前言:我们精心挑选了数篇优质初中物理实验推理法文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
一、控制变量法
分析:一个物理量可能要受到多个物理量因素的影响和制约,那么在讨论这个物理量与其中某个因素的关系时,需要先控制其它的另几个因素不变,来确定相关物理量之间的关系,这种方法即“控制变量法”。
二、转换法
分析:对于不易研究或不好直接研究的物理问题,而是通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果间接研究问题的的方法叫“转换法”。
三、等效法
分析:所谓“等效法”就是在特定的某种意义上,在保证效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的一种方法。
四、类比法
分析:两类不同事物之间某种关系上的相似叫类似,从两类不同事物之间找出某些相似的关系的思维方法,叫类比。借助类比,常能创造性地解决一些十分陌生、十分困难的问题,在物理学中,现象、属性、概念、规律、理论和描述手段等涉及的种种关系,都可以是类比的对象。
五、假想模型法
分析:为了研究的需要,把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型,这种转化忽略了一些次要因素,突出主要因素,所以这种模型又叫“理想模型”。它是物理教学的基础,可使物理教学简单化,形象直观化,又可使具体问题普遍化,便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维。场是客观存在的一种特殊物质。如“磁感线”并不存在,是为了描述磁场而假想引入的。“磁感线”是假想的物理模型,用“磁感线”描述磁场的这种方法是“假想模型法”。光是客观存在的,“光线”并不存在,是为了研究光的传播而假想引入的,也是“假想模型法”。
六、实验推理法
因此,在中考复习教学中要注重对不同类型的实验以不同的方法进行复习教学,并对学生在掌握基本实验的原理和研究方法以及在教材中基本的学生实验和演示实验的基础上,进行适度的拓展和延伸。
一、回归实验室,重新体会、领悟实验的过程
中考试卷中的实验题大部分都是学生做过的或老师演示过的,这主要是考察学生对所学实验知识的再现能力,更是考察学生对实验的观察、推理等能力。
1.基本仪器、仪表使用的测量型(直接测量型)实验的复习
基本仪器、仪表的使用的测量型实验是一切物理实验与探究的基础,初中阶段涉及到有:钟表(或停表)、刻度尺、温度计、天平、量筒(或量杯)、弹簧测力计、电流表、电压表、变阻器、电能表等10个基本仪器、仪表的使用,在重新实验的基础上,教师还要引导学生对基本仪器、仪表的使用进行对比找出共性和不同点。同时,通过复习,学生应具有减小误差的意识和知识迁移的能力,会推理使用没有学过的仪器仪表等。
2.间接测量型实验的复习
间接测量型实验一直是中考出题的重点,其中测物质的密度、测机械效率、测电阻、测电功率等实验几乎是年年必考的实验。
间接测量型实验是在熟悉了基本仪器、仪表使用的基础上,根据物理原理来测量一定的物理量的实验。因此,间接测量型实验复习应围绕实验原理来展开,复习时,应让学生到实验室去进行实际测量,通过实测让学生明确实验目的、掌握实验原理,知道实验条件,会选择实验器材,熟悉实验步骤,使学生具有实验数据及数据处理、误差分析等能力,特别是在测量工具不够的情况下,有利用其他实验器材设计实验解决未知物理量的测量的能力。
3.探究型实验的复习
科学探究包含提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等七要素,也是中考物理实验考查的重点内容,但题中不会全面考查科学探究的全部过程,而是就探究过程中某一要素或某几个要素进行考查(如提出问题、设计实验或分析论证、总结规律等),从不同的角度来考查学生的探究能力。
复习时,也应让学生到实验室去进行实际探究,通过实验探究重点培养学生如何猜想、设计和进行实验、分析论证等能力。培养学生具有控制变量法、转换法、推理法等研究方法的思想,体会物理概念和规律形成的过程。
二、利用多媒体,提高实验复习效率
1.利用电脑动画模拟实验
例如探究冰、蜡的熔化特点,探究光在同种均匀介质中的传播特点,探究物质的吸(放)热本领等实验,在中考复习教学中就可以利用flas、VCM仿真实验、实验录像等,通过渗透、潜移默化地激发学生回忆老师讲过的概念和自己的实验操作过程。同时,教师可以利用快放的方法把一些不重要的过程删去,利用慢放、暂停和回看的方法去复习重点、难点的问题。这样既可以节省时间,又可以对重点、难点的问题加深理解,使错误之处得以纠正,正确的知识技能得以巩固,使之更深刻、更系统地掌握知识,提高技能。实践证明这是行之有效的方法,是传统的方法所不能及的。
2.利用幻灯片进行专题复习
在播放的过程中,教师要指导学生在本实验中要观察什么?能观察到什么现象?能得到什么结论?同时还要引导学生主动回忆知识、深化知识的理解和应用,促进学生主动提出问题、分析和解决问题及自觉运用逻辑思维等良好习惯的养成。
三、让学生动手做小实验
初中阶段有许多小实验,这些小实验具有器材少,操作简单的特点。在中考复习时要求学生认真对待,课后做一做,同时要定期交流。这样做一方面可提高学生的学习兴趣,调节学习心情,另一方面,可以重新体会实验的过程,增加感性认识。例如在复气存在压强时,让学生课后自己利用身边器材动手做一做。有学生设计了这样两个实验:
取一只粗试管,再取一只口径比粗试管稍小一些的细试管。首先将粗试管装满染成红色的水后,再将稍细的空细试管插入粗试管中至大约一半深度处时,迅速将两试管倒置过来,放开细试管后,则会看到:水缓慢地往下滴,细试管并没有落下来,而是在粗试管内缓缓上升,最后细试管紧紧贴在粗试管上。
取一小号试管,先向管中注满水,用一小块窗纱盖住瓶口,再用细线沿管口将窗纱扎紧,再用手将管口按住,小心地将试管倒转过来,放开后,虽然窗纱上有许多小孔,但水却流不出来。
辅助以这些小实验,给学生带来莫大的兴趣,效果更加强烈、直观。
四、加强对物理实验研究方法的复习
初中物理实验经常用到的研究方法有:控制变量法、转换法、推理法、模型法、等效法、类比法等,要求学生理解各种研究方法的含义并能加以区别和应用。
通过复习应使学生清楚在探究一个物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系时,就要运用了控制变量法,在无法直接观测和比较时就要运用了转换法,在相对于一个比较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征时就要运用了类比法,在无法用实验直接得到实验结论时就要用到推理法。
总之,重视物理实验复习能起到直接激发兴趣,唤起追求;引导认知,启发思考;指导方法,开拓思路;培养能力,养成习惯的作用,使复习的效果更为明显。
关键词: 微课 初中物理 实验教学
随着教育技术的发展,教育方式发生了较大的变化,这对学生的学习方式产生一定的影响,其中一种学习方式就是微课,将知识的学习转化为教学视频,然后辅助相关文字解释,提高学生对知识学习的兴趣,尤其是在物理实验教学中,这一方式能够达到更好的效果,通过微课模式将物理实验知识及操作方式加以优化,使得物理实验提高有效性。
一、微课程通过再现实验情景,提升学生对实验的掌握能力
