主頁 > 技術(shù)文章 > 如何開發(fā)物理實驗的各種資源 2020-03-02

如何開發(fā)物理實驗的各種資源

摘要：加強(qiáng)學(xué)生技能訓(xùn)練，強(qiáng)化技能培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新才能，是當(dāng)今各級種類學(xué)校教學(xué)改革和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。對于物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，“實驗”是物理課改永恒的主題,搞好教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的實驗是全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)科學(xué)探究的意識和養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，也是利用和開發(fā)課程資源的表現(xiàn)。
一、挖掘?qū)嶒炇屹Y源，提高實驗器材的利用率:
　　1、開放實驗室，增加學(xué)生實驗次數(shù)。
　　要充分地開發(fā)和利用實驗室的教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的豐富課程資源，必須改變實驗室的教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的封閉式管理狀態(tài)，通過建立開放性實驗室鼓勵學(xué)生主動利用教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的教學(xué)實驗儀器進(jìn)行各種探究活動。探究題目可來源于教材或課外習(xí)題，根據(jù)題目猜想假設(shè)、制定計劃、選擇器材、進(jìn)行實驗、分析論證、評估交流，讓學(xué)生自由探究。這一活動對突破教學(xué)難點和提高學(xué)生探究能力大有裨益。
　　2、開發(fā)教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的實驗器材，力爭做到一物多用。
　　如何能充分利用教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型等專業(yè)實驗室現(xiàn)有的實驗器材，讓實驗器材的性價比更高，這是新課改對實驗老師提出的新課題。在教育教學(xué)中，我們開動腦筋，不斷嘗試將實驗室里的器材加以組合或開發(fā)，可以讓一個教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型等器材完成更多的實驗探究。比如：試管，我們可以充分發(fā)揮試管在教育教學(xué)中的作用，利用試管探究音調(diào)問題。用嘴對著空試管吹，讓其發(fā)聲，再在試管中加一些水，再對著試管口吹氣，讓學(xué)生去體會聲音的不同，從而去感覺音調(diào);在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)的時候，可以做“大小試管”的實驗(圖1)，讓學(xué)生體會大氣壓強(qiáng)的存在。在學(xué)習(xí)浮力的時候，可以利用試管制作浮沉子(圖2)演示上浮、懸浮、下沉。還可以制作潛水艇模型演示潛水艇原理(圖3);再如：激光筆和平面鏡是用來探究光的反射規(guī)律的，我們還可以用它改變光傳播路徑的功能將桌面發(fā)生的微小形變加以放大(圖4)，使學(xué)生看的更清楚。以上實例說明其實只要我們開動腦筋、多思考、充分利用實驗器材，開發(fā)更多的實驗，讓實驗器材可以發(fā)揮更大的作用。
二、聯(lián)系生活實際，豐富實驗教學(xué)資源
　　教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的實驗資源不僅限于實驗室的現(xiàn)有設(shè)備，學(xué)生身邊的物品和器具同樣是重要的實驗資源。新課程強(qiáng)調(diào)物理學(xué)習(xí)要聯(lián)系實際、貼近生活，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活，觀察日常生活中的物理現(xiàn)象，那些最常見的生活現(xiàn)象、最普通的日常用品都可以成為非常好的實驗資源，利用身邊的物品進(jìn)行物理實驗，這種做法本身就是一種創(chuàng)新。在物質(zhì)資源比較匱乏的時期，朱正元教授曾提出“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實驗”的主張，現(xiàn)在實驗室條件已經(jīng)得到了極大的改善，但新課程倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化，這樣僅靠實驗室的有限器材是不能滿足課改需要的，因此我們更應(yīng)提倡學(xué)生用“壇壇罐罐”來做實驗。朱正元教授說：“不要迷信只有工廠制造教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的儀器才是儀器。”用一只塑料杯可以做物體的慣性、水的表面張力、大氣壓力、摩擦力、熱的傳導(dǎo)和輻射、聲的共振、摩擦起電、光的反射與折射等10多個實驗。一支鉛筆，一個塑料瓶、一個易拉罐……都是很好的實驗資源。
　　例如：運(yùn)用控制變量法研究“影響液體蒸發(fā)快慢的因素”的實驗中，需要一個恒溫容器來控制液體溫度保持不變，家用的調(diào)溫電火鍋就基本能滿足實驗的需要。又如我們利用小鞭炮來模擬火箭升空的實驗，把小鞭炮去除引火線，對折后固定，在對折后的破裂處點燃時會噴出火焰，能使放在下面的紙片燃燒起來。通過觀察小實驗后，再引導(dǎo)學(xué)生一起來解釋為什么火箭發(fā)射臺底要建一個大水池？為什么我們在電視屏幕上看到火箭發(fā)射升空的瞬間會有大量的煙霧產(chǎn)生？在模擬小實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行解釋，學(xué)生比較容易理解，也讓學(xué)生感受到高科技并不那么神秘，激發(fā)學(xué)生的求知欲、點燃學(xué)生思維的火花。
