破坏性实验在初中物理教学中的应用

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  实验操作对于初中物理教学而言是一项非常重要的环节,学生通过实验能容易地理解抽象的物理知识,帮助学生学习发展.而教师通过实验教学也更能提高自身教学手段的创新性,吸引学生注意力,将更多真实的信息通过亲手操作反馈给学生.物理学是一门以实验为基础的学科,观察和实验既是形成物理概念和认识物理规律的基础,又是学习物理学的基本方法.在传统的实验教学中,教师会用很长一段时间来强调实验的注意事项,教科书中也会强调注意事项,但后果并不给予详细的解释.学生缺少“失败”的经验,实验过程总是一帆风顺的.而破坏性实验更有助于培养学生仔细观察、发现问题的能力,促进学生自主性发展.
  1打破传统,勇于开拓创新
  物理演示实验在整个物理教学中起着重要的作用,实验使得抽象的物理知识更容易被学生接受,学生在亲自观看实验后充分了解了物理现象中涉及到的知识点,从而对物理学习的发展起到有力的影响.值得注意的是,传统的物理实验在课堂上的应用有着一定的局限性,教师循规蹈矩依据教材中的各种说明来准备每一次完美、成功的实验,让学生感触到物理实验成功的乐趣.而这种传统式的物理实验背后反映了一个严重的问题,即学生依照教师的思路观察实验,教师仍然是实验的主体,因此学生仍然处于一种固定思维和理论体系的引导之下,抑制了学生思维的扩展,限制了学生自主性发展.所以,“破坏性实验”作为一种有效的教学手段能够极大地促进学生思考能力发展,学生在失败的实验中能够进行反思,推动学生创新意识的开发.
  例如,苏教版初中物理中的“声现象”这一章,其中有关声音传播的知识点教师就可以实施破坏性实验来引起学生注意.比如在讲解“回声”这个现象时,教师可以将教室的门窗全部关上,然后说:“同学们,现在你们记下我现在说话的声音,等会将门窗打开时再次记下我的说话声音.”这个过程中同学们能够体会到门窗紧闭和门窗开着时的声音大小状态.这时候教师不要及时为学生解释这种现象的原因,而是故意给同学们一种关于音调、响度方面误导性的解释.之后教师再向学生举出和实验现象一样的例题:“在封闭的房间里说话为什么会比在开阔的野外说话声音大?”教师也可以让学生亲自去实验,体验在两种环境下的不同感受.讨论过后教师再次总结,原来之前老师在关门窗和开门窗情境下的说话音量不仅是跟音调、响度有关,最重要的是声音在传播过程中遇到障碍物会被反射回来.因此教师误导性的解释就是一种“破坏性实验”,加强了学生对声现象知识的深化了解,并且在实验中意识到反思和批判的思想,促进了他们更加注重学习的严谨性.这也是教师教学手段的创新,打破了传统课堂按部就班式的实验方法.
  又比如在学习“温度的测量”这一章时,教师也可以改变传统的实验装置,例如利用酒精灯、烧杯、隔热网、支架等一系列实验用品组成的装置研究“汽化和液化”现象.教师不妨把烧杯中的水更换成沸点更高的其他物品,然后让学生观察“水”沸腾现象.通过实验,学生可以观察到“水”并不是100 ℃开始沸腾.教师这时候再向学生解释烧杯中的并不是“水”,所以沸点才会不同于100 ℃在这个过程中,学生能够通过反驳来打破教材中的论点,证明了学生们在学习中认真仔细,也同时促进了他们批判精神的激发,对于物理学习来说更是奠定了思想基础.
  2放手引导,着眼学生基础
  实验虽然对学生的启发性思维有着一定的促进作用,但是在实验过程中的操作环节仍然有着许多细节需要学生去认识和注意.教师此时也要放手去让学生自己操作,不管实验成功与否,都需要亲自去体验从而收获更多知识.破坏性实验也可以针对学生的实验操作来说,学生动手操作实验导致失败也是一种十分有益的课堂生成,推动着学生在失败中总结教训,更加提高警惕性,对于物理学习的严谨意识确立来说也是一种非常好的途径.
  例如,在苏教版初中物理中的“力”这一章内容中,研究“弹簧测力”的实验.弹簧松紧程度和拉力大小有着一定关系,根据教师所携带的弹簧测力计,同学们最先可能认为:弹簧松紧程度与拉力大小存在着反比关系.教师在学生猜想后可以鼓励学生去做实验,改变测力计中的弹簧材料,根据事实情况总结出图表再来作出结论(表1).
  在表1中,弹簧材质的不同所得出的测力读数不同,弹簧的伸长量也有着区别.所以学生意识到弹簧松紧度与拉力大小并不是存在着绝对的关系.每种材料的不同,所得出的拉伸长度、拉力大小也不同.所以学生之前“破坏性的实验”过程是一种错误、简单的实验过程, 而表1中反映的数据才是真实的物理现象.学生在这个过程中也学习到了弹簧测力计的不同种类,弹簧的材料是弹簧拉力和拉伸长度变换的关键因素,在实验中学生由于急于求成的心态不能得出正确的认识,因此在学习过程中也要更加端正态度,认真细致地去观察物理现象、思考物理问题、动手实践物理实验.这也是学生学习的基础性意识,教师在培养学生能力之前不妨先让学生树立正确观,在“破坏性实验”中去寻找准确的概念.
  3树立典型,培养批判性思维
   要搞好物理教学,必须加强实验教学的力度.因而教师的演示实验、学生分组实验、课外小实验等也要相应增多.学生做实验时,必须明白实验原理、目的、使用仪器、器材、步骤等.培养学生严谨求实的科学态度,认真负责、一丝不苟的作风是我们实验教学的目的之一.学生的学习不能总是遵循着陈旧老套的规律,而是要不断树立自己的认识和观念,不断创新和发展,形成自己的物理观.对于物理实验教学来说,破坏性实验能够极大程度地使学生创造性思维迸发,学生在不断反驳中才能不断进步,不断深入了解,不断更新理念.所以教师在实验操作中不妨邀请个别学生来做物理演示实验,其他学生针对演示学生的操作提出意见,即使是错误的做法.在整个过程中,学生们集体融入到实验环节中,共同观察、共同学习.
  例如,学习苏教版初中物理中的“简单机械”这个内容,对“杠杆”这个概念的实验,教师可以请学生利用教师携带的工具来总结出“杠杆”的定理.比如教师先拿出剪铁剪刀、起子,邀请第一位同学来总结:L1
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