初中物理实验能力范文
时间:2023-10-26 17:56:04
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关键词:实验 培养 能力
物理是一门以观察和实验为基础的自然科学,实验教学能为学生正确认识事物及客观规律提供事实依据,又能培养学生观察现象、实验操作能力、分析归纳思维能力、研究能力和创新能力。因此物理实验教学环节应成为培养学生实践能力和创新精神的重要教育资源,如何开发利用好这块资源培养学生的实验能力,下面是我在近几年初中物理实验教学中所进行的一些尝试。
一.注意引导,培养学生的观察能力
观察能力是中学物理实验能力中的基础能力。由于中学学生注意力容易分散,活动常常不具有明确的目的性,那个事物刺激性强,就被那个事物所吸引,而对那些应该观察的现象却“视而不见”,或者是漫无目的的看。因此,在初中阶段物理教学中,教师在进行演示实验和指导学生实验时,应引导学生有目的地去观察,有方向地主动思维,从而获得有关知识。如演示“光的反射”这一实验时,应指明观察的重点是:(1)反射光线,入射光线及法线三者之间的位置关系;(2)反射角与入射角两者之间的大小关系。这样就可以把学生的注意力集中在对关键的物理现象的观察上,而达到预期的实验教育效果。培养学生的观察能力,还要指导学生进行仔细的观察。如“水的沸腾”这一现象学生在日常生活中已经司空见惯,在做这个演示实验时他们往往不太在意,这时就应该指导学生观察水沸腾时气泡在上升的过程中的体积变化情况及在液面上的破裂放气情况,以帮助学生对“沸腾”的概念形成正确的认识。总之,只要引导得当,就能使学生的观察能力逐渐敏锐起来,并激发学生的思维和联想。
二.加强动手,培养学生的实验操作能力
实验操作能力是中学物理实验能力中的基本能力。人的能力是在实践活动中,不断地形成,发展和巩固起来的。学生只要通过实际动手实验,才能不断地形成具有实验能力。但是,学生动手做实验若只是按照课本机械地操作,则不仅不能培养学生的实验能力,相反会削弱学生对物理实验的兴趣,挫伤学生动手实验的积极性。因此,教师在物理实验课中必须充分发挥学生的积极主导作用,有计划,有针对地指导学生实验,以逐步提高学生的实验操作技能。初中物理实验中用到的基本仪器的能力,实验前要使学生了解仪器的构造原理及使用仪器的基本要求,然后再进行操作。如学生在做“电流表的使用”这一实验前,必须帮助他们弄清:不同量程的大小及选用,表头的读数,正负接线柱如何连接及如何将指针调零等等。实验操作能力的培养要有计划分阶段进行,才能逐步做到熟练。例如串,并联电路的连接,可让学生先学会串联,再学习并联电路的连接,并且在练习用实物连接之前,先用模型进行练习。培养学生的操作能力,还要配合教学鼓励学生自己平时多动手做小实验,小制作,养成爱动手的好习惯。如九年级物理第十三章第二节重力中“想想做做”自制“不倒翁”。有的同学用常用鸡蛋,胶水,一些重物及装饰物品若干自制不倒翁:在鸡蛋的尖顶端开个小孔,用吸管或其他任何方式将蛋清,蛋黄取出,形成较完整蛋壳。将小重物放入鸡蛋中,用胶水固定在底部,用装饰品或颜料将鸡蛋外部按喜好装饰即可。操作及现象:将其左右压倒,仍顽强的恢复到竖直状态。原理解释:不倒翁不会倒,一方面因为它的结构上轻下重,重心很低;另外,当它向一边倾斜时,重心和桌面接触点不在同一条铅垂线上,重力作用会使它摆动回原来的位置……。学生动手能力增强了,又可以促进思维,增加学习的兴趣。
三.启发思维,培养学生从实验中归纳出物理基本规律的能力
实验探究的目的是要得到或验证物理规律。对于初中学生来说,重点是前者。如进行“焦耳定律”这一节的教学时,在做研究电流产生的热量和那些因素有关的实验之前,先按不同条件下观察到的现象及初步结论列一记录表格,边实验边记录,实验全部完成后,再由学生进行讨论,总结归纳出焦耳定律的定性描述。这样处理教材不但可以启发学生的思维,培养学生分析归纳能力,同时还可以活跃课堂气氛,调动学生学习的积极性。又如,我在讲分子的热运动时,分别给相临座位的两个学生每人一杯热水和一杯冷水,让他俩同时往杯子里的水中注入一滴红色墨水,过一会儿,就观察到热水中的红色墨水很快地而且均匀地扩散开来,而冷水杯中的红色墨水却仍聚集一团,扩散缓慢,几乎没有动静。实验表明,温度越高,分子做无规则运动的速度就越大,所以大量分子做无规则运动的速度跟温度有关。实验中,通过自己动手做做,自己再进行分析、总结,学生能透过具体的物理现象,理解并总结出抽象的物质运动的规律,从而提高了逻辑思维能力。
四.改进物理实验教学方法,培养学生的创新能力。
1、尽可能做到“一个物理规律可用多个实验来探究,一个或一套器材可探究多个物理规律”
如在探究“流体流速与压强”的关系时,我和同学们一起设计了这样几个实验:①硬币跳高②向两平行放置的纸中间吹气③用玻璃管向两靠近的乒乓球间吹气④将乒乓球压入漏斗内,用嘴向漏斗细口吹气⑤用一支两端开口的玻璃管,将其一端竖直插入有颜色的水中,再用另一支玻璃管向前一支玻璃管的上端水平吹气。这样通过多个实验探究同一个物理规律,不仅让学生感到通过探究所获得的结论是可靠的,更让同学们感到课本上的实验不是唯一的,可以用不同的器材、不同的实验方法进行实验,这样有利于发展学生的个性,活跃学生的思维,可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望,使之达到不同层次创新能力培养的目标。同样在物理实验过程中,将同一器材尽可能地应用于不同实验之中,显示尽可能多的实验现象,发掘实验器材的新用途,也能实现创新。例如用钢锯条可以做许多实验:探究发声原因、音调跟频率的关系、响度跟振幅的关系、力使物体产生形变、磁化、光的直线传播、导电性能等等,这样的实验环境,能引导学生求异、求新,而不要拘泥于一种思维定势,能在实验中创出新意。
2、在物理实验结论的应用与延伸中引导学生创新
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关键词:初中;物理实验能力;意义;途径
一、初中生物理实验能力培养的意义
