中学物理实验创新的策略

2014年宁夏继续教育培训邮箱：[e-mail]《初中物理实验教学指导》物理实验教学一、高度重视实验教学的地位和作用1.物理学是以实验为基础的科学。2.实验是形成概念、掌握规律不可或缺的重要手段。3.实验中蕴含着丰富的科学文化内涵，将使学生终生受益。4.物理实验对学生能力培养有着重要作用。5.加强实验教学，是《课程标准》的要求。二、初中物理部分实验分类目录1.书中列举了119个分类实验，并将这些实验按演示、分组、必做、选作提出了明确要求，要创造条件努力做好这些实验，这对提高物理教与学的质量大有益处。2.课程标准初中物理学生实验20个，包括：7项基本操作类；4项测定性实验；9项探究性实验。《课程标准》规定的20个学生必做实验1．用刻度尺测量长度、用表测量时间2．用弹簧测力计测量力3．用天平测量物体的质量4．用常见温度计测量温度5．用电流表测量电流6．用电压表测量电压7．测量物体运动的速度8．测量水平运动物体所受的滑动摩擦力9．测量固体和液体的密度10．探究浮力大小与哪些因素有关11．探究杠杆的平衡条件12．探究水沸腾时温度变化的特点13．探究光的反射规律14．探究平面镜成像时像与物的关系15．探究凸透镜成像的规律16．连接简单的串联电路和并联电路17．探究电流与电压、电阻的关系18．探究通电螺线管外部磁场的方向l9．探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件20．测量小灯泡的电功率物理学是一门以实验为基础的科学。演示实验是初中物理实验教学的重要组成部分，它不仅是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可缺少的环节，还能培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习习惯和方法，提高学生科学素质的重要手段。在实际生活中，社会活动中，动手能力，操作能力，创新能力又是一个人的基本要素。因此，对学生进行动手能力，操作能力的培养，引导学生不断创新，培养学生的创新精神和创新能力是我们教学的最终目的。实验教学指导建议实验教学指导建议一、教师演示实验演示实验以全体学生集体观察为特点，因而应力求现象直观、效果明显、器材简单易得、操作方法简捷、性能可靠并富有启发性。（一）演示实验的基本要求1、要有明确的目标。2、要充分准备。3、要直观、明显。4、要规范操作。5、要注重边演示，边引导、启发。6、要有较强的科学性。7、要力求有趣味，富有魅力（二）演示实验设计应注意的问题。1、演示实验要有明确的实验目的。演示实验之前，教师要对演示实验的目的，学生要观察些什么，掌握些什么，实验过程中要注意些什么，都要有一个清楚的认识和交待，克服实验过程中的盲目性，以达到预期的效果。2、演示实验要有绝对的安全性。3、确保演示实验的可靠性。4、演示实验装置不宜复杂，5、实验操作力求简单。忌用模型、挂图代替真实的演示学生实验的指导建议1.树立“三维”培养意识。要依据课程标准，针对具体教学内容，结合学情分析，全面考虑通过实验探究活动，学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度应达到什么目标。不能顾此失彼，但也不能喧宾夺主。2.要重视实验教学的三个基本环节。⑴实验的准备阶段。师生精心准备，是保证质量的前提。⑵实验操作阶段。这是实验教学成功的关键。①首要的问题是凸显主体地位，把实验的权利还给学生。②围绕“观察、操作、记录、分析、归纳。”这五个主要环节，及时指导学生。（3）实验总结阶段。1、观察——几乎每一实验的全过程，都离不开观察。要指导、提醒学生仔细观察，防止走马观花、粗枝大叶的不良习惯。2、操作——学生实际动手参与实践的具体过程。（1）要指导学生严格地按规则使用仪器，进行操作；（2）引导学生理解实验操作步骤的逻辑顺序，明确运用的实验方法。3、记录——正确的读取和记录数据。（1）读取的姿势；（2）读取的方法；（3）防止并凑数据。4、分析——器材分析、方法分析、数据分析、结果分析、误差分析以及实验方案诸方面的改进分析。