(拉薩市北京實驗中學,西藏 拉薩 850000)
物理實驗方案作為指導操作準確性、保障教學有效性的重要依托,可以說良好的初中物理實驗教學是離不開精心設計的方案。為此,每位初中物理教師在開展實驗教學前都應當精心設計實驗方案,以此提高此方面教學的針對性與有效性。首先,初中物理教師要在備課階段先充分掌握某一實驗的要求、操作重難點以及注意事項等,隨后在此基礎上根據該實驗內容并結合學生實際精心設計實驗方案。需要注意的是,在設計方案過程中不僅要確保實驗符合學生認知,并且要有較高的針對性,從而最大程度地保障實驗教學的有效性。其次,在設計出實驗方案后,物理教師應當要對該方案進行檢驗,即自己先在實施教學前根據所設計方案親自動手做一次,通過這樣的方式不但可以檢驗所設計方案是否存在紕漏,同時也能夠在實驗過程中對不合理的地方進行調整,以此確保所設計方案的有效性。
在物理實驗方案設計好了之后,教師下一步工作便是選擇好材料。材料作為實驗教學有效開展的重要基礎,這就要求廣大初中物理教師做好其選擇工作。結合筆者實踐來看,首先,教師應當充分依據所設計的實驗方案選擇相對應的材料,例如在“電磁鐵”這一實驗教學中,教師在鐵釘選擇時應當采用經過消磁處理的鐵釘,以此避免實驗中電磁鐵處于斷電狀態時鐵釘仍被吸引。其次,物理實驗材料選擇中,除了充分依據設計方案外,教師還應當盡可能地確保材料的多樣性,即根據實驗內容多準備一些材料。例如在“流體的壓強”中關于浮力的實驗中,教師可以多準備一下材料,譬如泡沫、氣球、橡皮筋等,如此一來能夠使得學生能夠通過多種材料進行實驗驗證浮力,進而在確保物理實驗順利開展前提下保障教學的有效性。
(一)有些觀測效果不明顯的實驗現象,必須要通過改進實驗的方法、設計,如通過運用放大法、轉換法等方法來改進實驗設計,更利于師生觀測,增強觀測的效果。如在研究聲音是由物體振動而產生的實驗中,將不容易觀測到的發聲物體的振動通過轉換法和放大法,音叉引起乒乓球的振動,說明音叉的振動,乒乓球的振動幅度大,說明音叉振動幅度大,易于學生觀測和分析得出聲音是由物體振動產生的、振動幅度越大響度越大的結論。也可以用鼓面紙屑跳動的方法來研究。又如壓力使物體發生微小形變等,可用反射法等轉換、放大實驗現象,增強實驗的可觀測性。
(二)有些實驗可通過改進實驗設計,不僅使學生清晰看到實驗現象,明晰實驗原理,而且實驗效果大大超過學生想象,有非常大的震撼力,成為一個終生難忘的實驗。如演示大氣壓的實驗,易拉罐不易密封,實驗很難成功,效果不佳,改進實驗設計后,換成大的純凈水桶用橡膠蓋密封,操作簡便,實驗效果明顯,不僅使學生明確實驗原理,而且效果震撼,終生難忘,激發學生探究興趣。又如在慣性教學中,除了常規實驗外,也可演示或借用多媒體手段播放慣性的大型實驗,增強實驗震撼力。如從網絡下載一人抽桌布到另一桌的實驗視頻,甚至利用摩托車抽桌布的大型實驗;大型卡車的卸貨視頻,實驗現象清晰,效果震撼。
在教材設計的實驗中,部分實驗操作要求較高、操作繁瑣、實驗現象觀測不清晰,需改進實驗設計,實現操作的簡便性,實驗現象觀測更清晰。如觀察水的沸騰實驗中,實驗裝置繁瑣、要求高、實驗時間長、實驗現象不清晰。可改進實驗設計,將酒精燈、石棉網、燒杯等器材用大的透明養生壺來實驗,用電加熱,實驗器材少、控制簡便、現象觀測清晰明顯。同理,在研究不同物質的比熱容實驗中,裝置繁瑣、兩個酒精燈的火焰大小難以調節一致,操作難度大,也可用相同功率的電加熱的方式進行控制,操作簡便,觀測清晰。當然也可借助數字傳感器技術,進行數據收集與處理,觀測現象,總結規律。再如在研究滑動摩擦力影響的因素中,有兩個實驗操作難點:一是較難控制木塊做勻速直線運動,二是彈簧測力計隨木塊移動,運動過程中難以讀數。這就需要改進實驗設計,消除實驗難點和障礙。可將木塊通過彈簧測力計固定在豎直固定物上,拉動底部木板的實驗設計改進,既降低了實驗條件要求、降低實驗難度,也更易測得實驗數據,分析得出規律特點。
在通過實驗研究,得到現象規律的基礎上,再通過理論驗證實驗規律的正確性。如在實驗得到凸透鏡成像規律的基礎上,通過特殊光線的作圖特點驗證,驗證實驗規律的正確性,并通過規律的應用進行拓展。在實驗得到規律的基礎上,多角度驗證,深入理解規律性質和原理,融會貫通,形成知識網絡。
物理是一門實驗科學,與實際生活緊密相關,研究和解釋實際生活中的物理現象和原理。學生在研究和學習了相關物理知識后,聯系身邊生活實際,研究和解釋生活中的相關物理現象,設計相關物理小實驗,通過小實驗的探究,不僅深入掌握了相關物理知識點,而且融會應用,在應用的同時深入理解相關知識內容,提升相關能力。
結束語:對初中物理來說,實驗作為其重要的組成部分,良好地物理實驗教學不但是新時期下教育改革的要求,同時更是確保初中物理教學質量的關鍵。為此,廣大初中物理教學應當在充分結合實際情況基礎上采取相應策略提高實驗教學有效性。