深入挖掘实验细节提高学生探究“三度”

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  实验是物理学研究的基础.在物理教学中实验既是重要的内容,也是培养学生科学探究能力的主渠道.在探究教学中,教师要关注实验细节,提高实验探究的“三度”.具体一点说,所谓“三度”就是探究的深度、广度和精度.
  古语云:“天下难事,必做于易;天下大事,必做于细”.这句话强调了细节的重要性.在科学研究的历史中,有数不尽的故事说明了这一点:即使是一个微不足道的细节,也可能预示着一个重大成果的发现.因此我们在教学中要关注实验的细节,决不能为了体现课堂结构的完整而匆忙的“赶路”,而应该静下心来在一个不起眼的细节上反复挖掘,深入研究.以下就是我在实践中的做法和尝试.
  1 梳理实验步骤,加深探究的深度
  1.1 做好实验材料的准备工作
  实验材料的准备是顺利完成科学探究的前提.周到、细致的准备是实验能达到预期效果的保障.在准备实验材料时,我们要仔细思考以下几个问题:实验需要准备什么材料?这些材料由谁来准备?如果个别小组一旦忘记带了怎么办?
  ①实验需要准备什么材料?
  选择的实验材料应使实验的效果显著,并且易于操作,在上课之前教师应该多选几种材料来实际做一做,看看实验的效果再做决定,做到心中有数.
  比如在《磁现象》一节的课前准备中,我收集了大量的废旧磁铁,有条形的、蹄形的、圆形的、菱形的、椭圆形的还有圆环形的.对它们的磁极我都通过实验进行了研究,并且分析出磁极的位置、显示出的实验效果是否明显以及学生收集起来是否容易等因素,进一步确定学生收集材料的方向;在深入的研究了教材之后,我发现教材中磁性的概念是物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,而在实际生活中铁制的材料很容易获得,含有钴、镍的材料怎样找呢?于是我查阅了一些资料后发现硬币中含有镍,在实验中我发现一元和旧版的五角硬币能被吸起,通过自己动手解决了这个教学中遇到的问题.
  课前材料的准备对于学生而言,是自主预习、激发兴趣、提高学习积极性的绝佳时机.学生在收集材料的同时,会自觉、不自觉的思考:这些材料在上课时老师会用它们干什么?这样的思考会使学生产生提前预习的冲动,提高学习的主动性,还会在预习中形成问题.当学生带着问题走进课堂时,其学习的效果会可想而知.
  ②实验材料由谁来准备?
  实验材料的准备工作应由教师和学生共同参与,学生自己能准备的应尽量调动、鼓励学生去收集,这样做有以下几点好处:(1)物理知识与生活实际联系紧密,布置的收集任务会促使学生深入的观察生活,激发学生对知识的思考,增加学习的动力,体验与实际结合的物理学习方法.(2)收集的材料本身考虑到学生实际的水平,收集的材料比较容易获得,可以利用这样的机会对基础薄弱的学生加以鼓励,减少学困生的产生.(3)学生在收集的过程中可以互通有无,是学生之间加强沟通合作的好机会.
  ③个别小组忘记带实验材料的解决办法
  俗话说:巧妇难为无米之炊.学生没有带来材料,而老师又没有做预先的准备,实验当然就没法顺利进行下去,没有材料的小组就成为学习的旁观者.因此,教师要有两手准备:预先准备出一些实验材料.如果学生带来了,我们可以分更多的学习小组来进行实验.学生动手的机会就多了,研究就可以更深入了.但对于忘带材料的学生要进行教育,避免事情的再度发生.
  1.2 积累教学经验,确定实验内容
  实验是探究活动的载体,能很好的培养学生的思维能力、实践操作能力和合作交流的能力.教材中提供的探究实验仅仅是师生开展科学探究的素材,实验的内容相对较少.而在对学生的学业评价考试中,试题的编制会针对实验的细节深入的展开.如果教师在平时的教学中仔细的研究实验,深入的挖掘实验中的细节问题,留心总结经验和教训,就会在学生实验的过程中设计出值得思考的问题,使学生利用实验的机会通过亲自的操作获得结论,对实验有更深刻的理解.
