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初中物理实验教学资源整合策略

2022-11-22高元明

新教育时代电子杂志(教师版) 2022年21期
关键词:实验室教学方式物理

高元明

(江西省广昌县第一中学 江西抚州 344904)

物理是一门实验性非常强的学科,针对刚刚接触这门学科的初中生来讲,如果不借助实验的方式来进行教学,很难深入理解其中的理论内容和现象。所以实验对于物理学科的教学作用是非常强大的,因为实验教学方式非常的直观和形象,学生能在操作实验的过程当中更加深刻地理解一些实验现象,以及掌握一定的实验原理。通过实验还可以将较为隐性的物理规律充分展现,这种物理实验操作方式更加符合初中生的年龄认知及理解能力。物理教师在进行实验教学的环节里,可以和学生展开互动,提升课堂的教学氛围,与学生很好地融为一体,提高物理学科的教学效率。另外,再加上新课改对物理学科提出了新的要求和标准,“要求学生需要具备对科学领域探索的求知欲,乐于在日常生活中去研究一些物理现象,感知物理学原理,并将科学技术应用到日常的生活和社会实践中。”

一、加强物理实验室的构建,有效发挥实验器材的实用价值

在物理学科的课堂教学活动中采用实验的教学方式能够促进学生们对物理相关原理的理解和认知。物理实验室是重要的教学场地,同时也是进行教学研究的核心阵地。物理教师需要充分借助实验器材及设备来实施教学,在实验操作的过程中还要紧密联系实际生活现象,促进学生的理解,使用实际生活用品来给物理实验做服务,充分利用实验资源做好实验教学[1]。

1.有效借助现有的实验室资源,充分开发生活实验资源

由于教育改革的不断推进,加上社会发展进程的加速,当前已经有很多初中配备了较为齐全的物理实验教学设备,以及专业的技术人才,甚至有一些农村中学都已经编制了较为健全的实验制度,也配置了功能齐全的物理实验室相关设备。在当前现有的物理实验器材及设备当中,专业的物理实验器材以及设备都根据不同的分类存放到了相应的位置,教师在带领学生进行物理实验操作之前,都会根据不同的实验种类及操作步骤来选择相对应的实验器材。因此这些设备、器材、模型都是学生操作物理实验的重要资源[2]。

可是,物理实验室目前所配置的这些资源还存在很大的局限性和约束性,一直受限于教科书中的内容,因此,物理教师在进行物理实验演示的过程通常都是根据菜单的方式来进行的,也不利于学生分组实验的创新发挥。这种实验要求大大约束了教师和学生实验创新思维的发挥,同时也影响了创新实验的良好成果。实验资源的局限造成学生在进行实验学习的时候探究性不足,资源也得不到充分利用,所以这就需要物理教师在日常教学过程中不断引导学生们在实际生活中去探索实验器材及资源,做到“变废为宝”,扩展物理实验思维。

比如,学生们在日常生活中经常接触到的一些物品都可以当做实验的仪器或是材料,如饮料瓶、易拉罐、废旧玻璃瓶、螺丝钉、牙膏皮等等,通过这些日常废旧物能够做出很多的物理实验,扩展了学生的实验思维,同时也大大丰富了物理实验的资源,也极大程度的激发的学生的实验兴趣。例如,我们平时生活中非常常见的玻璃杯,就可以做出很多种类的实验,比如声学、光学、电学等物理实验的器材,比如作声学的实验:①拿出一个木棍去敲击玻璃杯,可以听到非常清脆的声音;木棍停止敲击的时候,玻璃杯的声音也停止了,这证明了声音是借助发声体的振动形成的;振动终止了,声音也同时停止。②在相同外形的玻璃杯中倒进质量不同的水,然后再使用木棍去敲击玻璃杯,此时不同的玻璃杯将会出现不同的声音,这个现象证明了发声体长度不同,产生的音调也不同。③使用厚度不同的玻璃杯,继续使用木棍进行敲击,发出的声音依然不同,这代表了发声体形状不同,产生的音色也不相同。

