物理是一門以實驗教學為主的學科。義務(wù)教育初中物理課程標準指出:物理實驗是人類認識世界的一種重要活動,是進行科學研究的基礎(chǔ)?,F(xiàn)如今的物理教學往往偏重于物理學理論的教學,忽略了學生探究能力和動手能力的培養(yǎng)。在農(nóng)村物理教學中,這種傾向尤為明顯。
農(nóng)村物理實驗教學由于受到設(shè)備、實驗場地、人員等因素的影響,使得物理實驗教學與操作脫節(jié),變“做實驗”為“講實驗”的現(xiàn)象屢有發(fā)生。筆者通過多年的農(nóng)村教學經(jīng)驗,將自己在物理實驗教學方面的一些做法和大家分享。
一、利用生活用品自制實驗器材,培養(yǎng)學生的動手操作能力和創(chuàng)新意識
物理實驗室的一些設(shè)備和器材在物理實驗教學中,由于種種因素的影響,并不十分適合農(nóng)村物理實驗教學的需要。而相反,我們周圍的一些生活用品自制成實驗器材卻有十分明顯的實驗效果。因此,利用生活用品自制實驗器材,既可以培養(yǎng)學生的動手操作能力和創(chuàng)新意識,又能提高實驗的效率和效果,一舉兩得。如廢舊可樂瓶就可以應(yīng)用到多個物理實驗教學中。
1.用可樂瓶演示液體內(nèi)部壓強與深度關(guān)系的實驗,簡單實用,效果明顯。在可樂瓶的不同高度上鉆三個孔,從不同高度的孔中噴出水的距離不同,證明液體內(nèi)部的壓強與深度有關(guān)。(如圖1所示)
2.用可樂瓶演示摩擦力在生活中的應(yīng)用,引導(dǎo)學生產(chǎn)生探究摩擦力的興趣。用2升的可樂瓶裝滿水,我們讓一位女生一只手握住舉起,然后在瓶子的周圍涂滿洗潔精,再讓這名女生重新操作,結(jié)果以失敗告終。我們重新選一名力氣大的男生進行同樣的操作,結(jié)果也以失敗告終。這證明了摩擦力在生活中的存在和作用,引發(fā)學生探究摩擦力的興趣。
3.用可樂瓶研究壓力作用效果跟哪些因素有關(guān)。影響壓力作用效果的因素有兩個:壓力和受力面積的大小。如圖2取一個可樂瓶讓瓶底接觸柔軟的沙子,在裝入不同重量的水時,觀察瓶子陷入沙子的深度,判斷在受力面積相同時,壓力大小對壓力作用效果的影響。如圖3在空可樂瓶中裝入相同質(zhì)量的水時,分別讓瓶底和瓶口接觸沙子,觀察瓶子陷入沙子的深度,判斷壓力相同時,受力面積大小對壓力作用效果的影響。
4.利用可樂瓶還可以研究大氣壓強的存在、光的折射現(xiàn)象、凸透鏡的作用、探究液體密度的大小等實驗。
當然,日常生活中的一些常用物品,如鏡子、尺子、手機、手電筒,甚至蘆葦、秸稈、廢舊光盤都可應(yīng)用到我們的物理實驗教學中。如在探究導(dǎo)體和絕緣體之間有沒有絕對的界限的實驗時,我們可以將廢舊的白熾燈加熱到紅熾狀態(tài)來做實驗,效果十分明顯。只要我們認真觀察,一定能從生活中找到物理實驗教學器材的替代品,更好地提高物理實驗教學的效率和展示效果。
二、小實驗大研究,提高學生參與實驗探究的興趣,培養(yǎng)學生良好的道德品質(zhì)
物理實驗的操作不僅僅是一種知識的傳遞,更重要的是教師通過實驗操作,可提高學生參與實驗探究的興趣,使學生養(yǎng)成自主探究的習慣,培養(yǎng)學生良好的道德品質(zhì)。
在研究長度的測量時,如圖觀察AB和CD長度,你認為哪個更長一些?多數(shù)學生會認為CD長一些,在經(jīng)過親自的測量之后,發(fā)現(xiàn)AB和CD的長度相等,與之前的判斷出現(xiàn)差異。此時,教師再引導(dǎo)學生在現(xiàn)實生活中不能被物質(zhì)的表面現(xiàn)象迷惑,讓學生學會要從多角度觀察,并親自實踐測量,才能獲取最真實的資料。
在做完探究串并聯(lián)電路中電流特點的實驗之后,我讓學生觀察實驗室電路元件的大小,再對比觀察電路板上的集成電路。介紹我們生活中的電視機、電話、電腦中都有許多這樣的集成電路,每個集成電路的芯片上都有幾十萬到幾百萬個電子元件組成。我以此培養(yǎng)學生遇到問題要敢想敢做,勇于創(chuàng)新,能以大化小,以小見大。
