当前,新课改要求教师在初中物理的教学中应利用实验培养出学生的创新能力、实践能力与科学探究能力。实验教学指的是学生在教师的指导下,使用相应的设备、材料进行实验,通过观察实验变化来获取新知识或验证知识的教学方法。物理实验是物理教学中的一部分,合理的展开物理实验教学,能够培养出学生收集资料与信息、科学观察与实验的能力,并能提升物理教学效率。初中学生还处于活泼好动的年纪,在学习物理时可能会因为其复杂、枯燥而失去学习的兴趣,因此如何运用物理实验展开物理教学,培养出学生的科学探究能力,是每位物理教学工作者必须思考的问题。
一、初中物理实验教学现状
一是理论教学是实验配合不足,通过调查研究发现,在实际的实验课堂中,部分教学活动的开展过程中,教学理论和教学实验都是分开的。在实际的实验过程中,学生忽视了理论的指导,缺乏了相应的理论与实验之间的互动。虽然有些教师将实验搬到了课堂,但是实际的动手者还是以教师为主,忽视了学生的主体地位,学生的实践动手能力得不到有效提升。学生只是在观察试验中结束了实验课程,使得教学效率大大下降;二是物理实验教学模式比较单一,大多数实验教学中,教师先进行实验示范,学生在进行模仿操作的模式。这样,学生的科学探究和创新能力得不到挖掘,影响了实验教学的效果。
二、初中物理实验教学中培养学生科学探究能力的策略
(一)重视学生的教学地位,激起学生主动探究的兴趣
多数的中学物理实验是教师先进行演示实验,学生观察其中的变化现象,然后归纳得出结论,最后学生根据教师步骤进行实验。虽然这样的方法能避免学生操作失误导致意外发生,但是会在一定的程度上限制学生的创新与发展思维。在实验教学中,为能够让学生培养出独立动手的能力,教师在进行实验操作时应以学生主观感受为主,让学生积极参与到实验演示中,随后教师对实验发生的现象向学生提出问题,引导其自主思考与实验,以此激起其主动探究的兴趣。
例如“摩擦力”的教学实验中,教师将准备好的实验工具(砝码、带滑轮的平板、小木块、毛巾、测力计等)分发到每位学生手中后,教师在黑板上画出演示图,之后挑选出优等生、中等生、后进生各一名,让这三人合作进行实验演示,教师在旁边适当进行引导,而后向其他同学进行提问:“当悬挂在绳子下端的砝码加重到150g,在桌上的物块滑动,这时物块所受的静摩擦力叫什么?它的方向与大小分别怎么表示?”然后让学生带着问题进行实验,让其记录测力计、砝码上的数字,最后分析实验中出现的变化,得出实验结果。这样的实验方法强调了学生在课堂中的主体地位,既能让学生与教师共同进行實验演示,加深学生的知识印象,又能借助问题激起学生主动探究的兴趣。
(二)通过主题问题引导学生实验,培养学生科学探究能力
物理新课标中要求,教师在教学中在突出科学探究的同时,应要重视对学生探究方法的引导,让学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中逐渐拓宽自己的视野,并逐步领会到科学研究方法的真谛。因此,教师在实验课堂上,可确定一个实验主题,并让学生根据现有的实验工具,自己发现问题,思考问题,并设计出实验步骤并得出实验结果,这样既能够丰富实验课程内容,又可以培养出学生科学探究的能力。
例如 “声波”的课程教学中,教师在开始实验前,可以“声音的图案”为主题,教师提前准备好一小桶沙子、两个喇叭信号仪、两块金属信号板、喇叭仪连接的是信号发生仪。首先,教师现将学生分为两大组,并对学生提出问题“大家认为声波应该是什么样子的呢?声音,有专属于它自己的图案吗?现在老师为大家罗列的这几个简单实验工具,大家觉得会是个什么实验呢?”。其次,让学生根据教师提问的问题梳理本次需要做的实验,学生可以就实验工具提出问题:沙子、信号仪、金属信号板之间有什么联系?假设将沙子倒在金属信号板上,那是不是要一同将喇叭仪、信号发生仪一同进行连接?最后,学生根据自己提出的问题展开实验:连接喇叭仪、信号发生仪,将金属信号板放在喇叭上,并在金属班上洒上适当的沙子,打开信号发生仪,记录沙子变化的形状。学生完成实验后,可以就自己设计实验所得的结果回答教师在实验前提出的问题,之后教师解释原理。这样的实验教学不仅可以锻炼学生的思维,还可以培养其科学探究能力。
