物理实验教学的立体化思考与实践研究

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1、物理实验教学的立体化思考与实践研究摘要：随着新课程改革的继续深化，实验在物理教学中的地位得到明显的重视和加强。如何“导好”实验课堂，教师的立体化思考与实践是必耍的。文屮指出：第一，深刻分析实验内容，持续保持不断优化和改进的思考；第二，系统分析科学方法的杠杆作用，挖掘引导学牛领悟科学方法内涵的途径；第三，嵌入使用原始物理问题、课外实验，将知识的应用进行融合设计与实施，并提出了实施建议。关键词：物理实验内容；优化；串联；融合；立体化思考中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号:1003-6148(2017)2-0057-

2、41问题与现状随着新课程改革的继续深化，实验在物理教学中的地位得到明？@的重视和加强。从中考物理的变革来看，实践探究和应用是最被强调的两个变化方向。从2014年北京中考命题以及各区县的模考命题可以看到，实验题的命题形式愈发多样化，实际应用问题的比重也明显加人。血对新课程改革和中考改革的严峻局血，如何将物理的实验教学落到实处？首先，需要教师对实验教学的意义有深入的认识。物理学本身就是一个有机的科学体系，具有完整、有序的网络结构(如图1所示)。实验教学不只停留在完成实验，同时是物理观念、知识、方法层面的提升，即科学素养的培养，

3、进而解决新问题。落实在课堂上，要充分休现教师是学生学习、成长的“导师”这一理念。如何“导好”，教师的立体化思考与实践是必要的。第一，深刻分析实验内容，持续保持不断优化和改进的思考；第二，系统分析科学方法的杠杆作用，挖掘引导学生领悟科学方法内涵的途径；第三，嵌入使用原始物理问题、课外实验，将知识的应用进行融合设计与实施。2实施策略研究2.1实验的深度分析与优化2.1.1实验的不断改进同一实验，使用不同器材，效果不同。例如：热学部分演示实验比较多，在“做功改变内能”的实验屮就有这样几个改进和发现的阶段。起初,是对装有水的试管进

4、行加热，如图2(a)所示。当水沸腾时，塞子会被水蒸气顶出，同时试管口出现“白气”。这个实验现象比较明显，而且能同时体现做功和热传递两种改变内能的方式，缺点是由于有加热装置，不仅需要加热时间，而且试管塞弹出不受控制，容易出现安全隐患。通过查阅资料，自制了如图2(b)的器材，瓶内装些许酒精，用打气筒向管内打气,塞子弹出时瓶口也会出现“白气”，同时体现了外界对物体做功和物体对外界做功的过程。但缺点是打气筒通过皮管与塞子连接，打气的动作较人,塞子的弹岀有被带动拉岀的彫响。又继续改进，在瓶子的侧端开口，如图2(c)所示，排除影响。2

5、.1.2融入生活元素实验的情境往往过于严肃，并且与日常牛活的实际脱离较远，学术味太浓，这在相当程度上影响了学生对物理实验的兴趣。可以增加一些学生熟悉的、与日常生活密切相关的实验，使学生有一种物理实验并不神秘,就在自己身边的感觉，这对激发学生对物理实验的兴趣有着很好的作用。如上述“做功改变内能”的实验，除了利用实验室的器材外，也可指导学生在课下做相关的趣味实验。2.1.3拓展实验内容同一个实验可以证实不同原理，同一原理可以用不同实验体现。例如：“气压降低沸点降低”的实验。将烧瓶内装有水，用酒精灯进行加热，待水沸腾后，撤掉酒精

6、灯，水不再沸腾。实验的下一步骤是降低烧瓶内的气压，当气压降低后，水会重新沸腾起來。降低气压的方法，可以有两种，一种是用抽气筒抽气，另外一种是将烧瓶倒置，泼冷水，如图3所示。同时，这个实验也可以用在液化放热的实验中。再如：分组实验“温度计的使用”屮，学生不仅体验温度计的基本使用，而且还恰当地将蒸发吸热制冷的部分整合进去。准备装冇酒精的烧杯和适量棉花，用蘸有酒精的棉花包裹温度计的玻璃泡，待观察到示数降低后，拿开棉花，示数又会逐渐升高，这也体现了蒸发吸热制冷的作用。2.2用科学方法串联实验现行初中物理教材中的物理实验，都是配合教

7、材内容设置的，主要是为了帮助学生对教材的内容加深理解，对实验的思想与方法讨论较少。虽然在教学中已经或多或少提及所运用的科学方法，但由于教材是按知识系统排序的，方法的教育难免蜻蜓点水，加之方法的理解不可能一蹴而就。因此，往往对教材中重要的、常用的思想方法不甚明了，这也在一定程度上削弱了实验教学特有的教育价值。为了培养学生的实验能力，教师有必要引导学生进行必要的归纳与总结。在教学中，笔者利用科学方法串联实验的做法，起到了较好的教学效果。具体的操作途径是以某个科学方法为横坐标，不同的实验内容为纵坐标，进行罗列，引导学生在对比屮领

8、悟方法的内涵，体验科学方法的根基作用（如表1所示）。以“压强和浮力”的知识为例，如表2所示。2.3应用的融合设计与实施2.3.1嵌入使用原始物理问题现象是物理学的根源，在课堂教学中恰当“还原”科学问题的实际情景，可以增强知识应用的灵活度和现实意义。原始物理问题呈现的是对现象的描述，而解决问题的模型或解题