绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇欧姆定律的使用方法范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
要做好两次演示实验,这为学生实验“伏安法测电阻”打下基础。并注意两次演示实验的异同,讲清实验过程中电流表、电压表及滑动变阻器的正确连法,以及滑动变阻器在两个实验中作用的异同,以及注意事项。
让学生感知实验探究电流跟电压、电阻的关系,经历科学探究的全过程,使学生感悟:“控制变量”来研究物理多因素问题,是一种有效的科学方法。
第二节“欧姆定律及其应用”继第一节后对数据的分析归纳,通过用列表法、观察法、数学比例法、图象法、类比法、分析、综合与归纳等方法来对实验数据进行研究的一些科学方法。从而分析电流、电压、电阻三者之间的定量关系——欧姆定律及其表达式。最终培养学生运用这些方法对实验数据进行研究、分析、归纳、概括物理规律的一些能力。
又通过实验探究“串联电路与并联电路中电阻的特点”。欧姆定律是电学中最基本的定律,是分析解决电路问题的关键。
在教学中这一节可分为四课时教学:
第一课时理解欧姆定律,进行简单计算(求电流、电压和电阻的三种书写格式),初步掌握运用欧姆定律解决实际电学问题的思路和方法;可补充:有两个用电器的简单计算(注意强调用不同角码区分不同用电器)。为下节课讲串并联电阻关系作铺垫。
第二课时通过欧姆定律的推导定量研究“串联电路与并联电路中电阻的特点”,得出:
串联电路:R=R1+R2
并联电路:1/R=1/R1+1/R2
第三课时运用欧姆定律及串并联电路的特点练习静态固定电路的相关计算;培养学生分析问题、解决问题的能力,注意教给学生解题思路、规范解题。
串联电路的特点:
①电流:I=I1=I2
②电压:U=U1+U2
③电阻:R=R1+R2
④串联分压成正比,即
U1:U2=R1:R2
电阻变大分得的电压变大,电阻变小分得的电压变小。
并联电路的特点:
①电流:I=I1+I2
②电压:U=U1=U2
③电阻:R=1/R1+1/R2
④并联分流成反比,即
I1:I2=R2:R1
电阻变大通过的电流变小,电阻变小通过的电压变大。
第四课时运用欧姆定律及串并联电路的特点,练习动态电路的相关计算。
动态电路------由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动导致电路中的物理量发生变化的电路。
简化电路的方法:
1、电流表看成导线,电压表看成断路。
2、短路和断路的电路可以去掉。
3、闭合的开关看成导线
解决变化电路问题的关键是把动态电路变成静态电路(电路的识别),可以把电流表简化成导线,将电压表简化成断开的或干脆拿掉。把闭合的开关看成导线,把被局部短路的用电器拿掉;把开关断开的支路去掉,来简化电路。画出每次变化后的等效电路图,标明已知量和未知量,再根据有关的公式和规律去解题。
第三节“测量小灯泡的电阻”是欧姆定律内容的延续,教学过程中以学生为主,本节主体内容是利用电压表、电流表测算出小灯泡的电阻,通过实验探究去发现灯丝电阻变化的规律,并最终找到影响灯丝变化的因素及它们之间的相互关系。注意多测几组数据,指明不能用平均法求电阻值(测量定值电阻的阻值用平均法求电阻值)。
通过本实验,进一步让学生认识到导体的电阻大小是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和导体中的电流无关,只与导体的材料、长度、横截面积有关,此外跟温度有关。这也为电功率中“测量小灯泡的电功率”作了铺垫。
第四节“欧姆定律及其安全用电”:课前安排学生收集安全用电的常识,课堂上进行交流,教师进行补充。再播放《安全用电》视频。
节课从电压的高低、电阻的大小对用电安全的影响入手,让学生学会运用已学的电学知识,解决有关生活中的实际的问题,既增强自我保护意识,又提高在帮助他人时讲安全、讲规则、讲科学的意识。
另外本节涉及电路故障(断路或短路),在教学中应加强练习,注意区分两者对电路造成的影响,以及电路中电流表、电压表的变化。要求学生懂得一些简单的电路故障的问题,学会简单的故障排除方法,目的是为了培养学生基本的生活技能。了解短路的知识,使学生懂得安全用电的基本常识,提高安全用电的意识。
教材中介绍了避雷针,使学生注意防雷的重要性,提高自我保护的意识。
实验报告必须在科学实验的基础上进行。成功的或失败的实验结果的记载,有利于不断积累研究资料,总结研究成果,提高实验者的观察能力。分析问题和解决问题的能力,培养理论联系实际的学风和实事求是的科学态度。
二、写作要求
实验报告的种类繁多,其格式大同小异,比较固定。实验报告,一般根据实验的先后顺序来写,主要内容有:
1.实验名称名称,要用最简练的语言反映实验的内容。如验证某定律,可写成“验证×××”;如测量的实验报告,可写成“×××的测定。”
2.实验目的实验目的要明确,要抓住重点,可以从理论和实践两个方面考虑。在理论上,验证定理定律,并使实验者获得深刻和系统的理解,在实践上,掌握使用仪器或器材的技能技巧。
3.实验用的仪器和材料如玻璃器皿。金属用具、溶液、颜料、粉剂、燃料等。
4.实验的步骤和方法这是实验报告极其重要的内容。这部分要写明依据何种原理。定律或操作方法进行实验,要写明经过哪儿个步骤。还应该画出实验装置的结构示意图,再配以相应的文字说明,这样既可以节省许多文字说明,又能使实验报告简明扼要。清楚明白。
5.数据记录和计算指从实验中测到的数据以及计算结果。
6.结果即根据实验过程中所见到的现象和测得的数据,作出结论。
7.备注或说明可写上实验成功或失败的原因,实验后的心得体会、建议等。
有的实验报告采用事先设计好的表格,使用时只要逐项填写即可。
三、撰写时应注意事项
写实验报告是一件非常严肃。认真的工作,要讲究科学性、准确性。求实性。在撰写过程中,常见错误有以下几种情况:
1.观察不细致,没有及时、准确、如实记录。
在实验时,由于观察不细致,不认真,没有及时记录,结果不能准确地写出所发生的各种现象,不能恰如其分。实事求是地分析各种现象发生的原因。故在记录中,一定要看到什么,就记录什么,不能弄虚作假。为了印证一些实验现象而修改数据,假造实验现象等做法,都是不允许的。
2.说明不准确,或层次不清晰。
比如,在化学实验中,出现了沉淀物,但没有准确他说明是“晶体沉淀”,还是“无定形沉淀”。说明步骤,有的说明没有按照操作顺序分条列出,结果出现层次不清晰。凌乱等问题。
3.没有尽量采用专用术语来说明事物。
例如,“用棍子在混合物里转动”一语,应用专用术语“搅拌”较好,既可使文字简洁明白,又合乎实验的情况。
4.外文、符号、公式不准确,没有使用统一规定的名词和符号。
验证欧姆定律
【实验目的】通过实验加深对欧姆定律的理解,熟悉电流表、电压表、变阻器的使用方法。
【知识准备】学习有关理论(略)
【实验器材和装置】器材:电流表、电压表、电池组、定值电阻滑动变阻器、导线、开关、装置(略)
【实验步骤】
1. 按图示连接电路。
2.保持定值电阻r不变,移动滑动变阻器的铜片,改变加在r两端的电压,将电流表、电压表所测得的电流强度。电压的数值依次填人表一。
3.改变定值电阻凡同时调节变阻器,使加在r两端的电压保持不变,将电阻r的数值与电流表测得的电流强度的数值依次填人表二。
4.通过实验分析:当r一定时,i和v的关系及v一定时,i与r的关系。
表 一
r(欧姆)=4ωv(伏特)0.4v0.8v 1.2v
i(安培) 0.1a0.2a0.3a
表 二
v(伏特)=0.6vr(欧姆)1ω2ω 4ω
i(安培)0.6a0.3a0.15a
【实验记录】
1.调节滑动变阻器矿,观察电压表和电流表,可以看出,电阻r两端的电压增大到几倍,通过它的电流强度也增大到几倍。这表明,在电阻一定时,通过导体的电流强度同这段导体上的电压成正比。
一、滑动变阻器的构造
滑动变阻器是一种可以改变电阻大小的仪器,实验室里常用的滑动变阻器如图2(a)所示.图中的A、B、C、D为接线柱,①为表面涂有绝缘漆的电阻丝;②为瓷管;③为金属滑片P;④为金属杆;⑤为支架.滑动变阻器由瓷筒、线圈、金属杆、滑片等元件构成.套在瓷筒上的线圈由表面涂有绝缘漆的电阻丝(电阻率较大的合金线)绕成,它的一个头与接线柱A相连,另一个头与接线柱B相连.瓷筒上方的金属杆架在绝缘瓷架上,杆的两端有接线柱C和D,套在金属杆上的金属滑片可在棒上滑动,并与线圈紧密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆已被刮去.滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,表示其可接入电路的最大电阻是20Ω,允许通过此滑动变阻器的最大电流是1A(否则会烧坏变阻器).图2(b)为滑动变阻器结构示意图,图2(c)为电路图符号.