在測量完小燈泡的功率之后,教師可讓學生對比家庭常用用電器的功率,計算用電器每小時消耗的電能,結(jié)合1度電的作用,引導(dǎo)學生要節(jié)約能源,避免鋪張浪費,培養(yǎng)環(huán)保意識。
在探究電阻上的電流跟兩端的電壓的關(guān)系之后,我介紹了歐姆(Georg Simon Ohm),從1825年開始研究電流與電源及導(dǎo)線長度的關(guān)系,克服了電源電壓不穩(wěn),器材限制等困難,直至1826年,歷經(jīng)成千上萬次實驗,才歸納出了今天我們所學的歐姆定律,以此引導(dǎo)學生面對困難要勇于挑戰(zhàn),做生活中的智者和強者。
三、依托民間俗語,激發(fā)興趣,讓物理實驗教學回歸生活
義務(wù)教育初中物理課程標準中提到:物理課程應(yīng)貼近學生的生活,符合學生的認知特點,激發(fā)并保持學生的學習興趣,通過探索物理現(xiàn)象,解釋隱藏其中的物理規(guī)律,并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活的實際。
在生活中有很多民間俗語與物理現(xiàn)象和實驗息息相關(guān),將民間俗語與物理實驗教學結(jié)合在一起,能進一步增強學生的學習興趣,讓物理實驗教學回歸生活。
1.下雪不冷,化雪冷。在探究固體熔化時溫度變化規(guī)律的實驗時,我介紹民間俗語“下雪不冷,化雪冷”,讓學生根據(jù)實驗的結(jié)論探討化雪冷的原因?;├淦鋵嵤且驗檠┗ㄔ谌刍倪^程中吸收了周圍大量的熱量,所以人們感覺到非常冷。
2.山頂有泉,煮米不成飯。我在探究水的沸騰的實驗后,介紹民間俗語“山頂有泉,煮米不成飯”,借助此俗語理解液體沸點與大氣壓強的關(guān)系,理解山頂大氣壓強低,水的沸點隨之降低,水沸騰的溫度要低于100攝氏度,所以對比在平原煮飯的效果就差很多。
3.生活中真的“眼見為實”嗎?民間常說:“耳聽為虛,眼見為實?!边@句俗語的意思是道聽途說的總是不可靠,只有親眼所見才是真實的。在做光的折射現(xiàn)象的演示實驗前,我先拋出此俗語,讓學生討論,然后呈現(xiàn)筷子放入盛有水的杯子中的實驗,讓學生說說筷子是否真的彎折了。
四、依托現(xiàn)代信息技術(shù),呈現(xiàn)物理實驗教學的多彩畫面
在物理實驗教學中,教師借助多媒體技術(shù)的優(yōu)勢,可以使物理實驗更加具體、直觀地呈現(xiàn)在學生面前,讓學生反復(fù)觀察,提高實驗的興趣。但教師必須認識到多媒體技術(shù)只能輔助物理實驗教學,絕不能代替實驗操作,絕不能把“做實驗”變成“講實驗”。
在物理實驗教學中,有許多實驗因種種因素的影響,需要借助多媒體技術(shù)的配合才能達到相應(yīng)的教學效果。一些微觀現(xiàn)象的呈現(xiàn),如分子的熱運動、分子間的間隔等;又有一些實驗因器材特殊,操作難度大等因素,不便實際現(xiàn)場演示的,如托里拆利實驗、汽油機和柴油機的工作原理等;還有一些實驗在現(xiàn)實生活中無法完成,如原子彈和氫彈的爆炸、失重狀態(tài)等;也有一些實驗需要反復(fù)觀察加強理解,也可以在實際操作之后再利用多媒體進行展示,如研究凸透鏡成像的規(guī)律,阿基米德原理等實驗。
同時,在有電子白板的學校,還可以借助電子白板的交互作用,在白板上直接連接電路,畫電路圖,畫光的反射和折射的光路圖,測量物體的長度等,對物理實驗教學也有十分明顯的輔助作用。
物理實驗教學是物理教學中的重要組成部分,忽略實驗的物理教學是膚淺的,是應(yīng)試的,是對師生發(fā)展無益的教學。物理實驗教學應(yīng)結(jié)合學生周圍的生活元素,重視手腦的結(jié)合,發(fā)揮學生參與實驗教學的積極性,培養(yǎng)學生的操作能力和創(chuàng)新意識。讓物理教學真正來源于生活,又回歸于生活中去,是物理實驗教學的本真。
聲 明
《關(guān)于農(nóng)村物理實驗教學的研討》一文原在學周刊C版2012年第10期(總第162期)發(fā)表。由于編校工作失誤,誤將作者寫為侯敬霞,實際作者應(yīng)為王新。
在此,特向兩位老師表示歉意!相關(guān)責任編輯已做處理!
學周刊雜志社
2013年3月1日
【責編 張偉飛】