在物理学习中,包含着大量具有抽象性的实验内容,这与物理研究的内容具有密切的关系,物理学中的较大部分是研究物质的结构、相互作用及运动的规律等,而这些知识又离不开具体实验,由此在物理教学中,要通过实验方式加以学习,传统物理教学中,由于教育技术及设备的缺乏,教师对物理知识的教学只能采取简单的口头讲述或者在有限的条件下模拟物理实验,从而使得学生对物理实验的学习没有获得较好的效果[1],而现在的微课则可以改变这一状况,帮助学生在物理实验学习中有所获。如探究对摩擦力的影响因素的实验中,由于摩擦力的基本概念通过文字加以描述,学生是难以感受到的,而通过实验方式解释其中的原因,使学生更深刻地了解这一知识点,教师可以通过微课的方式将实验过程录制下来,从而使学生在观察实验的过程中认知与理解摩擦力。在这一实验中,需要使用的原理是摩擦力大小是与接触面承担的压力及粗糙的程度有关,然后通过具体实验步骤呈现出它们之间的具体关系,由此学生可以通过具有动态性的实验的观察与理解,便于学生理解摩擦力与其接触面的粗糙程度有关,即接触面越粗糙,摩擦力越大(在压力相同的情况下);在粗糙度相同时,压力越大,则摩擦力越大[2],通过微课的方式便于学生对这一关系的理解。
二、微课在物理实验中能够满足学生的个性化的要求
由于物理知识学习中出现许多实验内容,对初中学生学习而言是一个较重要的部分,因此教师需要对物理实验知识进行优化,主要体现在物理实验教育方法中,通过微课的方式提升学生对物理实验课堂的兴趣,从而使得物理实验知识在形象化及生动化的方式中传达给学生,进而帮助学生提高对物理实验知识的兴趣,同时微课在学习环境方面体现出较好的优势,学生可以不受时间、地点及空间的限制[3],从而利用一切时间学习物理实验的知识,让学生因进行实验操作或者掌握实验中的内容而取得较好的效果,如在初中物理学习中,有一些知识是学生难以接受的,而学生不能较好地解释其中原因,从而使学生个性化的学习要求难以得到满足。微课可以解决这一问题,如真空中是否能够传声,解释可以借助微课方式通过具体实验及推理法展示其原因,将闹钟置于密封玻璃罩中,当抽走空气时,闹钟的声音变小,推理出真空中不能传声,而学生可以在观看视频时模仿实验操作。
三、通过微课提高学生对物理学习的自主性
初中生在物理学习中需要加强对自主学习能力的培养,即学生能够主动地发现、研究及解决物理中的问题,这种自主学习能力不仅对学生学习物理实验产生积极的作用,而且对学生学习其他学科具有重要的作用,因此在物理实验教学中,教师可以借助微课方式达到这一目的,如教师在讲授平面镜成像的原理时[4],可以将整个实验过程通过一定设备及制作方式录制成为微课的形式,然后将其上传至学习平台,从而供学生自行下载学习,然后学生在自学过程中模拟实验,或者对这一实验的内容进行思考,在实验指导下使得学生解释其原因:对光的反射这一定律的运用,在反射光线、入射光线及法线这三者处于同一水平面上,而反射光线、入射光线则分居于法线两侧,从而得到反射角与入射角之间相等的关系,通过这一实验的学习,学生可以模拟实验,从而解释平面镜中成像的原因。但是需要注意的是,在平面镜中形成的光线是通过延长线所得的,因此,平面镜中形成的图像是虚像,它与物体大小及距离是相同的。通过这节知识的学习,对学生形成自主学习能力具有重要的意义。
把微课这一新型教学模式应用在初中物理实验教学中,可以帮助教师在物理实验课教学中提高有效性,还可以使物理实验课在教学中得到较好地创新,不断丰富物理实验教学模式,从而使得初中生在这一学习方式中获得更好的物理实验知识;再者就是微课以其短小精悍及能够实现移动学习的目标,而获得初中学生的喜爱,尤其物理实验教学中,能够带给学生耳目一新的感受,从而使物理实验课题不再那么死板,同时通过这样的方式帮助提高初中物理实验课的有效性,因此微课方式在初中物理实验课中可以大力推广与应用。
参考文献:
[1]王玉龙,陈奕如.我国中小学微课开发与应用现状的内容分析研究――以中国微课网的微课资源为例[J].中国远程教育,2015,04(30):56-62.
[2]李平,张学军.基于“微课导学”模式的初中物理实验课堂重构――以“电流与电压、电阻的关系”为例[J].现代中小学教育,2015,09(20):89-92.
[关键词]:物理实验教学 教法 学法 指导
一、教师要运用灵活多变的教学方法引导学生在探究中学习
1.开设物理实验阅读课,培养学生的动手操作能力
物理实验阅读课就是课堂内,学生在老师的指导下,各自独立地进行练习。教师首先告诉学生实验的内容,指导学生操作阅读的思想和方法,私下解答学生提出的疑难等;学生通过阅读、思考、分析、训练,弄清实验原理,学会实验步骤,完成练习;课堂小结教师用适量的时间进行点评、检查学生对实验的掌握情况。
2.注重实验课知识生成过程的教学,提高学生的实际操作能力
物理实验中概念的建立、结论、公式、定理的总结过程,蕴藏着深刻的物理思维过程。进行这些知识生成过程的教学,不仅有利于培养学生的学习兴趣,对提高学生的动手能力也有着十分重要的作用。物理的新教材也注重了知识的引入和生成过程的编写,这也正是为了培养新型人才的需要。因此,我们应当改变那种害怕浪费课堂时间,片面追求提高成绩的做法,应当结合教学内容,设计出利于学生参与认知的教学环节,把实验的形成过程、操作的探索过程,结论的推导过程、公式定理的归纳过程等充分暴露在学生面前,从而提高实验操作能力。
二、利用学生的创新思维能力,教给学生学习方法
1.重视“控制变量”学法的运用
物理实验教学中,需要引导学生理解“控制什么?改变什么”,这些都是帮助学生研究和解决问题的关键。如在“电流、电压、电阻”的教学实验中,探究导体的电流与电压的关系,就需要在保持电阻不变的情况下改变导体两端的电压,以观察电流随电压的变化。那如何改变导体两端的电压呢?办法就是调节滑动变阻器,改变导体两端的电压。如果让学生去探究导体中的电流与电阻的关系,需要控制导体两端的电压不变。教师在实验中要换用不同大小的电阻,以使学生观察电流随电阻的变化情况。又如何保持导体两端的电压不变呢?办法就是要调节滑动变阻器,使导体两端的电压保持不变。又如在研究影响动摩擦力大小因素的实验中,如果研究滑动摩擦力大小与压力大小关系,就需要控制接触面的粗糙程度不改变,而要改变压力大小,就要观察滑动摩擦力与压力大小的关系。如何控制不变?办法就是要始终保持木块的底面与木板接触。如何改变压力大小?办法就是在木块上添加砝码改变压力。当然,在此实验过程中,教师还可引导学生观察掌握测定滑动摩擦力大小的方法――用弹簧测力计拉着木块在水平上木板上作匀速运动,记下弹簧测力计的示数即为摩擦的大小。再如,研究液体蒸发的快慢与哪些因素有关,研究压力作用的效果(压强)与哪些因素有关,研究决定电阻大小的因素,研究电功、焦耳定律等,都可以使用这种方法。总之,控制变量法在初中物理实验教学的过程中经常用到。
2.重视“类比”学法运用
初中物理教学中,学生学会运用类比法,可以有效地把实验的对象和熟知的对象进行对比,把未知的东西与已知的东西对比,能以旧带新,启发思想的火花,实现从形象思维到抽象思维的飞跃,有效地掌握物理知识、发展智力、培养能力,从而更好地提高课堂学习的效率。如在“电压”一节教学时,教师引导学生把电路模型类比水路模型,从而引入电压的概念。在教学中,教师通过引导学生观察课本中提供的水路模型和电路中形成电流的原因,然后将两幅图进行类比分析,找出二者之间的一一对应关系,如阀门对开关、水轮对灯泡、水泵对电源、水路对电路、水流对电流等,进而理解水流的形成是因为有水压,那么,电流的形成是因为有电压。如此,学生就很容易通过这种类比的学习方法,理解了电压是电流形成的原因,而电源是提供电压的装置,等等。教师通过精心的教学设计,可以对学生的学习起到良好的促进作用。
关键词:初中;类比教学;物理课堂教学;内涵;作用;策略
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2016)06-0274-02
前言:基于物理知识具有大量性,因此为了让学生将教学内容和知识点最大化的掌握和吸收,就必须加强教学中老师的引导,将物理知识结构逐渐系统构建,并在此基础上不断的明晰、深入和拓展,促进物理知识体系的不断完善,使物理知识更加系统、具体,进而更好地服务于学生的学习,促进教学成效的提升。
1.类比法的内涵
对一般规律予以推理并将事物发展共性规律获得的方法或者是对比相近或相似事物查找其特征和共性的方法即为类比法,该方法具有科学性,能够将人的创造性思维充分的发掘,通常我们也将类比法叫做推理对比法,即依据某事物的属性对其他类似事物相同属性进行推理的方法。目前在验证类比法结果正误性方面还有待进一步的研究证实。