5、归纳——所谓“归纳”，是由一系列有限的特殊数据或事例得出一般结论的推理方法。初中学生由于缺乏抽象思维和逻辑思维能力，往往不善于归纳或不完全归纳，用不完全归纳得出的结论不一定正确，只有完全归纳得出的结论才是正确的。学生实验的指导——注意五个环节学生实验总结阶段应关注的几个问题1、重视学生当堂交流汇报实验结果，并进行讨论总结。（1）实验原理、实验数据、操作方法、实验结论、影响实验精度的因素、误差分析、改进的办法、措施等的交流；（2）实验中发现了什么问题？怎样解决问题等等。2、让学生独立完成实验报告。实验报告是对所做实验的系统总结，是学生表达能力和信息交流能力的集中体现，也是交流实验成果的媒介。探究性实验及其教学建议1、研读《课程标准》，明确科学探究的基本要求。2、重视问题情境创设，形成任务驱动。3、根据学生实际，以有效提问作为引领。4、适度开放，让学生自主实验。5、关注引领学生优化实验方案。6、满足需求，延伸课外探究。7、探究教学不排斥教师的有效指导、有效讲解。8、探究学习既重视过程与方法、情感体验，也同样重视知识、技能、科学规律的归纳等基础性课程目标的达成。9、科学探究能力的培养要“循序渐进、有所侧重”。10、探究性实验教学更要关注“反思”。初中物理实验教学中常用的研究方法1、控制变量法2、等效替代法3、问题转化法——将看不见、摸不着的问题，转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。4、类比法5、演绎法6、抽象和理想化法7、对比法8、图表法中学物理实验创新的策略一、中学物理实验创新的意义、内容及要求1、实验创新的意义与功能2、实验创新的内容与要求物理学是一门建立在实验基础上的科学，在教学中要充分体现实验的教学功能，就必须根据教学实际进行实验创新，实验创新除了实验本身的价值以外，教师在实验创新活动中体现的创造思想和行为对学生创造力的培养产生的潜移默化作用是不可估量的，这也是实验创新的独特教育功能。1、实验创新的意义与功能实验创新并非简单意义上的自制教具，它具有丰富的内涵，从设计思想到演示手段，从设备组装到自制教具，从实验步骤到演示技巧，在实验的每一个环节都包含创新的内容。实验创新要以提高学生能力和素质、提高教学效率为宗旨，以突出教学重点、突破教学难点为目的，以原有实验之不足或教学过程中出现的新问题为突破口，实验创新更要求教师有良好的实验素质，要有思维的灵活性，在解决问题时打破常规，多方位思考，大胆提出各种创造性设想。2、实验创新的内容与要求二是实验思想更新；物理实验创新可分为三个层次：一是实验局部改进；三是实验内容创新。二、中学物理实验创新的原则1、直观性原则。2、趣味性原则。3、规范性原则。4、科学性原则。5、实用性原则。6、简单性原则。7、安全性原则。初中学生形象思维能力高于逻辑思维能力。因此，演示实验要求直观，让每一位学生都能看得清，看得明白，演示的效果明显，通过明显的实验现象引发学生思考、探索。因此物理实验改进与创新必须将直观性放在首位，要求实验操作过程简单明了，实验现象明显，能见度大，直观性强。1、直观性原则。兴趣是最好的老师。利用演示实验创设情境的核心是激发学生的学习兴趣，从而调动学生的情绪，激发学生的思维，激活课堂教学的重方法。因此，在改进和创新实验时应考虑中学生的年龄特点和心理特点，使演示实验要尽可能的生活化、趣味化。这样学生感到亲切、新鲜、有趣。因此设计演示实验要突出惊奇，使学生惊之以心，动之以情、思之有趣、品之有味，激发起学生的疑惑感、矛盾感、好奇心，形成探究的动机。2、趣味性原则。科学实验要严谨、求实、一丝不苟，教师的演示实验可以为学生的实验操作起到示范作用，对学生起到潜移默化的作用，学生从中学习到实验技能、方法和严谨的科学态度。因此，在改进和创新实验时，实验原理，实验器材，实验操作方法都要规范、严谨。在实验过程中如实地记录实验中观察到的各种现象，甚至一个数据，一个标点符号，做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来，坚持实事求是的科学态度。