第一篇:實驗在中學生物教學中的重要作用
實驗在中學生物教學中的重要作用
生物是以實驗為基礎的自然科學,實驗不僅鍛煉學生的實驗動手能力,使學生掌握實驗的基本技能,更能激發學生探索求知的欲望,是培養學生創新精神的切入點。
1、激發學生的學習興趣。實驗除了具有真實、直觀、形象、生動和易于激發學生的直接興趣之外,還具有一種目的性操作活動的特點,使學生親自動手進行實驗操作,滿足他們的操作愿望。
2、提供學生認知的學習情境。學生學習生物學知識的過程符合學生的一般認知規律:由表及里,由感性到理性,由具體到抽象,由理解到應用。運用實驗組織教學是提供學生認識材料和學習情境的有效途徑。例如:初中生在教師的指導下,進行光合作用產生淀粉的分組實驗、觀察光合作用產生氧氣和需要二氧化碳的演示實驗,并對各個實驗結果進行分析、推理,在此基礎上對光合作用的概念、公式、實質的理解就更深刻,掌握就更牢固,對光合作用原理在生產生活中的應用也就更加自如。
3、幫助學生掌握科學研究的基本過程。實驗研究的基本過程體現了科學研究的基本過程: 問題——假設——實驗——結論是科學研究的基本過程。大多數中學生物學實驗都體現了這個過程。教師應該結合每一個具體實驗,幫助學生由了解到理解,最后初步掌握科學研究的基本思路,把這種發現問題、思考問題、解決問題的基本程序內化為學生的思維習慣。
4、培養學生的初步研究能力和創新能力。對中學生來說,初步研究能力和創新能力主要是指運用所學的知識、技能和已有的經驗、能力發現未知的問題,并進行思考和解決的心理素質。探索性實驗和學生自行設計實驗是培養初步研究能力和創新能力的主要途徑。
第一,可以加深理解,鞏固和驗證學到的基礎知識.中學生物學的教學內容是比較復雜和抽象的,學生沒有感性知識很難理解和掌握,通過實驗學生可以從一個理性認識轉化到感性的認識,這樣學生就比較容易接受和鞏固有關知識.第二,可以培養學生的基本技能和動手操作能力,不僅有利于當前的學習,也為將來的進一步學習,深造和參加工作打下初步的基礎.第三,可以幫助學生建立科學看世界的觀點.通過實驗的具體操作,讓學生自己探究實驗.這樣可以逐漸的培養學生的世界觀.也就是說能使學生科學客觀的認識世界,雖然在科技科學在高速發展的今天,還是有很重的迷信氣味,如簡簡單單的墳多的地方出現的“磷火”,說是有鬼在作祟。這就充分體現了科學的觀點。
第四,可以培養學生的觀察能力,思維能力,分析問題和解決問題的能力.在整個實驗過程中,學生可以自己動手,親自操作實驗的整個過程以及每一個步驟在學生自己的操作,而且每一個步驟都不能出錯,自然而然的就培養了學生實事求是的工作作風和認真工作的工作習慣.實驗中出現的有趣現象。總而言之,中學生物學實驗教學是培養學生不可或缺的教學方法,為我國培養全方位的合格人才在中學打下很好的基礎.根據克隆羊多利的培育過程,回答問題:.
(1)克隆的方式屬于 無性生殖.
(2)從成年母羊A的乳腺細胞中提取一個細胞,分離出該細胞的細胞核(3)從另一只母羊B的卵巢中取出一個卵細胞,去除 細胞核(4)將處理過的兩個細胞重組為一個新細胞,這種技術是在什么水平上操作的(A)A.細胞B.器官C.組織D.生物體
(5)用細胞培養技術重組細胞發育成胚胎,再植入母羊C的 子宮
里.5個月后,母羊C分娩產下多利.(6)多利與哪一只母羊幾乎一模一樣(A)A.母羊AB.母羊BC.母羊CD.都不一樣
(7)控制生物性狀的基因主要存在于哪種結構內 C
A.細胞質B.細胞膜C.細胞核D.子宮
(8)從上述過程可以看出,科學家主要是利用什么技術獲得了克隆動物的成功B
A.基因工程B.細胞工程C.發酵工程D.酶工程
(9)在克隆動物的曲折過程中,人類經歷了從利用早期胚胎細胞到利用什么的過程 A
A.成年體細胞B.卵細胞C.精子D.細胞核.