2.初中物理教学中类比教学法的作用分析
2.1 有助于物理实验效率的提升。实验教学是物理教学的重要组成,并且实验教学还能将学生的求知欲和学习兴趣大大的激发,促进学生对知识点的理解。因此要想保证物理实验教学成效的事半功倍,可将类比教学法引进,通过研究某一次的实验结果与现象将全部实验结果推断出来。
2.2 有助于规律记忆的加深。基于物理教学所涉及的公式和规律较多,因此在学习过程中,学生要想将知识点全部掌握则难度较大,然而引进类比法的情况下则能够将以上现象改善。其原因是类比推理法能够通过一系列物理规律得到其他规律,这就要求了我们必须加强物理学的根源学习,同时加强对推理过程的关注。
2.3 有助于物理知识理解的加强。基于物理在规律上具有复杂性,在思维上具有抽象性,因此我们可借助类比法生动演绎和形象比喻物理知识,使学生对复杂抽象的知识点予以理解,进而以此为前提激发学生的学习兴趣,提升教学成效,实现教学目标。
3.初中物理教学中应用类比法的策略
3.1 与已有知识类比,促进新知识的掌握。基于初中物理教学所涉及的内容包括了光学、电学和力学等,因此要掌握以上知识,学生的逻辑思维能力就必须较强。在教学中教师假如沿用传统的教学手段则很难实现教学目标,并且还会打击学生的学习信心,自然也就无法进行深入探索。因此作为初中物理教师,必须将类比教学法引进。俗话说温故而知新,只有让学生在已学知识的基础上延伸,使之与新知识点类比,使新旧知识点具有相关性,并将知识网络构建,才能将学生的探究能力强化,促进学习悟性和灵活性的提升,从而轻松愉悦的投入物理学习。
3.2 与实物模型类比,促进学生物理意识的增强。在学习串联电路的时候,为了对电流规律进行探究,可将电路图设计,让学生动手串联电路,并通过怎样连接L1、L2小灯泡;L1小灯泡熄灭的情况下L2小灯泡是否会熄灭;并联电路与串联电路的区别;串联电路中L1、L2小灯泡的电流与电压相同与否等问题的设置来对学生加以引导,将知识点由浅入深的展开,同时将易混淆知识点及其重难点透彻探究与学习。在此过程中以小组讨论或合作的方式亦可,以此来激发学生的学习主动性和热情,同时也将学生的学习掌握情况客观反映,并以此为依据在实际教学活动中投入实物模型,促进学生思维技能的发展和教学成效的提升,并将物理知识框架构建。
3.3 与应用解题类比,寻求解题方法。基于物理知识与数学知识具有显著差异性,部分变量可视为恒量,但是必须对水的流速来充分考虑,基于水具有运动性,或顺流或逆流,因此在速度上也不同。就拿刻舟求剑来说,楚人将剑丢于水中后,在船上标记掉下的位置却无法重获丢掉的剑,由此可见,该人的思想不变通,且思维僵化。但是对于物理学习来说,则是要实现知识的活学活用。故而在教学中教师必须将类比教学法引进帮助学生更好地解题。如顺流行驶的船在颠簸后掉了一只木箱,在水中漂浮,在发现后掉头行驶3分钟将木箱获得,问木箱一共在水中漂流了多久。再将以上问题抛出之后,学生就要考虑水顺流的速度与行船速度,在此期间可忽略掉头时间,以此类比的形式假设,其中木箱科士威行李,人在船上可是为人在火车上,火车速度即为水流速度,行李丢失三分钟后该人返回寻找,因此对应水流问题,则是追上掉落木箱所用时间为6分钟,通过该转化模式,不仅能让学生打开思路,同时也能将问题有效、快速的解答。
3.4 与其他学科类比,促进知识过程的理解。在凸镜成像原理讲解时,可以将生物学内容引进,即人眼视网膜看物是倒立的,然而日常生活照看到的确是正立的。借助该成像原理帮助学生更好地理解和学习物理知识。在进行平面镜成像讲解时,可将数学轴对称原理联系起来,该原理与凹透镜和凸透镜成像原理不同,物的大小与像的大小是等同的,且物的距离与像的距离也是等同的。这恰好就相当于数学学习中的轴对称,因此对称轴的距离同对称的符号是相同的,与此同时,符号与符号间图案也相同。通过类比法可以很好地联系不同学科知识,从而促进学生学习热情和动力的增强,使学生明确知识的力量,进而对物理学习产生热爱之情,并提升物理学习信心,保证教学成效的事半功倍。
结语:通过以上的探讨我们了解到,将类比教学法应用于初中物理课堂教学中有助于物理实验效率的提升、规律记忆的加深、物理知识理解的加强,因此在实施物理教学的时候,必须与已有知识类比、与实物模型类比、与应用解题类比、与其他学科类比,这样才能更好地促进新知识的掌握、学生物理意识的增强、对知识过程的理解、寻求解题方法,从而推进初中物理教学的发展。
参考文献:
[1] 刘仁仲. 实验教学法在初中物理课堂教学中的运用[J]. 中国校外教育,2016,01:63.
一、重视转换法,帮助学生发现物理运动规律
在物理学习中,我们常常会遇到一些摸不着与看不见的抽象化的微观现象,当我们对其运动等规律进行研究时,则可以通过转换法将其转化为我们所熟悉的、摸得着、看得见的宏观现象,然后对其进行认知.如电流的存在、分子的运动等.在动能与何因素相关的回答中,学生会回答:平面上小球,其滑动越远,动能则越远,即把动能大小变为小球运动远近.这都是运用了转换法的科学方法.
例如,分子运动的研究,分子运动是摸不着、看不见的,不容易研究,而科学家则是以墨水的扩散现象的研究来认识这一内容的,这一方法则于科学上成为转换法.
在学习中,学生遇到如下研究问题,也可运用转换法进行解决:①电流是看不见且摸不着的,当判断电路中是不是存在电流时,可利用电路中灯泡能否发光进行确定;②通过磁感应线对磁场问题进行研究;③在电流与电阻、电压之间的关系研究中,首先让电阻保持不变研究电流和电压之间的关系,然后使电压保持不变研究电流和电阻之间的关系;④电流的研究,可将其比喻成水流;等等.
二、把握类比法,启发学生对知识进行比较与联系
在学习抽象化的物理量时,因难以理解,教师有时会拿出学生比较熟知的、看得见的、与其类似的量加以对比,以帮助学生学习.
例如,电流形成的教学,教师则可用学生所熟知的水流展开对比,进而获得结论:电流形成的原因是电压的作用.在教学电学知识时,教师可引导学生进行联想:水在水压的迫使下而沿一定方向流动,水管中则形成水流. 展开类比,自由电荷在电压的迫使下而定向移动,电路中则形成电流;抽水机是水压的提供水装置,当水流于涡轮经过时,所耗水能则转为涡轮动能.展开类比,电流于电灯中通过时,所耗电能则转为内能.
同样的,在分子动能的学习中,可类比于物体动能;在功率的学习中,可将功率类比于速度.
三、注重推理法与理想化物理模型,引导学生掌握知识
推理与模型建立
推理法即以逻辑推理法来说出因果关系获得结果的一种方法.通常我们对某一观察现象加以解释时就是在展开推理,抑或作出推论.在物理学习中,通过合理推理可以揭示出规律本质.如“真空能否传声”、“牛顿第一定律”的研究等.
在物理学习中,其现象与过程通常较为复杂,涉及的因素较多,通过模型法可以简化与纯化物理学习与研究.但在简化后,其模型必须体现原型中反映的知识与特点.同时,模型法的灵活性是较大的,每一模型有其限定的运用范围与条件.在初中物理课本中,有些知识采用了这一方法,如求液体对某一容器底的压强,可选一液柱为研究对象进行简化,简化后物理模型仍保留原特点与知识.
四、注重积累法与放大法,帮助学生观察实验现象与效
果
在科学方法中,积累法也是比较常见的一种方法.在微小量的测量时,可把一微小量进行积累而得到较大的量.如对一张纸厚度的测量,可先对一百张纸的厚度加以测量, 然后把结果除以100, 会让测量结果与真实值更为接近.这一策略就是运用了积累法.此外,测量导线直径、每次心跳的时间、一张邮票的质量等,都可以利用积累法完成.
在物理教学中,有些实验现象虽能看见,却不清晰,这时我们需将其效果加以放大,然后展开研究.这一方法称为放大法.
例如,对于声音的震动,常常难以观察,我们可借助小泡沫放大其现象.
又如,压力作用于玻璃瓶,在观察中,可把玻璃瓶形变导致液面变化进行放大,使其成为小玻璃管的液面变化.
这样,有利于学生更好地观察实验现象与效果,并体验实验的乐趣.