在进行物理实验过程中,通过废品再利用能够有效丰富实验室的资源,教师引导学生在生活实践中培养善于发现实验材料的能力,把一些废旧的物品整理起来,当作物理实验的器材及材料,这种方式可以大大降低实验的成本。例如,物理教师在进行大气压强实验教学的环节中,可以让学生各自准备一个易拉罐,然后将易拉罐放在酒精喷灯上持续加热,之后将其倒扣在冷水中,温度的迅速下降可以让易拉罐中的空气收缩,减小罐体内部压强,外部的大气压强瞬间压扁易拉罐,这个过程还会有较大的声响出现。这种实验会获得良好的教学效果,同时也能充分向学生展示大气压强的存在,这种创新式的物理实验教学方式有效提升了实验教学的质量,培养了学生的想象力,提升了创造能力,值得物理教师在教学实践中广泛应用。

2.定期开放实验室,提供实验的空间

物理实验室是非常重要的实验教学场地,实验室不单单是传授物理实验知识的场所,同时还是学生们进行实验探索和交流的重地。因此,从学校,应该重视物理实验室的建设,进一步给学生营造良好的实验氛围,提供能够进行科学探索的有利条件,培养学生的物理探索欲望。尤其是课后的物理实验练习,学校更应该给学生提供更多的硬件支持,打破实验操作的时间和空间限制;鼓励学生自制实验模型,自行验证物理规律及原理,在实验过程当中探索新问题,感受更多的物理实验乐趣[3]。

可是从当前很多学校的物理实验室管理方式来看,大部分的时间都是封闭式管理,实验室只有在进行物理教学的时候才会开放,学生在其他时间没有机会进入,这种实验室的管理方式会造成学生丢失合作与交流的机会,同时对提升物理实验兴趣也产生了较大的障碍。尤其是针对物理实验具有较大热情的学生来讲,很多实验不能亲自动手操作、验证,长此以往,就会导致这部分学生失去学习物理的兴趣,所以学校应该从学生的角度定期向学生开放实验室,让学生可以随时随地去接触实验器材及设备,保持对物理实验学习的热情。

作为物理教师来讲,需要借助一切可以利用的实验资源丰富物理实验的教学活动。教师可在教学中构建物理兴趣小组,不断培养和激发学生的学习热情,充分调动学生的物理学习兴趣,有效培养创造性思维,给日后更加深奥的物理知识学习打下坚实的基础。

二、做好实验形式的转换,实现课堂教学的高效达成

物理实验教学想要得到最佳的实验教学效果,就需要教师不断转变实验的教学模式,充分指导学生自行操作实验,师生共同探索实验原理及过程。经过转换之后的物理实验教学,可以让学生在动手实验的过程当中感受到更多的成就感,体验探索物理奥秘的乐趣,充分调动课堂的学习积极性,通过实验的学习给学生留下难忘的记忆[4]。

比如,在教学“影响压力作用效果”这一内容的过程中,如果遵照课本的教学大纲要求,教师以往的实验方式是用手掌和手指来按压住充足气的气球进行实验演示,让学生们观察手指陷入气球的深度。这种实验教学过程,只有位于前排座位的学生才能观察得清楚,座位靠后的同学根本看不到实验的具体现象,因此针对这种实际现状,物理教师就需要转变教学思维,变换一种实验方式,让班级所有的学生拿出铅笔,让学生使用两个手指分别按住铅笔的两端,在按照实验过程进行演示,让学生体会是按在笔尖的手指较疼,还是按住根部的手指较疼。通过此实验来感受到压力的作用和受力面积的联系,学生可通过实验总结出结论:受力面积越小,压力作用的效果越大。变换之后的实验教学方式能够让全体学生都参与到实验过程当中,提高了实验的信服力,同时还能让学生更加深入地理解实验过程及原理,便于掌握重点内容。

在进行物理实验教学的环节中,想要充分带动学生的学习积极性,培养学习兴趣,达到提升教学效率的目的,就需要教师重视实验方式的转换,同时还要尊重科学规律,运用循序渐进的教学方式来指导学生完成物理实验。尤其是在选择实验器材、实验方案方面,要进一步启发学生思维,以此来实现物理实验教学的有效成果。在开放自主的教学环境中,便于学生掌握实验技能,通过小组合作交流提出实验问题,找出解决问题的方案,加强学生思维的紧密性[5]。