物理,是初中最重要的学科之一,对于培养学生严谨的逻辑思维能力,构建从宏观世界到微观世界的联系,形成初步的自然科学思维有重要意义。物理是一门源于生活的学科,生活之中处处都有物理的影子,而物理也只有结合生活才能变得更加有色彩。同时,物理也是一门基于实验而发展起来的学科,实验在物理学科的发展中起到了至关重要的作用。具体来说,物理实验能力主要包括对实验的理解,对实验器材的运用,通过实验手段验证物理定理、定义观点的能力,另外还有自己设计实验的能力,收集和整理数据并进行分析、探究的能力等,这是学生学习物理的一种综合能力[1]。尤其是对于初中生而言,他们中的大部分都是刚刚接触正规的物理教育,刚刚接触实验操作部分内容。而且初中阶段的学生好奇心都比较强,对于物理中的很多现象都非常感兴趣。因此,利用初中生的心理特点,结合物理实验的“神奇”之处来培养他们的实验能力,使他们形成初步的科学素养,这对于进一步推进学生更加深刻的认识物理、学习物理、运用物理都有积极的意义。
二、结合物理实验特点,调动学生内在激情
学生形成良好的学习行为、学习态度以及学习能力,这与学生是否愿意去学习这门课程有着紧密的联系,而且心理学研究也表明:学生喜欢某位教师,进一步就会喜欢这位教师的课程,并可形成较高的学习效率。尤其是对于初中生而言,他们初中生具有初步的逻辑思维能力,但抽象思维能力水平还较低,处于经验型向理论型的过渡时期,普遍好奇心很强,但是推理能力比较差。因此,巧妙地利用物理实验中的一些“神奇”现象吸引学生注意力,让学生热爱物理实验,有参与物理实验的积极性,调动他们内在的激情,这对于培养学生的实验能力至关重要。比如,在学气压强时,教师可以首先给学生们展示一个实验――“蜡烛抽水机”。即:在左边的玻璃杯内放少量的水和一只燃烧的蜡烛。杯口上涂一些凡士林,再用一张穿有橡皮管的硬纸片盖上。把橡皮管的另一头没入右边水杯的水中。不一会右边水杯里的水让蜡烛抽过来了[2]。这样的实验,让好奇心强的初中生感到非常诧异,迅速地就融入了课堂,学生参与实验的积极性比开篇直入的讲解理论知识要强很多,这为以后的打基础起到非常好的牵引作用。
三、充分运用演示实验,加深学生对实验内涵认识
充分利用演示实验,可以很好的培养学生完整的实验技能。但是,很多教师并没有很好的运用演示实验,很多学生实验课结束了,还没有看清做的是什么,或者是教师自己设计的演示实验有问题,导致学生不能直观的观看,影响了教学效果。实际上,在进行演示实验的时候,包括背景色、学生座位的安排、教学方法的选择等等细节都要注意,这样才能设计出一堂比较有效的物理演示实验课堂。比如,在演示光的直线传播实验中,在光的传播路径上喷上烟雾,这样可以使光路清晰可见;再比如在演示焦耳定律时,装置中的煤油也可染成红色,温度计用玻璃管来代替,当通电时,电阻丝产生热量,煤油受热膨胀,效果也比不染色的煤油要更加明显[3]。另外,教师需要充分运用多媒体,如果可以将实验的一些细节借助多媒体中的画中画在各个视角上同时展现出来,再结合实际操作,这样的操作效果要远比单纯地进行实验演示更为有效。
四、营造物理参与实验的氛围,牵引出学生激情
学习一种知识或者技能,一方面需要有学习的条件和基础,另一方面还需要有适于这种学习开展的环境以及科学的奖惩机制,学习物理实验也不例外。新课改提出,要促进学生主动参与课堂,自主学习能力的形成,培养创新精神和实践能力为重点的理念。所以说,教师需要通过不断转变传统僵化的教学方法,把学生吸引到物理实验操作中来,让学生自发的形成参与、探究物理实验的意识。比如“物理实验操作技能打擂台”、“物理实验操作知识竞赛”、“家庭物理实验创新发明比赛”等一系列的有趣活动。上课多设疑多讨论,牵引激发他们好胜的激情,尤其是一些简便易行的家庭小实验,比如使用生活中的物品代替物理实验仪器设备,利用物理中的知识使生活中的能源利用率提高,利用物理实验知识解决生活中的一些现象等。同时,为了激发学生参与实验的意识和激情,教师还应该结合初中学生的特点,给那些乐于参与实验、勤于动手,以及有创新、有想法的学生给予积极的表彰和鼓励,让学生产生更热烈的激情[4]。通过塑造这样的环境,每个学生都会把参与物理实验、提高物理实验技能看成是一种“荣誉”,进而形成一种良性的竞争机制。
五、加强课堂细节关注,规范学生实验操作能力培养
初中物理的实验指导和教材中,都设计了很多实验,这些实验都是比较经典的,包括实验内容、操作方法、实验步骤等都非常适合初中生的特点。但很多教师往往只注重这些实验的过程和设计,而真正在学生进行实验过程中的一些细节,教师则关注比较少。一方面是因为学生多,教师管不过来,另一方面是一些教师的责任心也不够强,疏忽了对实验课堂的管理和指导。实际上,课堂上学生操作的很多细节,都直接关系到学生实验素质的培养和实验能力的提高,需要教师及时地给予指导。比如,实验前,教师要指导学生对仪器进行预备性调节,要根据实验要求密切各实验仪器之间的联系;实验中,教师要指导学生如何注意操作安全,注意数据的记录整理,纠正不规范的操作;实验后,如何进行正确的观察习惯和正确的仪器保养维护习惯,如何分析实验数据,制作实验报告[5]。在这个过程中,教师还需要对学生的一些细节动作进行关注,比如学生再进行实验过程中,是聚精会神,还是小动作不断;脸上是有会意的微笑,还是眼神迷茫,这些都能反映学生对实验课程的感觉,教师需要给予更多的关注。同时,教师还要更多的鼓励和表扬学生,这对初中生很重要,只要不断的鼓励,才能使他们更好地树立自信心,积极地参与物理实验环节中来。
总之,初中生物理实验能力的提高是一个系统工程,涉及教学方法、教学理念、教学模式、教学思路的完善与改进,需要教师不断地对物理学科的内涵进行凝练,对物理实验的意义进行总结,而且还要不断地学习新的实验方法和理念。同时,教师需要充分考虑初中生的心理特点,学习能力,只有这样,才能更好为培养学生的物理实验能力,提高他们对实验的理解和掌握打下基础。
参考文献:
[1]初中生物理实验能力的发展特点及其培养[EB/OL].
[2]用趣味实验培养学生学习物理的兴趣[EB/OL].
[3]刘宏英.初中物理演示实验的作用及其可视性提高[J].课程教材教学研究,2008(46).