【关键词】实验教学方法 创新能力
一、增加实验探究成分,在探究过程中寻求创新
过去物理实验时,教师总是让学生预先知道实验的目的、原理以及最后的实验结论,要求学生背熟实验步骤后才能用固定的实验器材按部就班地进行实验,学生根本不考虑为何要这样做。在素质教育与新课程标准实施的今天,探究实验越来越被人们重视,这种探究实验的一般程序是:“发现问题提出假设设计并进行实验记录实验现象、数据分析归纳、获得结论评估与交流”。与验证实验相比,它的优点是能激发学生的学习兴趣、能锻炼学生的各方面能力、培养学生的性格品质,更能提高学生的科学素养和创新精神。新人教版初中物理教材中探究实验已明显增加,而且我认为演示实验、小实验等都可挖掘一些探究的要素。所以教师在进行实验教学以前,要多下一番苦功夫,想方设法将实验设计为探索性实验,有意识地创设一种探究的氛围,扩大探究空间和思维空间,并能在学生探究过程中寻找创新的突破口。因此,物理实验教学不能仅仅停留在实验的层面上,要创造性地去探索和发现。
二、依托生活经验,巧用身边之物创新物理实验
物理也是一门与生活实际紧密联系的科学。它渗透在日常生活的各个方面,如走路、骑车、照镜子……这些看起来随意的日常生活,其实都包含着许多物理知识,这为学生学习物理提供了大量的生活经验背景。在物理实验教学中,如果能巧妙地运用学生身边的一些学习、生活用品甚至自己的身体等进行实验,它比“正规实验”更富有亲切感,更贴近学生的生活实际,从而激发学生的学习兴趣,唤起学生的学习动机,深刻理解所学的知识。如用铅笔和橡皮泥探究压力的作用效果,用雪碧瓶探究液体压强与深度关系,用乒乓球从地上弹起探究“能的转化”,甚至直接用学生的身体来完成一些实验,如:用嘴对手背“吹气”和用嘴对手背“哈气”分别探究“蒸发吸热”、“液化放热”;用两手掌相摩擦感觉发热可探究“做功可改变物体的内能”;用手掌分别轻压和紧压在桌面上并拖动可探究“滑动摩擦力与压力的关系”等,这样开展实验有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活息息相关。
三、在物理实验结论的应用与延伸中引导学生创新
掌握知识的最终目的是应用知识解决实际问题,从而进一步巩固和延伸所获取的知识并向知识与技能的深度、广度作更进一步的探索。如通过实验探究获得了物态变化的规律后,及时向学生介绍“神州飞船”发射中应用到的抗高温材料、“热管”技术等,同时我又启发学生进行创新联想“假如你是一位建筑师,你如何运用所学的物理知识使你们的居室一年四季保持舒适的温度呢?”同学们说出了许多方法,有一位同学的想象非常有创意“用某种材料,把它填充在墙壁内,室内温度升高时,它熔化吸热,阻止温度升高,当温度降低时,它的液态就凝固放热,阻止温度降低,从而始终使室内温度保持在一个舒适的温度,还可以将外墙壁的颜色设计成可变式,冬天为深黑色,夏天为白色。”对于他富有创造力的想象以及其他同学“异想天开”的想象,我都能及时给予鼓励,同学们的创新欲望得到了提高。
四、尽可能做到“一个物理规律可用多个实验来探究,一个或一套器材可探究多个物理规律”
如在探究“流体流速与压强”的关系时,我和同学们一起设计了这样几个实验:①硬币跳高②向两平行放置的纸中间吹气③用玻璃管向两靠近的乒乓球间吹气④将乒乓球压入漏斗内,用嘴向漏斗细口吹气⑤用一支两端开口的玻璃管,将其一端竖直插入有颜色的水中,再用另一支玻璃管向前一支玻璃管的上端水平吹气。这样通过多个实验探究同一个物理规律,不仅让学生感到通过探究所获得的结论是可靠的,更让同学们感到课本上的实验不是唯一的,可以用不同的器材、不同的实验方法进行实验,这样有利于发展学生的个性,活跃学生的思维,可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望,使之达到不同层次创新能力培养的目标。同样在物理实验过程中,将同一器材尽可能地应用于不同实验之中,显示尽可能多的实验现象,发掘实验器材的新用途,也能实现创新。
五、在实验中及时帮助学生总结实验探究和创新实验的方法
关键词:物理;实验教学
中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1005-5312(2010)21-0179-01
一、引导学生进行观察和实验
观察是准备创新素质。首先应该使学生知道:所谓观察是指直接运用眼、耳、鼻、舌、皮肤等感觉器官,或者间接借助于器材对物理现象的一种有目的、有计划,并且持续、反复的知觉过程。就是要有目的地辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因。其次,要使学生了解:观察是要经过一定的努力,克服一定的困难,才能发现问题,才能对事物的正确认识,才能得到正确的结论。(1)在演示实验中培养学生的观察能力。在学习过程中有许多演示实验,学生对演示实验很感兴趣,但在进行观察时往往抓不住关键,这就要求教师要在实际教学中,引导学生进行观察演示实验,对培养学生的观察能力是很重要的。教师对所做演示实验的每一步都应该对学生提出具体的观察要求,使学生掌握正确的观察方法。如观察磁铁向上吸引用细线拴着的回形针,分别用纸片、木板片、玻璃片、铝片、铜片插入其间,会看到回形针不掉落下来,而分别用铁片、钢片插入其间,却看到回形针掉落下来,这是什么原因?(2)开展课外活动激发学生的观察兴趣。组织学生参观、做课外小实验等,激发学生的观察兴趣。如学习面镜前,就布置学生写小论文《平面镜成像》,使学生主动地去观察了解平面镜的相关物理知识,在此基础上进行观察演讲,活跃了学生的思维,调动了学生的积极性,提高了学生学习物理的兴趣,达到了培养观察能力的目的,组织学生参加社会实践活动,使学生了解物理知识在生产实际中的广泛应用。
二、根据生活经验,利用身边物品创新物理实验
物理也是一门与生活实际紧密联系的科学。它渗透在日常生活的各个方面,如走路、骑车、照镜子……这些看起来随意的日常生活,其实都包含着许多物理知识,这为学生学习物理提供了大量的生活经验背景。在物理实验教学中,用手掌分别轻压和紧压在桌面上并拖动可探究“滑动摩擦力与压力的关系”等,这样开展实验有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活息息相关。而且通过这些课本上没有出现的器材来实验能启发学生的创新思维、培养学生的实践能力,调动学生的创新意识,也能为学生今后开展创新实验提供了物质保障。
三、综合提高创新的实践
1、培养学生应用物理知识解决问题的能力。在学生认识物理实验的重要性后,会积极主动做好实验, 当学生能够做基本实验后,教师应当对学生实验提出较高层次的要求,如指导学生做一些验证性的和设计性的实验。适当增加设计性实验。联系专题,分析解决问题,如在学完力学知识后我就让学生,根据实验室所能提供的器材,要求学生解决如何测金属块的密度问题,学生提出了这样一些问题:①怎样用天平、量筒、水等测金属块的密度?②如何用怎样用天平、烧杯、水等测金属块的密度?③怎样用量筒、水等测金属块的密度?④怎样用弹簧秤、水等测金属块的密度?⑤怎样用天平、量筒、水等测金属块的密度?一步研究物质密度的测量,通过欧欧姆定律的学习,引导学生思考,如何测导体的电阻等,使学生知道新知识的增加都是建立在已学知识的基础上的,但学习了知识后要进一步学习新知识。2、应用物理知识解决实际问题。学完简单机械后,就引导学生讨论自行车中的力学问题,学生通过对自行车的观察与分析提出了(1)轮胎为什么要有花纹?(2)自行车下坡时为什么不宜急刹前轮?(3)自行车在正常使用时有几种摩擦?(4)自行车的轮胎为什么是圆的?
