初中物理实验再探索——基于学生核心素养的培养论文_王妮妮

摘要:作为一名一线的物理教师,如何提高学生的核心素养,帮助学生掌握课本上的基础知识和概念,培养学生动手能力、思维能力、创新能力是我首先思考的。本文基于教材《声现象》,通过同原理同器材不同实验、同器不同原理的变式设计和学生自制实验,使学生深刻感受物理实验的灵活性,发散学生思维、培养学生推理想象、对比探究、拓展整合等能力。也希望在物理教学中实验无处不在,无时不有。

关键词:实验广泛化;灵活实验;改进实验

初中物理是一门实验课程,和生活实际联系紧密,而科学实验是理论的源泉,是自然科学的根本,是工程技术的基础,同时科学理论对实验起着知道作用。因此,我们要处理好理论和实验的关系,对于学生在学好理论知识的同时,也要重视科学实验,而物理实验是科学实验的重要组成部分[1]。所以作为老师,课本上的典型实验,课后习题或者课本上的综合实践活动中的实验即使没有条件,也想尽办法创设条件去完成,培养科学实验基本素质,让学生初步掌握科学的思想方法。所以在平时的教学中我们对学生一直强调不仅要处处留心,而且要动手实践。但学生刚接触物理,这种科学素养需要们来培养,需要开发我们的智慧,引导帮助学生。让实验不仅局限于教材上已有的实验,师生应该自主实验,广泛实验,改进实验、创新实验,让实验跟上时代的潮流。

下面将从三个个方面举例,分别是同器材通原理不同实验操作、同器材不同原理实验和学生自主实验,来让实验真正广泛化,多样化,自主化,灵活化。

一、同器材同原理不同的实验操作

在水的沸腾这一节中,水的沸点和大气压有关,大气压强越高,水的沸点越高。然而对于人类赖以生存的大气,看不见摸不着,学生很容易忽视,大气压强的大小学生就更难理解了。如右图所示是2017年江苏省南通一道实验探究题,题中说把烧瓶中的水加热至沸腾,把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾。再迅速塞上瓶盖,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,发现水又重新沸腾了,问其中的原因。而关于此原因的解释总是出现学生一听就懂,听完就忘的情形。介于此情况,练习实验室已有实验器材,我做了以下实验。

(一)真空玻璃罩探究水的沸点和大气压强的关系

1.器材:真空玻璃罩、杯子、温水、温度计。

2.实验过程:

(1)拿一杯温水,先用温度计测量水的温度,水温为50摄氏度。

(2)让请学生用手指感受一下水的温度后,将这杯温水放进真空玻璃罩里。

(3)用抽气机给真空玻璃罩抽气,让学生仔细观察水的状况。

3.实验现象:在抽了一会气后,观察到真空玻璃罩里面烧杯中的水剧烈沸腾起来,比我们平常用火烧水沸腾的程度剧烈多了!

4.实验结论:液体的沸点与大气压有关,大气压越小,液体的沸点越低。

5.实验效果:这个实验使得学生直观体会到水的沸点和大气压强密切相关,大气压强越低,水的沸点越低,学生也深刻理解高压锅的工作原理以及大气压低的地方沸水不烫的原因。同时对于大气压强大小学生也有一个初步了解,为后面学习压强做好铺垫。

(二)、真空玻璃罩验证大气压的存在及应用

1、实验器材:真空玻璃罩、气球

2、实验准备:气球充气

3、实验过程:将冲有气的气球放入玻璃罩内,用电动抽气机抽去玻璃罩内的空气,在抽气的过程中,玻璃罩里的气球不断膨胀,甚至炸裂,之后关闭抽气机,将空气放回玻璃罩内,气球又变小了。

和这个实验类似的还可以将实验中的气球用乒乓球替代,将完好密封的但是变形了的乒乓球放入玻璃罩内,动电动抽气机抽去里面的空气,我们会发现变形了的乒乓球又变圆了。

4、实验效果:虽然一个用到气球,另一个用到乒乓球,但两者的原理完全相同,都是由于气球或者乒乓球在其内部大气压力的作用下变大或者恢复原形。学生也能以此类推到在生活中当完好密封的乒乓球变形时,我们一般将其放在热水里泡一下,它就能恢复原来的形状也是其内部大气压力的作用时期将其撑开,时期恢复原形。

