如何在物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力
發(fā)布時間:2018-06-22 來源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:
摘 要:學(xué)生在教師啟發(fā)引導(dǎo)下尋求問題的原因,將實(shí)驗(yàn)操作與思維互相滲透,互相驗(yàn)證,能引導(dǎo)學(xué)生積極有效地學(xué)習(xí),增強(qiáng)思維力度,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力。
關(guān)鍵詞:巧設(shè)疑問;激勵思維
近幾年來,物理實(shí)驗(yàn)開放性試題越來越靈活,能力要求也越來越高,試題已不再滿足于規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)有要求,而是要用學(xué)過的知識、做過的實(shí)驗(yàn)來設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)或進(jìn)行新實(shí)驗(yàn)的原理討論、數(shù)據(jù)處理。為了適應(yīng)新的要求,中學(xué)物理教師應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力作為現(xiàn)代物理教學(xué)的一個重要任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須摒棄那種照方抓藥、循規(guī)蹈矩的機(jī)械做法,代之以突出學(xué)生的主體地位,強(qiáng)化學(xué)生的參與意識,通過生動有趣、耐人尋味的實(shí)驗(yàn)圖景去啟發(fā)學(xué)生思考,進(jìn)而充分調(diào)動學(xué)生思維的積極性,促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的發(fā)展。
一、巧設(shè)疑問,激勵思維
教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、器材、步驟,精心設(shè)計(jì)有啟發(fā)性的問題,引導(dǎo)學(xué)生思考,也可提出一些與習(xí)慣想法相反的問題,引起學(xué)生好奇。例如:伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,如果把電流表和電壓表的連接位置對調(diào)了,燈還會不會亮?兩只表是否有示數(shù)?它們的示數(shù)有什么特征?學(xué)生帶著這些問題在實(shí)驗(yàn)中積極操作、思考,最終弄清兩種表的使用方法和原理。
再如,在研究浮力的實(shí)驗(yàn)中,先將乒乓球按進(jìn)水中,松手后球向上運(yùn)動,說明球受到了水對它向上的作用力即浮力?再把一小石塊放進(jìn)水中,石塊下沉,提問:水對石塊有沒有浮力作用?學(xué)生從直觀上體會不到浮力的存在,不敢貿(mào)然論斷,這時教師可用彈簧秤先稱石塊重量,再把石塊浸沒水中,看彈簧秤的示數(shù)有什么變化,引導(dǎo)學(xué)生從變化的示數(shù)獲得真理。
學(xué)生在教師啟發(fā)引導(dǎo)下尋求問題的原因,將實(shí)驗(yàn)操作與思維互相滲透,互相驗(yàn)證,能引導(dǎo)學(xué)生積極有效地學(xué)習(xí),增強(qiáng)思維力度,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力。
二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn),促進(jìn)思維
對不夠完善的實(shí)驗(yàn)可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)不足之處進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化。如《大氣壓》這一章書中瓶吞蛋的實(shí)驗(yàn),浸過酒精的棉花在瓶中燃燒,由于缺氧實(shí)驗(yàn)很難成功。于是做了下面改進(jìn):把集氣瓶浸在盛有燙水的杯中(瓶口露出水面)加熱。然后拿出,立即將雞蛋置于瓶口,發(fā)現(xiàn)雞蛋很快被“吃進(jìn)”瓶內(nèi)。同時提問學(xué)生,還有沒有加熱瓶中空氣的方法,學(xué)生在上面操作的基礎(chǔ)上想出可以放在石棉網(wǎng)上用小火加熱,或在瓶中倒入較多燙水搖晃,然后倒掉,把雞蛋放上去。實(shí)驗(yàn)證明上面兩種方法效果都很明顯,在此基礎(chǔ)上提出“吃”進(jìn)去的雞蛋怎樣才能弄出。學(xué)生通過思考提出讓瓶倒立,使雞蛋堵住瓶口,向瓶底緩緩傾倒熱水,結(jié)果發(fā)現(xiàn),雞蛋被壓了出來。
