强化物理实验　落实探究学习

　　[摘 要]物理实验为学生提供了最自主、能动的实践活动形式,是落实探究学习的最佳平台,但对于各方面条件较差的薄弱学校来说,物理实验的现状不容乐观。本文从强化物理实验的三个必然选择出发,论述物理实验的重要作用,以顺应新课改的潮流。
　　[关键词]物理实验 探究学习 科学认知 教学难点
　　
　　当前,在新一轮课改形势下,虽然“尊重学生的主体地位,促进学生主动发展”的探究学习已成为主旋律,但对于各方面条件较差的薄弱学校来说,开足、开齐物理实验课,还有许多问题:①教师说的实验多,做的实验少,学生亲自动手做的实验更少;②即使学生做实验,也是看热闹的多,动手、观察、思考的少,实验效果大打折扣;③教师的新课程理念不成熟,贯彻执行课改精神不坚决,组织、管理实验不到位,使学生处于“放羊式”的状态;④各种大型考试涉及实验的题针对性不强,“背实验”也能“应付”考试;⑤实验中暴露出来的问题不能及时得到解决,听之任之、不了了之,物理课改流于形式。有鉴于此,这种状况亟待改变。
　　
　　一、强化物理实验是落实物理探究学习的必然选择
　　
　　物理教学与实验是相辅相成的,要开展物理探究学习,就需要物理实验的支撑,必须利用物理实验这个平台,把学习过程中的发现、探究、研究等认识活动通过实验过程凸显出来,以使物理实验过程更多地成为学生发现问题,提出问题,分析问题,解决问题的过程。若离开了物理实验谈物理教学,把学生固定在一个纯理论的“物理世界”中,单纯强调接受性学习,就只能使学生越来越感到物理难学,而逐渐丧失了物理学习的兴趣,能力的培养也就成了一句空话。
　　要落实物理探究学习,就必须强化物理实验:①教师和学生都应端正实验态度,突出实验课的重要地位,利用现有器材或制作简易器材,扎扎实实地推进物理科学探究;②强化管理,使能力差和能力强的学生搭配分组,互帮互学,分工协作;③在每次实验前,教师都要精心准备实验,不仅要备学生、备器材,而且还要预见实验中可能出现的问题,预备和学生共同解决的方案;④提倡本学科的其它任课教师在每班实验时,都要对学生进行现场指导,以帮助他们找出错误或纠正方法,最终排除故障,并进行分析、论证。这样不仅大大提高了实验效果,促进了学生的操作、实践,更重要的是促使学生养成了正确的实验习惯,积累了经验,激发了实验、学习的兴趣。使学生在课外也能自觉进行一些小实验、小制作,从而拓展对教学内容的认识。
　　
　　二、强化物理实验是学生形成科学认知的必然选择
　　
　　物理实验为学生提供了最自主、能动的实践活动形式,如何将物理实验贯穿于物理教学的始终,让学生在实践中获得知识与技能,激发兴趣,培养科学素养,这就需要物理教师予以特别重视,开发和利用物理实验资源,精心组织实验,让学生动起来。现以人教版八年级物理第七章《欧姆定律》教学为例,以说明强化物理实验是学生形成科学认知的重要过程。
　　在探究电阻上的电流与两端电压的关系这一实验前,教师回顾前面电路中的电流、电压、电阻三者联系的有关认识,启发学生提出问题,并进行猜想和假设。同时,还要求学生思考需要哪些材料,并把有关的实验器材按电路设计装配起来,从而为学生观察、记录做好准备。
　　在实验过程中,学生可能会出现这样那样的问题,教师应及时给予帮助,以完善实验方法。在这一实验过程中,最终有三个小组的学生完成了实验,并测得了有关数据,如表1、表2、表3所示:
　　
　　由表一、表二或表三的数据引导学生分析:在每个表中,电压如何变化?对应的电流又如何变化?此时的电压、电流、电阻三方数据有什么定量关系?然后由学生归纳得出结论。在这一过程中,教师特别提醒学生:能不能借助数学工具,在坐标平面内描点后,再绘出U―I图像。接着,在图像中进一步提出问题:电阻中的电流I与它两端的由压U存在什么关系?这种关系实质上是在控制什么量不变的前提下获得的?
　　如果时间允许,再引导学生将表1、表2、表3中的电压为2V时对应的电流0.4A、0.2A和0.13A制成表4:
　　
　　由表四中的数据,让学生独立分析,归纳得到结论,并布置课外作业:能否在坐标平面内描点绘出I―R的图像?此图像与数学中的什么函数图像相同?
　　试问:如果不做实验,学生没有亲自动手记录数据,他们将如何经历探究学习的历程;如何正确使用各种器材,并弄清各器材的作用;如何从表格的数据中获取有关信息,培养分析问题的能力,确认结论的合理性、正确性,从而接受它、应用它;如何培养学生在实际问题中的观察能力和处理问题的能力?这样,协作能力的培养也只能是一句空话。当然,教师在实验结束时,还要鼓励学生交流、讨论、评估自己结论的合理性,以找出存在的不足和问题,并在以后的学习中加以改进。
　　
　　三、强化物理实验是突破教学难点,扩展思维深度,发现新理论的必然选择
　　
　　在《电阻》一节的教学中,笔者曾做过如下实验:将一旧日光灯灯丝和铅笔芯分别与灯泡、电流表串联接入电路,先通过观察灯泡的亮度和电流的表示数。然后,在用酒精灯加热它们时,再次观察灯炮亮度和电流表示数,经过比较,就可以发现导体的电阻与温度的关系,从而激起学生的兴趣。最后,笔者再引导他们得出大多数导体的电阻都随温度升高而增大,极少数导体的电阻则随温度升高而减小的结论。
　　教师进一步引导学生对表一、表二或表三中的数据进
　　
　　本次实验,笔者没有引导学生分析数据,而是让他们自己去分析、讨论、评估这些数据,最终得到结论。批改实验报告时,教师发现:有的学生认为四次测得灯丝的电阻发生了变化,是由灯丝两端的电压变化引起的,电压大,灯丝电阻就大;有的学生则认为是电流变化所致;还有的学生认为是测量的误差造成的;也有学生通过所测数据发现电阻不变。针对这种情况,笔者再引导学生回到实验过程中去,并进行分析,从而收到了事半功倍的效果。
　　要突破教学难点,还需要让实验数据说话。在教学中,笔者将表一和表五中的内容同时展示在黑板上,让学生去比较、发现:在表一中,电阻上的电压在变大,电流也跟着变大,电阻值R即U/I的比值却几乎不变,表明R的大小与电压、电流的变化无关。在表五中,灯丝的电阻表面看是在随电压的变大而变大,实质上是由于灯丝在不同的电压下,电流不同、发热不同、温度相差很大,是温度导致了灯丝电阻不同:温度高,电阻就大。定值电阻则由于通常不怎么热,温度变化不明显,故每次测得的阻值相等,即使有微小差别,也是由于误差造成的。因此,对未知定值电阻阻值的测量,可以采用多次测量,求平均值的方法,从而减小误差,得出比较精确的数据。
　　从以上探讨中不难看出,强化物理实验,对落实探究性学习,亲自感受物理知识的真实性,帮助学生掌握物理知识、理解和应用物理知识,以及解决实际问题等都有很大的重要性。事实上,物理就在我们身边,只要利用简易器材,就能帮助我们解决许多实际问题,从而让物理走向生活,并拓宽教与学的视野。
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