例1 下表列出了4种长1m、横截面积为1mm2的导线在20℃时的电阻值.由表中数据可知,架设输电线,应选择 导线;绕制滑动变阻器,应选用 导线.
解析 实际生活中架设输电线时,为了减少输电线上电能的损耗,一般选择电阻率小的材料做导线,也就是在导体长度、横截面积和温度相同时,电阻越小的材料;而绕制滑动变阻器的线圈一般选用电阻率较大的材料.
答案 铜 镍铬合金
二、滑动变阻器的原理及连接方式
导体的电阻由导体的长度、横截面积、材料和温度等决定,即在温度一定时,如果导体的长度、横截面积和材料都确定了,那么导体的电阻也就确定了.如何才能方便地改变导体的电阻呢?显然我们得想办法改变影响电阻大小的其中一个因素或者一些因素,通过大量实践,我们发现在材料、横截面积、长度及温度诸因素中,改变导体的长度最方便.滑动变阻器正是通过改变电阻线的长度来改变电阻的.
例2 如图3所示电路,导线a的一端固定连接在铅笔芯上,当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时,灯泡亮暗会发生变化.这个实验说明铅笔芯是 (选填“导体”或“绝缘体”),还能说明导体的电阻与 有关.受此启发,人们制造了一种可以改变电阻的元件,叫做 .
解析 根据铅笔芯容易导电我们可以知道它是导体,来回移动改变的是接入电路部分的铅笔芯的长度.
答案 导体 导体长度 滑动变阻器
我们知道了滑动变阻器的原理之后,在使用滑动变阻器的时候就一定要注意到必须能改变接入电路中电阻丝的长度,否则就起不到改变电阻的目的.对照图2(b),滑动变阻器的结构示意图,我们一共有这样6种连接方法:连接接线柱A和B、A和C、A和D、B和C、B和D、C和D.将接线柱A、C(或A、D)接入电路,接入电路的电阻线是AP段,若滑片P向左移动,接入电路的电阻线变短,电阻变小;反之,电阻变大.将接线柱B、D(或B、C)接入电路,接入电路的电阻线是BP段,若滑片P向左移动,接入电路的电阻线变长,电阻变大;反之,电阻变小.将接线柱A、B接入电路,接入电路的电阻线是AB,无论滑片P向左还是向右移动,接入电路的电阻线长度不变,电阻不变,相当于接了一只定值电阻.将接线柱C、D接入电路,电阻线没有接入电路,无论滑片P向左还是向右移动,C、D间电阻始终为零,相当于接了一根导线.
通过上述分析,我们总结出滑动变阻器的使用方式及注意点:
(1)滑动变阻器的4个接线柱正确接法是将上面和下面各一个接线柱接入电路,即总结为“一上一下”;
(2)为了保护电路,在电路开关闭合前,应把滑动变阻器的滑片移到滑动变阻器接入电路的阻值最大的位置,即下面用的左边接线柱,那滑片就放右端,反之亦然;
(3)通过滑动变阻器的电流不能超过其允许通过的最大电流值.
例3 在如图4所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗,则下列接法正确的是( ).
A.M接C,N接B
B.M接A,N接B
C.M接C,N接D
D.M接A,N接D
解析 根据滑动变阻器的连接时需满足“一上一下”,排除B、C选项.由题意可知,滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗,即电流变小,故要求接入电路电阻变大,P向右滑动时图中CP段变长,从而很容易就能找到正确答案.
答案 A
三、滑动变阻器的作用
滑动变阻器在电路中所起的作用,一般有如下几个方面:
(1)达到保护电路安全的目的.电路中电流过大会容易引起一些器件的不安全使用.根据欧姆定律I=■,当电源电压一定时,电路的总电阻越小,电流就越大,电路中的某些元件如电流表、灯泡等就越有损坏的可能.因此,在初中电学实验涉及电流表等的多个电学实验中,都配有滑动变阻器.实验一再强调和要求,连接电路前开关必须断开,电路连接完毕闭合开关前,一定要将滑动变阻器在电路中的阻值调至最大.目的是为了尽可能增大电路的总电阻,使电路中的电流达到最小,从而达到保护电路的目的.如伏安法测电阻、用电流表和电压表测小灯泡的电功率等实验都利用了滑动变阻器保护电路的作用.
例4 九年级某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验,电路如图5所示.
①连接实物时,开关应当 ,为了保护电路安全,滑片P应移动最
端(选填“左”或“右”);
②开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是 ;乙同学发现无论怎样移动滑片P,灯一直很亮,这可能是 ;丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽然亮又忽然不亮,这可能是 .
解析 连接电路时,为了保护电路安全,开关必须断开,连接完毕要检查无误后方可闭合开关,不过在闭合开关前还要注意使电路接入的电阻最大,也就是滑片必须放在阻值最大端,即滑片P距离下面接入的接线柱距离最远.如果滑动变阻器连接错误(同为上面或者同为下面两接线柱)的话,那滑片移动就无法改变电阻,从而无法改变电流,它们的区别就是同为下面两接线柱,滑动变阻器全部电阻接入电路,电阻最大,电流最小,引起的现象是电流表示数偏小或者灯泡最暗,反之电流表示数偏大,灯泡很亮.题中缓慢移动滑片P时,看到灯忽亮忽不亮,说明滑片处接触不好.
