教师也可以设计让学生用普通量筒区别质量相同而密度相近的两种液体(或两个固体)的实验,学生通过实验后用取得的数据,分析,判断出用该方法也不能区分两种物质.学生通过分析,改用分度值小的量筒或改为先测体积后比质量的方法也区分出两种液体.
通过这些实验,不但培养了学生观察能力,动手能力,想象能力,逻辑推理能力,归纳总结能力和交流合作的能力等,还让学生懂得:设计的实验既要符合科学性原则,更要注意可操作性.
4,实验能培养学生的创新意识
初中物理实验器具,有很多是教仪厂生产的,但还有一些教学仪器,应该是教师根据教学内容的需要,用学生身边文具,家中或生活中随手可找到的废弃材料拼凑制作而成.这样,一则可以展开随堂小实验使学生参与物理教学过程,做到师生互动,生生互动;二则弥补了实验器具不足,让学生多观察,多思考;第三点也是最重要的一点,就是让学生懂得:物理实验并不神秘,用身边的"坛坛罐罐"就可以研究深奥的物理知识.
例如,教师让学生做"自制乐器" :学生们用竹子,塑料管做了哨子,竖笛;有学生用几根橡皮筋做成了高低音不同的"筝";有的用纸做成鼓,竹筷绑上布条做成锤,当堂敲击大小不同的鼓,发出不同频率的声音.
又如,在课堂上教师可以让学生用铅笔研究:⑴压力,压强;⑵滑动摩擦和滚动摩擦;⑶铅笔痕迹是由不连续的颗粒组成的;⑷研究电阻的大小与长度的关系;⑸做成密度计,研究浮力等.
再如,学生用纸研究:⑴比较纸片下落的快慢;⑵测量纸片下落的速度;⑶惯性;⑷流速和压强的关系等.
教师在用自制的器材演示时,应该告诉学生自制器材的制作过程,一则让学生体验到教师为教学做出的努力,二则让学生知道研究物理规律并不—定要精密的仪器,只要用这些仪器做出的实验,能说明物理道理,研究出物理规律即可.
教师在教学的过程中,随着教学内容,会布置一些课外小实验,由于耳濡目染,学生会找出各种各样的物品做出形态各异的作品来.有的作品构思巧妙,工艺水准较高,从这些作品中,教师就能观察到学生的创新意识.
初中阶段可以布置学生做的小制作有:"自制乐器","潜望镜","小孔成像","照相机","量筒","天平","密度计","小鸟入笼","土电话","水果电池"等.当然,不必也不可能全部安排学生制作,每年做2~3个就可以了.
5,实验能培养学生的严谨的科学态度和科学作风
物理学科本身就要求对客观事物具有实事求是的精神,要求必须尊重客现事实,避免主观臆断.教师要引导学生对实验中的细微末节现象,必须具有敏锐的观察力,及时抓住要点,追根寻源才能获得科学上的重大突破.
例如,在测凸透镜焦距的实验中,一些同学发现,当烛焰和观察者位于凸透镜同侧时,能从凸透镜上看到一个倒立缩小的像和一个正立缩小的像.同学向教师提出这一问题时,教师应首先肯定他们善于观察现象,其次要引导学生认识:在两种介质的介面上光的反射和折射是同时发生的,因而烛焰发出的光经凸透镜第一球面反射时在凸透镜的后方出现正立缩小的像,而在第二球面反射时在凸透镜的前方出现倒立缩小的实像,从而对现象作出了圆满的回答,培养了学生严谨的科学态度和科学作风以及善于发现问题的科学的洞察力.
例如,在研究欧姆定律时,实验中采用5Ω,10Ω,15Ω三个电阻,电压采用1V,2V,3V,在学生通过实验取得了相应的数据后,引导学生对数据进行分析.由于电阻的阻值并不准确,电流表和电压表也不一定精确而且指针不一定在刻度线上,造成数据不一定符合正比或反比的关系.此时教师应多获取几组学生的实验数据进行分析,同时指出学生不正确数据产生的原因,要求学生重新实验,取得新的数据.在分析数据时应指出:(1)当实验的条件在成比例地变化时,注意对应的实验数据是否成比例地变化;(2)一个结论,一个定律的获得,是经过多次的实验数据所证实的,所以我们至少要做三次,最后还要用全班各组的实验数据进行统计,才能得出结论.
类似的实验还有研究重力和质量的关系,研究影响滑动摩擦力大小的因素,研究液体内部压强的关系,研究阿基米德原理等等.通过演示实验和学生分组实验,教师应对发现的一些现象应因势利导,告知学生如何处理,培养学生的科学态度和科学作风.
三,新课程物理实验设计的几点注意
物理教学过程离不开演示实验和分组实验,但在设计新的实验和操作实验时应注意以下几点:
1,实验设计应注意科学性
不论何种实验的设计和改进,首先要考虑的是实验原理和实验现象的科学性,特别是一些实验从表面现象看没有问题,而在伪象掩盖下可能存在科学性错误.
例如,八年级上第五章第三节有关视力矫正的实验,因为使用新编的教材,各校都没有合适的凸透镜,凹透镜,有的教师采用如下图A,B,C三图顺序做实验,A图表示视力正常;B图表示某人近视,蜡烛的像成在视网膜的前方,因此教师将光屏向前移,让蜡烛在光屏上有一个模糊的光影;C图表示凸透镜前加凹透镜,蜡烛的像清楚了,说明佩戴凹透镜可以矫正近视眼.

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