市教育科研“十百千工程”研究型教师:初中物理实验的创新方法

沈河科研 2022-08-16 10:12:12


闻天楚,沈阳市第七中学,物理教师。从教6年,在备课中不断思考,不断深入钻研,热爱物理教学。在教学中勇于改革创新,善于引导学生在多样化的探究中感悟物理知识。多次参与、主持省市级课题,数次在校、区内上观摩课,并获得沈阳市优秀课特等奖。

 初中物理教材编入了大量实验,涵盖各种分组实验、演示实验、课后小实验、小制作等等,但从教学效果上来看,教材中的实验器材、方案还有很多不足,学生对某些实验理解困难,需要对一些实验进行创新或改进,为学生提供更多的感性认识。


一、对“探究实验”部分的创新


1.创设小实验——帮助理解操作步骤

探究实验是有时学生只是机械的模仿,或是明白了实验的操作,却并不理解实验器材为何这么设置,为什么要这么操作,这就会就导致遇到相似实验会混淆。

在实验教学中不妨设置一些小实验,让学生动手操作,理解实验步骤。

案例:在《测平均速度》实验中,实验要求“利用小车、金属片,要求斜面保持很小的坡度。”那为何使用这些器材又为何这样操作?我选择在实验前增加了个简单的小实验,让学生自己体会自己选材。

让学生测量气球下落和石块下落的时间,并说出哪个方便测量,原因是什么。在测量前大部分同学认为是气球,认为下落缓慢好测,但实际测量中发现气球由于听不到落地声音而不知何时停止计时,而石块落地虽短但能够听到声音方便计时。通过总结气球和石块的优点,进而提问,如何改进这节课的实验器材,能兼并两者优点?学生自己就会提出让坡度缓一些,放个挡板听声计时。之后再讲解实验器材便顺水推舟。这个实验由于与学生原思维有较大的矛盾,所以学生印象比较深刻。

2.将“做”题变成“做”实验——增加探究项目

对于探究实验,书上要求相对简单,但是考试题目会拓展很多,这要求学生要根据已学知识推断现象,这对于一部分孩子来说是个难点,所以我选择在进行探究实验的过程中增加实验步骤让孩子继续深入探究。

案例:《凸透镜成像的规律》这节探究实验中,我让学生用这套器材额外做了很多习题中出现的实验:

①在找到像后,将蜡烛与光屏对调位置,再次观察

②用书遮住透镜一半,观察成像有何变化

③分别上下移动蜡烛,透镜,光屏,观察像向什么方向移动。

……

这样的深入实验,将做习题变成做实验,对知识的理解就更加深刻,无论习题如何描述,都应对自如。

3.改进实验器材——变抽象为直观

物理有些规律或概念,例如电学部分,看不到摸不着,只能靠想象、比喻等方法帮学生进一步理解,这对于学生的知识形成并不是很合适,此时若能将这种看不见的物体以某种形式做出来,给学生直观的感受,更能方便学生理解和记忆。

案例:在学习《电磁感应》这节课时,由于磁场是看不见摸不到的,学生体会不到“切割磁感线”的含义,于是我制作了一些“磁感线”,当导线划过后,钢针依然能够竖直立在磁体上,能使学生深刻感受切割磁感线运动。


二、对“想想做做”部分的创新


1.通过视频放大实验现象

对于物理书中的想想做做部分实验教学,有些没有器材直接在黑板画图讲解,或者演示时效果并不明显。对于这样现象,我采用利用视频来放大实验效果。很多视频在优酷网上会清晰的资源,更多的是原理相同的大型实验,或者创新的实验,多让学生观看能发散学生思维。

或者通过自己录制视频的方式,课前录制好,并且在录制过程中对需要看的实验现象进行放大特写,这样保证每个学生都能看得到。

2.自制实验器材——观察细微现象

自制教具在很多课节中都可以应用,学生在学习过程中产生的疑问,便可以通过自制教具更深入的探究观察。而且通过自制教具可以观察到细微的实验现象,培养学生的观察能力。

案例:在《密度与社会生活》一课中,在学习风的产生时候,书上有这样一段话“空气因受热体积膨胀,密度变小而上升。热空气上升后,冷空气就从四面八方流过来,从而形成了风。”

