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有效地开发初中物理实验课的教学资源

2009-08-07汤强红

物理教学探讨 2009年6期
关键词:光屏透镜灯泡

汤强红

传统的教学论认为,“课程”是规范的教学内容,而在新课程理念下,教材不等于教学内容,教学内容大于教材。教学内容的范围是灵活的,是广泛的。它可以是课内的,也可以是课外的。只要适合学生的认知规律,从学生的实际出发,所有有关人与自然、人与社会、人与自我的任何方面的材料,都可作为学生学习的内容。在物理教学中,开发与利用科学探究实验课堂教学中的教学资源,不仅会极大地丰富课堂的教学内容,而且也能使学生得心应手的应付中考。

在现在的中考物理中,实验探究题的考查方式发生了很大的变化,单纯地考查实验操作步骤、实验结论等机械记忆的考题已经退出了历史的舞台。中考实验题普遍重视探究的过程和方法的考查,重视基本实验能力的考查。所以科学探究教学中,教师已不过分强调知识的传承,而是重视让学生亲历科学探究的过程,学习科学研究的方法。在实验课中,挖掘学生实验过程中的操作方法、思考方式以及利用收集的证据得出结论等方面的教学增长点,就会使我们的实验课堂教学内容更加丰富多彩,使实验课堂教学过程充满生机和活力。

1 留心实验操作过程,丰富实验操作方法

初中物理实验课教学中,实验器材的选择、实验的操作步骤及顺序安排都会对实验结论的得出产生影响。因此,留心实验的操作过程也能丰富我们的实验教学。例如:苏科版物理第六章第三节,用天平测物体的质量中,测量烧杯中水的质量时,要先测量空的容器质量,再测水和容器的总质量;而在测量液体的密度时,测量液体的质量却要先测容器和液体的总质量,再测量剩余的液体和容器的总质量。对比这两个实验的质量测量的操作步骤,找到它们为了减小误差而采取的不同步骤的原因,可以防止学生对这两个实验步骤产生混淆。再例如:在多次测量取平均值减小误差的实验中,如何进行多次测量?有学生在测课本中一张纸的厚度时,取50张纸测量了三次,而有的学生取20张、30张、50张纸分别测了三次;在测定值电阻的阻值时,有的同学取不同的电流和对应的电压,测得了三次阻值,而有的同学是在同一个电流和电压下看了三次,得出三个阻值。哪一种方法正确?这对于学生来说是困难的,因为他们没有更多的物理知识让他去选择和判断,只有在教师的指导下,他们才容易作出正确的选择。再如,在探究物体的浮沉条件的实验中,所用器材小玻璃瓶的质量很小,用弹簧秤测量它的重力是很不准确的,为此,这个实验中将弹簧秤改成天平进行测量就比较准确。

2 留心实验现象中伴随的其它现象,会使实验更接近实际

以前,我们的学生实验都是在一定的环境(实验室)下进行的,它比我们在实际生活中利用身边的器材进行实验,得出实验现象或规律更容易些。而今,新教材中很多的实验,都是利用身边的器材进行实验,使实验探究更加生活化。这就需要学生具有从许多干扰的信息中找出我们所需要的信息的辨别能力。

例如:在平面镜成像的实验中,学生利用自己身边的器材进行实验时,就会发现当玻璃板有一定厚度时,出现2个像,而且观察到的像较暗的情况。这是因为玻璃板的前后两个表面都会反射成像,而且由于透过的光较多,反射光不强,使像较暗。而当学生利用实验室特定的器材进行实验时,由于它的反射面进行了处理,就不会出现这一问题。又如,在凸透镜成像的实验中,随着实验的进行,由于蜡烛越烧越短,我们会看到光屏上的像跑到了屏的上方,甚至只有一半的像在屏上。当出现这一现象时,学生就会一味地向上调光屏。究其原因是:像的位置是由蜡烛中心和透镜中心的位置来决定的。蜡烛中心、透镜中心和像的中心始终在一条直线上。当蜡烛中心、透镜中心在同一高度时,像的中心也与它们在同一高度。所以在开始实验时,需要调节光屏,使它的中心与蜡烛中心、透镜中心在同一高度,才能在光屏中央观察到像。而在实验中出现如上的情况时,也可以将透镜向下调或将蜡烛垫高,使像仍成在光屏的中央。拓展下去就可解决:如果像偏左,可以将透镜向右调或将蜡烛向左调,使像仍在光屏的中央。在电学实验中,学生遇到的问题更多。例如:短路和部分短路问题;小灯泡的亮度变化、电阻的变化问题;电流表和电压表无示数的故障分析等等。关注这些现象,对它们进行合理的解释,会使学生学到的知识更具有实际意义,这不仅能提高学生的物理实验能力,也会使学生对物理学习更感兴趣。这些也都是出卷老师最能出到的地方。

3 留心实验数据的分析,使结论的得出更具有合理性

在新课标的课程目标过程与方法中,要求初中学生有初步的信息处理能力;有初步的分析概括能力。初中物理探究实验中,有许多结论是通过对实验数据的分析而得出来的,对学生来说,从实验数据中得出结论难度较高。因此,充分利用对实验的数据分析,培养学生的数据信息处理能力,又成为我们开发实验课堂教学资源的又一重要方面。例如:在探究水的沸腾的实验中,得出温度随着时间变化的数据如下表:

学生可能会从表中得出,甲杯水的沸点是98℃,乙杯水的沸点是100℃,沸腾时水的温度保持不变。其实还有更多的可以分析的问题,如:(1)沸腾前水的温度随着加热时间的增加,温度不断升高,但温度的升高过程并不是均匀的,是先快后慢。究其原因是随着水的温度与外界的温差的增大,散热越来越多,所以升温也就越来越慢。(2)甲杯中水的沸点没有到100℃,原因有:外界气压较低;水中含有杂质;温度计不准确等。(3)乙杯水比甲杯水后沸腾,原因可能是:乙杯中水的质量比甲杯水多;乙杯所用灯火焰不大或没用外焰加热;乙杯没有加盖子等。因此,通过对实验数据的分析,我们要能使学生思维能力得到提升。

在电学测量的实验中,通过对不同定值电阻的测量数据分析,笔者发现,电压的取值是非常重要的。在测量定值电阻时,学生取电压值时不能太大。另外,实验中做到快速,才不会使定值电阻在测量中受到取值引起的温度变化的影响。而在小灯泡电阻的测量中,从测量的数据可以看到,学生对电压的取值相差很小时,由于小灯泡的温度变化小,所以小灯泡的电阻值就相差很小(这就会误导学生用取平均值计算结果)。从测小灯泡阻值的数据还可以看到,当电压的取值相对较大时,小灯泡电阻值就相差很大,就不能用平均值来进行数据处理。

综上所述,我们的物理实验课堂教学的资源是丰富的,它们就储藏在我们实验教学的各个环节之中。只要我们物理教师能关注到实验中的每个细节,用“心”去做,用脑去思,我们的实验课堂必定会丰富多彩,不枯燥乏味;教师会灵感突现,不断创新。充分开发和利用物理实验课的教学资源,是进行物理实验课堂有效教学的必由之路。

(栏目编辑王柏庐)

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