第二篇:實驗在中學生物教學中的重要性探討
論文提綱
實驗在中學生物教學中的重要性探討 摘要:
美國生物教育是以實驗為學習的核心,而在我國中學的生物教育中,還普遍存在把教學目標主要放在科學基本事實和基礎知識上而忽視實驗的現象。生物是以實驗為基礎的自然科學,實驗是生物科學基本的研究方法,是培養學生動手能力、創新能力的重要途徑。生物教學中,實驗能提高學生的學習興趣,能增加學生的認知功能,能使學生掌握正確的觀察方法和操作方法。本文對實驗在中學生物教學中的重要性進行了論述。關鍵詞:生物教學;實驗;重要性;作用
(一)中美對實驗在生物教學中的認識的不同
1.中美教師對生物實驗教學的重視程度不同
2.中美在實驗教學模式及效果上的差異
(二)實驗在中學生物教學中的重要性及作用 1.激發學生的學習興趣
2.提供學生認知的學習情境 3.助學生掌握科學研究的基本過程 4.養學生的初步研究能力和創新能力
(三)發揮實驗在中學生物教學中的重要作用 1.提高生物教師對實驗教學的重視
2.更新改進生物實驗教學的基本模式和理
第三篇:化學實驗在教學中的重要作用
我們知道化學是一門以實驗為基礎的自然科學在高中的化學課堂教學中重點在于怎樣培養學生解決化學問題的能力怎樣培養學生好的思維方法以及綜合提升學生各方面能力從而有效提高學生的整體素質而對于這些目標的實現化學實驗在教學中起著非常重要的作用?;瘜W實驗在化學教學中的作用主要有以下幾點
1、可以激發學生學習的興趣培養學生的觀察、分析和解決問題的能力
2、有利于學生正確地掌握實驗操作的基本方法和基本技能
3、有助于學生對化學基本概念、化學反應原理的理解
4、有利于培養學生創造性思維能力
5、通過探究性實驗培養學生的探究能力和創新意識等。下面以金屬鈉跟水反應的演示實驗為例來討論化學實驗實現的有效教學策略。
1、拿出方有金屬鈉的試劑瓶讓學生聞氣味討論液體是什么物質
2、用鑷子取出金屬鈉放在濾紙上吸去液體后放在玻璃片上讓學生觀察顏色。
3、用小刀切割金屬鈉讓學生及時觀察切割面的顏色以及顏色的變化把切到部分放在玻璃片上剩余的放回試劑瓶并用另一玻璃片擠壓觀察現象。
4、及時把金屬鈉放入盛有水的大燒杯中蓋上玻璃片。觀察現象浮、熔、游、響
5、金屬鈉消失后往燒杯中滴加幾滴酚酞試劑觀察現象。邊做實驗邊向學生講述實驗操作過程和方法及注意事項。可以激發學生學習的興趣培養學生的觀察、分析和解決問題的能力結合我校正在實行的新課改把課堂還給學生打造高效課堂更應該重視化學實驗給學生更多的實驗機會讓化學課變得更有趣學生更愿意上化學課從而全面提升學生的化學素養可見化學實驗在課堂教學中具有重要的價值我們在課堂教學過程中必須重視化學實驗充分發揮化學實驗的重要作用提高化學課堂教學的時效性淺談化學實驗在課堂教學中的價值在在在全面提倡和深入貫徹素質教育今天 ,如何全面提高學生的素質 ,是當今課堂教學中面臨的一個重要課題。作為化學是一門以實驗為基礎的學科在課堂教學中我認為重點在于怎樣培養學生解決化學問題的能力培養學生的思維方法以及發展學生各方面能力素質而這些能力和素質的培養 ,化學實驗在其中將起著非常重要的作用。同時在中學階段學生剛開始學習化學在教學過程中必須加強對學生化學實驗的技能和各種能力的培養使他們能正確地掌握化學實驗的基本操作方法和技能使學生養成嚴謹的科學態度,從而激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性。所以化學實驗在化學課堂教學中起著重要作用是化學教學中不可或缺的重要的一環?;瘜W實驗在化學教學中所起的作用有①是激發學生學習興趣培養學生的觀察能力、分析和解決問題的能力②有利于學生正確地掌握實驗的基本方法和基本技能③有助于學生形成化學基本概念、理解化學原理④培養學生創造性思維能力⑤通過探究性實驗培養學生的探究能力和創新意識等。