初中物理实验教学中的问题与对策

发布时间:2018/4/10 20:19:00 编辑:goodook 手机版
  一直以来,实验在物理教学中占有举足轻重的地位,对培养学生的观察能力和实验能力,培养学生实事求是的科学态度,具有不可替代的作用。但由于教学设计或实验器材的原因,总会使得实验现象大打折扣。本文结合初中物理教学实践,对初中物理实验教学中的问题与对策进行分析探讨。
  一、课堂演示实验
  在课堂演示实验教学中,实验设计的好坏直接影响着实验效果,更影响着学生对实验结果的理解。有时传统的实验设计,往往不能收到预期的效果,所以将传统实验改进创新一下,反而会使实验效果更明显。
  1.密度概念的引入
  密度是初中物理中一个很重要的概念,但同时也是学生较难理解的概念。笔者原来是这样教学的:
  (1)让学生先分别称量出体积分别为10cm3、20cm3、30cm3的铝块的质量,计算出质量与体积之比;
  (2)再分别称出体积分别为10cm3、20cm3、30cm3的铜块质量,计算出质量与体积之比;
  (3)由学生归纳分析得出:
  ①同种物质,质量与体积之比相同;
  ②不同物质,质量与体积之比不同;
  ③物理学里,用“密度”这个物理量反映这种特性,从而得出密度的概念。
  这样的设计,科学概念的引入是人为规定的,许多定义是用一种生硬的方式直接给出的。这样做可以节省时间,提高效率。但这样强行灌输的知识不可能深入学生的心灵,学生无法熟练迁移、应用。
  于是,笔者做了如下改进:
  (1)将体积均为10cm3的两个铜块、两个铁块、两个铝块给学生分辨,并将它们分类。学生可以根据颜色、质量分类,甚至不需要用到天平。
  (2)将体积均为10cm3的两个铜块、两个铁块、两个铝块用黑色薄膜包裹,要求学生分类。学生可以用天平
  将它们的质量分别称量出来,质量相同的归为一类。
  (3)将一组体积为10cm3的铜块、铁块、铝块和另一组体积为20cm3的铜块、铁块、铝块用黑色薄膜包裹,学生只称量质量是无法分类的。这时通过组内学生的讨论,学生会想到还要测质量,并计算单位体积物质的质量,通过这样的实验操作学生可以将三类物质进行分类。这样密度的概念就建立起来了。
  这一系列的问题,其中一部分,学生根据已有的经验可以解决,但另一部分问题,必须超越已有的经验,探寻新的解决办法。这样基于学生已有经验,设计的问题,有利于学生积极、主动地投入到智力活动中去,有助于学生形成正确的科学概念。初中生在学习新的物理概念时,无论从知识基础,还是从认知发展来看,都离不开具体经验的支持。
  2.探究液体压强特点实验
  这一节课,笔者利用右图的器材,引导学生观察容器底面和侧壁的橡皮膜有什么特点,引出液体压强。在这个实验中,底面的橡皮膜向下凸,说明液体对底面有压强。为什么有压强呢?从橡皮膜向下凸,说明它受到了向下的力,学生很容易想到“由于液体重力作用在底面的橡皮膜上,从而产生了压强”。侧壁的橡皮膜也向外凸,说明容器的侧壁也有液体压强。为什么有这个压强呢?从橡皮膜向外凸,说明它受到了一个向外的力,这个力是液体产生的。液体为什么会产生向外的力呢?学生经过思考,会想到液体具有流动性,产生向外的力,作用在橡皮膜上就产生了压强。从教学的效果看,通过实验引入,学生知道了液体内部会产生压强,并且知道产生压强的原因,从而引出液体内部压强特点的探究。学生由已掌握的知识,逐渐向未知的知识探索,有效激发了学生的学习兴趣。但在实验过程中,也有部分学生提出了疑问,容器侧壁的橡皮膜外凸的程度不明显,后排的学生看不清楚,可视度差。
