在物理教学中学生实验探究能力的培养

中国教育装备采购网2011-06-23 10:47围观121次我要分享

梁 建
江苏省宿迁市沭阳县北丁集初级中学  江苏宿迁  223663

    很多教师都想在物理教学中培养学生的实验探究能力,但是由于时间、空间和器材的限制,而无法正常开展。针对笔者所在的学校为例,关于实验探究能力的培养,主要有以下几个问题。

    一、物理教学中,学生实验时间没有保证

    例如:在探究不同物质吸(放)热的本领实验时,教师出示《物理实验用书》中创设的物理情景,提出问题:

    1.为什么白天海水比沙子凉,晚上沙子却比海水凉?

    2.为什么同一时刻海水和沙子、瓷砖和水的温度不一样?

    教师开始布置好各小组分析讨论,然后由各小组组长发表各小组的看法,随后教师开始板书各小组的看法。接下来教师和同学们一起提出猜想和假设。(共花了20分钟)

    教师出示多媒体课件,要求同学们设计实验:

    1.如何才能让沙子和水的温度升高?

    2.如何比较沙子和水哪个升温快?

    3.实验室要注意控制沙子和水的哪些条件相同?(10分钟)


    学生操作并记下实验数据。(15分钟)

    由于课堂要求太细,面面俱到,以致学生实验时间太短,只有15分钟,根本完不成实验,教师为了尽快结束该课,科学探究的分析与结论就被匆忙地带过去了,学生还未亲自完成实验探究的结果,未来得及体验实验成功的喜悦,这很容易造成学生的心理失落。如果每节课都如此,培养学生实验探究能力就是一句空话。因此,应该根据该节课的探究目标,制定好合理的计划,准备好使用的器材,保证实验探究的时间,完成操作、数据记录和实验分析与结论的得出。

    二、教师不注重发现学生探究过程中的问题

    在探究《杠杆》教学过程中,教师在猜想小孩为什么把大人翘起来了之后,就安排同学们做实验,实验过程中不注意巡视和发现学生的问题。在我校一位教师的物理实验课上,笔者就看到有很多同学实验前调节的杠杆并没有在水平位置,接下来就把钩码挂到杠杆的一边,在右边向上拉弹簧测力计,还有的干脆在杠杆左右两边若干地方挂上钩码,导致多个力和多个力臂。教师不去发现纠正实验中的错误,一堂课忙忙碌碌,显得很热闹,最后同学们发现自己的数据和课本上的“动力×动力臂=阻力×阻力臂”相矛盾。整个探究过程是在目的性差,混乱的过程中进行的。所以教师课前要认真充分的备实验,思考同学们探究过程中可能会出现的问题,才会在实验探究过程中即使发现并指出实验的错误和探究的注意点,顺利的完成实验。

    三、不考虑学生实际,无法完成的实验也要求同学们去完成

    曾经有一位如东中学的物理教师到我校支教,听过他的一堂《物质的结构》。该节课准备了很多器材,1m长玻璃管、金属圈、肥皂水、红墨水、酒精、铅块、钩码和烧杯等等。教师演示了水和酒精混合后变小的实验,刚刚激发了学生学习的兴趣,就马上要求同学们自己来探究分子间的引力和斥力,由于同学们的认知能力和生活经验有限,很多同学看到这么多器材无从下手,还有的乱做一气,实验台上一片狼藉,导致教师无法完成教学任务。本课内容抽象,应该根据学生的认知能力和生活经验类比得出分子间是有间隙的,分子间存在引力和斥力。

    四、探究实验缺乏拓展延伸

    作为教学的组织者和引导者,教师本该在完成课本实验教学后,根据学生的知识水平和认知能力继续拓展延伸实验。但是有部分教师认为考试考不到,讲不讲都无所谓,导致学生无法进一步的提高实验探究能力。

    例如:在完成《杠杆》的教学后,认为教学任务完成了,目的达到了,教师没有安排同学们去继续思考杠杆的相关应用,制作一些利用杠杆原理的小实验,不注重实验的拓展延伸,这样也就很难让目前的探究能力再上一个台阶。杠杆的应用很多,比如要求同学们制作杆秤,确定胡萝卜的重心等等。通过拓展延伸探究实验,可以更好的激发学生学习物理的兴趣,培养探究能力,达到科学素质的培养和提高。

    五、缺乏利用课外实验激发学生学习探究物理的兴趣

    学校虽然安排了课外活动,但对于初三同学来说,基本上都呆在教室铺天盖地的做着各科的作业。物理教师不去开发,学生也不愿意去探究。比如在学习了《热值》后,实验教材安排的课后小实验探究花生米的热值,很多教师和同学都认为该探究活动难度太大,花生米不容易燃烧,能否真的可以用一粒花生米烧水呢?需要什么样的实验器材呢?由于有能量损失,实验中的误差怎样处理呢?等等问题困扰着大家,加上初三课程紧、任务重,又不是考试必考的实验,往往就被忽略了。