下面以金屬鈉跟水反應的演示實驗說明化學實驗中如何培養學生的觀察能力、分析和解決問題的能力。首先老師在課堂上做金屬鈉跟水反應的演示實驗要求學生先認真仔細觀察并描述實驗的現象然后分析解釋發生這些現象的原因最后加以綜合得出鈉是一種密度比水小、熔點較低、呈銀白色、具有金屬光澤、化學性質非常活潑、反應時發出大量的熱、燃燒時能發出黃色火焰、和水反應產物的水溶液呈堿性的金屬的結論。重視和加強實驗教學能激發學生的學習興趣、促使學生主動地學習,使他們切實掌握化學科學的基礎知識和技能,深入理解物質的組成、結構、性質、變化之間的辯證關系;實驗教學對于幫助學生形成化學概念,鞏固化學知識,獲得化學實驗技能,培養實事求是、嚴肅認真的科學態度和訓練科學方法具有不可替代的作用。化學實驗有助于學生檢驗和鞏固化學基本概念和化學基礎理論,有助于培養和發展學生的操作技能及觀察能力、思維能力,使學生養成嚴謹的科學態度,從而激發學生的認識興趣,調動學生的學習積極性。
新課改的理念,體現以學生為本,注重學生的能力和可持續發展,特別是在學習目標上,強調知識與技能,過程與方法,情感態度與價值觀的三維目標。而化學實驗是化學教學中重要的組成部分,是落實教學目標的有效手段,它具有千變萬化的現象,它的直觀、真切和印象深刻的特點不僅激發學生的學習興趣,而且它的豐富的知識性對學生理解化學原理、鞏固化學知識有著有力的驗證作用。通過多年的教學實踐,根據中學生的心理特點,我們將化學實驗分為:教師演示實驗,學生分組實驗,探究實驗,課外興趣小實驗等,不同的實驗在教育教學中有著不同的作用。
一、化學實驗是激發學生學習興趣的有效方法
興趣是一種特殊的意識傾向,是動機產生的重要主觀原因,良好的學習興趣,是求知欲的源泉,是思維的動力。托爾斯泰曾經說過:“成功的教學,所需的不是強制,而是激發學生學習的興趣?!睂嶒灳哂星ё內f化的現象,是喚起中學生學習興趣的有效手段。學生剛接觸化學,用千變萬化的實驗現象來吸引學生。通過一系列趣味性實驗。如“魔棒點燈”、“巧點蠟燭”等實驗使學生不斷產生新的好奇心,新的興奮點,隨之就會有不斷求知的興趣,就會形成今后愉快、主動學習化學的內在動力。
二、化學實驗是培養學生創造性思維的最好載體
在實驗課上做演示實驗,教師要設計一系列問題,要由淺入深、由表及里,在教學中循循善誘,適時點撥,逐步培養具體、全面、深入地認識物質及其變化的本質和內在規律性,使學生的思維從表象到本質,從感性認識到理性認識?;瘜W實驗從設計、操作到分析實驗結果、總結歸納規律,都離不開科學的思維方法。這種圍繞演示實驗層層設疑,不斷深入的教學,使學生的思維能力得到提高。化學實驗常用的思維方法有;分析法、歸納法、對比法以及綜合法等,應該知道思維方法比實驗結果更為重要。結果主要以知識的形式出現,知識本身在人的頭腦中存留的時間不會太長,日后用不到的知識很快就會被遺忘。而思維的方法是有效的、長期受益。培根說過:方法比知識更重要。比如分析法,就是由淺入深、由表及里,使學生的思維從表象到本質,從感性認識到理性認識。
三、化學實驗有助于學生形成化學概念