  比如在《水的沸腾》一节中,教材要求学生完成的实验内容是:观察水的沸腾现象、画出水的沸腾图象、测出水的沸点.而我在中考的试题中发现对于该实验的考察不会局限在这些方面,会向外拓展综合其他知识来进行命制.我在总结了以下几方面:(1)水沸腾前后的气泡形状的变化. (2)水在加热过程中温度升高的幅度越来越慢.(3)实验时间过长的原因. (4)不同液体的沸点不同(水与盐水的沸点比较).(5)沸点与气压的关系.(6)响水不开,开水不响的原因.(7)“白气”没有直接在水面上产生,而是在离水面的一定高度上形成的原因……针对以上这些问题,我在实验中引导学生观察气泡的变化、“白气”产生的位置,设计实验内容来研究:分别测量出水和盐水沸点,比较沸点的不同;分别测量有纸盖和无纸盖两种情况下的沸点,通过比较分析出沸点与气压的关系;其他的问题可以通过学生的讨论、教师的点评来解决.这样就大大的加深了学生对实验的理解,培养了学生的观察、分析、综合等多方面的能力.
  2 精心设计实验漏洞,增加学生探究的广度
  为了强调实验细节,教师不妨在实验中设计一些漏洞,使学生在辨错、析错、纠错的过程中关注实验细节.
  比如在《探究串、并联电路的电压规律》一节中,我针对试题中电路故障的排查问题精心的设计了几个实验的漏洞:(1)故意发给学生已经烧坏的小灯泡;(2)故意把一根导线弄断;(3)故意在小灯座的底部连上短路的导线.当学生在实验的过程中遇到这些障碍时,他们初时会感到很沮丧,教师在学生实验中要留心有实验故障的小组,鼓励他们寻找出实验器材中故障,观察故障出现时电压表示数的特点,并把发现向同学们展示,获得老师和同学的认可,提高学生对实验的细节的理解.
  3 开展对比实验研究,增强学生探究的精度
  对比法是物理学习的重要方法,通过比较事物的不同之处,加深对事物本质的理解.在实验中让学生对实验进行分组研究,在进行对比分析,会使实验受到极好的效果.
  比如我们可以在《熔化和凝固》中设计晶体(冰)与非晶体(蜡)的两组对比实验;在液体压强和浮力影响因素中设计出水和盐水的对比实验;在《机械效率》中设计不同粗糙程度、不同坡角、不同物重的对比实验……这些对比实验有助于缩短课堂上学生实验的时间,使实验能够立体化的进行,还可以促进学生间的交流、提高相互学习的意识.
  4 坚持实验教学反思,将细节挖掘进行到底
  我们的课堂教学往往是充满遗憾的.因为即使是设计得异常完美的课,再上完之后总会留下这样或者那样的遗憾.而教育本身也正因为有了遗憾,才使得那些为教育痴迷的人孜孜不倦的探索.反思是教师专业提升的翅膀.一堂课下来,总会在脑海里留下些值得回味的东西,这需要我们静静地坐下来,思考本节课的得与失,哪些地方处理得不好,哪些地方需要改进.
  比如在《光的反射》教学时,最初由于学校实验器材的限制,采用了演示实验.但课后思考:这种演示实验可见度不佳,课堂上学生学习的效果并不理想.把“光的反射定律”通过演示实验硬灌到学生脑中,是一堂忽视学生主体作用的失败课.我不能因为器材的局限性,而使实验无法分组进行.应多研究实验,摸索出理想的分组实验器材,方为负责任的做法.经过多次的尝试我发现用笔直的钢板尺立起做反射面,用红外线激光小手电做电源的反射实验效果很好.在后继的教学中发现这样的改进产生了很好的学习效果.教学水平就在这种循序渐进的反思中提高了.
  关注实验的细节吧,它可以培养学生细心观察事物的好习惯.如果教师始终坚持对学生这方面的培养,久而久之,就能使学生在实验中严谨而细致,这对他们是终身发展是极其有益的.
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