[4]蒋学亮.如何提高初中学生的物理实验能力[J].新课程(下),2012(3).
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关键词:初中生物;教学;实验;能力
学科教学中实施素质教育,必须紧紧围绕学科的特点进行,否则就成了空中楼阁,无本之木。物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理实验是物理教学的重要组成部分,它不仅是物理学的理论基础,也是培养学生实验能力的根本保证,是物理学发展的动力,因而在物理教学中实施素质教育就必须从改革物理实验教学、培养学生的实验操作能力和实验设计能力入手。下面就物理实验教学,谈谈初中学生实验能力的培养。
一、转变教师的实验教学观念,提高教师的实验水平
由于长期受应试教育的影响,在物理教学过程中,教师往往只注重知识的传授,而忽略了物理过程和学生实验能力的培养,这不仅与当前素质教育的要求相违背,而且也使教师的实验能力大幅度下降。要在物理教学中实施素质教育,培养学生的创新意识,就必需转变教师的实验教学观念,提高教师的实验水平。只有教师的实验水平提高了,学生实验能力的培养才有保障。
(一)提高教师演示实验水平
在初中物理教学中,为帮助学生理解物理现象和规律,增强物理教学的有趣性,培养学生对物理学科的兴趣,教师不仅要做好教材设置的演示实验,而且要根据教学需要增加大量演示实验,才能满足物理教学要求。实践证明:教师做演示实验的过程,也是学生模仿培养实验技巧的过程。这就要求教师具备较强的演示实验水平,在上课之前反复操作实验,做到课堂上演示实验操作熟练、规范、正确;演示实验现象明显、可见度大;演示实验方法科学、技巧性强;实验数据真实可靠。总之,演示实验要有科学态度、严肃严谨的作风,为学生做模仿的典范。
(二)提高教师的实验指导水平
由于各种原因,学生对实验技能、技巧的接受速度是不同的,要在短短的、有限时间内大面积培养提高学生的实验能力,需要教师有较强的实验指导水平。这就要求教师不断总结经验、学习先进科学实验方法,提高自己的实验指导水平。
(三)培养教师教具的制做能力
物理是一门以实验为基础的自然科学,以“物”导“理”是物理教学的基本出发点。在物理教学中实施素质教育,就必须从重视和改革物理实验教学入手。教具制作是重视和改革物理实验教学的具体体现,通过制作教具,教师可以将物理方法、原理、规律融合在物理教学之中,为学生实验能力的培养打好基础。
二、培养学生测量工具的使用能力
物理实验离不开数据测量,实验数据的真实、可靠是物理实验的灵魂。这就要求学生必须掌握各种测量工具的选择的方法、调试方法、观察方法、使用方法、科学测量方法、正确读数和记录结果的方法、减小和分析测量误差的方法,这样才能培养学生熟练使用各种测量工具的能力。正确使用测量工具的能力是做好物理实验的保障。在初中阶段,主要让学生掌握:刻度尺、停表、温度计、天平、量筒、弹簧秤、电流表、电压表的使用。
三、培养学生独立进行实验的能力
学生实验能力的培养,并非一朝一夕之功,需要有一个过程。实践证明:培养过程可分几步进行。
(一)培养学生的实验模仿能力
模仿是一种能力,无论何种知识和技能的传授培养都离不开模仿。学音乐需要仿声、学绘画和习字要仿帖、培养学生的实验能力更需要模仿。从测量工具的操作使用到实验报告的撰写;从实验步骤的设计到实验表格的设计;从数据的处理到误差分析等等,都需要学生从模仿教师开始。
(二)培养学生的独立实验能力
通过模仿和教师的指导,使学生掌握了一定的实验技能和技巧后,就开始在教师的指导下让学生进行独立实验操作,在这一过程中,教师要特别注意对学生科学方法、科学思想的培养指导,培养学生严谨求实科学态度,培养学生的创新精神。在实验过程中培养学生总结经验、取长补短的思想品质。
(三)培养学生设计实验的能力
当学生掌握了独立实验的能力之后,为了培养他们的创新意识和能力,教师应有意识地让学生根据要求去自行设计做一些实验和课后小实验。也可以在学生独立实验的过程中,有意识地对实验进行加一加、减一减、换一换等方式培养学生的设计实验能力和创新能力。
(四)培养学生自制实验教具的能力
实践证明:在教学过程中,让学生自己制作实验教具,自己做实验。这样不仅能够培养学生的实验能力和技巧,而且能培养学生的创造能力,培养学生变废为宝、勤俭节约作风。在教学过程中,我们经常让学生自制实验教具做实验,取得了良好的教学效果。如:让学生利用废弃的易拉罐制作“土电话”、自制针孔照相机、自制刻度尺、让学生制作圆锥体测高仪等。
四、培养学生良好的意志品质和实验方法
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物理实验教学在初中教学中占据较为重要的学科地位。由于物理的科学性以及实用性,在理论教学的基础上,物理实验可以使学生提高物理学习能力,同时对培养学生对自然学科的兴趣和实事求是的科学态度有着重要的作用。因此,初中物理实验教学也越来越受到重视,所以我们在教学过程中,要重视培养学生的实验能力,为物理学科的学习提供良好的基础。通过我自身的教学经验和体会,我觉得应该从以下几个方面进行。
一、创设问题情境,是激发学生学习物理积极性和兴趣的重要手段。
兴趣是影响学习积极性的最直接的因素。创设问题情境,在引导学生追本求源,积极探索上有极其重要的作用。我们在教学实践中发现,创设问题情景可以激发学生学习的兴趣,有效增强学生探索知识的积极性和主动性,同时,实验渗透着方法,在培养学生的良好习惯,训练意志品质方面有积极作用,是提高素质的有效途径。如果演示实验生动有趣,易于引起学生们的兴趣,利于学生发现问题、探索知识和获取知识。如介绍大气压强时,取一只普通的U形管,一面用软木塞塞住,再从另一面加入水,两面的液面不会是等高的,而在日常生活中,学生会觉得水往低处流,两边的液面应该是等高的,这样一下子就可以吸引学生的注意力,引起学生的兴趣,进而激发起学生们搞清问题究竟的欲望。所以,教师不仅要千方百计做好演示实验,还应该善于选择演示实验。物理教育学家朱正元先生说过,物理概念、规律等一些理论的东西往往是“千言万语说不清,一看实验便分明”。整个教学过程,要保证实验吸引学生的注意力,内容层层递进、环环相扣,激发学生的探索热情,使学生在“动中思”、“思中探”,最大限度的挖掘学生的思维潜质。
二、加强学生分组实验,是培养学生的独立思考和解决问题能力的重要方法。