(三)注重实验细节,培养学生严谨求实的科学探究精神
实验探究的目标是物理实验设计的思路来源,而新课程标准要求教师鼓励学生参与实验设计,完善实验方案,将物理实验教学与探究性学习相结合,从而培养学生的科学思维,使其养成良好的科学精神。因此,在设计物理实验的过程中,教师应当首先引导学生进行实验设计,再从学生设计的实验中找出疑点并进行提问,让学生解释其中的实验原理,这有利于培养学生严谨求实的探究精神。
例如“电磁感应现象”的课程教学中,为能够让学生具体了解到电磁感应及感应电流的变化,教师可向学生展示实验所需的工具:微型电扇、二级管、磁体以及线圈。随后告知学生设计思路、学习目标、观察过程等,让学生进行分组,并以教师所示的模板进行实验流程的设计。学生经引导后可设计出“磁生电”实验:将微型电扇插到插座中,并将二极管连接在电扇插头两极,用手旋转叶片,观察二极管的变化情况。教师查看该设计流程后对其中的环节提问“将微型电扇插到插座中后,电扇会将电能转换成什么能?怎么说明电流与二极管、电扇的关系?怎么得出这个结论的?”让学生根据教师的问题进行反思,从而调整、细化己的实验流程,并将设计好的实验步骤进行操作演练,由教师进行点评。通过实验设计,教师指出问题,锻炼学生对实验细节的注意力,能够培养其严谨求实的探究精神。
(四)创建探究主题,强化学生的科学探究意识
在初中物理实验教学过程中,除了让学生对物理现象产生感性的好奇外,最重要的是要帮助学生进行理性探究,这样才能有效地培养和提高学生的实验探究能力。
例如“凸透镜成像的规律” 的课程教学中,就可以通过做演示实验吸引学生的注意力,然后邀请一名进行台上操作,但是在实验过程中却存在很大难度,于是,台下的学生也需要讨论如何才能将实验做成功,经过激烈的讨论,学生也发现操作中将某些细节问题漏掉了,并找出了问题的关键所在,也就是物距与像距的范围。如此一来就建立了明确的探究主题,同时也能引导学生进入理性的思考过程中,并经过反复试验,来寻找到二者之间的范围,从而成功解决了实验中的难题,这样一来,不仅帮助学生理解了凸透镜的性质,同时也强化了学生的探究意识,为学生探究能力的提升奠定了良好基础。
(五)鼓励学生开展课外小实验,培养学生科学探究能力
物理中很多知识和原理都具有很强的抽象性,通过鼓励学生进行小实验,不仅可以建立物理知识与生活之间的联系,而且也能让学生体验到物理在生活中的应用,能够培养学生利用物理知识解决生活问题的能力,而且对学生实验探究能力的培养也有重要的价值。在课外实验中,一般没有指定的实验器材,这就需要学生寻找生活中的实验材料,
例如“显微镜和望远镜”的课程教学中,可以鼓励学生利用生活中的材料,来制作简易望远镜,这种创意性的实验,不仅可以激发学生的实验兴趣和动力,而且也能满足学生的好奇心,学生的科学探究能力也在动手操作的过程中得到有效锻炼和提升。
三、结语
综上所述,随着素质教育理念的不断落实,培养学生的实验探究能力已经成为初中物理教学中的重要任务,不仅如此,培养学生的实验探究能力也是保证学生学好物理知识的关键。所以教师一定要深刻认识到实验探究能力培养的重要性,并通过多种有效的教学路径,来提高初中生的科学探究能力,促进学生物理学习效率的提升。
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