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

如何開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)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(jí)種類學(xué)校教學(xué)改革和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，“實(shí)驗(yàn)”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(shí)驗(yàn)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(shí)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?yàn)室資源，提高實(shí)驗(yàn)器材的利用率:
　　1、開放實(shí)驗(yàn)室，增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)次數(shù)。
　　要充分地開發(fā)和利用實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)利用教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行各種探究活動(dòng)。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(jì)劃、選擇器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析論證、評(píng)估交流，讓學(xué)生自由探究。這一活動(dòng)對(duì)突破教學(xué)難點(diǎn)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(shí)驗(yàn)器材，力爭(zhēng)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(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，讓實(shí)驗(yàn)器材的性價(jià)比更高，這是新課改對(duì)實(shí)驗(yàn)老師提出的新課題。在教育教學(xué)中，我們開動(dòng)腦筋，不斷嘗試將實(shí)驗(yàn)室里的器材加以組合或開發(fā)，可以讓一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(duì)著空試管吹，讓其發(fā)聲，再在試管中加一些水，再對(duì)著試管口吹氣，讓學(xué)生去體會(huì)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(shí)候，可以做“大小試管”的實(shí)驗(yàn)(圖1)，讓學(xué)生體會(huì)大氣壓強(qiáng)的存在。在學(xué)習(xí)浮力的時(shí)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(shí)例說明其實(shí)只要我們開動(dòng)腦筋、多思考、充分利用實(shí)驗(yàn)器材，開發(fā)更多的實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)器材可以發(fā)揮更大的作用。
二、聯(lián)系生活實(shí)際，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源
　　教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的實(shí)驗(yàn)資源不僅限于實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)資源。新課程強(qiáng)調(diào)物理學(xué)習(xí)要聯(lián)系實(shí)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(shí)驗(yàn)資源，利用身邊的物品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，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(shí)期，朱正元教授曾提出“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的主張，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)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(dòng)參與、樂于探究、勤于動(dòng)手，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化，這樣僅靠實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。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(gè)實(shí)驗(yàn)。一支鉛筆，一個(gè)塑料瓶、一個(gè)易拉罐……都是很好的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，需要一個(gè)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(shí)驗(yàn)的需要。又如我們利用小鞭炮來模擬火箭升空的實(shí)驗(yàn)，把小鞭炮去除引火線，對(duì)折后固定，在對(duì)折后的破裂處點(diǎn)燃時(shí)會(huì)噴出火焰，能使放在下面的紙片燃燒起來。通過觀察小實(shí)驗(yàn)后，再引導(dǎo)學(xué)生一起來解釋為什么火箭發(fā)射臺(tái)底要建一個(gè)大水池？為什么我們?cè)陔娨暺聊簧峡吹交鸺l(fā)射升空的瞬間會(huì)有大量的煙霧產(chǎn)生？在模擬小實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃學(xué)生思維的火花。
三、整合課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)，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(shí)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(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練方式、完善學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。如何落實(shí)減負(fù)增效，對(duì)學(xué)生課外作業(yè)的研究和實(shí)踐也是我們需要積極探索的問題。比如結(jié)合活動(dòng)卡上的一些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，或者布置“長(zhǎng)作業(yè)”，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究，學(xué)生可以利用生活中的一些廢舊物品來動(dòng)手實(shí)驗(yàn)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(duì)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、物理學(xué)習(xí)的興趣都非常有效。同時(shí)還可以把學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)中的一些實(shí)驗(yàn)方案、收集的一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為課堂教學(xué)的資源，拓寬了課堂教學(xué)的時(shí)空，整合了課內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)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(shí)得到培養(yǎng)。
　　如：“簡(jiǎn)易溫度計(jì)”的制作，并要求學(xué)生按照攝氏溫標(biāo)的規(guī)定，在簡(jiǎn)易溫度計(jì)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(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。
　　教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的實(shí)驗(yàn)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(shí)際，使物理實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)踐。
四、開展自制教具活動(dòng)，培養(yǎng)師生創(chuàng)新能力
　　新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)、探究、實(shí)踐活動(dòng)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(shí)驗(yàn)器材配置雷同、整齊劃一，不利于教師個(gè)性化教學(xué)，同時(shí)學(xué)生的個(gè)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(dòng)。例如：在研究阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)中，需要用溢水杯來完成實(shí)驗(yàn)，但由于實(shí)驗(yàn)室溢水杯數(shù)量很少，分組實(shí)驗(yàn)的可能性極小，這樣我動(dòng)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(shí)用價(jià)值的溢水杯，不但解決了難題而且提高學(xué)生動(dòng)手能力。再如：在學(xué)習(xí)電磁繼電器時(shí)，課本上沒有安排什么相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，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(jì)了一個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)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(shí)驗(yàn)，極大地激發(fā)學(xué)生的熱情，同時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)出新的教具，順利完成實(shí)驗(yàn)。如：“探究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)教師采取講實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行教學(xué)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中要求勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，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(shí)際操作中很難實(shí)現(xiàn)勻速拉動(dòng)，成功的可能性非常小。
五、結(jié)束語：
總之，物理趣味實(shí)驗(yàn)不是學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(shí)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(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它能夠進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)效率，使學(xué)生將理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和技能知識(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力，發(fā)展為創(chuàng)新能力。對(duì)教學(xué)設(shè)備、教學(xué)儀器、教學(xué)模型的教學(xué)的實(shí)踐使我們深深體會(huì)到：物理趣味實(shí)驗(yàn)的建立和運(yùn)行，在加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)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(shí)是一種先進(jìn)有效的方法。

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