四、在实验中帮助学生总结实验探究和创新实验的方法
一、初中物理课堂教学中培养学生学习物理的兴趣
(1)从生理角度来讲,兴趣是学习的内部驱动力学习犹如一辆汽车,兴趣则是汽车上的发动机,没有发动机,汽车则开不动,只有发动机马力大,汽车才能跑得快。怎样才能使学生对物理学习产生兴趣?最好的办法是:首先使学生感到这个学科有价值,即有用。因此,在具体的课堂教学中,我都致力于体现物理知识“有用”。如我在进行“密度测量”教学时,提前让学生了解密度的应用。目的是使学生先了解密度的应用不仅可以计算质量,而且还可以计算体积,还能鉴别物质。这时有学生提出:可以鉴别金银首饰吗?我给予了肯定的回答,能!这节课就是要让同学们学习“密度测量”,从而掌握鉴别物质的方法。
(2)学习物理有趣。由于物理知识抽象,而初中学生年龄小,抽象思维尚未形成,因此,大多数学生感到在学习过程中困难较大。为了克服这一困难,在实际教学中形式要新,即融知识性于趣味性之中,寓教于乐,也就是要求教师在教学中要充分利用教材所蕴含的极大的吸引力,每章节都有新的知识、概念、规律,特别是概念、原理、定律之间的相互联系和因果关系都会使学生产生疑问,引起强烈的好奇心、求知欲。如何利用其求知欲望、好奇心而又有系统、有目的地结合起来,从而达到激发学生学习兴趣的目的。
二、初中物理实验教学中的探究式方法运用
(1)重视控制变量法运用,引导学生在科学探究中掌握知识所谓控制变量法,就是指研究两个物理量之间的关系时,要保持影响前一个物理量的其它物理量不变,从而研究变化的这个物理量与要研究的物理量之间的变化关系。这种研究方法,被称之为控制变量法。
教师在需要运用控制变量法进行解题时,需要引导学生理解“控制什么?改变什么”,“如何控制?如何改变?”等,这些都是帮助学生研究和解决问题的关键。如在进行导体中的电流与电压、电阻的关系实验中,如果引导学生探究导体的电流与电压的关系,就需要在保持电阻不变的情况下改变导体两端的电压,以观察电流随电压的变化关系。在此实验中,如何改变导体两端的电压呢?办法就是调节滑动变阻器,改变导体两端的电压。如果让学生去探究导体中的电流与电阻的关系,需要控制导体两端的电压不变。教师在实验中要换用不同大小的电阻(即改变电阻),以使学生观察电流随电阻的变化情况。那么,又如何保持导体两端的电压不变呢?办法就是要调节滑动变阻器,使导体两端的电压保持不变。
(2)重视类比法运用,引导学生在逻辑推理中掌握知识所谓物理类比法,是指在物理实验教学过程中,教师引导学生将研究的物理对象与熟悉的物理对象相比较,找出它们的某些共同点、相似点或有联系的特征,从而据此推测出待研究的对象还可能具有熟知对象的另一些特征。物理类比法是一种逻辑推理的方法,实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理方法。
初中物理学科作为一门重要的初中课程,在初中物理教学中培养学生应用科学方法分析物理问题的能力,这种能力的具备将使学生受用终身。教会学生应用物理科学的基本方法分析问题,既是开发了学生的思维智慧,又是学生认识自然世界、获取物理知识的重要途径。初中物理新课标着重要求通过物理教学培养学生掌握科学分析问题的能力,教师要在深钻研究新课程特点的同时,更要注重在物理课教学中,激发学生应用科学方法分析问题的浓厚兴趣。
【关键词】初中物理培养学生分析能力
科学方法在初中物理教学中广泛应用,教学中应着力培养学生科学分折问题的能力。初中人教版新课程的“义务教育课程标准实验教科书《物理》教材”的使用,彻底更新了教育理念,改变了那种只注重知识传授的倾向,着重强调形成主动的学习态度,使获得知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。教师从单纯注重传授知识转变为引导学生学会科学的学习方法,学会分析问题,学会交流合作。新课程标准强调在教学中要着力培养学生的自主探究能力,更重要的是在探究过程中培养学生运用科学的方法去探究。初中物理教学的关键是帮助学生提高科学素养和注重引导学生学会应用科学方法分析问题的培养。近年来的物理中考中,科学方法的考察已成为热点内容之一。而在初中物理课本中,并没有提及到科学方法的知识,物理教师在上课时也很少讲到,但是,既然是物理课程的教学者,那就要善于研究物理科学的方法运用于教学过程中,培养学生的科学探究精神和创新意识。所以,教师引导学生自探究物理,那就得学会分析物理问题,分析物理问题就离不开研究物理的科学方法,而在教学中经常用到物理问题的科学方法有很多,例如:对比法(比较法)、假设法、观察法、实验法、类比法、控制变量法、等效替换法、转换法、模型法、科学推理法、理想化法、图象法、演绎法、归纳法等。本文就结合我在具体的实际教学过程中简要总结阐述对比法(比较法)、科学推理法、控制变量法的运用来培养学生科学分析问题能力的。
1.初中物理的对比法(比较法)
对比法亦称比较法。对比法是一种用于找出事物之间的差异点和共同点的思维方法,也就是通过事物间相同特征和相异特征之处进行对比,从事物和物理量的不同或有联系的两个对象中进行比较,主要是寻找出其中它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性区别。人在认识事物中往往是从区别事物的本质特征开始的。而要区别就要有对比,因为有比较才有鉴别。事物之间在现象上和本质上都存在着同一性和差异性。现象上的同一和差异一般来说是容易识别的,而本质上的同一和差异就不是那么容易识别的。物理学中有许多物理思维和物理规律具有可比性,运用对比法既可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解,又可在复习课上运用,使知识融会贯通,开发学生思维,还能培养学生的知识迁移能力。在初中物理教学中,既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点,又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异。
例如:对比蒸发和沸腾的异同点。
又如:比较汽油机和柴油机的异同点
例如:电动机和热机
又如:电压表和电流表的使用
运用对比方法不仅加深了对它们的理解和区别,使同学们很快地记住它们,还能发现一些有趣的东西。更进一步在深化和区分概念上例如:
平衡力和相互作用力(作用力与反作用力)。
通过这样的对比和思考探究,学生就会豁然开朗,较快的接受了物理新概念。由此可见运用“对比法教学”既解决了教学难点,又培养了学生科学分析了问题。
2.初中物理的科学推理法
当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在做出推论,比如:当你家的狗在叫的时,你可能会推想有人在你家的门外,要做出这一推论,你就需要把现象(狗的叫声)与以往的知识经验,即有陌生人来时狗会叫结合起来。这样就能得出符合逻辑的答案来了。
如:在学习进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出,如果平面绝对光滑的物体将永远做匀速直线运动。
例如:在学习做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的。
3.初中物理的控制变量法
“控制变量法”是初中物理教与学中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的。比如说某段导体中通过电流的大小不仅和其两端电压有关,还和这段导体的长度、横截面积的大小及材料种类等因素有关。所以要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为的影响,造成特定的便于观察的条件,这就是“控制变量”的方法。例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系,可将另外两个因素人为地控制起来,使它们保持不变,以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系。
首先,在教与学物理实验过程中,具体应用控制变量这种非常有效探索客观物理规律的科学方法。其实际做法是根据研究的目的,采取一定的手段(控制实验仪器设备等)主动干预或控制自然事物、自然现象发生发展的过程,在特定的观察条件下去探索客观规律。比如:在引导学生探索、研究导电体电阻的大小同导电体的哪些特性有关时,可先故意将横截面积、长度都不同的一根镍铬合金丝和一根铜丝分别串入接有小灯泡的直流电路中,让学生分别观察灯泡发光的亮度,并问学生:刚才的实验现象能否说明电阻大小与导电体的某个特性有关?学生经过思考与讨论,得到的结论当然是否定的。再用横截面积和长度都不同的两根镍铬合金丝分别串入上述电路中,观察小灯泡的亮度,并让学生思考这个实验能否说明电阻大小同导电体的某种特性有关,结论同样是不能。这时就可不失时机地问学生:那么,我们应该采用怎样的两根金属丝串入上述电路来做这个实验,以研究导电体的电阻大小到底与哪些因素有关呢?同时向学生出示课前准备好的几根金属丝让他们选择。学生经过思考并相互讨论后,有的回答:应取两根横截面积相同、但长度不同的镍铬合金丝进行上述实验;有的同学说:应取两根长度相同、但横截面积不同的镍铬合金丝进行上述实验;还有的说应取长度、横截面积均相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝进行实验比较。这时,教师要适当指出上述几种方法都可以,同时要指出研究电阻的大小同导电物质的长度、横截面积、材料种类这三个因素任何一个因素间的有关系,就要人为地控制另外两个因素,使它们相等,并指出这种实验的方法就是“控制变量法”,再让学生运用这一方法系统地进行上述实验,使学生在实际操作过程中去体验这一科学方法。
