初中物理實驗資源的拓展

侯兆軍

在當前的初中物理教學中,學生獲得的實驗資源在數量、質量、 深度、廣度以及創新性等方面皆存在不足,主要表現為:①學生在家動手少:初中生上世紀90年代初出生,大多家境富裕,較少接觸生產、手工和家務,缺乏動手體驗;②學生在校動手少:學生讀書做題多,獲取理性資源富余,但觀察實驗和綜合實踐較少,感性資源缺乏;③新課程改革后,物理實驗教學資源的豐富和創新還需要一定時間.這些因素都制約了學生實驗探究能力的提升.結合學生的實際,我嘗試拓展實驗資源,有效地提升學生實驗探究能力.

一、把生活物品“請進”課堂,擴大實驗探究范疇

物理教學與生活密切相連,如果我們將常見的有關生活物品,拿到課堂上展示研究,引導學生觀察、分析其結構和原理并實際操作使用,可大大提高學生學習興趣,豐富學生的探究體驗.教師逐步把實驗探究的范疇拓展到生活中,可為學生實驗能力的提升打好基礎,開辟新領域.

如教學杠桿時,我拿出“啤酒開蓋器”“電工鉗”“指甲鉗”“鑷子”等讓學生現場試驗;教學透鏡成像時,拿出“近視鏡”和“老花鏡”,讓學生通過觸摸,觀察文字的放縮及其對陽光的會聚和發散等,比較它們的區別;教學比熱容時, 拿出“電熱水壺、水和花生油”讓學生觀察比較同質量水和油的升溫快慢,建立比熱容概念;教學電路時,拿出“手電筒”“激光筆”讓學生通過動手操作,分析其電路的組成.

在復習階段,可以將比較復雜、綜合性強的生活用品引進課堂讓學生加以分析和探究.如對于“電吹風”,讓學生觀察銘牌后復習額定電壓和額定功率;觀察各部分制作材料,復習物質導電性能;觀察電動機、電熱絲的獨立工作,復習串聯和并聯的區別、能量轉化和守恒定律、效率概念等等.

二、拓展常規實驗操作,挖掘實驗探究深廣度

在常規實驗教學中,我們可以通過增加實驗操作,拓展實驗內容,深化學生對實驗的理解,提升實驗探究能力.

如在實驗“探究滑動摩擦力”分組實驗中,我先按常規教學探究滑動摩擦力與壓力大小和接觸面粗糙程度的關系,讓學生得出正確結論.然后拓展到“滑動摩擦力與運動速度和接觸面積大小是否有關”的探究,要求學生運用“控制變量法”設計實驗方案并實際探究.這樣,學生既鞏固了知識,又培養了實驗遷移應變能力.

再如在電學分組實驗“伏安法測電阻(或電功率)”中,我先按常規教學強調電流表、電壓表的連接和滑動變阻器的使用以及量程的估算,讓學生正確連接電路元件.然后進行拓展:①“電路故障的分析判斷”:要求學生實際操作錯誤的電路連接,即“電阻(或燈泡)斷開和短路”“電流表短路和斷路”“電壓表短路和斷路”“滑動變阻器錯接”等,觀察、探究和分析故障的后果;②“特殊方法測電阻”:若一種電表壞了,只許使用另一種電表,增加一只定值電阻,請設計方案,測出未知電阻.由于依托于常規實驗,又是聯系實際增加操作要求,學生容易接受,而且很感興趣.這樣就拓展了實驗探究的深度和廣度,有效提升了實驗探究能力.

三、倡導創意物理實驗設計制作,創新實驗探究種類和形式

為了培養實驗探究和創新能力,我指導學生開展創意物理實驗設計活動.通過教師示范、借鑒模仿、師生交流合作等方式,每班成立(3～5個)課外實驗小組,運用替代、組合等方法,改進、創新原有的實驗裝置,然后向各班同學展示介紹.這些富有創意的實驗作品,很受學生歡迎,扎實有效地提升了學生的實驗探究能力.

如為了說明飛機升空原理,實際顯示“凸弧形的地方流速大”,我與學生合作制作了一個顯示器: 把長約12cm的透明膠管正下方開孔,與大號注射器筒連通, 把泡沫塑料球平分為二,把凸弧面與平板面分別連接在兩個水平膠管口,在注射器筒內點燃檀香.當室內空氣不流動時,檀香白煙從膠管兩端凸弧面和平直面同時流出,冉冉上升;若人拿著裝置向前勻速走動,或正對微風放置時,白煙只會從凸弧型半球一端流出(左圖).從而直觀地顯示流體壓強規律和飛機升空原理,提升了學生的實驗探究能力.

四、鼓勵學生開展發明制作活動,延伸實驗探究時空

課堂上,實驗內容基本上是統一的,實驗時間也是短暫的,有些學生對物理實驗意猶未盡,我就鼓勵他們利用課外時間,進行物理課外制作和小發明活動,延伸對實驗內容的學習.對優秀的作品,拿到課堂上展示,一方面給學生提供展示的機會,創設活躍的課堂學習氣氛;另一方面,加強了學生之間的交流,使班級中不同認知水平的學生都能得到提高.這些活動的開展,有效地延伸了實驗探究時間和空間,加深了學生對物理知識的理解.

如平面鏡教學后,各個實驗小組制作了不同的“潛望鏡”:有方形筒的,有圓形筒的,有伸縮式、加入了望遠鏡的……當我請制作者藏在講臺下,用各種“潛望鏡”觀察并說出座位上同學的動作和表情時,全班學生都很快樂和專心地投入.再如為說明熱機工作原理和模擬“神舟七號飛船”的發射和升空,我課后輔導學生將電子打火機火花頭裝入醫用注射器內,在注射筒內裝入酒精產生混合氣,打火機產生電火花,酒精混合氣劇烈燃燒,高壓燃氣推動活塞,“神七”(下圖)被發射沖天約10 m高(該作品獲“第六屆宋慶齡少兒發明獎”全國三等獎).

五、充分利用網絡資源,優化實驗探究呈現方式

在當今的信息時代,互聯網提供了各種模擬實驗資源,我們應該發揮多媒體教學形象生動、方便快捷、易于控制、效果明顯、可以多次重復等優勢,充分利用網絡資源和多媒體實驗軟件,輔助實驗教學,優化實驗探究呈現方式,讓學生更容易接受領會.

如“凸透鏡成像”教學中,可通過教育網下載flash動畫,在學生實際操作實驗后播放使用:在屏幕上拖動蠟燭,緩慢改變物距,則像距、像的大小和虛實均隨之發生相應變化.這樣就直觀清晰地顯示了凸透鏡成像的規律,優化了實驗呈現方式,非常適合學生理解和記憶.

責任編輯 羅 峰