倡导自主、合作、探究的学习方式,要让学生经历探究过程,学习探究方法,培养探索精神、实践能力及创新意识。在学生分组实验中我们采用“小组合作探究”的学习方式,具有一定的实效性。例如:在探究“摩擦力的大小与什么因素有关?”的实验中,首先分组讨论,猜想影响摩擦力大小的因素,接下去的环节是验证猜想。由于学生合理猜想有多个,逐个进行研究需要时间较长,此时就以小组为单位,分别有重点的落实其中的一个任务或两个任务,学生在小组长的带领下自己动手实验,学生在实验中获得感知,再对数据进行分析、对比、概括、小组内或小组之间讨论,最后共同归纳结论。这样既满足了学生的求知欲望,让学生体验到了成功的快乐,又达到了教学的目的。
三、利用身边的物品做实验,引导学生在日常生活中发现物理知识。
“使用身边随手可得的物品,进行探究活动和各种实验,可以拉近物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。”充分利用身边可以利用的物品,不仅可以提高学生学习物理的兴趣,还可以培养学生的动手能力和创新精神,使学生有意识的将物理知识应用到实践中,解决实际问题。 如塑料瓶是人们日常生活中用于装矿泉水和饮料用的,我们在几只相同的塑料瓶中装上不同深度的水,然后用嘴对着瓶中吹气,会发出音调高低不同的声音,从而可以说明音调跟频率的关系。又如研究摩擦起电时,把所料尺在头皮上反复摩擦几下,然后将其靠近一些小纸屑,发现小纸屑被吸引,说明用摩擦的方法可使物体带电,带电体能吸引轻小物体。
在物理实验教学中,我们可以结合实际情况,以灵活多样的活动方式,培养学生在日常生活中善于观察、勤于思考的科研态度和理论联系实际的科学品质。
四、结合具体问题进行自主探究,有利于培养学生创新精神和创新能力
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一、应当因材施教、循循善诱,不断培养学生的质疑提问能力
在课程改革的今天,作为物理老师无论在课堂上,还是在实验操作上,都要不断努力培养学生敢于向老师提问的能力。
首先,由于科学探究的要素之一就是提出问题,不断将问题作为探究的出发点。因此,在探究活动开始时,要不断努力创设物理问题情境,想方设法引导学生尽可能多地去发现新的物理情景与已有知识的冲突所在,从而提出一系列问题来,以激起广大学生的探究兴趣。
其次,现实生活中处处充满着物理知识。因为在物理教学中要根据学生已学过的物理知识和生活经验,鼓励学生大胆提出问题,并还要注意及时表扬。
二、争取做好学生的实验组织者,着重培养学生的动手能力
实践是探究式学习的灵魂,我们应针对学生而言的“实践能力”着重强调学生的实验主动性、积极性和创造性,这正是我们培养学生总体素质的首要目标之一。
首先,实验教学中,我们应采用多种形式的实验探究以不断培养学生的动手能力。为此,我们可以进行演示实验让师生共同探究,比如,实验课上,碘的升华和凝华,可以采取对学生分组来完成探究。
其次,应不断加强学生的实践探究活动。且还要不断利用身边的物品开发、设计出各种物理实验,以更丰富课内和课外的探究活动。
三、要时刻培养学生的实事求是的科学态度和团结合作的探究精神
初中物理新教材中安排了三十多个学生探究实验,但大部分都不以个人为单位进行,而着重让学生分组进行。
首先,在实验课探究中,应不断抓住良机指导每个学生仔细观察实验现象,如记录实验数据,自觉养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。比如:在“观察水的沸腾”这一实验中,要及时引导学生仔细观察水沸腾前和沸腾后的水中气泡的现象,并将数据画成图表出来,再设法引导学生实事求是实验的精神。
其次,要不断重视学生间的交流与合作,尽量安排足够的时间让学生对各种想法、观点进行充分的交流和讨论。这样对于多数探究活动课来说,探究的过程比探究的结果更显得尤为重要。为此,在探究活动中,就不能为了赶进度而在学生还没进行足够的思考时草率地下结论。
四、要不断将物理知识运用于实际生活和自然现象的问题中,以着重培养学生的理论联系实际的能力
中学物理教学一直以来都重视物理知识在自然现象、科学技术和生活实践中的运用,以此来体现其科学价值,从而激发学生自主学习的兴趣。
首先,要尽量让学生搞一些家庭小制作,比如微型照相机、简易指南针等等。同时还要多布置一些探究性的问题:如挂衣钩是如何贴在墙上的?这样便可以拉进物理与生活的距离,且多让学生深切感受到科学的真实性,感受到科学与社会、与日常生活的关系,从而激发学生的探究欲望和学习兴趣。
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1.1观察
首先应该使学生知道,所谓观察是指直接运用眼、耳、鼻、舌、皮肤等感觉器官,或者间接借助于器材对物理现象的一种有目的、有计划,并且持续、反复的感知过程。就是要有目的地辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因。其次,要使学生了解:观察是要经过一定的努力,克服一定的困难,才能发现问题,才能对事物有正确认识,才能得到正确的结论。
1.1.1在演示实验中培养学生的观察能力
在学习过程中有许多演示实验,学生对演示实验很感兴趣,但在进行观察时往往抓不住关键,这就要求教师要在实际教学中,引导学生进行观察演示实验,对培养学生的观察能力是很重要的。教师对所做演示实验的每一步都应该对学生提出具体的观察要求,使学生掌握正确的观察方法。
1.1.2在分组实验中培养学生的观察能力
现行初中物理教科书学生分组实验,其中初二年级开始的几个实验,就是有意识的安排学生观察,培养学生的观察能力的。如观察水的沸腾实验中要求学生注意观察在给水加热的过程中,能看到什么?在此基础上引导同学讨论观察的方法和应当注意的问题。
1.1.3开展课外活动激发学生的观察兴趣
组织学生参观、做课外小实验等,激发学生的观察兴趣。如学习音调前,就布置学生制作音乐瓶,使学生主动地去观察了解音调的相关物理知识,在此基础上进行观察演讲,活跃了学生的思维,调动了学生的积极性,提高了学生学习物理的兴趣,达到了培养观察能力的目的,组织学生参加社会实践活动,使学生了解物理知识在生产实际中的广泛应用。
1.1.4利用多媒体教学手段辅助教学提高学生的观察兴趣和能力