以学习“测电阻”为例,在进行实验教学之前,教师需要向学生明确介绍实验目的以及相关要求,通过小组讨论的方式,让学生设置实验问题,画出对应的电路图。学生们在操作实验的过程当中掌握电阻的原理,还有串联、并联电路电压的特征,在实施研究讨论之后,会得到很多种方法。比如,常规状态下的伏安法,缺电表情况下的伏阻法和安阻法。通过实验来自行设计操作方案,亲自动手进行实验,在正式进行实验之前,物理教师需要向学生介绍实验步骤以及注意事项。在进行物理实验的过程当中,不同层次的学生都会通过动手实验来增强对物理原理的认知,进一步促进学习物理的内在动力。在实验操作结束以后,物理教师需要根据学生的实验操作过程来开展评估。并精准点评学生的操作过程和步骤,针对不足及时进行纠正和指导,教会学生总结实验。这种教学方式不但能够培养学生的分析能力,同时还能提升学生的概括能力。

通过物理实验的学习能够有效提高学生们对物理学科和原理的认知,便于理解抽象的物理知识点,培养敢于创新的精神,让学生在真正宽松和谐的氛围中学习物理原理,在物理实验操作的过程当中进一步锻炼思考能力。

三、重视多媒体资源的运用,呈现实验教学的多样形式

在实验教学过程当中,教师可以充分借助多媒体的教学资源进行实验教学,通过使用图片、影像、声音、动画、视频等多样化的形式手段,把一些无法通过实验来操作的步骤通过多媒体的方式向学生进行展示,学生通过听觉和视觉的感知,更加容易理解抽象的物理知识。这种立体形象的物理教学资源能够有效地刺激学生们的感官认知,提升物理学科的趣味性,保持长久的学习兴趣[6]。

在初中物理实验教学的过程当中,有很多实验是可以通过亲自动手操作来完成的,比如使用天平测量物体的质量、凸透镜成像、平面镜成像、焦耳定律等,这些实验都可以在实验室来操作。比如,光的色散、扩散现象以及一些物理性质的实验操作,由于环境条件所限,通常很难在课堂中进行演示,这就需要借助多媒体课件来完成实验教学,教师通过多媒体的展示加深学生们对这些实验的学习印象。尤其是针对一些无法亲自操作的实验,物理教师采用多媒体课件的实验教学手段更是彰显了其最大的优势。如核裂变中的链式反应是这个章节学习的重难点,物理教师如果只采用课堂板书的方式进行教学,学生将很难对其原理和现象进行掌握和理解,更加无法深刻领会到链式反应中所形成的巨大能量。为了能够让学生更加有效地掌握该章节的重难点,首先,教师可以给学生们播放一段多米诺骨牌的实验过程,借助动画功能和CAI课件向学生展示一个中子轰击另一个重核所产生的一系列裂变反应,最后通过在网络上所收集到的重核裂变所产生的震撼力影像来实施教学。通过采用多媒体的这种教学方式,可以改变课堂单一枯燥的教学模式,提升趣味性,最为重要的是学生在经历了以上的这些学习过程之后,加深了对知识点的理解,使抽象的物理原理变得更加的生动形象,更为直观,大幅度提升了学生对知识点理解的准确度[7]。

能够充分借助多媒体技术完成实验的操作,有助于教师引导学生们跟着整体的教学思路进行推进。比如,在学习牛顿第一定律的实验过程时,如果教师要选择小车在毛巾、棉布和木板表面上进行运动的实验装置,让学生通过这个实验来得到“运动物体不受力时将做匀速直线运动”的实验结论,是具有较高难度的。因为在操作这个实验的时候,小车无论是在什么样的表面上进行运动,其速度都会越来越慢,最后都是要停止下来的。如果借助多媒体的技术来进行这项实验的教学,通过flash动画的模式可以展示出小车在不同物体的表面运动过程,最后小车在光滑的表面将永远持续运动下去,学生们通过动画就可以非常形象直观地得到这个实验结论。同时也可以有效节省课堂教学时间,有助于提高课堂的教学效率。

有些物理实验现象是在生活中随处可见的,所以物理教师在进行实验教学的过程中要引导学生密切关注物理资源的收集、开发和整合,借助现代化多媒体技术进行实验教学,依据实际的教学目标和需求转变思维,采用多样化的实验教学方式,帮助物理实验教学取得更大的进步。

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