化學概念是用簡練的語言高度概括出來的,常包括定義、原理、反應規律等。學生形成化學概念,感知是第一要素,而化學實驗就是通過學生的視覺、聽覺、嗅覺來形成感性認識的,通過直接作用于感官的真實實驗,能有助于學生形成思維,加深對反映物質特性的化學概念的理解。例如,在形成酸本質特性的概念時,教材安排了鹽酸與石蕊試液、鋅、鐵、鐵銹、氧化銅、氫氧化銅、硝酸銀溶液反應的一組實驗,通過引導學生觀察上述實驗,直到學生認識鹽酸能與指示劑、多種活潑金屬、金屬氧化物、某些鹽反應,能與堿起中和反應等化學特性,從而使學生能得出酸本質特性的概念。又如,在化學基本反應類型的教學中,我們借助木炭、硫粉、鐵絲、紅磷等物質在氧氣中燃燒的實驗(其中有非金屬與金屬的典型代表物質),通過這些典型、系列的化學反應,指導、培養學生形成抽象的化合反應概念。此外,分解反應、置換反應和復分解反應的化學反應概念,也都是通過典型、系列的化學實驗后,歸納、化學是一門以實驗為基礎的科學,要讓學生學好化學,首先要學生了解化學這門學科的特征,并引導他們通過實驗去學習化學。實驗是了解無機物性質的最好方法,通過實驗可以感受化學反應現象與本質的關系,還能切實了解材料、環境、綠色化學等問題。
實驗具有千變萬化的現象,可以激發學生學習的興趣培養學生的觀察、分析和解決問題的能力。書本化學實驗一般可分為:教師演示實驗,學生分組實驗,探究實驗,課外興趣小實驗等,不同的實驗在教育教學中有著不同的作用。而基于不同學校的條件可以充分利用各種實驗來激發學生的興趣,像我們農村中學,大多以教師演示實驗為主,這方面對學生的動手能力就得不到鍛煉,所以我們在上課的時候就不得不動點點子,充分使學生各種技能都得到提高,以必修一第三章《金屬及其化合物》中金屬鈉性質的學習為例,課前讓學生充分預習該實驗內容,課堂上基本我以說為主,請不同的同學上臺操作,首先我請一名學生,用鑷子夾取一小塊試劑瓶中的鈉展示給全班同學看,接著我每組喊幾個同學看他如何操作來體現金屬鈉的物理性質,他做實驗前說:“我從色、態、味、密度、硬度等角度來想的”。該同學拿起我準備的小刀試著切開金屬鈉,結果他很輕松的切開了鈉,旁邊負責觀察及前排的同學都輕輕的“咦”了一聲,我繼續不動聲色。接著他把切開的鈉的斷面展示給了其他同學看還說了一下自己的觀點“里面很亮啊”。過來一會旁邊有為心細的同學說“斷面又變暗了”,我趁機說:“同學們想一想為什么?”接著請另外一個同學按照他預習課本的實驗操作,結合自己的想法,演示了鈉的熔點以及鈉的密度等實驗。實驗做完后,我讓旁邊觀看的同學分別說了自己在實驗過程中所看到的實驗現象。大部分同學對于實驗現象印象深刻,實驗現象描述到位。個別同學表述不清,給我來了句:只可意會不可言傳。我打趣道,得找你們語文老師溝通一下,語言描述可不是我化學的問題!接著我在此基礎上再演示了鈉與水的反應,也是每組請2個學生負責觀察描述現象給全班同學聽。最后我們共同總結實驗過程中的現象分別說明鈉的那些性質,以及實驗操作過程中的錯誤操作和實驗可以改進的地方。充分讓所有的同學參與進來,雖然不是所有的同學都能實際操作實驗,我要讓他們感覺每個人都像自己做了一遍實驗的樣子,印象深刻,這樣鈉的物理及化學性質就深深的保存在腦海當中。使他們切實掌握化學科學的基礎知識和技能,深入理解物質的組成、結構、性質、變化之間的辯證關系。
總之,化學實驗有助于學生檢驗和鞏固化學基本概念和化學基礎理論,有助于培養和發展學生的操作技能及觀察能力、思維能力,使學生養成嚴謹的科學態度,從而激發學生的認識興趣,調動學生的學習積極性。
第四篇:淺析大學物理實驗在教學中的重要作用
淺析物理實驗在物理學中的作用
在物理學中,實驗是物理學理論基礎,物理是以實驗為基礎的學科,通過演示實驗、課堂小實驗、分組實驗、課外實驗與制作等,可以開發學生智力,激發學習興趣,培養學生的創新能力。在物理學習過程中,加入一些實驗,可以調動學生的學習積極性和主動性,從而大幅度提高教學效果。通過讓學生嘗試改進實驗裝置或過程、自己設計實驗等,有利于開發學生智力,培養學生的創新能力。
