《谈初中物理实验设计对学生探究能力的培养》
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【摘 要】 初中物理学科是以实验为基础的学科.初中物理教学中重要的组成既是教学手段更是重要的教学内容,也是训练学生探究能力的重要载体.在实验设计中学生的逻辑思维抽象思维得以培养,对实验的设计能力和分析能力但也提升.本文就初中物理实验设计中对学生探究能力的培养进行了分析,并总结了教师如何开展物理实验设计,也提高练学生的探究水平.
【关键词】 初中物理 实验设计 探究能力 培养
【中图分类号】 G633.7
【文献标识码】 A
【文章编号】 1992-7711（2020）01-088-010
一、初中物理实验设计对学生探究能力的培养分析
1.初中物理实验帮助学生训练物理思维
物理思维是一种严谨、富有逻辑性的思维,一些实验探究中需要学生具备严谨的设计方法、明确的实验思路,对于一些抽象的物理实验更需要借助学生的抽象思维进行推理、演绎和归纳.所以,利用初中物理实验能够训练学生的物理思维.以《牛顿第一定律》这一节内容的教学为例,教师在本节课的教学中,分别将小车在毛巾、棉布、木板等粗糙程度不同的表面上滑动,并引导学生观察小车滑动的距离并记录.在如上实验演示的过程中,教师逐步缩小表面摩擦力的同时,小车的所受的阻力越来越小,小车的滑行距离越来越远.此时,教师再进一步引导学生思考：如果斜面的摩擦力减小到零时,小车的距离将会怎样?此时,你还认为物体的运动需要力来维持吗?通过如上教学方式,教师引导学生在实验演示中、在实验分析的过程中认识力与运动之间的关系,并从实验的推理中进行演绎归纳,最终推翻了自己在生活中建立起来的固有认知,认识到力并不是维持物体运动的原因,物体在不受力的作用下总保持静止和匀速直线运动.
2.初中物理实验提升学生实验设计和分析能力
实验设计的过程是对学生的探究能力培养的最佳契机.当学生在验证自己的某个猜想时,学生从最基础的实验方法的选择,到实验器材的选择何组装、实验数据的记录、实验数据的分析,都在锤炼着学生的探究能力和探索能力.例如,在《平面镜成像》这一节内容的教学中,学生猜想到平面镜所成的像与物体的大小相等;也有学生认为平面镜所成的像与到物体到平面镜的距离有关,距离越远像越小.为了帮助学生验证这一猜想,教师组织学生开展实验,并引导学生自主选择实验器材,包括最基础的玻璃板、物体、纸板等.由于像和物体的大小关系难以比较,教师引导学生在小组内讨论交流,探索如何让验证自己所猜想的物体和像的大小相等这一特点.此时,部分学生想到可以用实物验证,看实物是否能与其像重合.此时,这一思想的出现便是初中物理实验设计过程中的重要思想——等效替代法.此后,在学生开展小组实验探究时,学生不断调整物体到平面镜的距离,并通过另一个与之相等大小的物体进行大小比较,看等效物是否和像重合.此时,学生也就在实验的过程中验证了像的大小和物体到平面镜的距离无关.整个实验过程中,教师引导学生自主设计、自主活动、自主验证,学生在实验中既获得了重要的物理实验思想,更在其中获得了物理实验探究能力,学生的认知水平和物理能力得以同步提升.
基于如上分析,教师在初中物理教学中开展实验活动对学生的探究能力培养具有重要意义.对此,教师可以通过如下教学方式开展教学,以促进学生探究能力提升.
二、组织物理实验,培养学生探究能力
1.创设丰富情景,激发实验探索热情
不少学生对于实验活动的兴趣不高,对于实验的设计过程毫无兴趣,这是由于学生还未能感受到物理实验的魅力和乐趣,未能建立对物理实验探究的浓厚兴趣.对此,教师在教学中便可以通过创设丰富情景吸引学生的方式展开教学,以促進实验探究能力的同步培养.例如,在《阿基米德原理》这一节内容的教学中,为了帮助学生验证阿基米德原理,为了帮助摒除一些错误的、不合理的猜想,教师在物理实验教学中便可以提前组织学生开展实验验证活动,激发学生的实验探索热情.在实验活动中,教师首先向学生演示质量相同的橡皮泥分别被团成小球和压成小薄片时的情景,学生分别观察到下沉和漂浮两种状态.此时,学生思维中的固有认识——影响物体浮沉的条件是物体的重力大小这一概念被学生摒除.此时,学生对于影响浮力大小的因素的探究高涨、探究热情随之提升.
2.丰富实验资源,培养学生实验素养
初中阶段的物理实验,应当和学生的实际生活紧密相联,应当与学生的实际生活相互融合,才能让实验有更丰富的趣味性,才能让初中物理课堂更加丰富多彩.对此,教师可以在课堂中挖掘丰富的教学资源,以培养学生的实验素养和探究能力.例如,在《摩擦力》这一节内容的教学中,为了帮助学生体验摩擦力,教师可以让学生的双手在桌面上滑动,用不同的力按着橡皮擦在桌面上滑动,用牙刷在桌面上滑动等,帮助学生在这丰富且趣味性的实验中,抽象出知识的本质,认识到滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关、与压力有关,其方向更是与相对运动的方向相反.在实验中,实验探索增强、实验素养提升.
总结
实验是帮助学生建立对物理学科形式,促进学生认知水平和学习能力同步增长的重要活动.对此,教师可以通过组织创设丰富的实验情景、丰富实验资源等形式,发挥实验教学的优势,让初中物理课堂更加精彩.
[ 参 考 文 献 ]
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实验设计引用文献:
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