将计算机多媒体引入初中物理教学中,作为一种新的教学手段,改变了以前呆板的教学方式,它图、文、声、动画、影像并茂,加强了表现效果,提高了学生的学习兴趣和热情,培养了学生的观察能力,帮助了学生对知识的理解。在轻松的学习氛围中完成了知识复习、思考练习;操作模拟仿真的实验,学习了实验方法,锻炼了实验技能,为课内外动手实验作了基础准备。由于中学物理实验条件有限,某些物理现象,如运动和静止、力的作用效果、力的相互作用、惯性、压强、物体浮沉、电荷流动、扩散、分子无规则运动、磁场分布,等等,学生不能得到完整的感性材料,容易造成感知上的障碍而影响物理学习。而应用电脑教学软件,通过计算机多媒体,不仅能再现或模拟各类物理现象,而且还能通过各种手段使复杂的问题简单化,将漫长或瞬间的物理演变过程成为可控、有序的演化过程,可以使学生在课堂上完整、清晰、形象地感知物理现象,给学生提供思维过程中必须的感受性材料,大大激发学生的学习兴趣,降低教学难度,很好地促进学生的观察和认识能力健康发展。
1.2实验是学习前人的“创新”
1.2.1认识物理实验及其作用
物理学是一门以观察、实验为基础的科学。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地加以思索和总结得到的。初中学生对为什么要做物理实验存在着不正确的想法,有的是无所谓,有的是强烈的好奇心渴望老师多做实验,实际上他们都不知道为什么要做物理实验。如对于彩虹,学生认为只有在特定雨天后才能看到,平时看不到。在序言的教学中我就用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里,当上午或下午有太阳光时,还带领学生到室外背向太阳光站立,用喷雾器或学生用口斜向上方喷射水雾,就可以看到一道人造小彩虹,使学生感到新奇,通过这段教学,师生共同讨论,形成共识,知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下对物理现象进行观察和研究的活动。通过实验,能够对物理事实获得具体的明确的认识,有助于理解物理概念和规律。
1.2.2促使学生认真做实验
①引导学生利用课本做好初中物理开始阶段的实验,应指导学生做好教材中安排的实验,这样做有利于培养学生正确使用教科书的好习惯,养成尊重科学的好品质。这个阶段主要使学生知道怎样进行物理实验。初中阶段学生做实验时,其动机和目的往往具有不确定性,实验中经常会出现一些违反操作规范的事,教师要注意发现学生实验中出现的各种问题并及时进行指导,形成良好的实验习惯,培养学生严谨的科学作风。②创造机会多做实验,养成勤动手的好习惯。如声的产生中的音叉实验、摩擦起电实验等就请学生做;将其中的一些演示实验改成学生分组实验,如平面镜成像特点实验、决定导体电阻大小的因素实验等;做好教材中的小实验;让学生参与准备和整理实验器材过程中,使学生有更多的接触实验器材的机会,以便了解器材的性能、用途。处理好实验性的习题,准备好相关的实验器材,让学生亲自动手做,进行观察从中得出结论。总之增加学生动手的机会有利于调动学生学习的积极性。③用简单器材做好实验。我经常用学生身边的物品做实验,例如学习力的作用是相互的这部分内容时,就让学生通过敲桌子感到手疼来体会,如用铅笔和小刀做压强实验,用汽水瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验,用小药瓶做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,这样有利于培养学生的创新意识,培养创造能力。
2.引导学生善“问”
2.1
问题是创新的前提
教学中经常引导学生回顾科学史上因善于发现问题而取得成就的例子,如1935年获诺贝尔物理奖的查德威克就是从约里奥-居里夫妇的论文中发现问题进而发现中子的。教育学生要善于发现问题,取得成就,使学生认识到发现问题也是学习,而且是更深的学习。
2.2善于设计问题
在初中物理教学中,教师要善于设计问题,从而引导学生学习新知识,设计的问题应该有艺术性,应根据教学内容由浅人深,在不同的阶段设计不同的问题,如在学习《杠杆平衡》一节内容时,从实验过渡到实际应用,设计将托盘天平做成不等臂的可以吗?引导学生想到托盘天平的制作原理,为什么要调节天平平衡?引导学生想到在设计制作托盘天平时,要考虑到杠杆等臂和平衡螺母。
2.3引导学生提问题
经常通过各种方式启发学生提问题,刚开始学物理时就引导学生讨论为什么学习物理?进一步引导学生从阅读课文中提出问题,在社会实践活动中提出问题,让学生将发现的问题及时提出,并定期开展问题研讨。
3.综合提高创新的实践
3.1 培养学生应用物理知识解决问题的能力
学生认识物理实验的重要性后,会积极主动做好实验,当学生能够做基本实验后,教师应当对学生实验提出较高层次的要求,可指导学生做一些验证性的和设计性的实验。如在学完力学知识后要求学生根据实验室所能提供的器材,解决如何测金属块的密度问题,学生提出了这样一些问题:①怎样用弹簧称、量筒、水等测金属块的密度?②怎样用天平、烧杯、水等测金属块的密度?③怎样用量筒、水等测金属块的密度?④怎样用弹簧秤、水等测金属块的密度?⑤怎样用天平、量筒、水等测金属块的密度?⑥怎样用准确的砝码、直尺、水等测金属块的密度?根据学生提出的问题,让学生自己设计实验方法进行实验。组织开展课外兴趣小组,积极鼓励学生进行“小制作、小论文、小实验、小发明”,开展丰富多彩的课外活动。培养了学生的创新意识和动手能力,有利于学生个性的发展和智力的开发,也有利于发现人才和培养人才。
3.2引导学生学习新知识
掌握已学知识是为了更好的学习新知识,如学生学完长度测量的内容后,就建议学生去测量教室的体积、测量教学楼的高度、树干的周长、一张纸的厚度等;通过对物态变化的复习,引导学生思考为什么会发生物态变化,进而导人分子运动、内能的学习;通过内能的学习,引入热机知识的学习;通过质量、体积的测量,进一步研究物质密度的测量:通过欧姆定律的学习,引导学生思考如何测导体的电阻等。使学生知道新知识建立在已学知识的基础上的,之后要进一步学习新的知识。
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一、鼓励学生自主探究,合作学习,培养学生创新能力
自主探究、合作学习是新课程改革中时兴的教学手段,能更大程度上提高学生探究合作能力,提高教学效率。教材中的一些重要定律和原理一般都是通过让学生自主探究实验并得出结论。但在实际教学中,有的老师却不敢放手让学生去主动探究,而是替学生设计好实验步骤甚至做成演示实验,学生成了旁观者,没有直接参与,还囿于以往的“填鸭式”教学,这样非常不利于学生创新能力的培养。因此要鼓励学生自己动脑、动手、动口,在探究过程中充分发挥学生在探究过程中的主体和中心地位,让学生亲身经历实验过程,对未知结论的探索、激发学生的思维状态,认识到这些物理实验反映的物理本质,从而认识并形成正确的物理规律,培养学生的创新意识。
