演示实验与能力培养

时间:2022-09-14 11:55:25

演示实验与能力培养

摘 要: 在初中物理教学中,教师应精心设计每一个演示实验,在把实验融进物理教学过程中的同时,在培养学生能力上多下工夫。要根据不同的教学内容用不同的方法演示实验,设计不同的实验方案,从不同的角度调动学生的学习积极性,寓能力培养于其中。

关键词: 初中物理教学 演示实验 潜力 能力培养

物理学是以实验为基础的一门科学。这门学科的特点决定了演示实验是完成物理教学的必要环节,即使在各种教学手段不断完善的今天,传统的演示实验也具有不可取代的作用。在教学改革的今天,正因为演示实验具有以下特点,所以为素质教育的实施提供了得天独厚的条件:演示实验结构简单、原理一目了然,运用起来灵活、方便,看起来直观,有亲切感、真实感。它增加了理论讲授的说服力,使抽象的问题直观化,复杂的问题简单化。首先,演示实验能引起学生的极大兴趣,激发学生的求知欲。兴趣是最好的老师,是学好物理知识的潜在动力。有了兴趣,学生学习会变被动为主动,会勇于思考、善于思考,产生探索未来世界的好奇心。其次,演示实验有利于培养学生的能力。在素质教育的今天,能力的培养尤为重要。通过对演示实验现象的观察,学生在头脑中形成感性认识,再通过对现象的分析及严格的逻辑推理等上升为理性认识,在获取知识的同时,锻炼学生的各种能力。

因此,我们应适应新时期的需要,把学生培养成为具有自己获取知识能力和创新能力的人才。精心设计每一个演示实验,在把实验融进物理教学的过程中的同时,在培养学生能力上多下工夫,为其走出校门,适应社会奠定坚实的基础。所以我们要根据不同的教学内容用不同的方法演示实验,设计出不同的实验方案,从不同的角度,调动学生的积极性,寓能力培养于其中。

1.在学生亲自参与演示实验的过程中,培养其能力

如:在讲完刚体绕定轴转动的转动定理时,在已知M=J的基础上,让学生自己动手演示实验,让学生在自己设计实验的过程中,在对公式的讨论中,能力得到提高。首先给出实验器材:一个可以绕竖直轴转动的茹柯夫斯基凳、一对哑铃,然后找两名学生设计演示下面两种情况:

(a)M=J≠0,当J一定时,看M与的关系;

(b)M=J=0,看J与ω的关系。

要求一位同学坐在凳上表演,另一位同学在配合表演的过程中加以解释,即在(a)种情况下,只有不断施加轴向外力矩M,才能观察到M与的关系,而其中J一定是意味着对转动轴的转动惯量不变,也就是人的质量及其各点到轴的距离不变,即人坐着不动。在(b)种情况下,是轴向外力矩等于零。此时Jω=Jω必须在转动起来以后,取消施加的外力,然后改变各质量相对轴的距离,即改变手臂的位置。坐在凳上的学生手握哑铃,手臂一屈一伸,角速度明显随之变化。学生演示到此,兴趣大增,课后兴致也不减。这样学生带着问题有目的地去设计、分析、演示,身临其境地做,分析问题、解决问题的能力提高了,同时这样远比做书本上同样一道题效果好,也促使学生勤于思考、大胆地探索,为他们发挥想象力提供了条件。

2.同一个实验我们可以采取不同的方法,从不同的角度激发学生去思考、探索,以此锻炼学生的能力。

如:宽度可变的单缝衍射实验。

(1)可以用演示实验引入新课,提出问题。“好的开端等于成功的一半”,良好的开端,能调动学生的学习积极性,一个个悬念,能使学生处于积极主动的思考中。首先将一束激光照射在调得很宽的缝上,屏幕上看到的是一条亮线,这是中学已掌握的光沿直线传播的规律。当缝宽逐渐变窄,亮线渐渐模糊,进而变成一组明暗相间的条纹时,由于与中学学过的知识截然不同,学生就会提出疑问,课堂的气氛也就活跃了。

(2)可以在单缝衍射讲解之后,观察单缝演示实验。此时已得出暗条纹中心的衍射角满足asinθ=±Rλ(R=1,2,3…),对给定波长的光,当单缝宽度a渐渐变窄时,各级衍射条纹相对应的θ角渐渐变大,即衍射效果越明显;反之,当单缝宽度a渐渐变宽时,各级衍射条纹相对应的θ角渐渐变小,衍射条纹将向中央明条纹靠拢,逐渐分辨不清。当宽度a继续增加时,就符合光的直线传播规律了。通过理论与实际结合,学生认识更加深入,思维也更活跃。

(3)可以下课后让学生自己动手做此实验。这样便于学生自己去分析,去理解,从而真正认识到单缝衍射的特点:衍射屏对入射光限制得越厉害,衍射花样扩展得越厉害。否则往往学生对此理解得很浅,但当学生自己亲自调出衍射花样、自己改变缝宽,观看花样随缝宽变化时,就能够完全掌握了单缝衍射的特点。同时也培养了学生严谨的科学态度。

以上几种方法可以单独使用,也可以结合起来使用,使之恰到好处。

3.精心设计演示实验,人为设置一些障碍,以增加问题的复杂性,从而提高学生的观察能力、分析能力,以及解决问题的能力。

如:用傅科摆演示涡流现象时,先不给产生磁场的线圈通电,此时没有磁场,让一整块摆及一齿状摆同时、同幅摆动,观察、分析在磁场中应出现什么现象。没有出现此现象的原因何在。

4.多创造条件做演示实验,使之善于观察,勤于思考。

如:利用身边薄厚不同的玻璃,相同厚度的两两绑在一起,观察等厚干涉现象,哪些可以看到干涉现象,哪些看不到干涉现象,看不到的又是为什么。又如:配制等厚干涉的液体时,浓度适当才能出现等厚干涉现象,所以,不妨将没有出现等厚干涉现象的液体一同拿给学生看,进行分析比较。身边有许多类似陀螺的玩具(如有的塑料冰棍杆),拿到课堂让学生在动手演示的同时,分析陀螺绕自己对称轴高速旋转时而不倾倒的原因。引导学生用掌握的知识去分析身边随处可见的物理现象。从寻常中找出不寻常,不断去发现问题、解决问题。

5.将物理学的新技术引入课堂,在运用新知识所演示的实验中,培养学生的能力。

对新知识学生有新鲜感,兴致更浓。从而,对物理知识的学习更主动,对深层知识的探索更自觉。如:超导磁悬浮实验,内容新颖,在演示的过程中学生的问题一个接一个提出来。如悬浮物是什么材料制成?为什么能浮起来?液氮的温度是多少?磁悬浮列车靠什么驱动?对这样学生感兴趣的内容,教师讲解不必过细,让学生广泛开展讨论,指导学生查阅参考书,给学生留有思考、探索的空间,从而锻炼学生自己查找资料解决问题的能力。

许多演示实验相当简单,花费时间也不多,但对物理理论课的教学和培养学生的素质所起的作用是积极的,是其他手段取代不了的。因此,我们既要充分利用现有的演示实验,又要充实一些时代气息浓厚的演示实验,提高学生的学习兴趣,使枯燥的物理课堂更充实、更有生机,使学生在对万千变化的物理演示实验的观察与思考中,大胆想象,勇于创新,素质得到培养,能力得到提高。

参考文献:

[1]张三慧.大学物理学.清华大学出版社.

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