新物理课程标准指出:面向全体学生,提高学生的科学素养,为每个学生提供学习发展的机会,关注学生的个体差异,开发每个学生学习科学的潜能。物理课程是一门以实验为主的学科,实验教学可以帮助学生树立正确的观念,掌握科学规律,发展科学探究能力,体验科学探究的乐趣,培养务实的科学态度和勇于创新的科学探究精神。近年来,江苏省无锡市的中考试题不再是生硬地重复物理课本上的实验,更多的是物理实验中一些教学设备的改进或者实际操作中遇到的问题。在这样的背景下,我们的实际教学要对课本上设置的实验做出有益的拓展和创新,提高学生发现问题、解决问题的能力,真正实现从生活到物理、从物理到社会的过渡。
1. 扩大实验内容
内容扩展是指利用现有的实验资源,适当增加教材中设定的探索内容,从而拓展新的探索内容。扩展实验内容更有利于学生对日常学习中容易犯错、理解困难的现象和知识有直观的认识。笔者将以几个实验为例进行探讨。
实验一:探索凸透镜的成像规律
扩展:在日常实际工作中,我们通常会遇到这样的问题:在使用幻灯机放映幻灯片时,屏幕上显示的画面正常,但是,如果恰巧有一只小昆虫飞到凸透镜上,此时对画面的影响是( )
A.几乎没有效果B.屏幕有bugC.屏幕有bug,但是看不清楚D.屏幕变得模糊
学生不明白为什么答案是A。于是在这堂课中,在学生完成课本要求的凸透镜成像规律的学习后,作者要求学生在屏幕上再次呈现一个倒置放大的实像。这时,让学生用一小块橡皮遮住凸透镜的一部分,观察屏幕上的图像是否发生了变化。学生会发现屏幕上蜡烛的图像并没有太大的变化。然后,让学生用手遮住凸透镜的一部分,逐渐增加遮挡的部分。学生会发现屏幕上的图像逐渐变暗。就在学生感到非常奇怪的时候,作者问学生:是什么导致了屏幕上图像的亮度发生了变化?学生找到了问题的原因,下次遇到这个问题就会印象非常深刻,不容易犯错误。
实验二:弹簧测力计的使用
扩展:在使用弹簧测力计时,我们经常会做这样的题:某同学在使用弹簧测力计测量物体重力时,错误地把物体挂在拉环上,当物体静止时,弹簧测力计的读数为8N,那么该物体所受的重力为( )
A. 等于 8N B. 小于 8N C. 大于 8N D. 以上都可能
如果教师只是简单的告诉学生,倒过来测量时英语作文,结果会偏大,因为测量的不只是物体的重力,还有弹簧测力计本身的重力,学生是不会理解的。在实际课中,当学生利用弹簧测力计探究重力与质量的关系时,学生已经掌握了测力的方法。在学生学完本课内容后,再让学生把弹簧测力计倒过来测量,学生就会发现弹簧测力计的读数变大了!这时,笔者问学生:弹簧测力计的读数为什么会变大呢?学生马上就会发现,是因为弹簧测力计本身有重量。
实验三:用天平测量质量
延伸:在日常实践中,我们经常会遇到这样的问题:用调好的盘天平测量物体的质量时,应将重物放在天平的-盘上。天平平衡后,重物的质量与刻度盘上光标的位置如右图所示,被测物体的质量为-g。如果在调节平衡螺母前,光标未放在刻度盘左端的零刻度线上,则测得的结果为-(填“过大”或“过小”)。
在用天平完成物体质量的测量后,笔者让学生在下一次实验中将光标稍微移出零位刻度线,调整平衡螺母,然后再次测量物体,结果发现测量的读数偏大。
在称量物体的质量时,学生不明白为什么要“从大到小”地添加砝码,于是作者设计了一个实验,让学生从小到大地添加砝码。学生会发现,添加完小的砝码后,再添加大的砝码,重量就太大了,当没有更合适的砝码可以选择时,就会陷入困境。这时,学生就会醒悟过来,把小的砝码拿下来,用大的再试一次,再从大到小一个一个地试,成功了!教师以课本实验为发散源,通过课本实验的改进和拓展,激活学生的思维,培养学生的发散思维能力。
2. 实验设备的扩充
设备扩充是指对教材所提供的实验设备进行改进、更换、增加或减少,以使实验现象更加明显或使实验情境更加贴近学生的实际生活。
实验四:探索声音是否由物体振动产生
扩展:音叉振动
设备:一盆水,一个音叉
操作:把振动的音叉放入水中,你会发现有水溅出初中物理拓展,这表示发声的音叉在振动。
我们看到,当把一个能发出声音的音叉放入水中时,水会溅到水面上。此时问学生:为什么会有水花飞溅?学生回答:因为音叉在振动。自然而然地得出了声音是由音叉振动产生的结论。
实验五:针孔成像
扩展:制作针孔相机
器材:小纸杯、牙签、橡皮筋、透明塑料薄膜
操作: ① 用牙签在纸杯底部中央戳一个小孔。
② 用透明塑料薄膜盖住杯口,并用橡皮筋扎紧。
③把小孔对准远处的物体,比如一棵树(树的形状比较容易辨认),观察胶片上形成的图像;比较图像与物体的差异。
学生们在完成这个小项目的过程中,心情很开心,很积极。在制作过程中,有些图像不够清晰,是因为小孔进入的光线太少,我会指导学生把小孔做得大一点。在制作过程中,有的同学用的纸张太薄,进入的光线太多,屏幕上的图像不清晰初中物理拓展,我会建议同学们用厚一点的纸,比如薯片罐头的纸张,效果很好!这个设备以后还可以改装成凸透镜成像相机,通过调整物距和像距,就可以在屏幕上形成清晰的图像,方便学生掌握凸透镜的成像规律。
美国心理学家吉尔福德指出,哪里发生发散性加工或转移,哪里就表明发生了创造性思维。通过拓展初中物理实验的内容和实验设备,减少了学生在实验练习中对从未见过的问题的陌生感,增强了学生对实验的识别和理解能力。