二、自制物理实验教学仪器模型,激发学生学习物理兴趣
直观教学法在教学中的使用,能增强物理实验教学演示效果,增大教学演示可见度,从而能提高教学效率。初中物理教学中,演示实验是使学生对教学内容获得直观感性认识的重要手段,是建立概念和规律,理解和掌握物理知识不可缺少的环节,一个成功的演示实验,不仅有利于激发学生学习物理的兴趣,也有利于加深对书本知识的理解。因此,演示实验有其它教学手段不能替代的作用。例如,用铅笔和小刀做压强实验,用可乐瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验用乒乓球做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,还有在演示串、并联电路时,我自制了一块大型演示板,将电池盒、开关、电线、电压表、电流表、灯座及灯泡,等科学地排布在其上,把它放在讲台上,醒目大方,全班同学都能看清楚,线路连接也一目了然,老师演示起来也得心应手。这些器材材料易见,制作简单,学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。并且,能够通过这些课本上没有出现的物理教学实验器材启发学生的创新能力。
三、物理实验教学中采取小实验、小制作教学手段,培养学生创新能力
在教学中,重视初中教材中小实验的教学,既有利于巩固知识,提高能力,还容易引起学生的兴趣,这对全面提高物理教学质量具有重要的意义。通过小实验和小制作的完成,可激发学生学习物理知识的兴趣,调动学习的积极性。物理学科的特点决定了学生学习物理的难度,导致了一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪,若能在改进课堂教学的前提下,把握住对小实验教学的机会,通过学习体会亲自制作和实践的乐趣,就可激发兴趣,认识到物理知识在实践中的应用,从而激起他们学好物理的信心。通过小实验的教学,进一步培养和加强学生的实验技能。根据学校的实际情况,我们组织学生利用课外活动时间开展小制作活动,如自制电动机、测力计、潜望镜、简易望远镜、三棱镜、电铃、楼道电灯开关电路等。既能锻炼学生的动手制作能力,又能为学生将来工作后自制简易用具打下良好的基础。物理学是实验科学,提倡学生自编实验和自制实验器材,可培养动脑思考的习惯和动手创新的能力,又如“纸盒烧开水”、“小风轮”等小实验的实施和操作过程,就是对知识的再学习过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。通过对小实验的教学,达到对物理知识的巩固、复习和提高的作用。因此,小制作、小实验的实施过程就是对知识的再学习过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。
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关键词:物理实验;观察力;问题;观察方法
物理学是一门以观察、实验为基础的学科。观察是人们认识自然现象,获得感性认识的源泉。学习物理就要从对物理现象的观察入手。因此,观察力是物理学习必备的能力,巴甫洛夫写在实验室墙壁上的座右铭就是:“观察,观察,再观察。”
观察力就是有目的、有计划地感知事物的能力。观察力强的学生能快速找出规律,抓住问题的实质,从而获得新知识。而且通过观察感知到的实验现象还能提高学生的学习兴趣,激发学生的求知欲,从而提高学生的知识和技能水平,所以观察能力的培养与提高是物理实验教学中首需培养和提高的能力。
一、学生在观察中出现的问题
初中生由于这一年龄段的生理、心理特点,他们在观察过程中往往会出现以下问题:
1.观察对象不明确
大多数学生只好奇现象的发生,他们观察的目标不明确。如在进行“模拟打桩”活动时,学生集中注意力要对准桩打,却忽略了要注意观察比较重物的质量、下落的高度和桩被打下的深度。
2.易受情绪支配
他们往往会被感兴趣的事物,鲜艳的色彩,奇怪的形体,响亮的声音吸引,忘记了本来的任务。如在观察水的沸腾实验中,烧瓶的形状、火焰的颜色、加热过程中发出的声音都会吸引学生的注意力,而使他们忽略了观察水泡的变化,温度计的读数。
3.缺乏主体辨别分析的能力
他们一般满足于或停留于大致笼统的观察,不善于观察物体的局部和细节,特别是被刺激作用较强部分掩盖的较弱部分容易被忽略。如在演示滚摆实验时,学生容易注意到滚摆旋转并上下运动,却容易忽视滚摆每次上升的高度和旋转速度的变化。
4.表述观察到的现象时存在一定程度的主观性和片面性
学生往往凭自己主观想象,想当然地表述对象,不善于进行联系、比较,失之于片面。如在探究弹簧的伸长量与所受外力大小的关系时,他们只表述出弹簧所受外力越大,弹簧越长,却忽略了伸长量与长度的区别和弹簧的弹性形变是有限度的。
二、如何培养学生的观察能力
教师应根据学生上述心理特点,有目的、有计划地培养学生的观察能力,提高观察效果。
1.引导学生明确观察目的
明确目的,把握方向是提高观察效果的首要条件。我们在实验之前要引导学生自己确定实验的目的,为什么要观察?观察什么?要找出什么规律?这样学生自己抓住了观察的重点,有目的地进行观察,久而久之,学生的观察力就会得到提高。如在探究影响动能大小的因素的实验中,可以通过问题“如何比较动能的大小?”和“如何控制变量?”引导学生自行确定观察方向。又如伏安法测电阻实验中,可引导学生从测量原理“R=U/I”确定观察的目的。
2.教给学生观察的方法
在引导学生明确目的,把握方向后,教师还应教给学生观察的方法,鼓励学生用合适的方法多观察周围事物,去发现、去思考,在不断的实践中提升自身的观察能力。
(1)比较观察法
由于事物与事物之间、现象与现象之间总是既有联系又有不同。因此,教师在教学过程中,要注意将物理现象分析比较,在相同事物和现象中,找出它们之间的不同点;在不同事物和现象中,找出它们之间的相同点。如:观察用电流表测电流,用电压表测电压,比较两表的构造、最小刻度及实验操作的异同点;研究“磁场对电流的作用”和“磁生电”时,比较先有电流后有导体运动还是先有导体运动后有电流。
(2)控制变量观察法