在初中物理教学中还有许多概念或规律探索和推导的实验过程中,都采用了“控制变量法”这一科学方法,比如:在引导学生探索“导电体中电流大小同其两端电压大小和其电阻大小之间的定性关系,最终得出欧姆定律”和探索“力的作用效果同力的哪些因素有关,最终得出力的三要素”等实验过程中都用到了这一科学方法,使学生对“控制变量法”不断加深理解,并逐步达到有意识地去应用的目的。
其次,在利用初中物理知识去分析和解决一些实际问题时,例如:灵活运用“控制变量法”进行分析,有时可起到事半功倍的效果。比如有这样一道题:已知甲导体的电阻比乙导体的电阻大,把它们并联在电路中,比较甲的电功率和乙的电功率。
关键词:初中物理教育;STS教育;作用
1、我国初中物理教育现状
我国义务教育阶段的教学模式在较长时间里都以应试教育为主。我国的初中物理教育长时间内一直以理论教育为主,由于有关经费的不充足、教师水平所限、对物理实验教学目标评价的偏颇等各种主客观原因的限制[1],初中物理教学的实践环节一直较为薄弱,且教学内容跟日常生活的相关问题的联系不甚紧密。这些问题的存在,将初中物理教学的改革提上了日程。
《初中物理课程标准》将新的课程教学目标设定为突出学生对于科学的探究能力的培养。我国大部分地区已开始使用《义务教育课程标准实验教科书》,这套新教材的特点就是全面引入了国外的“STS教育理念” [2]。STS作为新的理念,进入我国仅十多年时间,但已经广泛引起了学术和教育界人士的关注。这种教学理念,有利于培养学生的探究及创新能力,使学生更为主动的获取物理知识。STS与我国传统教学模式两者的结合可成为新阶段的初中物理教学体系。
2、STS教育模式及其目标概述
“STS”是 “科学”(science) 、“技术”(technology) 和“社会”(society) 的首字母的缩写,它是研究科学、技术和社会关系的交叉学科,体现了新的价值观、新的教育观和新的社会观。早在上世纪的70年代初,美国斯坦福大学的赫得教授,得出要联系社会、技术和人类进行科学教育,这是STS的雏形。1980年,在墨尔本召开的STS教育国际会议上,将STS教育看作对今日学生进行科学教育最合适的方法之一[3]。进入九十年代后,STS 教育理念开始引入我国,STS 教育突出培养学生运用知识和解决问题的能力,重视对于学生逻辑思维及判断力水平的教育,是与时俱进、面向未来的教育模式。
将STS教育理念引入初中物理教学,可以使其发展出以下的特点:注重教学过程中学生的参与程度,增强了物理实验教学在教学中的比重,提高学生的动手实践能力;以个性化培养学生的学习能力为中心,满足不同层次水平学生的发展,教学模式更加生动活跃;开拓学生获取物理知识的途径,增加课外活动学习物理知识的比例,将课堂教学向开放式教学转变;塑造科学与人文知识的融合,促使学生形成更完备的认知体系,是“减负”时期的必要教学手段[4]。在初中物理教学中实施STS 教育,是物理教学适应社会发展的需要,是教学改革时期优化传统的以传授物理知识为中心的教学模式。
3、我国初中物理中实施STS教育
物理教学的重点是使学生发现物理规律,总结物理规律主要运用的科学方法有逻辑推理法、理想实验法、图像法、假说法以及实验归纳法等。其中,又以实验归纳法最为普遍。我国初中物理教学中,普遍存在对于实验教学的重视程度不高的现象。引入STS教学理念对于提高我国初中物理教学水平具有重要作用。
在我国初中物理教学中引入STS概念,能塑造自主、科学的学习方法,加深学生对物理知识的理解。STS思想引进新教材中,还体现在科学态度和方法的改进上。在课程教学中引入STS理念,需要从以下几方面入手。
① 重视培养学生的动手能力
STS教育理念的核心内容之一是使学生在轻松、愉悦的学习环境中掌握物理学的基础知识和技能。实验教学在初中物理教学中作用重大,通过实验可以准确地反映事物物理过程,且容易激发学生的兴趣。初中物理有很多物理学概念和规律可以让学生经过自己的动手实践来了解并掌握,如浮力、光的反射折射、牛顿第一第二定律等;运用小磁针研究磁场分布,运用蜡烛、凸透镜等研究光的成像规律等[5],都可以通过实验教学使学生更生动具体的了解到其中的物理规律。
②重视将相关学科的知识一并传播
英国物理初级教育中的STS渗透具有显著的学科交叉特色,如教授电的概念时,主要介绍把许多电站联成电力网的原因, 以及核电站、火力电站及水电站的各自的特点,预测出用电的曲线,让学生预测总的用电量,并做出最经济合理的电网规划。这些课程设置,除了教授物理学知识之外,还带有经济学意义。将STS其引入初中物理教学中,除了传授物理学知识及规律之外,还可交叉性的讲授将该物理现象在其他学科领域中的运用。如,热力学体温的获得及其在工业、医学中的运用;电磁作用对于发电、作物生产的作用等。
③加强所学知识与日常生活的联系
教育的意义在于解决日常生活中的问题,STS中第三个字母“S”代表了“社会”,表明了在教学中引入STS的主要目标就是将教学成果运用于学生的日常生活中。
结语:STS教育理念引入我国教育界仅有十余年时间,尚处于发展的初期阶段,需要各界的共同关注和努力。该教育模式对于培养学生动手能力、运用知识并解决实际问题、提高学生对于知识的探究及创新能力都有重要作用。在义务教育阶段中有针对性的开设STS课程,已经成为我国教育界发展的重要趋势。
参考文献:
[1]杨国海.初中物理实验教学现状的调查研究[J].襄樊学院学报,2009,30,71-74
物理中考实验探究的素材虽然取材较广,但绝大部分还是集中于电学与力学内容.而本学期的探究内容涉及质量与密度、物质的物理属性、牛顿第一定律与二力平衡、压强和浮力等力学核心知识,集中了很多力学典型实验,涉及天平与量筒、弹簧测力计、压强计等基本仪器的使用,同时也关联到控制变量法、转换法、实验推理法等科学实验方法的理解与应用,所以本学期进行的实验探究是中考命题考查的热点.力学实验命题考查的能力重点体现在以下几方面:观察分析实验现象、处理实验数据和资料,归纳总结实验结论;能够独立设计实验,使发散性思维和独创性思维得到发展;能真实再现实验的全过程,会撰写实验报告,能完成实验报告分析;能够将物理实验和其他学科知识综合,根据实验现象分析、推理科学结论的能力.
二、解题策略
初中物理力学探究实验题具有如下特点:基础知识、基本技能必不可少;经典内容考查不断创新;探究性实验成为亮点;侧重设计实验方案、评估实验的合理性、处理信息数据概括结论的实验题将占考查的主流.
1.实验仪器和测量工具的使用
测量工具使用的共同点:要求正确“调、放、看、读、记”(测量工具中只有刻度尺的测量中需用估读).
2.演示实验
弄清实验的设计、实验对象、实验的现象和相应的结论及实验的注意点.要做到“会看图说话”
3.对学生的探究性分组实验要求掌握
①实验的目的;②实验原理;③实验器材;④实验步骤;⑤实验现象;⑥设计实验表格;⑦归纳实验结论;⑧作出必要的评估等.
4.自主性实验设计
(1)建立正确的“等效替代”思想.充分运用各种仪器,明确直接测量的物理量与间接测量的物理量之间的关系.
(2)实验设计中要注意:科学性(设计原理要正确,量与量关系要正确);可行性(设计步骤要具有可操作性);准确性(选取最佳方案,使实验误差最小).
三、题型归类
1.探究摩擦力的特点
探究摩擦力的大小与什么因素有关等实验,这些实验渗透着科学方法与创新方法,如 “控制变量法”和“转换法”,这些都是中考命题考查的热点问题.
例1 摩擦是一种常见的现象,在运动和生活中有着重要的作用.下面我们用实验来研究摩擦力.实验室提供下列器材:A. 带钩的长方体木块;B. 带钩的正方体木块;C.表面平整的长方体木块;D.几条毛巾;E.直尺;F. 弹簧测力计;G.几支钢笔.
(1)下表是研究滑动摩擦力得到的数据,请分析数据回答下列问题.
实验次数接触面压力弹簧测力计的读数
1木板面4N0.5N
2木板面6N0.75N
3毛巾面4N1.5N
①比较第1、2次实验得出结论:.
②比较第1、3次实验得出结论:.
(2)因为物体间接触面积有大小,那么滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有无关系呢?
请你利用上面的器材设计一个探究实验进行研究.
①实验器材:(选填上面器材的字母)
②主要探究.
