加强实验教学，提高学生思维能力

1 / 5 加强实验教学，提高学生思维能力 物理是物与理的统一，物就是物理现象与物理实验，理就是通过科学思维得到的物理规律。因此，物理本身也就集中体现了观察实验与科学思维的统一，体现了认识与实践的辨证关系。我们知道，许多物理概念和规律都是从大量的具体事例中抽象出来的，这种感性认识可来源于学生的生活，也可以来源于实验提供的物理事实。实验是物理学的基础，离开了实验的物理教学只能是 “ 空中楼阁 ” ，即使照本宣读、在黑板上做实验，也不过是 “ 纸上谈兵 ” ，而且会把本来生动的、丰富的物理知识变成一堆枯燥难懂的材料。在教学中，如何运用 实验手段，通过某些物理现象的再现，使学生经过观察获得感性认识，再进行分析、推理，上升到理性认识，这是中学物理教学中十分重要的一环。下面我就围绕 “ 演示实验 ” 这个中心，通过具体事例谈谈在教学中加强实验教学，提高学生思维能力的看法。一、在引入课题中运用实验进行启发性思维古今中外许多科学家、发明家等取得伟大成就的原因之一就是对某种事物具有浓厚的兴趣。兴趣是一种直接的动力，正如教育家布鲁纳说的 “ 学习的最好刺激，乃是对所学材料的兴趣。 ” 兴趣是最好的老师，为激发学生对物理现象的兴趣，教师应充分利用一切机会，给学生创造观察 物理现象的条件，使学生感受到物理的浓厚趣味性和神秘性。学起于思，思起于疑。一个个 “ 为什么 ” 在学生们的心2 / 5 头油然而生，使他们爱学爱想。实验的魅力深深地诱惑着学生，通过有趣的实验，再加上教师的启发诱导，促使他们认真观察、分析、思维，促进了智力因素的发展。设计实验应以通过生动、熟悉的实验、录像、挂图、计算机模拟等，创设物理情景引入新课。初中学生观察能力比较弱，教师做演示实验时，他们的注意力往往会被各式各样的仪器设备所吸引，不知道该观察什么。因此，教师就必须教给学生正确的观察方法，使学生掌握观察要领，有目的地进行认真 而细致的观察。如在浮力一节教学中，可以通过演示放入水中的皮球、乒乓球会浮上来，也可以演示将物体放在空气中，用弹簧秤称量其重力，然后再将其放入水中重新用弹簧秤称量，通过观察弹簧秤前后的示数变化来引入新课。学生会观察到放入水中的皮球、乒乓球会浮上水面和弹簧秤示数减小的现象，学生会立刻想到产生这种现象的原因是由于物体受到水向上力的作用。学生会产生疑问，这个力是什么力？这个力是怎样产生的？此时，教师就会顺理成章地提出，这个力就是本节课要讲的 “ 浮力 ” 。再如，在引入压力和压强这一节课时，用两块和物理课本一样的木 板，一块钉上一根钉子，另一块钉上四十个同样的钉子，准备两个气球、一块砖，把这两个气球分别放在钉子上，用砖分别压在两个球上，让学生观察实验结果。学生发言： “ 一个被钉子刺破了，一个没破。 ” 老师进一步发问： “ 为什么会这样呢？ ” 同学们3 / 5 会被这个实验深深吸引，他们积极思考导致实验结果不同的原因在哪里？他们会以为老师在表演魔术。在学生欲知不能、欲罢不休的时候，教师顺其自然地引入压力和压强的知识，引导学生阅读课文，自主寻找答案。二、在探索规律中运用实验进行深层次思维这类演示实验用于讲授新课之中，其目的在于提供感性认识材料， 藉以形成概念或建立规律。也就是在观察实验现象的基础上把获得的感性材料进行“ 去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里 ” 的思维加工，经过科学的抽象、形成概念，作出正确的判断和推理，从感性认识向理性认识飞跃。例如，在讲解自由落体运动的概念时，首先让一块金属片和与它形状、大小均相同的纸片从同一高度自由释放，可以看到金属片比纸片落得快。这种现象学生在日常生活中司空见惯，并往往已经形成了 “ 重的物体比轻的物体落得快 ” 的错误观点。然后改变一下 实验的做法，把纸片揉成一团，再让它与金属片同时从相同高度释放，两者几乎是同时落地的。在此基础上引导学生思考，得出正确的感性认识：纸片与金属片下落快慢不同，是由于空气阻力对它们影响大小不同的缘故。由此联想到假如在没有空气的真空里，理所当然地，不论物体轻或重，下落的快慢应该毫无区别。接着演示 “ 牛顿管实验 ” ，这样顺流而下，一气呵成，极自然地建立了自由落体运动的概念： “ 物体只在重力作用下，从静止开始落下的运动叫自由落体运动。 ” 再如，4 / 5 阿基米德原理是初中物理中一个很重要的物理规律，在探索过程中，我们应当引导学生进行深层 次的思维，挖掘思维的潜能，不能急功近利。在实验中要观察的内容很多，观察的关键是什么呢？关键是 “ 当石块浸没在水中时，有水从溢水口溢出 ” 和 “ 当木块浮在水上时有水从溢水口溢出 ” 。在理解阿基米德原理中，也要通过实验启发思维，帮助学生进行理解，认识浮力的大小只跟液体密度 和排开液体的体积 V有关，而跟其它因素无关。三、在解决问题中运用实验进行创造性思维运用物理规律解决实际问题是物理教学中的重要一环。其表现形式往往就是解题。而解题思路的形成取决于思维的起点、思维的角度和思维的方式，由此诞生出各式各样的解题方法。但人的思维 必须建立在题目的物理情景上，不能把握题目的物理过程是无法下手解决物理问题的，这就需要形象思维和抽象思维。于是我们应当借助实验、借助图象来帮助学生体会出题目所描述的物理情景与过程。同时解题的结果是否合理，是否能实验，也应想象一下，也可运用实验来验证一下。因此在解题过程中也可以发展学生的思维。平时如果观察得多一些，头脑中的物理背景厚实一些，那么解题时就容易联想一些，过程分析就透彻一些，从而运用规律解决问题就更快一些。例如，在讲授完焦耳定律Q=I2Rt 以后，可以做这样的演示，把两只 “220V ， 500W” 的电热水器 分别串联或并联后加热同样的一杯水。实验结果将5 / 5 表明把水煮沸并联时需时少，串联需时多。引导学生分析这一实验现象，把焦耳定律和欧姆定律结合起来就可得到焦耳定律的变形： Q=(U2/R)t。当电压 U 保持不变时， Q 与 R 成反比。两个电热水器并联的电阻小于串联时的电阻，在相同的时间内并联时需时少。总之，解题需要抽象思维，更需要观察与想象，观察实验与理论分析相结合，在解题中，学生们各抒己见、各显神通，培养了学生进行科学研究的兴趣和素养，使学生的思维迸发出创造性的火花。把物理实验仅仅作为一种教学手段或作为理论知识教学的辅助工具 是远远不够的，物理实验在进行实验知识教学、技能教学和素质教学方面有其自身丰富的内容，因此物理实验既是物理教学的重要基础，又是物理教学的重要内容。总之，我们在教学过程中，不论采用怎样的教学策略、怎样的教学方法和形式，应当根据教育教学目标，全方位、多层次地加强实验教学，提高学生的思维能力。实验时不要忘记思维目的，思维时不要脱离实际情景。只有这样才能使实验有效地沟通