學(xué)生提出的方案效果明顯,學(xué)生在思考、分析的過程中獲得了成就感,也促進(jìn)了思維的積極鍛煉和發(fā)展,有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)。
三、深析條件,嚴(yán)密思維
嚴(yán)密的思維,主要表現(xiàn)在通過細(xì)致慎密的分析,從錯綜復(fù)雜的聯(lián)系與關(guān)系中認(rèn)識事物的本質(zhì)。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)積極創(chuàng)造條件,力求通過一些互補(bǔ)性的實(shí)驗(yàn)條件來防范學(xué)生由于疏忽造成的片面乃至錯誤的認(rèn)識,進(jìn)而培養(yǎng)嚴(yán)密的思維。大多數(shù)物理規(guī)律都是相對于一定的條件而言的,但在教學(xué)中又常會發(fā)現(xiàn),一些在一定條件下成立的物理規(guī)律會被學(xué)生不自覺地當(dāng)做是普通規(guī)律。例如在講阿基米德原理時,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了浸入液體受到的重力。可繼續(xù)提問:當(dāng)體積為0.2立方分米的橡膠塊浸在盛有水的容器底,并與容器底緊密接觸時,該橡膠塊受到的浮力有多大?許多同學(xué)聽后迫不及待地應(yīng)用公式F浮=ρ液gV排進(jìn)行運(yùn)算,答案是否如此,教師再通過講解浮力的實(shí)質(zhì)來得出題中浮力為零。如此,學(xué)生對阿基米德原理就會有更深一層的理解,并警示學(xué)生在解題時思維要細(xì)密周全,不能以偏概全。
四、多方聯(lián)系,靈活思維
靈活的思維能通過不同角度、不同側(cè)重點(diǎn)對問題進(jìn)行分析、研究,善于從一般的模式或通常的制約條件中解脫出來,通權(quán)達(dá)變的思考問題,積極地進(jìn)行各種猜想和假設(shè),摸索出解決問題的各種新穎途徑。在教學(xué)中,通過一些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的聯(lián)系性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生的思維活動信馬由韁般地自由馳騁,這樣有利于培養(yǎng)思維的靈活性。例如通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了杠桿的平衡條件后,讓學(xué)生解答:試用一個質(zhì)量為m的硬幣和一支圓柱形鉛筆測量一把質(zhì)地均勻的刻度尺的質(zhì)量。有一部分同學(xué)通過認(rèn)真思考后認(rèn)為可通過如圖所示的實(shí)驗(yàn)解答。通過這一題目的解答,同學(xué)們突破了支點(diǎn)只能是一個點(diǎn)的局限,明確了杠桿本身也受到重力的作用、作用點(diǎn)在重心處等等。通過此類題學(xué)生思維的靈活性得到很好的鍛煉,促使學(xué)生在解題時多方變通,增加思維力度,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。
五、拓展實(shí)驗(yàn),深化思維
深刻的思維著重表現(xiàn)于能全方位、多角度地考察問題,全面而客觀地認(rèn)識事物的本質(zhì)。教師可順著實(shí)驗(yàn)的廣度、深度,加入一些與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的擴(kuò)展性內(nèi)容,以加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)的鞏固。例如在學(xué)生掌握了用電流表、電壓表測待測電阻后,變換所給元件,如只提供電流表、電壓表、已知阻值電阻Ro及電源、開關(guān)、導(dǎo)線測待測電阻Rx阻值;蛏鲜鲈械碾娏鞅韱为(dú)換成電壓表,如此兩種新情況引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律解題。又如學(xué)習(xí)“阿基米德原理”后,可設(shè)計(jì)如下問題:某容器中盛有適量的水,水面浮著一塊冰,若冰融化后水面高度怎樣變化?若往水中加足夠的鹽,冰露出液面的體積怎樣變化?冰溶解于鹽水中,液面又怎樣變化?這樣層層深入、多向拓展,既傳授了知識,有達(dá)到了深化思維訓(xùn)練和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力的雙重目的。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是為了給學(xué)生提供生動鮮明的物理圖景及規(guī)范有素的操作訓(xùn)練,更重要的是要通過實(shí)驗(yàn)教給學(xué)生思維,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。
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