答案 ①断开 右 ②滑动变阻器连接的是下面两个接线柱 滑动变阻器连接的是上面两个接线柱 接触不良
(2)改变电路中的电流及改变导体两端电压,以达到调节灯泡亮度或者多次实验的目的.通过改变滑动变阻器接入电路电阻大小,根据欧姆定律I=■,电压一定时,电路总电阻越大,总电流就越小,从而来改变电路电流;再由U=IR,电阻一定时,导体两端电压就跟着改变,从而改变导体两端电压.当然,在实验过程中,多次改变了电流和电压,可以避免实验结果偶然性或者实现多次实验减小误差的目的.
下面是初中电学实验滑动变阻器的作用列举:
(1)探究欧姆定律中电流与电压的关系——为了保证两端的电压不变;
(2)探究欧姆定律中电流与电阻的关系——改变定值电阻两端电压,从而达到多次实验探究规律的作用;
(3)测定小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压,达到多次测试取平均值以减小误差的目的;
当然,这里的滑动变阻器也同样有改变电流、电压、保护电路等作用.
例5 如图6所示的电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻.闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P由b端移到a端的过程中,下列说法中正确的是( ).
A.电压表和电流表的示数都变大
B.电压表和电流表的示数都变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
解析 首先分析电路图:定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量的是整个电路中的电流,电压表并联在定值电阻两端,测量的是定值电阻两端的电压;当滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中,分析滑动变阻器接入电路中的阻值的变化,再利用串联电路电阻的特点,判断出电路中总电阻的变化,结合欧姆定律I=■确定电流表示数的变化情况;定值电阻R1的阻值不变,可利用公式U=IR判断出定值电阻R1两端电压的变化情况,即电压表示数的变化情况.本题考查欧姆定律公式及其变形的灵活运用,难点是判断滑动变阻器滑片移动过程中电路电阻的变化,要知道串联电路电流和电阻的规律.
答案 A
(3)生活中的变形变阻器及应用.利用滑动变阻器改变接入电路电阻从而改变电流的作用,在实际生活中有很多应用.比如改变电灯的亮度、音响的音量、货车实施计重收费、风力测试、汽车油量表等.
例6 如图7是一个自动体重测试仪的工作原理图,有关它的说法正确的是( ).
A.体重显示表是用电压表改装成的
B.体重测试仪电路由于缺少开关,始终处于通路
C.体重越大,体重显示表的示数越大
D.体重越小,体重显示表的示数越大
1.识别和应用仪器能力的培养
学生识别和应用试验仪器的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证,也是今后在学习和工作中必需的基本能力,因为生活中各种测量工具的使用需要这方面的知识。初中物理的学生分组实验,实验仪器基本上都是学生首次接触,弄清量程、分度值、零刻度及调节方法、使用方法。只有掌握这四点的基本知识,才能保证实验的顺利完成、仪器的完好及人身安全。
2.实验操作能力的培养
做实验就离不开操作,操作能力也是学生素质的体现,笔者在平时教学中从以下几点入手,逐步培养学生的操作能力。
(1)变示范为主动
初中物理每个实验中都有各自的注意点,如果老师进行示范性教学,可以让学生避免一些实验操作的失误,从表面上看可以使学生在进行实验中有条不紊,但学生在实验中不能体验到一些由于实验失误所产生的现象,在物理实验中很少有对学生产生危险的实验,所以笔者提倡让学生在体验中领悟到实验的注意点。
(2)变验证为探索
只重结果,死记硬背实验结论,这样的做法对学生的素质培养是很不利的。
例如,在凸透镜成像实验中,陈旧的做法是让学生们按照成像规律的表格,来做这样的实验得到不同类型的像,在新教材的环境下这样显然是无法培养学生的探究能力。在实验操作中应有意识地培养学生的探究能力,在探究过程中,让学生动脑,认真观察分析,通过自身探究得出正确的结论。凸透镜成像实验中,学生可在自己实验的数据中悟出成像的规律。
二、学生探索方法的培养
物理教学常用的有实验归纳法和实验验证法。在教学中,应有意识地安排这两种方法加强训练。例如,在总电阻教学中,就可进行这两种方法的训练。
1.应用实验归纳法探索电阻串联
首先,教师要求学生根据欧姆定律设计一个电路,测定各个电阻的阻值,然后由学生进行实验,并从实验中归纳出结论。接着,教师根据串联电路中电流电压的特点和欧姆定律,从理论上加以推导,也得出同样的结果。这样,在获得关于串联总电阻与分电阻关系的知识的同时,学生学习到自己设计电路、总结规律、从理论上论证的初步方法,即实验归纳法。
2.应用实验验证法探索电阻并联
在并联电路的探索中,先由教师从理论上推导关系,接着由学生自己设计电路操作实验,然后验证这一关系。最后,由教师进行总结,联系电阻与导体截面积的关系对并联作出解释。这样,在获得关于并联电阻知识的同时,学生学习了实验验证法。
三、学生思维能力的培养
素质教育的基本内容之一是培养学生的各种能力,能力是素质的外在表现。在知识经济时代,除了要求每个公民具有丰富的知识外,更重要的是对人的能力提出了更高的要求,为了适应社会的发展,提高全民素质,新课标把能力培养列为“三维”目标之一,提倡以人的发展为本。在物理教学中,要求教师在课堂上真正体现以学生为主体,让学生参与,学生通过动手、动脑、相互合作等体会、领悟物理知识。在中学阶段培养学生各方面的能力。下面简单谈谈我对这方面的认识。
一、实验与探究能力的培养
物理是一门以观察和实验为基础的学科,新教材特别突出实验,通过实验引入概念,通过实验得出物理规律,通过实验检验猜想,通过实验获得新的物理知识。教师也应在物理教学中进行开展探究性学习,让学生经历科学探究过程,接触到大量的实际问题,引导学生大胆实践,多让学生取得应用知识解决问题的经验,提高应用所学知识解决实际问题的能力,真正体现物理教学的目的:从生活中来,回到生活中。例如现行人教版八年级教材第一章《声现象》的第二节课后第4题,一名同学向枯井大喊一声,1.5S听到回声,求枯井的深度。计算后得出255m,学生表示怀疑,通过社会调查发现哪有255m深的枯井,这样就发展了学生的创新能力.