2.探究二力平衡的条件
本实验通过改变不同的实验条件,从而得出不同的实验结果,然后通过对实验条件和结果的分析,得出问题的结论,这是考查的热点.
例2 小丽同学在探究二力平衡条件的实验中,将系于卡片两对角的线,分别跨过左右支架上的滑轮,并在两个线端挂上相同的钩码,观察卡片在什么情况下处于平衡状态.
(1)如图1,在纸片处于平衡状态后,小丽把小卡片转过一个角度,使小卡片受到的两个拉力大小相等,方向相反.松手后,卡片却不能保持平衡.她这样做是为了说明不在上的两个力不平衡.
(2) 该实验中,为了说明不是作用在同一物体上两个力也不平衡,小丽可以怎么做?
(3)事实上,小丽的实验并不是十分严谨的,因为小卡片本身还有重力.这对小丽的实验结论影响(选填“有”或“没有”),因为 .
关键词 初中物理 实验教学 探究式方法 运用
新课程标准指出,探究式学习方法是学习科学的一个强有力的工具,能够在课堂上保持学生强烈的好奇心和旺盛的求知欲,让学生学会学习、学会探究,养成良好的、正确的价值观。笔者以为,初中物理学习必须在新课程改革理念的引领下,重视学生学习方法的指导,特别是在实验教学过程中,教师要运用灵活多变的教学方法引导学生在探究中学习,不断提高课堂教学质量,努力达到物理新课程改革的要求。
一、重视控制变量法运用,引导学生在科学探究中掌握知识所谓控制变量法,就是指研究两个物理量之间的关系时,要保持影响前一个物理量的其它物理量不变,从而研究变化的这个物理量与要研究的物理量之间的变化关系。这种研究方法,被称之为控制变量法。
教师在需要运用控制变量法进行解题时,需要引导学生理解“控制什么?改变什么”,“如何控制?如何改变?”等,这些都是帮助学生研究和解决问题的关键。如在进行导体中的电流与电压、电阻的关系实验中,如果引导学生探究导体的电流与电压的关系,就需要在保持电阻不变的情况下改变导体两端的电压,以观察电流随电压的变化关系。在此实验中,如何改变导体两端的电压呢?办法就是调节滑动变阻器,改变导体两端的电压。如果让学生去探究导体中的电流与电阻的关系,需要控制导体两端的电压不变。教师在实验中要换用不同大小的电阻(即改变电阻),以使学生观察电流随电阻的变化情况。那么,又如何保持导体两端的电压不变呢?办法就是要调节滑动变阻器,使导体两端的电压保持不变。又如在研究影响动摩擦力大小因素的实验中,如果研究滑动摩擦力大小与压力大小关系,就需要控制接触面的粗糙程度不改变,而要改变压力大小,就要观察滑动摩擦力与压力大小的关系。如何控制不变?办法就是要始终保持木块的底面与木板接触。如何改变压力大小?办法就是在木块上添加砝码改变压力。当然,在此实验过程中,教师还可引导学生观察掌握测定滑动摩擦力大小的方法——用弹簧测力计拉着木块在水平上木板上作匀速运动,记下弹簧测力计的示数即为摩擦的大小。再如研究液体蒸发的快慢与哪些因素有关,研究压力作用的效果(压强)与哪些因素有关,研究决定电阻大小的因素,研究电功、焦耳定律、电磁铁磁性强变等等的影响因素,都可以使用这种方法。总之,控制变量法在初中物理科学探究的实验过程中经常用到,教师要重视此法的运用。
二、重视类比法运用,引导学生在逻辑推理中掌握知识所谓物理类比法,是指在物理实验教学过程中,教师引导学生将研究的物理对象与熟悉的物理对象相比较,找出它们的某些共同点、相似点或有联系的特征,从而据此推测出待研究的对象还可能具有熟知对象的另一些特征。物理类比法是一种逻辑推理的方法,实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理方法。初中物理教学中,学生学会运用类比法,可以有效地把实验的对象和熟知的对象进行对比,把未知的东西与已知的东西对比,能以旧带新,启发思想的火花,实现从形象思维到抽象思维的飞跃,有效地掌握物理知识、发展智力、培养能力,从而更好地提高课堂学习的效率。如在“电压”一节教学时,教师引导学生把电路模型类比水路模型,从而引入电压的概念。在教学中,教师通过引导学生观察课本中提供的水路模型和电路中形成电流的原因,然后将两幅图进行类比分析,找出二者之间的一一对应关系,比如阀门对开关、水轮对灯泡、水泵对电源、水路对电路、水流对电流等等,进而理解水流的形成是因为有水压,那么,电流的形成是因为有电压。如此,学生就很容易通过这种类比的学习方法,理解了电压是电流形成的原因,而电源是提供电压的装置。
类比法在物理学习中的应用很多,如把声波跟水波类比,把学习电磁感应中“作切割磁感线的运动”和农民用镰刀垂直地去割水稻这样一个动作相类比……等等。教师通过精心的教学设计,可以对学生的学习起得良好的促进作用。
物理学中的思想方法是求解物理问题的根本所在。通过学习并尝试运用各种物理学研究方法解决问题,可以使同学们养成良好的思维习惯,不断地提高科学素养。其次《课程标准》要求学生在学习物理过程中,领会物理概念、规律和方法,近几年来各省市的中考试题也加强了对物理研究方法的考查。但这些知识又散布在初中物理课本各处,为了帮助学生们更好的掌握这一部分知识,下面我就将物理学中这些常用的思想方法分类讲解,希望能给到同学们启示。
一、控制变量法
对于多个因素影响某一物理量的问题,在进行探究时,每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对某一物理量是否有影响,最终把多个因素的问题变成多个单一因素的问题,这种研究方法叫控制变量法。这是初中物理中最常用的探索问题和分析解决问题的科学方法。
初中物理涉及的实验主要有:1.影响液体蒸发快慢与哪些因素有关;2.滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;3.液体压强的大小与哪些因素有关4.研究浮力大小与哪些因素有关;5.压力的作用效果与哪些因素有关;6.滑轮组的机械效率与哪些因素有关;7.动能、重力势能的大小与哪些因素有关;8.导体的电阻大小与哪些因素有关;9.探究电阻一定时,电流与电压的关系;10.探究电压一定时,电流与电阻的关系;11.探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关;12.研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关;13.探索磁场对电流的作用规律;14.研究电磁感应现象;15.比热容的引入。
【典例】
1.由于电压和电阻两者都可能影响电流大小,用实验研究它们的关系时,可以先保持电压不变,探究电流和电阻的关系;然后保持电阻不变,探究电流和电压的关系,最后总结得出了欧姆定律,这种研究问题的方法叫“控制变量法”。在以下问题的研究中(1)滑动摩擦力大小与哪些因素有关;(2)牛顿在伽利略等人研究成果的基础上得出牛顿第一定律;(3)电流产生的热量与哪些因素有关;(4)研究磁场时,引入磁感线;应用了“控制变量法”进行研究的是( )
A.(1)(3) B.(1)(2) C.(2)(4) D.(3)(4)
解析:(2)是应用了实验推理法,(4)应用了理想模型法,所以答案为A。
二、转换法
物理学中,对于一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动规律,使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种研究方法就叫转换法。
初中物理涉及的实验主要有:1.空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;2.分子看不见、摸不到,不好研究,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它;3.电流看不见、摸不到,判断电路中是否有电流时,我们可以根据电流产生的效应来认识它;4.磁场看不见、摸不到,我们可以根据它产生的作用来认识它;5.再如,有一些物理量不容易测得,我们可以根据定义式转换成直接测的物理量。在由其定义式计算出其值,如电功率(我们无法直接测出电功率只能通过P=UI利用电流表、电压表测出U、I计算得出P)、电阻、密度等。6.测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积;7.我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度;8.在测量滑动摩擦力时转化成测拉力的大小;9.大气压的测量(无法直接测出大气压的值,转化成求被大气压压起的水银柱的压强);10.测量硬币的直径时转化成测刻度尺的长度;11.测液体压强(我们将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化);12.通过电流的效应来判断电流的存在(我们无法直接看到电流);13.通过磁场的效应来证明磁场的存在(我们无法直接看到磁场);14.研究物体内能与温度的关系(我们无法直接感知内能的变化,只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化);15.在研究电热与电流、电阻的因素时,我们将电热的多少转换成液柱上升的高度。
【典例】
1.分子运动着看不见、摸不着、不好研究,但科学家可以通过研究墨水的扩散现象来认识它,下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例,其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是( )。