当一个物理现象有几个因素共同支配时,为了弄清各个因素的作用,通常采用的方法是先固定其他因素不变,只改变一个因素,去观察物理现象与这个因素的关系,然后再改变另一个因素,去观察分析物理现象与它的关系,依次每次只改变一个因素,即控制变量法。例如,书本中探究电流与电压、电阻的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力作用效果的因素等都是利用这种方法总结出来的。这种方法是初中物理探究方法的重中之重,它对提高学生观察能力、分析问题的能力有着举足轻重的作用。
(3)顺序观察法
即先观察什么,后观察什么,要按顺序观察。有些实验需按照一定的顺序进行观察,完成。如简单的,如何正确使用温度计,也得按顺序观察:①先观察估计被测物的温度,选择合适的温度计;②观察温度计的量程和分度值;③观察温度计的玻璃泡是否与被测物充分接触,且不碰容器底和壁;④观察测温液体是否已经稳定;⑤稳定后才能观察并记录数据。
(4)转换观察法
当某种事物无法直接观察到时,通过观察它作用后所产生的效果间接得知。如:动能的大小是通过观察物块被推出的距离来确定的;电流做功的多少是通过观察小灯泡的亮暗确定的;电热的大小是通过观察煤油升高温度的大小确定的。
当然,观察的方法不仅仅就这四种,如在研究伽利略的“斜面小车实验”时,可以指导学生用理想化推断法。
3.培养学生良好的观察习惯
(1)指导学生制订观察计划
在物理实验中,学生在开始观察时,往往会感到不着边际,无从下手。而我们又需要从观察到的物理现象中获得关于物质的组成、结构、性质及其变化等方面的感性认识。因此,要指导学生制订周密的观察计划,确定好观察对象,拟订出常规观察项目和特殊观察项目,明确观察要点。没有周密的观察计划就没有科学的观察顺序,造成顾此失彼,观察不够全面;而且纷繁多变的物理现象有时会稍纵即逝,如同过眼烟云,在物理实验中培养学生的观察素养也就会成为一句空话。如观察水的沸腾实验,就可制订如下观察计划:
①观察并记录温度:
②观察气泡和声音:
(2)培养学生实事求是的科学观察态度
实事求是是科学观察的基础,又是观察的重要品质和方法。在物理实验教学中,要求学生坚持实事求是的科学态度,毫不含糊地尊重客观事实,如实地记录实验中观察到的各种现象,每一个数据,做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。如“探究杠杆的平衡条件”实验中,基础好的学生经过预习后,往往会根据“F1L1=F2L2”来凑数据。这时教师要看着学生重新实验,并提醒学生测量长度时还要记录估计值。坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生的科学素质,培养创造型人才的需要。
(3)培养学生眼脑并用的观察习惯
眼脑并用,即把观察和思维紧密结合起来。一方面,任何一个实验中都或多或少地存在着与概念、原理、规律的本质因素无关的现象,这些现象在实验中起着干扰的作用。另一方面,观察是一种理性知识参与下的知觉,因此主观因素对观察也起着干扰的作用。观察中的“观”就是看,“察”就是研究,只有边看边研究才能把握实验现象中的本质特征和必然联系,而且能根据观察到的现象发现新的问题,促进进一步的观察和对观察材料的思维加工,辨别本质现象和非本质现象,去伪存真,得出正确的观察结果。如:在演示“惯性”的打棋子实验中,学生往往会把注意力转加在下面飞出的棋子上,而忽略了上面的棋子。在演示“分子间存在引力”的肥皂泡实验中,当老师捅破一边的肥皂泡后,细线被推向另一侧,而有很多学生会认为细线被推向了另一侧,从而理解成分子间存在斥力。这就要求学生观察时要边观察边思考。
(4)引导学生观察自然界和日常生活中的物理现象
培养学生优良的观察力,仅靠课本中的演示实验和学生实验是不够的,课本的各种实验只给我们提供了一种初步的指导,要让学生学会在日常生活、生产中进行观察。教师可先提出一些问题让学生自己去观察、去分析,总结出原因或规律。学生在实践生活中就会发现物理知识具有广泛的应用,会发现自己所学的物理知识能派上用场,那时学生会感到一种满足,一种享受,而这种享受和满足能够激励学生更积极地去追求更深奥的物理秘密。如,在讲解声音时,可让学生去观察为什么蜜蜂飞过我们可听见响声,而蝴蝶飞过时我们却听不到声音呢?让学生去观察、去思考,分析原因。这样指导学生在自己周围的空间去观察、去思考,不仅培养了学生观察的主动性,而且对学生观察能力的发展也起到重要的作用。
素质教育要求导学者引导学生探究知识的同时教给方法,培养能力,而观察能力的培养应贯穿在学生学习的全过程中,应通过兴趣的培养让学生积极主动地参与到观察活动中去,自觉地养成良好的观察习惯,提高观察能力。只有观察,观察,再观察,才能不断地提出问题、解决问题,掌握新知识。
参考文献:
[1]刘知新.物理教学论[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]刘力.新课程理念下的物理教学论[M].北京:科学出版社,2007.
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一、通过观察,培养学生的思考能力
虽然物理实验相对来说是比较有趣的,神奇的实验现象以及各种实验仪器会引发学生的好奇心,实验虽然能够吸引学生的注意力,但是教师还要注意,一些学生只是关注实验的表面,只是觉得实验现象比较新奇,并没有真正深入观察分析,那么这样一来实验也就失去了其本身的意义在物理实验中,教师要有意识的培养学生的观察能力,观察是人类获取信息的有效途径,通过观察学生可以发现问题,并且思考和分析问题观察也是要讲究方法的,要从整体进行观察,不能单一的从某个方面来观察,采用整体和局部相结合的观察方法,才能够发现其中的联系
比如,进行电路实验时,学习完串联电路和并联电路之后教师可以将这二者进行综合实验,组成一个串并联电路来让学生进行观察分析教师可以选择用几个小灯泡串并联的形式给学生进行实验演示,通过对灯泡发光情况的观察引发学生的思考实验如图1所示
实验只能够两个灯泡并联之后与另外一个相同的灯泡串联,闭合开关可以发现,这三个小灯泡的亮度是不一样的,并联的两个小灯泡的亮度是一样的,但是相比于串联的小灯泡亮度还是小一些,主要是主回路的电流到了并联电路之后会发生分支,这就体现了并联电路分流的特点,小灯泡的电阻是相同的,电流的大小直接的影响着小灯泡两端的电压,这就是小灯泡亮度不一致的原因在这一实验中学生会认真的观察整个实验过程,认真的进行思考和分析,提高学习的积极性
二、巧设实验疑问,引发学生思考