通過物理實驗可以使學生獲得豐富的感性認識,加深學生對物理概念、定理和定律的理解,降低自學過程中學生遇到問題的難度。很多物理概念、定理、定律非常抽象,所以對學生來說非常晦澀難懂,學生在預習和自學過程中常會遇到一些疑難問題,對某些新的物理概念似懂非懂,對某些物理規律將信將疑,有時想不通就會產生畏難情緒,影響自學效果。借助物理實驗可以形象、具體、直觀地說明問題,能使抽象的物理知識迅速鮮活生動起來。
物理實驗可以培養學生的觀察實驗能力、思維能力、動手操作能力、分析歸納能力、語言表達能力等,有利于學生綜合素質的培養。每個物理實驗中都涉及到學生動手操作、觀察物理現象、分析物理現象、歸納想象的特征、以及用簡潔的語言表達出自己想法等,因此,在這個過程中就很自然的培養了學生的以上能力。另外物理實驗還可以可以使學生初步了解物理學的思想方法、研究方法,培養學生事實求是的科學態度。每一個實驗中都涉及到一些思想和方法,例如在探究加速度與力和物體質量關系的實驗中就涉及到了一種平衡摩擦力的方法,了解這些思想和方法,有利于學生解決問題能力的提高。物理學是嚴謹、來不得半點馬虎的,例如在實驗數據的收集過程中如果不嚴謹,就不會得出正確的結論,因此,通過物理實驗可以培養學生實事求是的科學態度。
物理學與物理實驗的很深刻的聯系,理論上美妙的假設或推理,要成為被公認的物理規律,必須有實驗的驗證,這表明了實驗和理論之間的密切關系和激勵而共同推進物理發展。實驗可以發現新事實,探索出新規律,實驗是為了讓學生更好的將理論物理結合到具有實踐性的實驗物理中,我們所學的課本理論知識與物理實驗是相互促進,恰如人的雙腳,是在配合之下完成一切,他是缺一不可的,在物理學的發展過程中,這種相互促進,相互完善的過程的實例是數不勝數的。例如,法拉第電磁感應定律是經過十年的實驗探索才發現的,在此之前1820年奧斯特發現了電流的磁效應,這使善于思考的法拉第由此得到啟發并提出“磁轉化為電”的設想,1822年法拉第就開始了艱苦漫長的轉磁為電的研究,經過無數次的實驗,終于在1831年發現了電磁感應現象,接著又進行了一系列的實驗研究,最后成功的實現了磁轉化為電的設想,并經過進一步的實驗探索,總結出了法拉第電磁感應定律,開創了人類的電氣化時代。邁克爾遜-莫雷實驗和以太的存在,從根本上動搖了經典物理的基礎。著名的物理學家愛因斯坦以此為基礎,在洛侖茲、彭伽勒等人工作的基礎上,大膽否定了經典時空觀,提出了光速不變原理和相對性原理,建立了新的相對論時空觀,從而使物理學產生了一次革命性的飛躍。
無庸質疑,理論是物理學的主體。理論認識高于感性認識,更具有普遍性,理性認識才可以達到事物內部的規律性。然而,理論是否正確,又必須經受實踐檢驗,實驗是人們檢驗真理的重要手段。
科學是為了預測,通過技術性操作來觀測由預先安排的方法所產生的現象。實驗是探索的過程,是可能成功也可能失敗的,結果是可能符合預期也可能有否定預期的,當然還可能有意外收獲,而得到未曾預期的成功。每一次科學實驗的成功再一次揭示出自然界的奧秘,使人類在認識自然的道路上又前進一步。物理實驗教學是以教學為目的,其目標不在于探索,而在于培養人才,是以傳授知識,培養人才為目的。教學實驗都是理想化了的,排除了次要干擾因素而簡化過了的,是經過精心設計準備的,是一定能成功的.盡管如此,教學實驗的地位仍然是非常重要的。
追求真理造福人類的志向,是科學偉人們獻身科學事業并取得重大成就的重要動力。科學成就來自科學家的勤奮鉆研和專心致志的忘我勞動??茖W工作是不斷提示和發現客觀規律的工作,是一種復雜的腦力勞動,只有專心致志、不屈不撓、長期奮斗才能見效。敢于突破傳統偏見,大膽進行科學探索的精神,是科學偉人們取得科學成效的重要思想基礎。認識真理除了要克服科學實驗上的困難和危險以外,還要克服傳統觀念的束縛。