A.研究电流与电阻、电压关系时,先使电阻不变去研究电流与电压的关系;然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系。
B.用小磁针研究磁场方向。
C.电流看不见、摸不着,判断电路中是否有电流时,我们可以通过电路中的灯泡是否发光来确定。
D.研究电流时,将它比作水流。
解析:A答案应用的是控制变量法;D答案应用的是类比法。所以正确答案:B C
三、等效法
在物理实验中有许多物理特征、过程和物理量要想直接观察和测量很困难,这时往往把所需要观测的变量换成其它间接的可观察和测量的变量进行研究,这种研究方法就是等效法。也可以这样说:“等效替代法”就是在特定的某种意义上,在保证效果是相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题替换成熟悉的、容易的、易处理问题的一种方法。
初中物理涉及的实验主要有:1.在研究物体同时受几个力作用时,引入合力(力的 合成);2.曹冲称象;3.串并联电路中,引入总电阻;4.阿基米德原理表达式:F浮=G排;5.平面镜成像的实验中用了两根等长的蜡烛;6.物体的重心
【典例】
例:某同学在做“探究平面镜成像的特点”实验时,将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面,取两段相同的蜡烛A和B,讲A和B一前一后竖直在直尺上。实验过程中,眼睛是始终再蜡烛A的一侧观察。
(1)点燃蜡烛A,调节蜡烛B的位置,当_____________,B的位置即为A的像所在的位置。
(2)实验时,直尺的作用是便于比较像与物体_____________关系;两段蜡烛相同是为了比较像与物的_____________关系。
(3)用平面镜代替玻璃板,上述实验 (选填“能”或“不能”)进行,因为 。
解析:拿一支相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,好像蜡烛B也被点燃了,这时蜡烛B就可以代替蜡烛A的像的位置和大小。这就是等效替代法在实验中的具体运用。采用玻璃板做实验,是因为玻璃板既能像平面镜一样成像,又能透过玻璃板看到后面的物体,便于确定蜡烛A的像的位置,比较像与物体的大小。直尺能过测量到玻璃板的距离,也能测出像到玻璃板的距离,从而比较像与物体到玻璃板距离的关系。
答案:(1)蜡烛B和蜡烛A的像完全重合;(2)到玻璃板的距离;大小;(3)不能,不能确定蜡烛A的像的位置。
四、科学推理法、理想实验法(实验推理法)
理想实验是实验与抽象思维的完美结合,它以真实的科学实验为基础,经过合理推理,将研究对象加以“纯化(理想化)”,略去无关或次要因素的影响,概括出事物的本质规律。因此,理想实验法是在实验基础上经过科学的概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。且这种方法是在实验基础上用已知的规律对未知的自然现象及规律做出科学的预见。
初中物理涉及的实验主要有:1.牛顿第一定律;2.真空不能传声;3.自然界存在两种电荷。
【典例】
1.研究物理问题时经常用到科学的研究方法。如探究“真空能否传声”就是在实验基础上进行理想推理而得出结论,研究以下问题的方法与此方法相同的是( )
A.分子热运动 B.牛顿第一定律
C.电阻上的电流与两端电压的关系
D.磁场用磁感线来描述
解析:扩散现象是由于分子微观运动而形成的,但分子很小,不可能用肉眼直接观察到分子的运动,这时可以通过转换法,由观察扩散实验的宏观现象直接反映分子的热运动。研究电流与电压和电阻的关系采用了控制变量法;研究磁场的分布规律时,依照铁屑在磁场中排列的情况,画出一些有方向的曲线,实际上磁场周围并没有这些曲线,这是为了研究问题的方便,人们采用的理想模型法。
答案:B
五、类比法
如果对一个物理现象或过程与另一物理现象或过程进行比较,找到若干相同或相似之处,并以此为依据,把其中某一对象的有关知识或结论推移到另一对象中去,得到后一对象的结论,这就是类比法。换句话说就是在学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解就拿出一个大家都能看见的与之很相似的量来进行对照学习。如:电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成,水压使水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到:水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似的,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似的,电源提供电压的装置。水流通过哦轮时,消耗水能转化为哦轮的动能;类似的,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能。我们学习分子动能的时候与物体的动能进行类比;学习功率时,将功率和速度进行类比。通过类比,用大家熟悉的水流、水压的直观认识,使得看不见、摸不着的抽象的电流、电压等知识跃然纸面,栩栩如生。
初中物理涉及的实验主要有:1.电流比作水流;2.电压比作水压;3.声波比作水波;4.分子的动能比作物体的动能;5.功率的定义比作速度的定义。
【典例】
1.我们在学气压强时,发现大气与液体有相似的性质,因此对照液体压强知识来学气压强,这种学习方法叫( )。
A.比较法 B.模型法
物理规律是中学物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽。物理规律的教学既是物理知识教学的核心内容,也是新课标强调的培养学生实验探究能力,锻炼学生思维能力的重要途径。怎样才能搞好规律教学呢?本人自参加工作十几年以来一直从事物理教学工作,对物理规律的教学有了一些自己的看法和认识,现总结如下:
一、了解物理规律的类型
1.实验规律。物理学中的绝大多数规律,都是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,我们把它们叫做实验规律。如欧姆定律、焦耳定律、法拉第电磁感应定律、光的反射定律、光的折射定律、阿基米德原理、液体内部压强特点等都属于这一类。
2.理想规律。有些物理规律不能直接用实验来证明,但是具有足够数量的经验事实,如果把这些经验事实进行整理分析,去掉非主要因素,抓住主要因素,推理到理想的情况下,总结出来的规律,我们把它叫做理想规律。如牛顿第一定律。
3.理论规律。有些物理规律是以已知的事实为根据,通过推理总结出来的,我们把它叫做理论规律。如万有引力定律是牛顿经过科学推理而发现的。
二、物理规律教学的基本方法
在物理规律的教学工程中,不仅要让学生掌握规律本身,还要对规律的建立过程、研究问题的科学方法进行深入了解,更重要的是要了解如何应用规律来解决具体问题。为此,对不同的物理规律采用不同的教学方法。下面分别对以上三类规律的教学谈一下自己的认识。
1.实验规律的教学方法。在物理学的建立和发展过程中,物理实验既是归纳物理规律、产生物理假说的实验基础,也是验证物理预言和物理假设的主要依据。观察和实验既是形成物理概念和认识物理规律的基础,又是学习物理学的基本方法,而初中物理学科主要是让学生在观察、实验的基础上初步了解物理学的一些基本知识。具体方法大致有以下几种:
①由日常经验或实验结果进行直接归纳得出结论。如研究影响蒸发快慢的因素,我让学生思考生活中自己晒衣服的体会得出;光的反射定律是通过演示实验得到的等。
②先从实验结果或从对实例的分析中得出定性的结论,再进一步通过实验寻求严格的定量关系,得出定量化的结论。如研究液体内部的压强时,我先通过演示实验:底部和侧壁有橡皮膜的玻璃管,装满水,观察橡皮膜凸出且底部凸出明显,让学生知道液体压强跟深度有关,再进一步实验研究得到它们成正比的定量关系。
③引导学生在观察实验或分析推理的基础上进行猜想,然后通过实验来验证、修正自己的猜想,得出结论。如在焦耳定律的教学中,我先让学生观察并思考两个实验事实:第一,灯泡热的发光,而与之相连的导线却察觉不到发热,这说明电流产生的热量与什么有关?第二,同样的导线,在并入用电器很多时,就会察觉到导线发热,这又说明了什么?然后利用焦耳定律演示器进行实验验证。
2.理想规律的教学方法。理想规律是在物理事实的基础上,通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律。因此在教学中应用“合理推理法”。如在牛顿第一定律的教学中,引导学生通过在不同表面上做小车沿斜面下滑的实验,发现平面越光滑,摩擦阻力越小,小车滑得越远。如果推理到平面光滑、没有摩擦阻力的情况下,小车则将永远运动下去,且速度不变,做匀速直线运动,从而总结出牛顿第一定律。
三、运用物理规律解决实际问题
1.培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。例题的作用就是示范性,通过对例题的分析,总结出解决问题的思路、方法与步骤,引导学生应用物理规律解决实际问题。如学生学完密度这一节后,可以出这样一题“用密度知识鉴别体育课用的铅球是否是纯铅制的”,通过测量铅球的质量和体积,求出铅球的密度,再与纯铅的密度比较后进行判断,得出结论。可以各设计一个典型例题,指导学生运用实际问题,从而达到培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。