    对于一所普通的农村初级中学来说,老百姓和政府仍然是以升学率考量它的业绩,应试教育仍在一定范围内大行其道。物理教师盯着的就是学生的分数,忽视了学生实验探究能力的培养。综合以上的问题,笔者认为要加强实验探究能力的培养,需要在以下4个方面努力。

    1.设置好实验探究的内容

    初中《物理课程标准》明确指出要培养学生具有较高的实验探究能力和基本的科学素养,让学生在实验探究过程中培养探究能力,发现真理。但是由于课堂时间的限制,各个实验的差异性,造成很多实验不适宜在课堂上面面俱到的探究。这就需要教师在教学过程中,改变教学策略,选择那些重点内容、核心问题开展探究。例如:在《电压和电压表的使用》(苏科版)这一节中,在介绍完电压表的使用后,笔者并没有让同学们动手操作探究电压表的使用,由于前一节课同学们已经掌握了电流表的使用,所以电压表的使用只需要由教师演示一遍就可以了。这样节省下来的时间可以集中用来探究串并联电路电压特点,达到核心问题的解决。

    2.利用课外小实验提高学生学习物理的兴趣,开拓培养物理实验能力第二课堂

    初中物理实验教学的主要任务是激发学生实验探究的兴趣,引导学生思考、实验和释疑,使学生对物理知识能够融汇和重组。笔者在课外活动时,把班里的同学按照探究能力的优劣搭配分成8个小组,每个小组8~9人。要求他们利用身边的器材探究一些实验。例如:有的小组利用废弃的矿泉水瓶制作的“潜水艇”,由于浸没在水中浮力大小不变,充水时重力变大,重力大于浮力,“潜水艇”下沉,排水时,重力减小,重力小于浮力,“潜水艇”就会上浮。利用课外小实验还可以集思广益,培养同学们的合作意识,通过合作,培养探究能力。例如:在组装直流电动机模型实验时,发现通电后电动机转速很慢。于是大家纷纷猜测,有的认为是线圈太重了,就换上轻一点的线圈,甚至有一个组想到用锡箔纸代替线圈;还有的组猜测是由于电流太小了,就调高了学生电源的电压;还有的同学认为摩擦力大了,于是将电刷磨得光亮……

    3.积极开展物理实验竞赛,在竞赛中培养学生实验探究能力

    为了落实初中《物理课程标准》提出的培养学生实验探究能力的要求,我校学生每学期都要开展一次物理实验竞赛活动,评委由物理教师和同学们投票选出的同学组成。在竞赛过程中,全校师生都在认真观看选手的操作过程,哪怕一丁点的失误都逃不过大家的眼睛。竞赛过程激发了同学们的参与和探究实验的热情,很多实验过程都有惊人的闪光之处。

    例如:有的同学在观看了我国成功发射“嫦娥一号探月卫星”的过程后,就思考怎样利用所学的内用转化为机械能的知识制作自己的“火箭”,我们的参赛选手使用了易拉罐、一个支架和酒精块等器材,制作了“火箭”,当点燃酒精块时,会看到从易拉罐底部喷出的气体使“火箭”上升了十几厘米高的距离,迎来大家的喝彩声。通过实验竞赛,为同学们提供了施展才华的舞台,有力地推动了我校实验教学的开展。

    4.根据教材内容,寻找灵感,拓展延伸实验

    诺贝尔物理学奖得主丁肇中曾说过:“事实上,自然科学理论不能离开实验的基础。特别的,物理学是从实验中产生的”。学生可以从教材中寻找灵感,用所学知识自己设计探究一些实验,强化对探究能力的培养。

    在学习过《电压和电压表的使用》后,有些同学根据教材中提出的水果电池能够使小灯泡发光,提出了水果电池电压大小与哪些因素有关的探究问题。他们找来苹果、橙子、石榴等水果,将它们切开,插入铜片和铁片作为电极。改变插入的深度或铜铁片间的距离,观察水果电池两端的电压变化。实验结束后有的同学发现插入铜的一段水果组织有绿色的物质产生,又引起了同学们的兴趣。通过该探究活动,培养了学生的动手动脑能力,体验到了实验成功的乐趣。

    综上,笔者认为只有对探究内容进行合理的设置,同时基于同学们的生活经验和已有的知识水平,激发他们实验探究的欲望,才能实现《物理课程标准》提出的培养学生具有较高的实验探究能力和基本科学素养的要求。

来源:《中国现代教育装备》

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