“實驗科學是科學技術中很活躍的部分。自然科學是實驗科學,任何理論和自然科學現象不符合就不能存在,它是發展自然科學的重要基礎和動力。”
“搞實驗物理學最重要的是要了解現有的物理理論,敢于懷疑它,以至通過實驗推翻某些部分,創出新理論。實驗物理和理論物理密切相關,搞實驗沒有理論不行,但又停留于理論不去實驗,科學是不會前進的。”
所以物理實驗在物理學中所起的至關重要的作用,沒有物理實驗就沒有完整的物理學,更沒有日益完善的物理史。
第五篇:低成本實驗在物理教學中的重要作用范文
低成本實驗在物理教學中的重要作用
臨武職中 胡金華
物理學是以實驗為根本的科學,物理實驗是物理學理論的直接基礎,物理教學同樣離不開實驗。除了演示實驗和學生實驗之外,其實教師和學生在教與學的過程中開展得更多的還是原材料來源生活的低成本實驗。低成本實驗不受時間和地點的限制,可以在課堂上、課后甚至在家里開展??梢岳萌粘I钪械某S梦锲泛凸ぞ?,自制各種各樣簡單的儀器。在親歷親為中,學生觀察操作都比較自由,容易觸發其創新潛能,帶來意想不到的效果?!暗统杀尽睂嶒炿m然顯得不太正規,但并不意味著可草率行事,這里仍然包括一個積極思考、認真探索的科學思維過程。因此低成本實驗的開展可以激發學生學習物理的興趣,鞏固學生對物理知識的掌握,提高學生的實驗操作技能,培養學生的科學創新能力。
一、低成本實驗可以激發學生學習物理的興趣
著名的物理學家楊振寧博士曾經指出:“成功的秘訣是興趣?!迸d趣是人類認識客觀世界的一種心理表現,是人獲得知識,開闊視野推動學習的一種強勁內部驅動力。低成本實驗,可以讓學生體會親自動手親自實踐的樂趣,激發學生學習物理的興趣,認識到物理知識在實踐中的應用,增強他們學好物理的信心。在“科學之旅”這節課上,為了激發學生的學習興趣。我將礦泉水瓶從中部剪開,用上部的漏斗和乒乓球做了兩個低成本實驗。先是將漏斗倒置,將乒乓球放在里面用手托住,分別向瓶口吸氣和吹氣,并將手指移開,發現乒乓球均不下落。學生們對吹氣時乒乓球不下落感到不可思議,從而大大的激發了學生的求知欲。另外,我又將漏斗(瓶口加蓋)正放過來,將乒乓球放于漏斗中,向瓶中倒水,可以看到球浮在水面并隨水位上升,然后我將水倒掉,將球置于漏斗中(將瓶蓋取下),再往瓶內倒滿水,會看到球沒有上浮,將瓶蓋擰上或用手輕輕堵住瓶口,乒乓球馬上上浮,學生們感到迷惑不解,學習的積極性也被調動了起來。此時學生們已是躍躍欲試了,因為他們會覺得這么簡單的儀器,就可以做這么多的低成本實驗,認識到物理應該是來源于生活,學習物理也應該是一件既有意義又非常有趣的事情了。在以后的學習中,學生也會自己親自做許多的低成本實驗來探究物理的奧秘了。
在平時的教學中,我經常利用一些隨手可做的低成本實驗來進行教學。用“土電話”的游戲使學生在學習的同時體會到合作的快樂;“手影游戲”、“紙鍋燒水”使學生體會到魔術的神奇;“瓶口吞蛋”、“叉魚游戲”讓學生感受到了大自然的魅力;讓兩個學生“模擬平面鏡成像”使他們感悟到科學的嚴謹;用“拔河比賽”的游戲來使學生明白拔河比賽實際上比的是什么;我還讓學生在課后用蠟筆或彩筆做“顏料的混合”實驗、用一盆水和一面平面鏡做“光的色散”實驗、用密度不均勻的糖水來觀察“海市蜃樓”、用放大鏡會聚太陽光點燃火柴等等實驗來激發學生的學科情感,調動學生學習的積極性、主動性。由于學生學習物理的興趣非常濃厚,所以在課后,學生進行了許多小制作,比如自制了“蠟燭蹺蹺板”、“潛水艇模型”、“水果電池”、“潛望鏡”等。學生在實驗中發現:每一個實驗的成功都來之不易,每一個實驗都會給自己帶來新的收獲,都會有新的發現,極大地激發了學習物理的興趣。