(三)、大气压有关的喷泉实验

1、实验器材:吸管、有橡皮塞的玻璃瓶,染成蓝色的水,真空玻璃罩、抽气机

2、实验过程:将吸管插入密封好的玻璃瓶,将他们放入玻璃罩内,如图,用电动抽气机抽去罩内的空气时,蓝色的液体从吸管中喷出形成喷泉。

(四)、跳动的瓶塞

实验器材:真空玻璃罩、有橡皮塞的玻璃空瓶子、

实验过程:将瓶子放入真空玻璃罩,注意瓶子的橡皮塞只塞一半,不能塞得太紧。这样打开抽气机,这时我们会看到瓶塞向炮弹一样被瓶子里面的空气压出来。

(五)吸盘实验

实验器材:真空玻璃罩、吸盘、挂钩

实验过程:将吸盘紧紧的吸在真空玻璃罩的上端,总抽气机逐渐抽调里面的空气,发现吸盘会掉下来。从而让学生直观的看到大气压的作用。

实验效果:这个实验展示生活中用到吸盘挂钩的工作原理,所以学生就可以联系生活实际当吸盘吸力变差,我们可以将吸盘在热水里泡一泡会好一些其中的道理了。

以上通过同一实验原理同一器材不同方法的操作,大大发散学生思维能力,克服常规实验“照猫画虎”“照搬教材实验”“照葫芦画瓢”的问题。

二、同一个实验探究不同原理

例如课本上在探究声音具有能量的问题中,将一支点燃的蜡烛放在扬声器的前方,当扬声器发出较强的声音时,可以看到蜡烛的火焰随着声音的节奏在晃动。学生理解声音在传播的过程中也在传递能量。但是当学到噪声及其控制这一节时,提到松软多孔的材料能吸音,学生就不能理解什么是吸音?从而将课本上证明声音传播过程中也在传递能量的实验做了改进,将课本中实验器材中的蜡烛改为轻质矿泉水瓶子,第一次盖紧瓶盖,让瓶盖处面对扬声器,将扬声器声音调至最大,发现矿泉水并不晃动。第二次其他因素不变的情况下,给矿泉水的瓶盖戳一小孔,同样面对扬声器,这时发现轻质矿泉水瓶晃动了。两次实验对比,这不仅说明声音具有能量,也很好的解释有孔的矿泉瓶将入射的声音能量吸收,从而自身会晃动。这样就加深了学生对吸音的理解,也激发其实验探究的兴趣。

三、学生的自制实验

在老师的引导激发下,学生自制了一些实验。例如比较不同材料的隔声性能实验、自制温度计、小孔成像装置、自制投影仪、自制水果电池、自制温度计、自制储币小魔盒、自制乐器、自制滑动变阻器、自制密度计、自制望远镜、自制放大镜、自制压强计等等。

四、几点启发

让实验广泛化、自主化、流行化、多样化、灵活化有以下意义:

(1)符合新课标对学生核心素养培养的要求。在解题的过程中我们对有些题一题多解,或者一题多变,激发学生思维,扩大学生视野。在初中实验探究的过程中,我们同样用常见的熟悉的器材设计或改进实验来创设物理学习情境,帮助学生理解概念规律,在一定程度也提高了学生的实验探究能力、创新能力等。让学生能够从“知”的环境中去发现“未知”,使学生原有的认知结构与当前面临的现实产生冲突 ,从而使学生具有探究新知识的强烈愿望。

(2)对物理教师的成长具有重要意义。作为一名物理教师,深知实验探究对初中物理教学的重要意义,通过不断的改进创新实验及器材,让自己能思维活跃、想象力丰富、与时俱进,不断掌握新型技术,前沿科技,不断改进教学方法,从而不断提升自己,丰富自己的生活。

(3)在实验进行的初期可以由老师独自完成,逐渐调动学生的积极性之后老师可以带领学生一起完成,在老师的指导过程中,锻炼了学生的动手能能力,激发了学生的思维和想象能力,培养了学生的科学素养。同时在师生这个合作过程中促进师生之间的交流,增进师生情感,增强教师个人魅力,提高学生的学习能力。

论文作者:王妮妮

论文发表刊物:《教育学文摘》2019年第16期

论文发表时间:2020/3/2

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