对中学物理实验教具的改进与创新的探讨

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  物理实验教具的改进
  由于科学探究的本质是不断发展、探究的过程,所以很多情況下,知识都会进行迁移或者负迁移。知识的迁移有助于学生知识的积累,知识的负迁移会影响学生的学习效果。为了避免知识的负迁移,必须保证实验教具的准确性。
  在教材中,对于浮力大小的测量实验称之为称重实验,但是这样的说法并不严谨。如果将浮力的大小称之为重量,那么很多的学生都会认为浮力只能够在液体中产生,但是事实并非如此。为此,笔者通过改变“称重实验”的说法,改成“拉力差法”,能够更好地提高学生对于浮力大小的认知。在进行实验教具的过程中,笔者首先将两块石头投入到水中,并且提问,石头下沉到水底,那么石块产生浮力了吗?
  学生回答,由于石块受到两个压力差,根据浮力的本质,说明石块受到了水的浮力。接下来,笔者继续提问,如何证明石头受到了水的浮力呢?学生利用弹簧测力计来测量出石块的重量G,然后将石块浸入在水中,此时利用弹簧测力计进行测量G1。所以浮力就是G-G1。这样的实验教具能够帮助学生强化浮力大小的判断,并且增加了知识迁移的效果。
  在经过一系列的实验教具探究之后,学生已经能够大概掌握浮力的概念与性质,但是学生由于在生活之中也会接触过浮力,所以会产生很多方面的问题。同时学生也会将生活中的浮力现象引入到课堂之中,学生存在很多的困扰,为了能够帮助学生将课内知识迁移到生活之中,增强学科的应用能力与效果。在这种情况下,教师可以通过接下来的实验教具来为学生答疑解惑。
  教师让学生准备生鸡蛋一枚,然后放在水中,观察到鸡蛋沉了下去。然后教师在水中加入盐水,发现鸡蛋开始逐渐上升。教师提问,为什么加入盐水之后,鸡蛋会上升呢?
  学生回答,因为盐水的加入改变了液体的密度,说明浮力的大小与液体密度有关。教师总结,在刚才的“拉力差法”实验教具之中,由于石块的加入,水会溢出,并且小石块沉没的体积越多,则溢出的水分越多,这样就说明了石块的浮力与沉没的体积有关系,并且石块沉没的体积越大,则浮力越高。
  通过改变实验教具,能够帮助学生更加清楚地认识到实验知识的严谨性,养成失之毫厘谬以千里的物理实验思维。
  中学物理实验教具的创新
  科学探究体验在初中物理教学的过程中主要以试验为主。而且很多的物理概念、物理原理也必须通过物理实验教具才能够帮助学生进行理解。对于物理实验教具的使用也是物理教学的一部分,通过创新实验教育,让教具更加多样化,能够帮助学生学会从生活中发现实验教具。
  例如在进行“浮力”实验过程中,可以采用生活中最常用的物品作为实验教具,并不一定是砝码、镊子、量杯等。实验过程如下:首先教师让学生们拿出事先准备的易拉罐、一盆水,然后将易拉罐放入在水中,并且让学生相互讨论自己的感受。在学生逐一体验完成之后,教师可以提问学生,在放入易拉罐的过程中,有什么样的现象。学生回答,在轻轻地将易拉罐放入水中之后,易拉罐是漂浮在水面上的,然后自己逐渐用力,易拉罐会慢慢地沉入水里,但是有一股力量顶着易拉罐。
  这时,教师可以利用手边的工具来模拟这样的现象,并且说明易拉罐受到的这种托力就是浮力。在演示完浮力实验教具之后,教师可以让学生自己举例,看看生活中还有哪些浮力的产生。学生纷纷举手回答,有的说在游泳时会产生浮力;也有的说放飞气球也会产生浮力。最后教师总结,浮力在我们身边随处可见,需要学生们多多观察身边的浮力现象。
  利用乒乓球、细线、铁块、曲别针以及废旧矿泉水瓶就能够完成浮力的证明实验教具。通过将自制浮力方向演示器进行适当倾斜,学生能够直观地查看到浮力的方向是与重力相反的,并且不会受到外界条件的变化而变化。利用这个自制浮力试验,可以极大地提高学生的动手能力以及分析问题、解决问题的能力。
  通过这两个实验,教师再利用生活中常见的实验教具进行实验的同时,还可以锻炼学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的领悟能力,让学生不再想当然地回答问题。在学习的过程中,不仅要知道其现象,还应该重视其本质。所以基于科学探究体验,能够强化学生物理核心素质,促使学生形成较强的观察能力。
  物理学作为一门注重科学探究的学科,在教学的过程中,必须重视学生的核心素质,积极提升学生的核心思想。只有在使用实验教具的过程中能够不断对于实验教具进行改进与创新,才能够保证物理实验教具更加符合现代物理实验教具的发展,也可以更好地强化学生学习的效果,让物理实验教具教学变得更加得轻松。
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