二、低成本實驗可以鞏固學生對物理知識的掌握
每個低成本實驗都包含著相關的物理知識,低成本實驗的實施過程就是對知識的再現和再學習過程。通過一些課上課下的低成本實驗,學生能夠更進一步加深理解物理知識與物理規律,提高學習效率。
在學習光的直線傳播后,我讓學生課下用罐頭盒做小孔成像實驗,絕大多數同學課后都有制作,而且收獲還不小,學生不僅從實驗中知道了小孔成像的原理,而且觀察到了成像的性質,更讓人驚喜的是,很多同學還通過自己的探究得出了像的大小與燭焰到孔的距離以及盒的大小(屏到孔的距離)關系的結論,為后面的凸透鏡成像實驗的教學打下了良好的基礎;在變阻器的教學之后,要求學生做“自制滑動變阻器來控制小燈泡的亮度”的低成本實驗,來加深滑動變阻器原理的理解,有的學生還設計出了能將燈泡完全調滅的電路,更好的理解了部分短路的規律;“音調可變的哨子”的制作可以讓學生明白音調與振動快慢(空氣柱長度和粗細)的關系;自制不倒翁來理解穩度與重心高度以及底面積大小的關系,明白不倒翁不倒之謎;“筷子提米”實驗學生在做的時候不太好把握,有的學生將實驗進行了改進,用紙杯、細沙、粗糙木棒(一次性筷子)很好的完成了這個實驗,更進一步的理解了摩擦力與壓力和粗糙程度的關系。
讓學生自己觸摸咽喉,體會聲音是由物體振動發出的;兩手相握,體會力是物體對物體的作用;手在桌面上推動,體會摩擦力的存在,隨按壓桌面壓力的變化,體會摩擦力與壓力的關系;將砂粒與黃豆分別從斜面上滾下來理解滾動摩擦比滑動摩擦小;通過繞幾圈的實驗來理解繩子的摩擦與繞的圈數有關;通過“大力士捍雞蛋”的游戲來體會壓強與受力面積的關系;硬幣“跳高”比賽、機翼模型實驗、軟吸管豎起向上吹乒乓球、自 制噴霧器等實驗,體會流體的壓強與流速的關系;堵住耳朵聽課,體會空氣是傳播聲音的介質;生熟雞蛋的旋轉、拍掉身上的灰塵、套緊鋼筆帽、投遞書本等可以認識理解慣性;讓學生用兩個彈簧秤互拉,來認識作用力與反作用力的關系,從而走出雞蛋碰石頭,石頭對雞蛋的力大于雞蛋對石頭的力的認識誤區;讓學生課后在空氣中和水中分別托一下鐵塊,認識到在水中下沉的物體也會受到浮力;通過吊著的蘋果能否打到鼻子的低成本實驗,理解能量的恒定律;講大氣壓時,用兩個吸盤模擬“馬德堡半球實驗”,我又將吸盤吸在黑板上,讓學生感受垂直向外拉(克服大氣壓力)和水平滑動(克服摩擦力)所用力的區別,從而認識到大氣壓強很大……
低成本實驗和小制作不僅提高了學生的動手動腦能力,而且還可以有效地幫助學生鞏固所學知識,突破學習中的難點,并消除學生對知識的模糊或錯誤認識,加深對物理規律的理解。
三、低成本實驗可以提高學生的實驗操作技能
低成本實驗可以培養學生的實驗習慣、科學態度和科學方法以及勇于探索的精神,從而提高學生的觀察能力、實際動手能力,對實驗操作技能的提高起到了重要作用。
觀察能力是實驗操作中最基本的能力。讓學生觀察指甲剪上有哪些杠桿?觀察家里用具和交通工具在哪些地方應用了摩擦?分別用到了哪類簡單機械?觀察各種家用電器的銘牌來了解它們的額定功率;觀察家庭電路和組成;觀察燈絲粗細來比較它們電阻的大小等等。通過觀察性的實驗,不僅培養了學生的觀察能力,同時也加強了課本知識與實際生活的聯系,真正做到了物理與生活的很好結合。
一些測量類的低成本實驗,比如測量自己的功率、測量自己站立時對地面的壓強、測量大氣壓的大小、利用電能表測小燈泡的電功率(也可測實際電壓)等低成本實驗,既可以培養學生對實驗原理和測量儀器以及操作過程的正確把握,同時培養了學生分析問題和解決問題的能力。有許多學生在測出大氣壓后還分析了產生誤差的多個原因,測量電功率時還計算出了實際電壓。
