活化初中物理实验,彰显物理教学魅力
摘要
关键词
新课改;初中物理;实验教学;
正文
初中物理实验教学是培养学生实验技能和深化知识学习的重要途径。通过实验,学生能够亲自动手操作、观察现象、探究规律,培养科学思维和实践能力。本文将探讨如何开展初中物理实验教学,以促进学生的全面发展。
一、初中物理课堂落实新课标的作用
(一)实现课堂教学与课外活动的有机融合
新课标下的物理课堂主要特点是打破传统学校教学时间的限制,实现学校教学与课外活动的有机融合,充分利用学生空闲时间和课外资源,为学生的学习和发展提供更多可能。
(二)使学习和生活密切关联起来
初中物理课程的理论学习和实验学习,不是为了高考而设计的,而是为了丰富学生的知识和经验,让学生能够掌握足够多的知识和技能解决生活中的一些问题。新课标倡导学生日常生活与学校学习要充分融合,这样既能激发学生学习物理知识的兴趣,又能增加学生学习物理知识的机会。
(三)改变教学方法克服传统物理实验的局限性
传统物理实验教学过程中,通常是教师先示范,然后学生根据教师的要求一步一步进行,学生没有更多的时间和机会进行创新实验及更深层次的探索。而在新课标中,从理论知识出发,为学生打造一个大型的实验物理学习场所,鼓励学生自主学习和探索。学生可以进行自主研究和合作,深入讨论物理实验的方法,这对提高学生的物理实验知识能力有很大的帮助。
二、初中物理实验教学困境
(一)实验设备和材料不足
由于经费限制或学校条件有限,初中物理实验室的设备和材料十分简陋,无法满足教学需要,这种情况严重影响了学生进行基础物理实验的能力的发展,限制了他们的实践和动手能力的培养。首先,实验设备的不足使得学生无法进行一些基础的物理实验。例如,缺乏适当的电路实验设备,学生无法进行电流、电压等基本电路的实验,难以深入理解电路的原理和特性。此外,缺乏光学实验设备,学生无法进行光的折射、反射等实验,无法观察和验证光的性质和规律。这些实验的缺失使得学生只能停留在书本知识的层面,无法通过实践来加深对物理原理的理解;其次,实验材料的不足也限制了学生的实践能力的培养。例如,缺乏适当的材料和工具,学生无法进行力学实验,无法通过实验来观察和验证力的作用规律。此外,缺乏适当的材料和仪器,学生难以展开热学实验,不能通过实验来研究和探索热传导、热膨胀等热学现象。这些实验的缺失使得学生无法真正掌握物理实践的方法和技巧,更不能培养其实验设计和数据处理的能力。
(二)实验操作难度大
初中物理实验的操作难度较大,主要体现在以下几个方面。首先,实验涉及一些复杂的操作步骤和仪器使用方法,对于初学者来说很难掌握。例如,在进行电路实验时,学生需要正确连接电线、电源和电阻等元件,这需要一定的操作技巧和经验;其次,实验中往往需要精确地测量和观察,一旦操作不当就容易出现误差,影响实验结果的准确性。例如,在进行测量物体质量的实验时,学生需要使用天平进行准确的称量,但是如果操作不当或者读数不准确,就会导致实验结果的偏差。此外,实验中还可能涉及一些复杂的数据处理和分析,例如绘制图表、计算平均值等,这对于初学者来说也是一项挑战。因此,初中物理实验的操作难度较大,给教师带来了很大的教学困扰,也使得学生很难真正理解和掌握实验原理和方法。为了解决这个问题,教师可通过简化实验步骤,提供详细的操作指导和示范,以及加强实验前的理论知识讲解,帮助学生更好地完成实验并理解实验原理。
(三)实验内容与课程脱节
首先,一些实验内容缺乏实际应用和生活联系,物理实验应该能够与学生的日常生活和实际应用相结合,让学生能够感受到物理原理在现实世界中的应用。然而,一些实验内容过于抽象,与学生的生活经验相距甚远,导致学生难以理解实验的意义和目的,从而降低了他们去进行实验的兴趣和动力。其次,实验结果与理论知识的联系不够明确。物理实验应该是对理论知识的实践应用,通过实验结果的观察和分析,学生能够更深入地理解物理原理。然而,一些实验内容在实验结果与课堂知识的联系上存在模糊不清的问题。学生很难将实验结果与课堂知识进行结合,无法形成完整的知识体系,从而无法深入理解物理原理。此外,实验内容缺乏足够的互动和探究性。物理实验应该是学生主动参与和探索的过程,通过实验的操作和观察,学生能够主动发现问题、提出假设,并通过实验验证和推理来得出结论。然而,实验内容过于单一和固定,学生缺乏主动性和创造性,导致学生对实验的兴趣不高,缺乏动力去进行实验。