当然在探究过程中教师应当相信学生,给学生一个充分展示自己的空间,让学生自己设计,自己动手,最大限度地发挥学生的主体作用,为学生创设一种探索环境,这样既可促使学生对教学内容掌握得更加牢固,同时又可以培养学生的探究能力。例如:在探究“电流跟电压和电阻的关系”时,我首先让学生回忆判断电流大小的方法,提出问题:电流与哪些因素有关?在电路中怎样调控电流的大小呢?创设问题情景,启动学生的思维,进而引导学生进行大胆猜想与假设,然后针对学生的见解给予概括、归纳课本中提出的两点猜想和假设。为了验证猜想和假设,激励学生积极主动地投入到科学探究的实验中去。先让学生充分思考、讨论、交流,引导学生制定实验计划和设计实验电路。在实验过程中,强调要实事求是,读取数据要认真、准确。分析论证过程中引导学生运用数学方法,探讨实验记录中有关物理量之间是否存在严格的数量关系,培养学生运用数学知识的能力。评估是实验探究的最后一个环节,我鼓励学生大胆发表独立见解,引导学生对不同实验小组的数据进行综合和比较。引导学生正确对待实验中的失误,研究实验改进的方法,培养学生严谨的科学态度。这样既加深学生对物理知识的认识和掌握,又调动了学生学习的积极性,让学生体会科学探索的乐趣,有利于学生探究能力的培养。
二、合作能力的培养
新课改提倡合作探究学习,物理教师可以通过分组实验、小组讨论、结帮对等多种途径,提高学生对合作的认识,让学生体会“教学相长”的道理,帮助他人不但可以获得同学们的尊重,而且对自己的学习也是一种检验。因此教师在实验教学中要抓住每一次实验,锻炼学生与人合作,促进学生的合作学习。如“托盘天平的使用”的实验实验教学过程中,我会要求学生按照课本提示独立做实验,小组成员之间可以互相帮助,比一比哪组同学动作快,比一比哪组同学实验观察仔细、操作合理、使用方法准确。为了争做最好的那一组,每个同学都积极投入到实验中。动作快的同学自动给同组的人当起了“小老师”、“小助手”。小组成员间的合作,不仅体现在互相帮助上,还渗透在小组讨论、小组协商、分工合作上。
又如在探求“滑动摩擦力大小与哪些条件有关”这一问题时,我让学生以组为单位自行探究,并将比赛竞争的意识贯穿其中。很快地,每个小组的小组长进行了有效地分工:你设计研究与压力关系,你设计研究与接触面大小关系,你设计研究与接触面粗糙程度关系,你设计研究与物体运动速度大小关系,你负责记录结果,你……整个实验过程显得井井有条。分工合作使得活动效率得到了提高。也让学生体会到通过合作获得成功后所带来的喜悦。
在培养学生合作能力的时候要让学生消除合作的顾虑,使他们既敢于在合作中提出自己的问题,大胆寻求帮助;也乐于把自己的发现或想法拿出来与别人分享。合作学习中,教师要学生懂得大家是平等的,大家都需要尊重,让合作变得更加坦诚、友善和真挚。合作学习是培养学生创新意识和动手能力的重要学习形式,也是促进学生学会学习、学会交往的重要形式。合作学习是一种真正还主动权给学生的教学方式,让孩子在合作中意识到自我的价值,学会合作,学会交流,学会竞争,从而促进学生的健康发展。
三、自学能力的培养
在知识经济时代,要求每个人都要学会学习,学会求知,尤其是在现今的教育形式下及社会要求下,学生除了要掌握系统的科学文化知识,更重要的是培养自主学习能力。而我们所说的自主学习能力是指学生独立获取、探索、应用知识的能力,它是由多种能力按一定的结构组合而成的整体。它要求我们在民主化的教学形势下,充分发挥每个学生的个性潜能,培养学生的自主学习意识、自主学习能力和自主学习习。而学生的自学是在教师的主导作用下.依据自己已有的知识,通过主观努力去获取新知识和增强能力的一种行为变化过程.我们应千方百计去激发学生的自学兴趣和调动学生的创造性,并在备课、安排、检查督促、个别指导、巡回辅导、启发点拨、把握程度、拓展知识、总结提高等多方面下功夫.具体实施应以现行教学大纲、教材和学生为出发点.采取多种形式.多条渠道,特别是要抓住课堂教学这个阵地.因为自学能力的培养和提高.不能游离于知识形成的过程之处.教师指导学生自学时一方面要经常对学生进行自学能力重要性的教育,使学生充分认识到,有了自学能力才能不断地充实和更新自己的知识,才能适应迅速发展变化的社会,才能不断攀登科学的高蜂,另一方面在平时要多为学生阅读课本创造条件,教给他们自学的方法.让学生会自学.而且必须保证学生有时间自学。
因此,在平时的物理教学中就要充分调动学生阅读课本的积极性和主动性,让学生在自己的阅读中独立地感知,理解教材.通过经常性训练使学生逐步地学会自我学习的方法、研究问题和解决问题的方法以及不断的提高自己获取知识的能力,为他们能在一生中不断的学习打下一个坚实的基础。例如:在上“物体浮沉条件”一课时,我先出示三个外形相同的乒乓球(分别注入适量的水),然后问:“把它们浸入水中,是上浮还是下沉?”学生根据生活经验,一定会说上浮。这时,教师用怀疑口吻说:真的吗?请大家好好观察一下。于是教师动手演示实验,结果出现一上浮,一悬浮,一下沉。学生感到很新奇,头脑中产生了许多问号,从而达到了激发学生学习的欲望。这时,教师再不失时机地引导学生要自学课文才能解答这一问题。由于学生带着求知欲望去自学,增强了学习的自觉性,从而提高了学习的质量。
同时,教师还要充分利用物理课本培养学生自学能力。物理课本在表述方面既有文学”语言”,又有数学“语言”(公式、图像),还有实验“语言”(插图、照片)。在教学中要注意培养学生阅读课本的习惯,既要精读课本中的文字叙述,又要精读插图,公式;既要读结果,又要读过程;既要懂得文字表述的物理意义,又要理解数学含义。如《光的反射定律》内容中的“反射角等于入射角”,不能只考虑数值大小关系,说“入射角等于反射角”,还要考虑其物理意义,先有入射角,后有反射角,所以不能颠倒。又如:在阅读欧姆定律的内容时,要注意引导学生明白欧姆定律并不是两个实验结论简单的综合而成的,定律中两处加上了“这段”二字,其用意是在强调欧姆定律的应用必须符合“同一性”和“同时性”。同时要将欧姆定律的表达式i=u/r和变形公式r=u/i、u=ir的含义区别开来,从物理意义上划清界限。通过这样的训练就能逐步地提高学生阅读能力,有利于学生自学能力的培养。
四、创新能力的培养
所谓创造性思维指的是有创见的思维。即是指认识主体在强烈的创新意识下,以头脑中已有的信息为材料,通过发散思维与集中思维,借助于想象与联想,直觉与灵感等,以渐进性或突发性形式对头脑中的现有知识和信息进行新的加工组合,从而产生新观点、新设想的过程。而在中学阶段的学生正开始有了独立的思考能力,这就要求教师在教学中必须适时的引导,启发。可以通过创立直观的物理情境刺激学生进行创造性思维的起点,只有面对直观、生动的感性情境,学生才会有主动投入解决问题的动机。
例如在证明大气压存在的实验中。如图5所示将煮熟的鸡蛋剥去壳后,放到大小适当的广口瓶上。在放入之前取少量棉花,并沾有酒精点燃后立即放入瓶内。观察发现鸡蛋竟奇迹般被一种神奇的力量压入瓶内。这就是广口瓶吞鸡蛋实验。
图5
让学生在惊奇之余诱发了兴趣,自然进入积极思维状态,尝试解释这一物理现象。再有就是要利用学生的好奇心,中学时期的学生好奇心较强,抓住学生的这个心理特点,可以很好的激发学生的学习兴趣。