低成本實驗“自己會平衡的木棒”和“巧找薄板的重心”不僅復習了重心和重力方向等概念,還使學生學會了用懸掛法和支撐法(其實都是利用二力平衡)求不規則物體的重心,搞清楚“頂碗”、“走鋼絲”等雜技技巧的道理。通過這些低成本實驗增強了學生知識的遷移能力與實際應用能力以及操作技能。
另外如探究保溫瓶的保溫性能、觀察家用冰箱每天消耗的電功等實驗需要進行持續的觀察、對比。它對培養學生的觀察力、注意力、耐心、毅力等優良品質是很有作用的。特別是“探究單擺周期與哪些因素有關”這個實驗,不僅鍛煉了學生的耐心和操作技能,而且讓學生更進一步理解了科學方法(累積法、控制變量法)在探究活動中的運用。
四、低成本實驗可以培養學生的科學創新能力
在課外實驗中,沒有現成的器材,這就需要學生在實驗過程中尋求性能相似的替代品,促使學生動手、動腦,這必將激發學生潛在的創造能力,培養其創新精神,而且實驗過程中出現的問題一般也只能自己單獨解決,這必然會增強學生的自主探究學習能力。
比如學生們用老花眼鏡、近視眼鏡的鏡片分別替代凸透鏡(裝水的圓形酒瓶亦可)和凹透鏡;用外面標上刻度的玻璃罐頭瓶或玻璃杯替代量筒;用自制小天平甚至是測體重的電子秤測質量;用自制橡皮筋測力計或拉力計測重力;用玩具小車替代牛頓第一定律的小車;用廢舊的牙膏皮作浮沉實驗;用眼藥水瓶和橡皮管做浮沉子;用自制的水氣壓計測量大氣壓……通過學生動腦動手制作并做好一些低成本實驗,培養學生的觀察思考、動手創新的能力。
當知識積累到一定程度,可以讓學生用不同的器材探究同一個物理問題或是用一個器材設計不同的探究實驗。比如:探究力的作用效果與哪些因素有關,你會設計出幾種實驗方案?要測一個土豆的密度,你會想到哪些方法,在缺少天平或量筒的情況下,可以想出哪些替代的方法呢?學生除了設計出了“等質量替代法”“等體積替代法”之外,還想到了“等密度替代法”(即懸浮時ρ物=ρ液);密度計測量液體密度采用原理是ρ液=F?。疺排g=G/V排g=m/V排,其中控制m相等(讓密度計或其它物體分別漂浮于水和液體中),根據V排的比例和ρ水得出ρ液,而學生在家測醬油密度時,由于用到的漂浮物是塑料瓶蓋,V排的區別很小,測量誤差太大,學生就采用了V排一定,而改變F浮(即m,在塑料瓶蓋里添加米粒)的辦法測出了醬油密度,方法簡便易行,而且應用的原理不變,只是將控制的變量發生了變化,這實際上就是一種創新思維的體現。
又如,利用注射器,你能做哪些實驗?給你一個雞蛋,你可以做哪些實驗?再比如,給你一支削好的長鉛筆,你能設計哪些物理低成本實驗。(可探究“壓強的大小與受力面積的大小的關系”;得出“力的作用是相 互的”;用細鐵絲繞在鉛筆的一端或用圖釘壓入鉛筆的一端,制成密度計來測量液體的密度;取出鉛筆,增加鐵絲匝數,使鉛筆懸浮以至下沉,來探究物體浮沉的條件;鉛筆芯粉末可起潤滑作用;可用鉛筆分別觀察光的折射、反射和直線傳播;用筆芯做成滑動變阻器,控制燈泡的亮暗;把漆包線繞在鉛筆上制成螺線管,探究電流的磁效應;將鉛筆沿斜面滾下,速度很快,將其沿斜面豎起滑下,卻很慢甚至不能滑下,或者手掌貼住桌面移動和隔著鉛筆移動,能說明滾動摩擦比滑動摩擦小得多;將鉛筆一端放在口中,輕輕敲筆桿幾下,再用牙齒咬住筆桿輕敲筆桿幾下,感受骨傳導比空氣傳聲效果好等等)在這些低成本實驗的設計與操作過程中,學生的創新思維和創新能力都得到了很好的培養。
科學的成功,決定因素并不是人,是人的努力和奮斗。我們在平時的教學中應該鼓勵學生利用身邊隨手可得的現有材料進行實驗探究活動和各種物理低成本實驗,不僅能培養學生的興趣,加深對物理知識的理解,而且從實驗探究過程中體驗科學過程,領悟研究方法,學會科學思維,提高操作技能和創新能力。