三、整合課內(nèi)實驗和課外實驗，改革作業(yè)的形式和內(nèi)容
　　新課程強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，以學(xué)生為本，改進(jìn)學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型等專業(yè)實驗室訓(xùn)練方式、完善學(xué)習(xí)評價。如何落實減負(fù)增效，對學(xué)生課外作業(yè)的研究和實踐也是我們需要積極探索的問題。比如結(jié)合活動卡上的一些實驗活動，或者布置“長作業(yè)”，讓學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計和探究，學(xué)生可以利用生活中的一些廢舊物品來動手實驗和探究，在研究過程中可以更深入理解物理概念和規(guī)律，對培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、物理學(xué)習(xí)的興趣都非常有效。同時還可以把學(xué)生課外實驗中的一些實驗方案、收集的一些實驗數(shù)據(jù)，作為課堂教學(xué)的資源，拓寬了課堂教學(xué)的時空，整合了課內(nèi)外的實驗資源，改變了作業(yè)的內(nèi)容和形式，使學(xué)生的興趣和能力及探究意識得到培養(yǎng)。
　　如：“簡易溫度計”的制作，并要求學(xué)生按照攝氏溫標(biāo)的規(guī)定，在簡易溫度計上粗略地標(biāo)上刻度；又如學(xué)習(xí)了“比熱容”概念后，讓學(xué)生分組探究不同材料的保溫性能，并能夠用實驗測量的數(shù)據(jù)，寫出實驗報告等。
　　教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的實驗資源的開發(fā)與整合并不是要一味地追求信息技術(shù)手段的運(yùn)用，不是為整合而整合，而是要結(jié)合我們的教學(xué)實際，使物理實驗在教學(xué)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)科學(xué)探究的意識和養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣等方面發(fā)揮更大的作用，我們需要不斷思考和實踐。
四、開展自制教具活動，培養(yǎng)師生創(chuàng)新能力
　　新課程標(biāo)準(zhǔn)對實驗、探究、實踐活動提出了更高、更新的要求。學(xué)校教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的實驗器材配置雷同、整齊劃一，不利于教師個性化教學(xué)，同時學(xué)生的個性發(fā)展也受到了極大限制。所以我與學(xué)生，群策群力，大力開展自制教具活動。例如：在研究阿基米德原理的實驗中，需要用溢水杯來完成實驗，但由于實驗室溢水杯數(shù)量很少，分組實驗的可能性極小，這樣我動員學(xué)生自制溢水杯。學(xué)生找來易拉罐和氣嘴，做出很有實用價值的溢水杯，不但解決了難題而且提高學(xué)生動手能力。再如：在學(xué)習(xí)電磁繼電器時，課本上沒有安排什么相應(yīng)實驗，學(xué)生分析和接受起來有一定的難度。為此我指導(dǎo)學(xué)生利用廢舊起輝器中的雙金屬片(受熱彎曲)、紅綠發(fā)光二極管、電磁繼電器、電源計了一個火災(zāi)自動報警器來演示電磁繼電器電路的工作情況(電路圖如圖5)。制作完成后，把該裝置分別放在各班教室，讓學(xué)生們課下自己觀察、實驗，極大地激發(fā)學(xué)生的熱情，同時制作者也有一種成就感。這一舉措備受廣大學(xué)生的青睞。
　　有些課本上的實驗按課本上的裝置來操作很難完成，這樣我就和學(xué)生一起研究如何改進(jìn)實驗裝置，設(shè)計出新的教具，順利完成實驗。如：“探究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗是初中物理教學(xué)中的重點實驗，該實驗絕大多數(shù)教師采取講實驗的方式進(jìn)行教學(xué)，因為實驗過程中要求勻速拉動彈簧測力計，只有這樣物體在水平方向上才受平衡力，摩擦力才等于拉力，而實際操作中很難實現(xiàn)勻速拉動，成功的可能性非常小。
五、結(jié)束語：
總之，物理趣味實驗不是學(xué)生實驗的重復(fù)疊加，更不是課堂教學(xué)的延續(xù)，它是在物理理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，實施的一種新的教學(xué)模式，是學(xué)生技能培養(yǎng)和創(chuàng)新能力提高的一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它能夠進(jìn)一步提高實驗效率，使學(xué)生將理論知識、實驗結(jié)果和技能知識轉(zhuǎn)化為動手能力和創(chuàng)造能力，發(fā)展為創(chuàng)新能力。對教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的教學(xué)的實踐使我們深深體會到：物理趣味實驗的建立和運(yùn)行，在加強(qiáng)學(xué)生動手能力培養(yǎng)方面，在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面確實是一種先進(jìn)有效的方法。

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