物理实验过程中教师引导学生进行主动的观察和思考是一方面的,要想真正的提升学生的思考能力,还应该加上教师的主动引导,实验的过程中,教师可以通过设置疑问来激发学生的求知欲望初中生的好奇心以及求知欲望是比较强烈的,当遇到自己解决不了的问题时会努力的进行思考和分析,通过教师的引导能够引发学生的思考教师还可以在实验开始阶段向学生提出一些问题,让学生在实验的过程中进行摸索和思考,设置悬念的形式能够激发学生强烈的求知欲望和好奇心,进而提升学生主动思考的能力
比如,分析“影响摩擦力大小的因素”的实验中,教师可以引导学生进行猜想,预测一下影响摩擦力大小的因素会有哪些,接着教师提出疑问,摩擦力的大小会和物体的运动方向有关吗?学生带着这样的疑问进行实验,实验中教师可以引导学生采用控制变量的方法,也就是保证在同一条件下将猜想的影响因素进行变化,这样才能够验证影响因素的猜想是否正确根据猜想和分析,确定影响因素为物体所受的压力和接触面的粗糙程度有关,实验如图所示
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根据甲、乙、丙三个对比实验,可以观察到甲、乙是两个对比实验,其他条件不变,改变的就是物体所受的压力,通过比较摩擦力的大小可以知道,压力大的摩擦力比较大甲、丙是一组对比实验,其他条件不变,改变的就是接触面的粗糙程度,通过实验可以知道丙的接触面要比甲粗糙,接触面越是粗糙,摩擦力也就会越大至于物体的运动方向是不会对摩擦力大小产生影响的,所以说影响摩擦力大小的因素只有压力以及接触面的粗糙程度两个,这一过程中学生可以增设一组对比实验,就是其他条件不变的情况下,只改变物体的运动方向,观察分析摩擦力的大小,带着疑问进行实验会让学生在每个实验环节都进行思考和分析,想要解决教师提出的问题,这种方式对于提升学生的思考能力来说是非常有效的
三、布置探究实验,培养独立思考的能力
初中生已经具备了一定的独立思考能力以及探究能力,教师教学过程中要深入挖掘和培养学生的这一能力可以采用小组探究学习的方式进行实验教学,首先,教师可以将学生分为几个小组,根据学生能力的不同合理的进行划分,接下来就可以给学生布置实验探究的任务布置实验之后,可以让学生利[JP3]用生活中常见的物品作为实验的材料,利用这些器材来设计实验[JP]
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一、创设简易实验情境,培养良好的猜想心理
一个班级总是由不同层次的学生组成,不同学生的知识经验不同,心智力不同,对物理知识的体验各异,在猜想过程中的心理活动和思维活动也不尽相同。而如何促进不同层次学生的互动与交流,余文森教授认为,教师应该要正视学生个体差异性的客观存在,要意识到学生之间的差异不是教学的问题,而是宝贵的教学资源。
因此,教师必须确立师生平等、生生平等的观念,正视学生个体差异的存在,尊重和真诚对待每个学生,营造民主、信任、合作的氛围,消除学生紧张、恐惧的心理。一方面,不管学生的猜想准确或偏离方向,教师都不要轻易给予否定,而当学生得到教师的支持肯定了自己的猜想行为,就会逐步建立起大胆猜想的信心;另一方面,可以正视学生的认知规律,从简单的猜想入手。例如,演示自制的简易温度计时,将细玻璃管插入玻璃瓶中,再把简易温度计分别放入冷水和热水中,教师可以引导学生进行猜想:在两杯水中,细管中的红色液体会有什么样的变化?当学生初步通过热胀冷缩的知识判断出在热水的升高更为明显时,学生已经建立了一定的猜想信心。
二、创设生活经验的情境,激发猜想动力
新课改倡导“从生活走向物理”的理念,教师可以从不同角度、不同程度设置各种生活情境来调动学生的好奇心和求知欲,把学生初步显露的好奇激发成实实在在的学习兴趣并有效内化为潜在的学习动力,从而引导学生在不同程度从多角度去猜想,化抽象为形象,积极探求,最终使问题获得圆满解决。
如,在《科学探究:物质的比热容》一课中,教师首先播放一段天气预报,再现不同的地方有着明显的温度差异,以学生在熟悉的生活情境中遇到的新困惑为契机,把问题抛给学生:吸热的多少与什么因素有关?有部分学生会以烧水等实际体验,提出和质量以及升高的温度有关的猜想,但是,如何引导学生猜想到可能还与物质的种类有关呢?课堂上,一段视频带来了很好的引导猜想效果:炎热的夏天,某电视台《快乐向前冲》的比赛节目正进行着,而不少参赛者却不时地喊着赛道太烫。看着赛道下冰凉的水,再联系自己的生活经验,学生很快就猜想到了还跟物质的种类有关。
重视学生已有的生活经验,引导学生寻找与问题相关的大量实例,进行了针对提出的问题——搜寻事实——归纳分析——形成猜想的猜想过程。学生因为猜想符合了实际而有了极大的满足,无形中也加强了继续探求的兴趣和信心。
三、创设验证实验情境,引导猜想方向
心理学指出,能否把学生的学习兴趣内化为学习动力,关键在于学生是否由学习的“被动状态”转变为“自觉状态”。教师在学生进行猜想的过程中,要注意引导学生说出猜想的理由和依据,激发学生的自觉状态,这样既能重视过程中动态教学资源的生成,又能正确引导猜想方向。
例,引导学生猜想“浮力的大小跟哪些因素有关”,学生根据已有的经验,很快会猜想出可能跟跟物体的材料有关;可能跟液体的密度有关;可能跟物体浸入的体积有关;可能跟物体的形状有关;可能跟物体的重力有关等等。当学生发挥想像的能力,有了各种各样的猜想后,教师不可以简单、武断的扼杀这份宝贵的课堂生成性资源。当学生的积极性高涨时,却有一些假设不在教师事先设计的范围内,或者教师已经知道这些猜想不对,就用“以后研究”一语带过,往往造成学生不知所措,影响到学生猜想的积极性以及对知识点的掌握。这时,教师要注意引导学生说出猜想的理由,并创设有效验证的实验情境,让学生在直观判断中排除异已。例,当学生猜想涉及到可能跟“物体的重力有关”时,教师通过实验有效地帮学生缩小范围:
小瓶子里装有适量的HCL溶液,将装有CaCO3固状物体的气球套在瓶口并把气球旋转几圈(防止两化合物马上反应),当刚放入水中时,瓶子和气球下沉到底部,而后随着气球因受到水的浮力立起来,使球内的CaCO3固状物体滑进小瓶内,两者发生反应,产生的CO2气体使气球膨胀,整个装置立即上浮到水面。根据“质量守恒定律”,整个过程中,该装置的质量守恒,所受的重力并没有发生变化,但是该装置却由沉底状态变为上浮状态,由此学生一方面可以否定自己错误的猜想,也可以引导学生往正确的方向猜想。
四、创设直观的实验情境,提高理性猜想的有效性
在课堂教学中,由于学生的理性思维空间有限,教师可以创设直观的实验情境,让学生在足够的感性认知进行理性的猜想,既铺设了一条进行科学物理探究的重要途径,也给学生提供了一个感性认识的情境。让学生由感性的活动上升为理性的思考,准确把握猜想的范围,提高猜想的有效性。