想,大膽嘗試,積極探索,不斷的總結(jié),以取得更多的成績。