其实物理实验不仅能为学生正确认识事物极其变化规律提供实验事实,而且又能培养学生观现象、分析问题、解决问题的能力和方法。更以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生创造性思维方面而发挥其独特的功能和作用。因此可从实验入手去培养学生创造性发散思维能力。但这也要求学生随时形成创造意识,使这种意识与思维能力相互渗透和扩散。比如在设计实验题时,所列器材或多列或少列,只有器材有多有少,才能激发学生的探索兴趣,进行创造性思维。
例如:有下列器材:天平、砝码、弹簧秤、刻度尺、金属块、溢杯、足够的水、细线,请选用合适的器材测定金属块的密度?若金属块是规则的,选用天平、砝码和刻度尺就够了,其它的器材的多余的。若金属块不是规则的,就缺少了量筒,在这种情况下,学生不得不想办法“借桥过河”。这既可以培养学生对器材敢取舍精神,又能培养学生大胆探索创新精神。
总之,在物理教学中培养学生的创造性思维能力是需要有一个循序渐进,由浅入深,逐步开展的过程。教师要不断地优化学生的创新环境来培养学生的创造性思维能力。在物理教学中,要想方设法创造各种条件,尽量让学生多看、多做、多想、多说,养成良好的学习习惯,还要挖掘出每个学生身上的潜能,实现使其全面发展的目标。
参考文献:
1.中学物理教学大纲
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2017)03B-0138-02
俗话说,科学是实验的科学,实验是科学的实验。这句话正说明了实验的重要性,物理学是以实验为基础的科学,也可以说实验就是物理课程的灵魂。众所周知,研究物理问题的根本方法是观察和实验,物理实验既是物理教学的基础,也是物理教学的内容与手段,因此实验教学是物理教学的重要组成部分。通过实验,不仅能帮助学生构建起完整的知识体系,而且也是学生发现物理现象、探究物理原理、获取物理知识、提升科学素养的重要路径。新教材一改从前概念为主实验为辅的模式,现在几乎每一个课程都配有各种简单有趣的实验。因此,高中物理教师在物理教学的过程中,应把实验作为教学的一个重要环节,以此为基点,提高课堂效率。
一、创设情境引入实验,激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师,高效课堂的构建离不开兴趣的导引。有的实验看起来简单,直接演示学生会觉得枯燥无味,因此教师可以设置一定的情境引入实验教学,使学生的注意力迅速集中,并积极参与到实验教学中,这样不仅能提高学生的学习兴趣,还能提高实验教学的效率。
例如在教学功和能量变化的关系时,教师给学生介绍探究功和速度变化关系的实验内容,教师先不急着进行实验的教学,可以利用多媒体给学生展示一次弹弓比赛的视频,然后拿出在课下利用树杈和橡皮筋自己制作的弹弓,并在课堂上利用弹弓和小石头进行了实际演示,让学生对用力拉橡皮筋导致橡皮筋的拉伸大小和小石头飞行的远近进行仔细观察。接着,教师就实验观察的结果向学生进行询问,并提示学生用力拉橡皮筋就是对橡皮筋做了功,然后橡皮筋就对小石头做功,使小石头获得一定的速度飞出。有学生提出:如果用小的力气拉橡皮筋松开手时,橡皮筋的拉伸比较小,橡皮筋对小石头做功就少,就导致小石头以比较小的速度飞出,表现为飞行得比较近。如果用很大的力气拉橡皮筋时,橡皮筋的拉伸就是比较大,那么橡皮筋对小石头做功就会很多,这样小石头就会以很大的速度飞出,表现为飞行的比较远。这时教师顺势提出:既然力做功的多少能够使物体获得不同的速度,那么力做功和物体的速度变化到底有什么关系呢?通过今天这个实验,你就能明白其中的道理。这样就从实际情境很自然地进入到实验的教学内容中。
在实验教学之前,利用情境导入实验,能够让学生很快集中注意力,并产生足够的兴趣跟着教师的教学活动逐步进入实验,这样就能增加实验的趣味性,使学生很容易接受接下来的实验教学,从而提高课堂教学的效率。
二、增强演示效果,引发学习共鸣
在课堂教学中引入实验教学,主要是为了帮助学生能够在大脑中构建比较鲜明的物理现象,以求能够促进学生对知识的理解,激发学生的学习兴趣。有些实验虽然进行了操作,可是由于实验装置配备的问题,导致实验现象不明显,不能对学生产生足够的吸引而事以愿违。因此,教师可以通过改进实验的装置,增强实验效果,让实验现象更加明显,更能感染学生。
教学感应电流的方向“右手定则”时,课本中给出了演示实验,但是由于器材的配备致使实验效果很不明显。实验用的单匝铝框内部的磁通量变化很弱,实验得到的感应电动势以及感应电流都很小,感应电流产生的磁场很弱,导致原来的磁场和感应电流的磁场之间相互作用不是很强烈,实验现象很不明显,学生对这个实验几乎没感觉,很难达到预期的教学效果。针对这种情况,教师可以对该实验的装置进行改进:用导线绕制两个 70 匝的圆形线圈,然后把其中一个头尾相接组成闭合线圈。用这两个线圈把原本实验设计的两个铝框换下来,改进完成后再进行实验。由于增加了线圈的匝数,虽然磁通量化情况是相同的,但是此时的感应电动势就增大了很多,且由于增加了线圈的匝数,其电阻也跟着相应的增加了,每匝线圈中的电流没变,可是匝数多了,也就是感应电流产生的磁场进行了叠加,从而使感应电流的磁场变强,最终使感应电流的磁场和原来的磁场间获得足够大的作用力,实验现象就很明显了。学生看到这个现象就会被吸引,从而产生强烈的学习意愿并积极投入到学习中。
通过对实验装置进行改进,可以使实验现象更加明显,从而牢牢抓住学生的注意力,使学生积极主动地加入到实验的探寻中。
三、变演示为分组,激发学习动力
物理实验教学应当是有趣的,可是不少物理教师在进行实验教学时,为了赶进度,很少和学生互动,甚至不让学生参与实验,直接进入教师演示-讲解的模式,使实验失去了原本的趣味,学生也感到索然无味,高效课堂更是无从谈起。为了打造高效课堂,教师必须改变这一教学模式,可以把一些演示实验变成学生的分组实验,教师只需起到指导的作用,这样就会增加学生的动手操作机会,让学生对实验内容透彻理解,从而提高学生的学习主观能动性。
例如教学简单串联、并联组合电路时,因为学生在初中已经对电流表和电压表的使用方法有了一定的了解,学生通过理论学习,对本节课的内容也已经心中有数,基于此,教师可以把这个演示实验变成学生分组实验,让学生自己动手操作探究欧姆定律。教师首先带着学生解决专为这节课精心准备的复习题目,再复习与欧姆定律有关的一些知识,以此来帮助学生更好地理解其中的内涵。进行实验教学时,教师给每组学生准备以下器材:干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、两个定值电阻,让学生利用这些器材按照自己设计的电路图进行实验,再利用所得数据寻找欧姆定律。教师为了激发学生的学习主观能动性,可对该实验进行扩展:给学生提供一个二极管,让学生完成寻找欧姆定律的相关实验,学生的好奇心瞬间被激发,积极加入到实验中,最终掌握了欧姆定律的内容。
教师通过把演示实验改成学生的分组实验,使学生在动手操作的过程中对物理理论知识有了实际运用的机会,帮助学生深入理解知识。在增加学生动手机会的同时,让学生在实验中获得成就感,可以有效提升学习效果。