这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、规范性原则。4、科学性原则。演示实验可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用我们日常生活中的现有物品，用学生身边的物品做实验。5、实用性原则。越是简单的现象越能揭示事物的本质，越是简单的现象越能产生深刻的印象。为了突出直观性，实验原理尽可能简单，便于学生理解；实验器材尽可能简化，便于突出观察点，能用简单仪器演示的实验不要用复杂的实验仪器。6、简单性原则。以人为本，全面发展，一切为了学生的发展这是学校教育教学工作的宗旨，物理课堂教学也是如此。因此在做演示实验时，一定要注意安全，安全第一，常在心中。如：实验用电安全、用火安全、使用玻璃器材安全、实验试剂安全、尖锐实验工具安全等等。7、安全性原则。三、中学物理实验创新的技法与实例1、发掘实验的新用途。2、通过模仿达到创新。3、改变实验的某个方面。4、扩大实验内容。5、缩小实验内容。6、通过代用实现创新。7、通过转换实现创新。8、通过颠倒实现创新。9、通过组合实现创新。10、利用现代教育技术创新。对于原有的实验，要尽可能考虑它有没有其它用途。例如，我们通常用台式测力计演示物体对接触面的压力，而水平放置的台式测力计所指示的压力恰恰等于物体的重量，这就不易澄清学生对压力与重力不分的错误认识，如果将测力计稍稍倾斜，它的示数就变小了，这一改变，不但区别了重力与压力，也说明了斜面所受的压力小于物体重力这一事实。1、发掘实验的新用途。对于已有的实验或现象，可以考虑有无与我们需要设计的实验相似的东西，诸如相似的目的、手段、过程、结果等等，从而进行模仿，实现创新。2、通过模仿达到创新。对于已有的实验，可以考虑改变它的颜色、运动、声音、形态，改变显示信息的方式等等，使原来的实验产生更好的效果，也可以演变为新的实验。3、改变实验的某个方面。从正反两个方面分析原有实验，使原有实验的内容进一步丰富，从而达到实验创新。关于液体的沸点与压强的关系，课本中介绍了用气筒抽气使没有沸腾的水沸腾起来的实验，如果我们增加一个动作，用两用气筒向密闭的容器内打气，正在沸腾的水就会停止沸腾，从正反两个方面说明了液体的沸点与压强的关系。4、扩大实验内容。对于一个实验，可以考虑能否缩小它的内容，从而实现创新，比如取消某些元件，使形状变小、重量变轻、厚度变薄、长度缩短，消除某些现象，压缩步骤、减小阻力等等，内容的减少并不意味着实验功能的减少，却可导致新实验的产生。5、缩小实验内容。对于一个实验，可以考虑能否设计其它的实验来代用而达到同样的目的，甚至产生更好的效果；或者考虑能否以其它材料、方法、元件、工艺、动力等来代替，从而形成新的实验。6、通过代用实现创新。“转换”是一种大胆的思维方式，包括改变布局、改变顺序、互换因果、改变进程等等，通过转换可以实现创新。7、通过转换实现创新。对事物的颠倒是一种反常规的思维方式，通过颠倒有时会获得意想不到的效果。颠倒的方式很多，可以考虑位置颠倒、顺序颠倒、方向颠倒、时间颠倒、目的颠倒、意义颠倒等等。8、通过颠倒实现创新。每个实验都难以尽善尽美，如果采用组合的方法，用其它实验中的优点取代该实验中的不足；或将原来分步完成的实验装置组合一步完成，便于学生对比观察，从而实现创新。组合的方式包括元件组合、形状组合、功能组合、方法组合、目的组合等等。9、通过组合实现创新。现代教育技术手段（如多媒体、传感器、电子白板等），能很好的扩大实验的能见度，提高实验室的准确度，使定性实验变为定量实验。因此，利用现代教育技术手段是实验创新的又一新途径。10、利用现代教育技术进行创新。四、创新实验的呈现及实例创新成果不仅在于自己应用，更重要的是同伴交流，资源共享。为此就得将创新成果以一定的形式呈现出来，便于交流和分享。1、真空不传声实验改进。①实验在教材中所处的地位与作用：本实验是初中物理八年级上“声的产生与传播”一节中的演示实验，生动的实验演示能极大的激发学生学习物理的兴趣，并且能够促进学生对声音不能在真空中传播，声音的传播需要介质有更深刻的认识