  针对这一个问题,课后我进行了反思,如何能让实验现象更明显?从液体压强的特点来看,压强越大,效果越明显。而容器深度却限定了,我首先将水换成了盐水,效果变化不大。后来,换成了硫酸铜溶液。原以为效果会比较好。实验发现,效果仍不理想。后来我又到实验室找了一根合适的玻璃管,将玻璃管插入到容器里,使水的深度大约增加了10厘米。用改进后的器材做实验,效果较理想。我计算了一下,假设原有液柱深10cm,如果插入一根长度合适的玻璃管,使水的深度增加10厘米的话,计算得到圆筒侧壁的压强大约是2×103Pa,可有效增强实验效果。
  二、课堂探究实验
  探究性实验是在假设的指引下,获取支持或推翻假设的科学证据,是以实验为载体探究科学结论的过程,是在教师的指导下,学生运用已学的知识、技能,把自己当作新知识的探索者和发现者,通过实验亲自发现问题。探究性实验重视过程和方法,有利于提高学生发现问题和解决问题的能力。因此,初中物理新课程增加了较多的探究性实验,提倡将演示实验尽量转化为学生的课堂探究实验。
  在“光的直线传播”实验中,要让学生知道,光在气体、液体、固体中沿直线传播。最初的教学设计,笔者采用了教师演示的方法,让激光在烟雾中传播,可看出光在气体中沿直线传播;让激光在加液体奶的水中传播,可看出光在液体中沿直线传播;让光在玻璃砖和果冻中传播,可看出光在固体中沿直线传播。从效果来看,现象都非常明显,很容易归纳出光沿直线传播的结论。课后经过反思,笔者认为这节课的实验环节,是验证性的实验,学生很少积极主动思考,课堂上也很少留给学生独立思考的时间,学生的情绪调动不充分。能否将这堂课改为探究课呢?通过改进教学设计,在探究光在气体中的传播路径时,笔者先提出问题:光在空气中的传播路径是怎么样的?通过学生的讨论或联想,会有一些猜想。笔者进一步启发:在平常状态下,能看得光在空气中的传播路径吗?再引导、启发学生思考:有雾天气,穿过树林的阳光是什么样子的?我们可以制造出一个有烟雾的环境吗?利用桌面上的实验材料怎样做实验?到这里,学生就会想到点燃线香,能够制造有烟雾的环境。接下来,让学生设计实验、进行实验,就顺理成章了。同理,探究光在水中传播的路径时,用同样的办法,引导学生,让光在加了液体奶的水中传播,现象更明显。
  三、课后小实验
  课堂是物理学习的主阵地,让学生在课堂学习的基础上,课后做一些课堂实验的延伸和拓展,不仅能巩固课堂中所学的知识,还能在实验过程中有新的收获、新的体验。
  1.瓶子变瘪
  在讲完大气压强后,可布置学生回家利用身边的材料,做证明大气压强存在的实验:拿一个空饮料瓶,倒入少量热水,轻轻摇晃,使瓶内空气受热后倒掉热水,然后盖紧瓶塞。一会儿后,伴随着“咔咔”声,瓶子慢慢变瘪。这个实验简单易行,学生参与性强,更能体验科学神奇。
  2.洗黄豆的实验
  学完密度的应用之后,有一些学生对盐水选种不理解。教师可要求学生回家做一个很简单的实验:将家里存放有一定时间的黄豆洗一洗,然后看看会发现什么现象。有部分学生会发现,有少量黄豆浮起来。为什么黄豆会浮起来呢?通过思考,学生会想到因为部分黄豆被虫蛀空,密度比水小,会浮在水面上。同理,调制一定浓度的盐水,可以使不符合要求的种子浮起来。
  在物理实验教学中,只要认真反思,用心发掘,就会发现一些改进方法,从而提高物理实验教学效果。