四、充分利用探究性的实验,培养学生探究能力
物理课本中的物理实验之所以重要,不仅是因为通过实验教学能让学生获取物理概念、规律,更重要的是在实验的过程中要不断培养学生解决问题的能力,尤其是学生的探究能力,这是学生分析问题、解决问题所应当具备的能力。因此,教师在进行实验教学时,可以利用探究性的实验,鼓励学生自己去发现问题、分析、探究问题,教师只是对学生进行适当引导,以帮助学生顺利得到结论。
在教学“生活中常见的力”时,课本中出现了摩擦力的方向性问题的判断,学生对于静摩擦力方向的判断一直是学习难点,根本原因就是学生对于相对运动趋势的理解缺少感性认识,教师在进行这个环节的教学时,如果只是给学生进行理论知识的讲授,就会让学生对相对运动趋势的概念更加疑惑。这时,教师可以给学生提供一些器材,让学生通过实验去探究这个问题。教师发给每桌两把刷子,让学生先自行通过实验观察物体间的相对运动时刷毛的情况。自主探究时,学生把两把刷子上下放置在课桌上,一个学生固定下面的刷子,另一个学生开始用力推动上面的刷子,观察刷毛倒向情况;接着固定上面的刷子,让下面的刷子开始运动,再观察刷毛的倒向情况。这时教师让学生分析观察的结果,当发生相对运动时,刷毛的方向总是和相对运动的方向相反。教师接着引导学生对实验结果进行探究:如果两把刷子仍旧是上下放置在桌面上,一个学生仍就固定下面的刷子,另一个学生用力推上面的刷子,但不能让上面的刷子运动,也就是保持两个刷子相对静止的状态,再观察此时刷毛的倒向情况。按照此设定,学生开始探究两把刷子相对静止时刷毛的倒向。学生发现刷毛向后倒,说明了物体有相对下面的刷子向前的运动趋势。通过探究实验,学生对相对运动趋势有了感性的认识,接着教师再介绍静摩擦力的方向是与相对运动趋势方向相反,这样学生对静摩擦力方向的理解就很容易了。
通过教师给学生布置探究性的实验,让学生在教师指导下发现问题、分析问题、探究问题,最终得到正确的结论。这样的实验过程能够锻炼学生的动手动脑能力,更主要的是能够培养学生的探究能力,使学生更加积极地投入到教师的实验教学中。
总之,在教师进行实验教学时,一定要从学生对实验的接受程度出发,通过对实验的自然引入、改进教学方式、改进实验器材等方式入手,增加学生的学习兴趣,激l学生的学习主动性,引起学生的学习共鸣,培养学生的探究能力。教师要充分利用好实验教学,构建富有魅力的、高效的高中物理课堂。
【参考文献】
[1]黎丽清.如何提高高中物理课堂提问有效性[J].学周刊,2016(2)
一、注重通过演示实验的教学,培养学生的观察能力
在做演示实验时,首先向学生讲解实验目的和实验原理以及实验注意事项,然后教师在操作的过程中,引导学生观察实验现象,并不断进行思考分析现象,从中发现规律得出结论,达到逐步培养学生观察能力的效果。如;在滚摆实验中注意引导学生观察单摆的运动状态和摆动高度的变化情况即摆幅的改变情况,发现单摆的等时性规律。又如在“组成串联电路和并联电路”的实验中观察灯炮的亮和灭的变化情况,从而发现串、并联电路的基本特点。从而达到培养学生观察能力的目的和效果。
二、注重通过学生分组实验的教学,培养学生的理解能力和实际动手操作能力
在实验教学过程中首先认真向学生讲述仪器的构造、作用和正确的使用方法,教会学生会看、会用和会读、会理解仪器的说明书,懂得仪器的性能和各种特点,教会学生阅读实验内容提要,掌握和理解实验步骤,然后让学生通过实际操作培养动手能力。如在“用电流表和电压表测导体的电阻”和“研究闭合电路的欧姆定律”的实验中培养学生认识仪器、了解仪器、使用仪器,帮助学生分析理解实验内容和步骤,然后通过实际操作,达到了提高动手操作能力的目的和培养理解能力的效果。
三、注重边讲边做实验的教学,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力
在教学中对某一个实验通过采取改变实验条件、或者用谬误的方法做演示实验、或者故意打乱实验顺序,让学生从实验过程中去发现问题,分析问题产生的原因,找出解决问题的办法。如在初中对“用电压表测电压”的实验教学时(注:测灯炮两端的电压),教师演示时故意把电压表串联在电路中,接好电路后闭合开关,让同学们观察灯炮的发光情况(即发光或不发光),同学们发现灯不发光,这时候教师及时问同学们产生这种现象的原因是什么呢?让学生共同分析解答、共同解决问题。像这种通过具体的电路连接引导学生分析问题产生的原因,最后发现电压表的连接方式存在问题,这样一来解决问题的同时培养了发现问题和解决问题的能力。又如在“测盐水的密度”的实验教学时,首先用天平称空烧杯的质量,再把盐水倒入杯中用天平称烧杯和盐水的总质量,然后把盐水倒入量筒内测出盐水的体积,根据密度公式求出盐水的密度之后,接着引导学生对照课本实验进行对比、思考,让他们去找问题、发现问题。等学生思考一段时间后,再问学生:刚才老师这样做实验得到的结果与课本中讲述的操作方法进行实验产生的结果会有什么不同呢?老师的操作方法存在什么问题呢?待学生回答后,教师指出产生问题的愿因是因为水有粘滞性,会有一部分留在烧杯内,测量中水的体积将会减小,从而使测量结果变大。这样在教学中起到了培养学生分析和解决问题能力的效果。
四、注重通过实验的延伸和扩展与生产、生活及科技相结合的教学,培养学生设计实验的能力和创新能力及创造性思维能力。
教学中通过给出的已知条件(如给出实验原理或者实验器材)培养学生的设计能力和处理问题能力。例如由欧姆定律的公式I=U/R可得R=U/I,那么请你设计一个实验测量一段导体的电阻。此时应指导学生分析本实验的原理,找出实验所需的器材以及器材的规格,并设计和画出准确而简便的实验电路图;接着指导学生设计正确的实验步骤和进行正确的实际操作,完成实验任务。这样他们在实验中就可以得到各种能力的训练和培养,特别是可以提高他们实际动手操作的能力和设计实验的能力。
五、教师在平时的实验教学中另外还要注意以下几个方面的教学工作:
1、教师要充分利用学生的好奇和模仿的心理,增强一些带有刺激性,又有兴趣的实验,激发学生观察现象和探索奥秘的欲望和兴趣。例如通过“水流星”、“打蛋如杯”、“脚踩碎玻璃”等妙趣横生的,有惊无险、扣人心弦的实验,使学生全心地投入到实验活动中去,培养学生探索知识的欲望,提高观察现象、分析的问题等各种能力。
2、教师在课堂演示实验的过程中,语言叙述要准确,态势要风趣、幽默,动作要熟练无误;既要有演的功夫,又要有魔术般的效果。因为只有这样才能象磁石般吸引学生的注意力,学生才能有目的、有步骤地进行观察分析,才能培养学生的观察能力和想象力 。例如在研究“电流与电压和电阻的关系”的实验教学时,利用青少年学生的心理特点出发引导他们提出猜想,利用实验验证猜想,最后得出结论。又如在“磁场对运动电荷的作用”一节教学中利用多媒体课件充分发挥演示实验的作用,起到了良好的效果。另外还可以请一些学生与教师参与到实验中去,让他们有切身感,亲身体会到实验的乐趣,培养求知欲望,提高动手能力。
