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在实验情景下构建物理知识
来源:陕西教育报刊社 作者:王兴威 江苏省东台市实验中学教育集团城东分校 2018年09月14日 16:10

实验是物理学科非常重要的一种研究手段,它不仅可以说明、解释物理现象发生的原因,而且可以成为对物理问题进行思考与探究的一种方法,它是物理知识的一种综合性体现。初中物理实验与学生日常生活的联系紧密,因此,教师在组织物理教学活动时,要重视采用科学合理的方式帮助学生在实验情景下构建物理知识。

一、问题切入,实验探究

以苏科版八年级上册“光的折射透镜”中的凸透镜成像规律的实验探究为例。教师在组织这一实验教学时,可以从生活现象入手,比如,让学生想一想,家里的老人因为视力衰退看报纸时,常常会借助放大镜,为什么放大镜可以让字放大呢?比如,在组织露天电影放映时会要用到放映机,工作人员假如发现屏幕上的影像太大了,是怎么调整放映机的?比如,近视要去眼镜店配眼镜,工作人员又是如何操作验光工具的,其原理又是什么?等等。以这些生活中学生经常会遇到的、不陌生的实际问题来作为实验的切入,一方面,教师所构建起来的实验情景会因为更具有实际意义而吸引学生的注意力;另一方面,这些问题其实也是实验知识的外在表现,当学生带着问题进入到实验情景时,其物理知识的学习就会更加明确。

二、过程分析,知识细化

以苏科版九年级上册“电流和电流表的使用”中的学生实验“探究串、并联电路中电流的规律”这个实验为例,最开始进入实验时,教师要提醒学生思考:串联电路中Ia、Ib、Ic之间有什么关系,Ia、Ib、Ic在并联电路中又有什么关系。在操作实验之前,教师可以鼓励学生尝试进行实验现象与实验结果的猜想与假设,教师可以提醒学生将电流类比为河流,以河流的干流、支流等知识来模拟思考刚才提出的关于Ia、Ib、Ic在串联与并联电路里的关系。在实验的过程中,在选取器材组装实验装置时也要思考为什么要这样操作,是否可以改变操作步骤,在分别测量串联电路与并联电路中Ia、Ib、Ic的电流数值时,有哪些注意事项等。最后,在进行数据分析时,教师可以提醒学生,要得出多少组数据才能足以支持由此得出的实验结论,理由是什么。可以看出,教师在这一实验情景中,通过带领学生逐一分析实验过程中的每一个环节来将知识精细化,以便于通过实验更好地构建知识,让学生更好地吸收知识。

三、自主设计,思维拓展

以苏科版八年级第五章“物体的运动”中的研究充水玻璃管中气泡的运动实验为例,教师可以鼓励学生围绕这一实验做不同的因素变量。比如,被注满水的这根长50cm的细玻璃管,当学生做完第一次实验后,可以让学生换成粗玻璃管,重复进行同样的操作,记录实验数据。比如,玻璃管与水平的位置角度,教师可以让学生尝试着将玻璃管分别与水平呈0°、60°、90°角放置,观察这三种情况下,管中气泡上升速度的快慢。当学生尝试的实验变量越多时,该实验所构建的知识内容也会越多,学生在进行思维拓展的同时,其知识体系也会越庞大和充实。

四、观察反思,及时小结

比如,在与电流相关的多个实验中,有时候会出现电路短路,有时候会出现电路断路,这两种情况虽然只有一字之差,但发生的原因却是不同的,学生要及时做好观察和记录。比如,假如是电路短路,那么结果是电路仍然是通畅的,表现出的现象就是电流表有示数、电压表可能有示数(和电压表并联部分无短路而断路)、电压表示数可能为零(和电压表并联部分无断路而短路)等。与此同理,对于电路断路这一问题,学生也要及时将其表现于外的直接现象也记录下来。通过将实验情景中的各种现象都记录在册,由实验所构建起来的物理知识也会更加完整。

为了更好地发挥实验之于物理教学的价值,物理教师在充分重视物理教学的基础上,还应当在实验过程中对学生进行指导点拨,鼓励学生积极参与其中,同时注意采用反馈、激励等多种方式来有效强化学生的学习成果。综合这一系列的教学要求,教师可以在实验情景中去带领学生构建物理知识,通过问题切入、过程分析、思维拓展、及时小结这四个方面来发挥实验的作用,让学生能够更加快乐、更加高效学习物理。

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