三、发展实验技能,提升初中物理实验教学的方法
(一)借助实验导入新课
新课导入是每节课中均不可或缺的一个教学步骤、极为关键的一环,作为一节课的第一个环节,既起着统领全局的作用,还影响整节课的教学质量与效率。具体到初中物理教学中来说,为进一步体现出实验教学的优势和功效,教师首先应基于新课导入这一步骤着手,围绕教学内容设计一系列生动、形象的物理小实验,以此调节课堂气氛,开始吸引学生的目光,使其将注意力由课下休息迅速转移至课上学习之中,引发他们学习物理的热情[2]。
例如在开展“声音是什么”教学时,教师可以先采用信息技术手段播放一段音频,内容是常见的声音,像鸟叫、雷鸣、风声、雨声、琴声、歌声、汽车鸣笛、机器轰鸣等,引出问题:“声音是如何产生的?为什么会有这么多不同的声音?”由学生自由思考与讨论,鼓励学生结合已有认知说出各自的观点与看法,使其物理思维被激活。接着,教师操作小实验:力量从小到大按压直尺,往烧杯中缓缓倒入清水,搭配问题:为什么按压直尺不会发出声音?”“往烧杯中倒水时会发出声音?”“水静置时不会发出声音?”要求学生认真实验和分析原因所在,并让他们把手指放在喉咙上面,比较说话与不说话时手指的感受有何不同,使其初步了解“振动发声”现象,顺势揭示新课主题。随后教师继续进行实验:用音叉反弹乒乓球,讲述:音叉的声音能够反弹乒乓球,这说明音叉在振动,可以通过哪些方式来验证?是否所有发声物体都在振动?驱使学生在实验与问题双重导向下认真学习与深入思考,激起学生的学习热情,为后续学习做铺垫。
(二)注重教师的实验演示教学
为提高初中物理教学实验的顺利开展,初中物理教师在做实验时要把演示实验做好,从而使学生直接、清楚地了解到实验过程。这些示范实验都能够抓住学生的注意力,充分调动他们的主观积极性,并利用学生的观察力深入分析实验内涵和关联的物理知识,对物理知识进行合理运用以解决实际问题,这对于物理实验教育的教学质量以及对初中学生的整体素养的培养有重大的实际意义。
例如在进行“分析气泡在充水玻璃管中运动规律”实验时,物理教师应对示范实验进行详细设计:首先取一个内径一厘米,其中有一只气泡的玻璃管,通过翻转玻璃管,使学生观察气泡在水面运动情况。但由于玻璃管存在很大的体径,从而发现气泡移动规律不符合匀速运动的现状;其次,我们再将第2只玻璃管拿出来,优化实验:在玻璃管上每隔十厘米标记一次记号,然后倾斜玻璃管,通过把气泡经过各个记号所用的时间加以标记,就可以了解泡泡是匀速运动。然后再根据在第2只玻璃管上记载的信息,用物理方法将速率完全计算出来。最后经过优化实验,初中学生能够把物体匀速直线迈动的概念、计算速度的方法,以及对物质移动速率计算的方法等这些物理知识点的实际运用完全了解。
(三)提供实验设计的机会
首先,为了培养学生的实验技能,教师提供给学生自主设计实验方案的机会。在物理课程中,教师要求学生根据已学的物理知识和实验要求,独立思考并设计实验方案。例如,学生选择一个特定的物理现象或问题,并根据相关理论知识提出假设。接下来,学生设计实验步骤和所需的实验器材,以验证或证伪他们的假设;其次,学生进行实验操作,根据自己设计的方案进行实验,在实验过程中,学生需要仔细记录实验数据,并进行数据分析和解释。通过实验操作,学生亲身体验科学实验的过程,培养实验技能和实践能力。