3、在实验教学中加强新旧知识之间的联系教学,提出需要解决的问题。例如引导学生提出一些有针对性的、启发性的问题作为铺垫,设计出有一些新意的实验达到解决问题的目的,渗透创新能力的培养,利用原有知识有创新地解决问题,启发学生创新地学知识、用知识,使他们在相对独立的实验活动中,体会到创新的艰辛和愉悦,达到巩固和掌握新旧知识的目的。在“验证机械能守恒定律”的实验教学时就可以采取这种方法与“研究匀变速直线运动的规律”的实验相结合进行教学。
4、教学中为了使学生各种能力的培养长期化、系统化,还要做到有计划地组织学生进行系列化的课外活动和探索性实验,以及带领学生进行课外参观实践活动、了解科技的发展及应用,并把实验内容与生活、生产实际联系起来,让实验的功能得到充分利用,真正起到培养学生各种能力的作用。
本人在多年的实验教学中,通过对不同的实验进行不同程度地改换条件、改变方式和方法以及对实验原理的拓展,充分发挥身边器材功能的利用,提高了学生的学习能力和解决物理问题的能力及运用知识的能力,提高了思考问题的敏捷性,养成了良好的科学实验方法激发了他们的学习兴趣和探索知识奥秘的愿望,挖掘了同学们潜在的学习动力,达到了乐在其中、学在其中的良好效果。
1. 使学生形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度
初中物理教材中,许多重要的定律、概念、公式都是通过实验推理出来的,具有很强的客观性,如光的反射定律、二力平衡条件、欧姆定律等。学生由于亲身经历和学识限制,对教材内容不可能一听就懂,并且会怀疑其客观性。而实验就起了帮助学生发现规律,掌握规律,理解获取知识的桥梁的作用。所以,教师应尽最大努力做好一切演示实验和学生分组实验,并尽量让学生自己动手做实验,切忌不做实验或少做实验而讲实验。因为单纯的讲实验,不仅贬低了定律、概念的客观真实性,学生也难以理解和接受。
教师在做演示实验时,必须把准确无误的物理现象清晰的展现在学生面前,让每个学生看清楚,使学生确信定律、概念的客观性。所以,教师必须是一个坚定的唯物论者,要具有严谨的科学态度。在学生分组实验中,要以得出的数据来验证或推导出定律、公式,绝对不允许涂改实验数据,使之与物理定律、公式相符。而应协助学生找出错误原因,重做实验,直到得出正确的结论为止。只有这样,才可使学生逐渐形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度。
2. 培养学生识别和应用实验仪器的能力
学生识别和应用实验仪器的能力,不仅是学生正确完成物理实验的保证,也是学生以后在工作和学习中必需具备的最基本的能力,如生活中测量工具的使用就需要这方面的知识。
开始几次学生分组实验,实验仪器都是学生首次接触,如刻度尺、温度计、电流表等,教师要着重指导学生识别仪器的规格和性能,查看说明书。弄清: 转贴于
①测量范围;②最小刻度;③零点及其调节方法;④使用方法。
只有掌握以上四点,才能保证实验准确完成和仪器、人身的安全。
3. 培养学生的实验操作能力
学生的实验操作能力的高低,对他们今后的工作和学习有着重要影响。生活中小到照明电路的安装,各种物体质量的测量,大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力。所以新课程标准把培养学生的实验操作能力作为素质教育中很重要的一个方面。物理实验本身就是一个操作过程。学生分组实验,每个人都有操作机会;在演示实验中,可让部分学生配合教师一起完成实验,条件允许时,将演示实验改为学生实验;课外小实验更是学生操作的天地,如在学习量筒、弹簧秤、天平等知识后,可布置小实验自制天平、量筒、橡皮测力计等,学生的积极性一定会很高,效果一定会很好。总之,应尽量多给学生亲自动手动脑的机会,这对提高学生的操作能力是很有帮助的。
在学生分组实验中,教师要加强主导,既不能管得太死,又不能放松,努力创造一个活跃、快乐、紧张、有序的良好氛围。教师的主导作用表现在:
(1)加强示范操作。学生对教师所做的示范操作的模仿是形成动作技能的最初阶段,可减少实验的盲目性。示范可采用投影、挂图、示教板等形式。
1. 使学生形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度
初中物理教材中,许多重要的定律、概念、公式都是通过实验推理出来的,具有很强的客观性,如光的反射定律、二力平衡条件、欧姆定律等。学生由于亲身经历和学识限制,对教材内容不可能一听就懂,并且会怀疑其客观性。而实验就起了帮助学生发现规律,掌握规律,理解获取知识的桥梁的作用。所以,教师应尽最大努力做好一切演示实验和学生分组实验,并尽量让学生自己动手做实验,切忌不做实验或少做实验而讲实验。因为单纯的讲实验,不仅贬低了定律、概念的客观真实性,学生也难以理解和接受。
教师在做演示实验时,必须把准确无误的物理现象清晰的展现在学生面前,让每个学生看清楚,使学生确信定律、概念的客观性。所以,教师必须是一个坚定的唯物论者,要具有严谨的科学态度。在学生分组实验中,要以得出的数据来验证或推导出定律、公式,绝对不允许涂改实验数据,使之与物理定律、公式相符。而应协助学生找出错误原因,重做实验,直到得出正确的结论为止。只有这样,才可使学生逐渐形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度。
2. 培养学生识别和应用实验仪器的能力
学生识别和应用实验仪器的能力,不仅是学生正确完成物理实验的保证,也是学生以后在工作和学习中必需具备的最基本的能力,如生活中测量工具的使用就需要这方面的知识。
开始几次学生分组实验,实验仪器都是学生首次接触,如刻度尺、温度计、电流表等,教师要着重指导学生识别仪器的规格和性能,查看说明书。弄清:
①测量范围;②最小刻度;③零点及其调节方法;④使用方法。
只有掌握以上四点,才能保证实验准确完成和仪器、人身的安全。
3. 培养学生的实验操作能力
学生的实验操作能力的高低,对他们今后的工作和学习有着重要影响。生活中小到照明电路的安装,各种物体质量的测量,大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力。所以新课程标准把培养学生的实验操作能力作为素质教育中很重要的一个方面。物理实验本身就是一个操作过程。学生分组实验,每个人都有操作机会;在演示实验中,可让部分学生配合教师一起完成实验,条件允许时,将演示实验改为学生实验;课外小实验更是学生操作的天地,如在学习量筒、弹簧秤、天平等知识后,可布置小实验自制天平、量筒、橡皮测力计等,学生的积极性一定会很高,效果一定会很好。总之,应尽量多给学生亲自动手动脑的机会,这对提高学生的操作能力是很有帮助的。
在学生分组实验中,教师要加强主导,既不能管得太死,又不能放松,努力创造一个活跃、快乐、紧张、有序的良好氛围。教师的主导作用表现在:
(1)加强示范操作。学生对教师所做的示范操作的模仿是形成动作技能的最初阶段,可减少实验的盲目性。示范可采用投影、挂图、示教板等形式。
测定性实验主要用来测量某些物理量或物理常数。测定性物理实验总是根据一定的物理原理进行测量,因此,组织该类物理实验,关键的问题是使学生明确实验所依据的原理或基本公式,确定待测量和相关量之间的关系,以及如何进行测量。