在讲课过程中,学生在做完实验后认为“生活中的风都是平行迎面吹过来的,与实验中使火焰上方风车转动不符。”当矛盾产生时,我查阅相关资料,用矿泉水瓶制作了简单的实验器材(如图),使每个学生都可以观察到实验现象。通过一系列实验得出的结论让学生体会到物理科学的严谨性。


三、其他创新实验的来源


除了书上标明的实验课,演示实验等,若此节课书中没有实验要求,如何能增设实验环节帮助孩子理解问题,提升孩子的动手能力、分析能力、及实验解决问题能力呢?我从三个方面寻找到了创新实验。

1.从习题中创新

在讲习题课时,千篇一律的习题会让孩子在学习过程中,对物理学习的兴趣消失殆尽,所以我在讲习题课时,对某些习题增加了小实验环节,能够引起学生兴趣的同时,能够更深刻的理解该物体的构造及工作原理,印象更加深刻。

2.从教材插图中创新

教材上有些插图以实物方式呈现,让学生能够通过实际物体自己动手观察得到与书中一样的效果,更立体更生动印象更深刻。

3.从书后习题中创新

书后习题蕴藏了很大的创新资源,很多课后习题均是以图片为主,通过文字介绍给学生呈现,有些学生能理解清楚,但有些学生并未见过,例如连通器的水漏,学生对于哪一部分是连通器并不了解,所以我就自制了实验器材,并配合烟雾,形象了演示了生活中的反味,以及加水后不再反味的现象。


三、让创新实验与生活紧密相连


1.实验器材选择生活常见物品

由于现在考试的实验题素材很多是来源于生活,所以在创设实验时,让学生感受到物理是来源于生活的,更能激发学生的学习兴趣。

案例:在《声音的特性》这节课的教学中,选择生活中常见物品:橡皮筋和吸管,分别设置了一些创新小实验,通过连环设置的小实验一步步让学生感受从发声到音调的变化,进而了解各种器在演奏中是如何改变音调的,使学生将知识带入生活,体现了物理来源于生活。(利用吸管也是如此,如何使吸管发声→如何改变吸管发声→到使用剪刀改变长度从而音调→得到管乐器的原理)

2.用创新实验能模拟生活情境

根据本节知识点,留心观察生活,留意哪些现象涉及到了该知识点内容,以此为背景创设小实验,让学生从实验中体会生活情境,让物理与生活紧密相结合。

案例:在《眼睛与眼镜》这节课中,大部分孩子都是近视眼,对于远视眼感受不到,所以创新设置了体验远视眼的小实验,即放置一个凹透镜在眼前,观察近处物体,发现看不清。并继续利用手中透镜尝试矫正视力,通过模拟配眼镜的过程,选择透镜叠加到眼前,观察现象直至清晰。学生能很快理解远视眼的矫正过程。

3.用创新实验解决生活问题

通过教师创新实验,让学生感受到学习物理知识是可以解决生活实际问题的,使学生体会到学以致用的快乐,使物理知识和生活连接更紧密。

案例: 《眼睛和眼镜》一课,结合课后习题创设帮助爷爷奶奶配眼镜的情境,利用实验器材解释为何佩戴所选眼镜就可以矫正爷爷奶奶看不清近处物体的问题。器材的选择是做凸透镜规律的全套器材,每组配了画有眼睛的纸板,凸透镜相当于晶状体,光屏相当于视网膜,选择桌面上的凸或凹透镜放在蜡烛和透镜之间调节直至成像清晰,观察所选透镜。并能通过现象解释矫正原理。

创新实验大大提高了学生学习物理的兴趣,学生通过对创新实验的理解以及对自制教具的观察,开拓了思路,并且学会了深入思考,有效提高了实验能力。教师能站在学生的角度进行备课,通过预设的疑难问题,以创新的形式解决,在备课过程中实现了自我提升,与学生共同成长。