为了更好地理解实验设计的重要性,以下是一个具体的实验例子:学生设计一个实验来研究光的折射现象。首先,学生根据折射定律和光的传播速度等理论知识,提出一个假设,例如改变光的入射角度会对折射角度产生影响。接下来,明确设计实验步骤,如使用一个光源和一个透明介质,通过改变入射角度来观察折射现象,学生记录不同入射角度下的折射角度,并进行数据分析和解释。通过这个实验,学生能够深入理解光的折射规律,并培养实验设计和创新能力。总之,给予学生实验设计的机会,有效培养他们的实验技能和创新能力,通过自主设计实验方案并进行实验操作,学生能更好地理解和应用所学的物理知识,同时也能够培养他们的实践能力和解决问题的能力。这种实验设计的机会不仅可以提高学生的学习兴趣,还能够为他们未来的科学研究和创新奠定坚实的基础。
(四)规范实验教学
课程标准基于物理实验的育人功能,强调要规范物理实验教学。基于此,在改进与创新物理实验教学的过程中,教师要结合演示实验、测量探究类实验的特点,规范实验操作,夯实实验教学,以更好地落实物理核心素养的培养。
例如在“探究平面镜成像的特点”的实验教学中,教师规范了实验步骤:首先进行猜想与假设。学生结合生活经验,根据教师的提示,猜想:平面镜所成像的大小与物体的大小相等;像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。然后,设计实验方案,展开实验探究。教师将学生分组,引导学生通过集思广益确定实验材料,即白纸、薄玻璃板、刻度尺、两根相同的蜡烛等。然后制定实验方案:在白纸中央画线,玻璃板压在线上,玻璃板与桌面垂直,物和像的位置作标记,移动物体到平面镜的距离,观察平面镜成像,并测量像到平面镜的距离,比较像与物的大小。最后观察记录数据、验证猜想、得出结论。教师指导学生按照方案展开实验操作,并通过列表格的方式整理物到平面镜的距离、像到平面镜的距离、像与物的大小比较的数据信息。为启发学生进一步思考,教师则通过问题引导学生分析实现现象,并归纳实验结论:(1)平面镜中的像与物体大小是否相同?怎么知道的?学生基于实验结果,回答:平面镜中的像与物体大小相同。因为无论蜡烛到玻璃板的距离是远还是近,一支蜡烛与另一支蜡烛的像总是重合的;(2)像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等?怎么知道的?学生基于实验结果,回答:像和物体到镜面的距离相等,因为用刻度尺量出两根蜡烛到玻璃板的距离相等;(3)通过观察实验现象和所记录的数据,可得平面镜成像有着怎样的特点。学生基于实验结果,回答:像和物体的大小相等(像物等大);像和物体到镜面的距离相等(像物等距);像和物体的连线垂直于镜面。
综上所述,通过规范物理实验教学过程,能够培养学生的科学思维和探究能力,让学生深入理解实验原理,同时在规范操作中学生也可以实现探究思考,亲身体验感知,在物理知识的深度学习中发展学科核心素养。
综上所述,在初中阶段,物理是非常重要的一门学科,通过物理的学习可以有效提高学生的逻辑思维能力和动手能力,因为物理本身就是实践性相对较强的一门学科,因此在初中物理教学过程中教师可以通过实验教学来更好地帮助学生加深对相关物理知识和概念的理解和实验能力的培养,教师在实验教学过程中要不断地探索更适合实验教学的相关策略和方法,切实提升实验教学的质量。因此,一线教师一定要充分发挥新课标的价值,及时更新自己的物理实验教学方法,促使学生采用科学的思维方式方法进行最先进的物理研究,鼓励学生用新思想、新方法完成物理实验,引导学生完成一些复杂的实验,切实提高学生的创新能力和综合素养。
参考文献:
[1]王琼鹏.新课改下初中物理实验教学的改进与创新[J].新课程,2021(02):46.
[2]李守亮.新课改背景下初中物理探究实验教学改革新思路[J].读写算,2021(01):5-6.
[3]姜良斌.新课改下初中物理实验教学创新思考[J].数理化解题研究,2022(14):89-91.
[4]李成勇.基于核心素养的初中物理实验教学创新与实践探究[J].新智慧,2022(13):22-24.
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