验证性实验是在学习物理规律之后进行的,其目的是通过实验验证物理规律的正确性,加深对物理知识的理解和训练实验技能。它要求学生必须正确的理解所验证的物理规律的内容和使用条件、明确实验的目的和方法。由于实验中不可避免的会出现误差,因此,必须向学生说明误差的允许范围,在误差的范围之内,实验的结果就可以认为与物理规律相符合,不能要求实验的结果和理论结果完全一致。
探究性实验是在学习物理规律之前进行的,也可以称为探索性实验,其目的是让学生通过对实验现象的观察,分析、归纳、总结出物理规律,或按照提出问题、猜想假设、设计实验方案、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作的步骤探究物理规律,使学生体验科学探究的过程,感悟物理规律的形成过程,掌握探究自然规律的思想方法。
制作和装配性实验是为了巩固和应用所学的知识,提高理论联系实际的能力,训练学生的实际操作技能、技巧。
常见几种重要实验方法
1、等效替代法等效替代法是科学研究中常用的一种思维方法。对一些复杂问题采用等效方法,将其变换成理想的、简单的、已知规律的过程来处理,常可使问题的解决得以简化。因此,等效法也是物理实验中常用的方法。如在“验证力的平行四边形定则”的实验中,要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时,要与用两个弹簧秤互成角度同时拉橡皮条产生的效果相同——使结点到达同一位置O,即要在合力与分力等效的条件下,才能找出它们之间合成与分解时所遵守的关系——平行四边形定则;在“碰撞中的动量守恒”实验中,用小球的水平位移代替小球的水平速度;画电场中等势线分布时用电流场模拟静电场;验证牛顿第二定律时调节木板倾角,用重力的分力抵消摩擦力的影响,等效于小车不受阻力等等。
物理实验作为一种理论联系实际的实践活动,能够真实地展现物理过程,使学生直接地理解物理运动的本质、特征;使学生排除次要因素干扰,认识物理运动的基本规律;能使学生处于教学的主体地位,灵活地运用知识并促进知识的迁移,从而有效地掌握物理基础知识。随着课程改革的深入发展,课程标准中降低了验证性实验的数量,增加了探索性实验的比例,可看出新课程对探究实验给予了足够的重视。
古人云:“不愤不启,不悱不发。”因此教师要改变以往“做实验不如看实验,看实验不如讲实验;讲了实验看实验,看了实验做实验”的陈旧观念,要树立以探究实验为基础的教学理念,要有创新的思想,努力挖掘、探索素材,通过设置创新情景,诱导学生质疑,把学生对事物的兴趣及了解外界事物奥秘的欲求转化为掌握知识、技能的一种内在驱动力。
二、培养学生实验兴趣,是提高学生实验能力的前提。
兴趣是产生学习动机的重要条件,学生对物理发生兴趣,才能积极主动地进行探究学习。在物理教学中培养学生的实验能力,首先就要培养学生对物理实验的兴趣,教师要增加一些学生熟悉的、与日常生活密切相关的实验,使学生有一种物理实验不神秘,物理实验就在身边的感觉。
例如:在探究声音的特征时,增加实验:在酒瓶内装入深浅不同的水,用竹筷敲击它们发出声音。通过实验,学生直观地寻求到了问题的答案,这比教师的讲解生动形象,也降低了教学的难度,培养学生有通过实验来解决问题的意识,从而提高实验能力。
三、依托学生对实验的操作兴趣,夯实基础,提高实验能力。
不难发现,学生喜欢上实验课,更喜欢做实验,对实验操作有浓厚的兴趣,但是实验教学中存在这样一个问题,就是学生实验后能力收益不大。我认为这存在着实验前学生的知识储备问题,教育家布鲁姆认为决定教学效果主要有三个因素:认知的前提能力;情感的前提特性;教学的质。它们对学习速度的影响分别是50%、25%和25%。可见有了知识不等于能力的提高,但是没有知识则不可能提高能力,这说明了基础知识的重要性。因此,实验探究前必须深谙实验原理,熟悉实验器材的功能与应用,有明确的实验目标,才能达到一个较理想的效果。
例如:在探究凸透镜成像的实验中,利用两个班级做了以下实验:(1)班在没有讲解实验原理,仪器的选择和使用的情况下,让学生在不具备起码的知识准备时,“盲目”地探索实验。由于凸透镜的规格的不同等因素的影响,使得大多数学生无从下手,这样浪费了时间,对实验的兴趣大跌,也使部分学生对实验产生了畏难情绪,学习效果极差。(2)班则详细讲解了凸透镜成像原理,仪器的选择理由和使用方法,并制订了具体的教学目标,让学生带着浓厚的兴趣和好奇心去操作,几乎所有的学生一节课下来能顺利完成实验,得出正确结论,可见,让学生储备好必要的知识,有一定的目标去做实验,手脑并用,使学生的观察能力,操作能力和思维能力都得到提高。
四、把学生对实验的操作兴趣转化为探究兴趣,是综合提高实验能力的关键。
美国心理学家布鲁纳认为:“要培养具有创造力的人才,不但要使学生掌握学科的基本概念、基本原理,而且要发展学生对待学习的探索态度。”因此,在实验教学中,使学生对实验的操作兴趣上升到探究兴趣,是培养学生的创新能力的前提。
在实验探究中,教师除了让学生了解有关的实验原理、操作方法等实验知识外,还要有意识地向学生引导实验中蕴涵的科学方法,培养学生的科学态度和科学精神,这有利于学生的科学世界观的形成。学生通过亲身的实验感受,去发现事物之间的关系和规律,能产生兴奋感和自信心,从而诱发学生对知识追求的一种深层次动力的产生。
例如在学习“用伏安法测电阻”的实验后提出,在电流表或电压表任意缺少一种时,能否用已知的定值电阻来替代,进行测量未知电阻的阻值的呢?这一问题在学生中引起了强烈的讨论,大家齐动手动脑,设计实验方案,进行实验验证。学生在短时间内就有较好的表现,这是我没有想到的。这里选出两种具有代表性的方案进行参考:
方案一:电压表法测电阻。如图1所示,根据欧姆定律知道通过两电阻的电流I0= ,Ix= 。由于R0与Rx串联,所以I0=Ix,即 = ,所以Rx= R0。
方案二:安阻法测电阻。如图2所示,根据欧姆定律得出R0与Rx两端的电压U0=I0R0,Ux=IxRx,由于R0与Rx并联,所以U0=Ux,即I0R0=IxRx,所以Rx= 。
教师在得出结论的基础上再推广,学生获益更多,发掘了学生的潜能,拓展了学生的思维,锻炼了学生的交流合作和创新能力。通过诱导让学生发现问题,培养了学生提出问题,解决问题的能力,同时让学生自己把知识系统化、结构化,能够更好地理解,掌握学习内容,更好地应用所学知识,解决实际问题。
五、引领学生多做课外实验,拓展学生实验能力。
培养学生的实验能力,还必须注意将课内实验与课外实验有机地结合起来,因为课外实验是学生独立自主的实践活动,在选题、取材、时间、空间上都比课内实验具有较大的灵活性。在课外完成实验,实验室没有的仪器可求助于社会,或寻找一些替代品,一个人不能完成的实验就几个人组成小组,合作探究,这样增强了学生的社会实践能力和小组之间的交流合作能力。在教师的正确指导和合理的引导下,相当大的程度上让学生独立操作,独立思考和独立解决问题,使学生的思维空间得到极度的拓展,因此能更好地培养学生的实验能力。