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大道至简话物理实验
作者:孔凡勇    文章来源:本站原创    点击数:161    更新时间:2018-1-4    
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摘要:物理学理论结构以数学为工作语言,以实验为检验理论正确性的唯一标准,因此初中物理教学应该遵循物理学自身规律,将抽象的概念和规律通过具体的实验过程展示给学生,让学生根据实验现象自己进行规律总结。实验可以利用日常用品、实物教具或信息媒体。通过探究“质量与物体的形状、状态和空间位置无关”,“电器的串联和并联”和“电阻的大小与温度有关”等几个实际例子对实验演示的必要性和效果进行了阐述。

引言

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,其研究对象大至宇宙,小至基本粒子。其理论结构以数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准。因此初中物理教学也必须遵循物理学科自身的规律,让学生在实验演示和操作过程中总结规律,加深理解,探索创新。

1.        物理实验及演示

不进行实验展示或演示,而只是通过教师口头描述,学生会觉得枯燥、抽象,无法理解物理的概念和规律。实验过程的演示可以利用日常用品、实物教具和多媒体等信息媒体工具等多种手段进行。实物教具必须简单、趣味和实效。简单而有效的实验,可以让学生直观地把握物理规律的核心内容,一目了然。趣味教具或实验过程,可以激发学生的学习兴趣,提高学习效率。教具简单复杂与否,关键要达到精确、完整和严谨的实际效果。信息包括多媒体演示等则可以不受空间,时间和资金的限制,通过声音、效果、场景等形象生动和系统地展示各种复杂物理现象、规律和过程等。通过实验过程的演示和探究,可以系统培养学生的观察能力、动手能力和表达能力,通过学生的参与体验,可以培养学生对物理科学的兴趣,进而可以激发学生主动探索物理知识的能力和创新能力。

2.        质量属性演示

比如,探究“质量是物体的一个基本属性,它与物体的形状、状态、所处空间位置的变化无关”这一规律时,可以事先给学生准备好电子秤和橡皮泥等工具,让学生自己利用电子秤测定不同形态和位置的橡皮泥的质量,自己总结出规律。学生先测出初始状态的橡皮泥的质量,然后把橡皮泥随意改变一下形状,进行多次测定,结果发现质量没变,则说明“物体的质量与物体的形状无关”。让学生先测定一瓶冰的质量,然后把冰加热熔化成水再次测量,发现冰的质量没有变,则说明“物体的质量与物体的状态无关”。在物理实验室测一瓶饮料的质量,然后在教室的楼顶和楼底等多个位点让学生亲自测量其质量,结果发现物体的质量与物体所处的空间位置无关。通过对以上三个小实验进行总结,学生自然明白了质量是物体的一个基本属性,那就是“物体的质量与物体的形状、状态和所处空间位置的变化无关”。经过实验演示,学生以后遇到把粉笔碾成粉、把氢气变成液态氢,宇航员把相机带到空间站等习题时,大脑中的相应的物理规律就会清晰准确,都能知道它们质量不变,做此类的习题不会出错。

3.        用电器的串并联演示

又如研究“电器的串联和并联”问题。让学生做游戏,手拉手模拟串联和并联,其中有同学充当用电器、有同学充当开关、电源,这样串联和并联的电路连接问题就会很清楚。而研究“串联和并联电阻的大小”,则可以让两名或多名学生充当电阻,分别组成串联电路和并联电路,并用导线与灵敏电流计和两节干电池连接成通路,分别观察电流的大小,从而明确串联电阻比并联电阻大。

4.        灯泡实际功率与温度的关系演示

再如“测量小灯泡的电功率”时,学生对“小灯泡的亮度越大温度越高”存有疑虑,解释又大费口舌,用红外线测温计对小灯泡的温度直接进行测量就非常有说服力。通过调节滑动变阻器来调节灯泡的亮度,对于不同亮度的灯泡,分别用红外线测温计测量其温度。根据温度读数,可以马上读出不同亮度时的灯泡的温度,学生的疑虑也立刻得到解决,并且对于理解“小灯泡的电阻随温度的升高而变大”有了更深刻的认识。

5.        灯丝的电阻与温度的关系演示

再如研究“电阻的大小与温度有关”的问题。把日光灯的灯丝接入电路,灯泡发光,电流表有示数;然后用打火机烧灯丝,灯丝变红,温度升高,看到灯泡变暗,同时电流表的示数变小。则可以清楚地理解“灯丝的电阻与温度有关,并且温度越高电阻越大”。

6.        结语

总之,物理学是当今最精密的一门自然科学学科,实验是检验理论正确性的唯一标准。初中物理教学应该既遵循物理学规律,同时还要结合中学生的兴趣是他们愿意学习的主要动力的特点,设计合理的实验。让他们在问题情境之中激发出学习兴趣,通过引导他们自主探究学习来开展培养学生分析问题和解决问题的能力,激活传统僵化的实验教学,在师生之间产生良性互动,将抽象的物理概念和规律通过具体的实验过程展示给学生,让学生根据实验现象自己进行规律总结。实验可以利用日常生活用品、实物教具或多媒体和微信等信息媒体等多种手段进行开展,同时也可以适当把目前物理学科的前沿进展引入课堂,让学生知道物理的很多问题并不是高不可攀,了解物理其实是非常有魅力和动人的学科,引导青少年从小树立爱科学、学科学和准备投身科学的理想和抱负。

7. 参考文献:

[1] 金宗涛,付涛,初中物理实验多视角选择器材研究[J],中国教育技术装备,201719135-136.

[2] 锐,以问题为导向下初中物理实验教学探析[J],科学大众:科学教育,2016,911.

[3] 施友桐,浅谈初中物理实验教学与学生创新能力的培养[J],黑龙江科技信息,20101186.

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