利用学生自制教具做实验培养学生能力

摘要: 在物理教学中引入学生自制教具做实验,不仅能激发学生的学习兴趣和积极性,让物理更贴近生活、贴近社会,使学生更好地理解教学内容,而且能培养学生的实验、观察、思维、自学等多方面能力,有效提高学生的科学素养,有效提高物理教学的质量。

关键词: 物理教学自制教具物理实验

自制教具做实验是尽量利用学生生活中常见的物品,进行一些简单的加工,做成物理实验器材,进行物理实验,对物理现象和规律进行探究、验证、演示,达到激发兴趣、巩固知识、培养能力的实验方法。其特点是实验器材部分或全部由学生自己制作,实验内容全部由学生自己独立完成。在物理教学中引入学生自制教具做实验,不仅能激发学生的学习兴趣和积极性,让物理更贴近生活、贴近社会,使学生更好地理解教学内容,而且能培养学生的实验、观察、思维、自学等多方面能力,有效提高学生的科学素养,有效提高物理教学的质量。

一、自己动手,强化实验能力

实验能力是物理教学中最基本的内容之一。在教学中引入学生自制教具做实验,将增加学生动手操作的机会,有利于增强学生的实验能力。

1.人人准备一套工具,收集一些常用器材,用于制作物理教具。

工具包括钢丝钳、钢锯、镙丝刀(十字和一字各一把)、剪刀、小铲刀、铁锤、电烙铁、电钻(也可用8号钢丝打磨成锥子代替);平时注意收集可能用得到的器材,包括各种型号的饮料瓶、医用输液管、注射器、各种口服液瓶、纸杯、棉线、各种磁铁、铁钉、泡沫塑料、缝衣针、漆包线、板材、硬纸板、墨水瓶、铝制牙膏皮、不锈钢茶杯、平面镜、放大镜、激光笔、旧电池、导线等材料,将它们整理分类备用。可准备一个大纸箱专门盛放这些材料。在教师的指导下,学生自己动手加工制作一些必要工具,如用铝制牙膏皮和墨水瓶、棉线制成酒精灯,用泡沫塑料和缝衣针制成小磁针,用钢丝打磨成钢锥,用钢锯条打磨成修刀等。在制作和准备工具的过程中,训练学生操作能力及对日常生活中常见物品的关注习惯。

2.全体参与演示实验。

将演示实验改为学生用自制教具操作后,每个学生都有机会参加实验,每个人都能动手操作,并能在操作中发现问题、解决问题。凡是自制教具能操作的演示实验都放手让学生去做,从中培养学生的科学实验能力。

3.常规实验能用自制教具做的尽量用自制教具做。

这种做法可节约成本,对条件简陋的学校更有现实意义。这样在准备实验的过程中已吊起了学生的胃口,他们会主动去预习,既增加了学生的动手实验能力,又提高了实验课的效益。如在活动“探究压力作用的效果”这一内容中,安排学生用自制的小桌和海绵及其它重物进行实验,学生在事先准备器材的过程中就已熟悉实验内容,因而上课活动时学生都能很快完成探究。实验过程中,为了加强实验操作的规范化,要求学生在实验前做好准备,知道实验操作方法,教师要及时指出和纠正学生实验中出现的错误。

4.踊跃制作小实验。

课本以不同的方式安排很多小实验,有的在“生活、物理、社会”中,有的在“WWW”中,还有的就是随堂小实验。这些实验器材简单,操作方便,或能验证所学规律,或是课本知识的有益补充。学生做这些实验,深化了对知识的理解,也拓展了视野。

学生的实验能力需要经历多次实践才能得到较快的提高和拓展。在各类型物理课中引入自制教具实验,让学生通过反复的实验练习获得操作技能,强化实验能力。

二、近距操作,训练观察能力

学生智力发展、知识增长离不开敏锐的观察,观察是认识世界的重要途径之一,也是学生认识事物、累积知识的基本方法。没有敏锐的观察力就不会有良好的记忆力和灵敏的思维力、丰富的想象力。观察是思维基础,要使思维得到发展,必须学会认真、仔细地观察,积累广泛的感性认识。

过去课堂上的演示实验都是由教师一人操作,全体学生进行观察,多数实验现象只有前排学生能看得清楚,而大多数学生看不清,当然印象浅,效果差,大大削弱了学生学习物理的积极性,失去了学习物理的兴趣。引入自制教具做实验后,由于自制教具材料易找、小巧便携,学生每人都有自己的实验工具和材料,教师把一些演示实验改为学生自己用自制教具做实验后,在实验中每个学生都能近距离观察实验。实验前教师明确指出实验要解决的问题,讲清观察方向和观察方法,提醒学生观察重点现象,实验中学生按照教师提出的观察目标、观察步骤进行仔细观察,然后教师再引导学生应用已有的知识,通过分析、归纳来研究观察到的现象,使感性认识上升到理论,得出概念性的结论,既增强了学生的观察能力,又使他们轻松愉快地接受了新知识。

以“观察水的沸腾”这个实验为例,用学生自制教具做实验,向学生提出如下问题及观察要素:

1.实验前思考:水沸腾的标志是什么,水怎样时,就可以说水沸腾了;

2.观察水沸腾前及沸腾时温度有什么特点;

3.观察水沸腾前及沸腾时气泡有什么不同;

4.听声音,比较沸腾前后有什么不同;

通过实验,学生能观察到明显的实验现象。在实验中,教师指导学生制定观察计划,分清观察的主次现象,使其能观察、会观察,从而培养学生形成良好的观察品质。

三、积极思考,发展思维能力

通过观察得到的是感性认识,要使其上升到理性认识,还要借助于有效的思维活动。通过有效的思维活动,把观察的结果上升到理性认识,揭示事物的内在因果关系和本质特征。由于自制教具是学生自己做的仪器,因此学生产生了强烈的求知欲。学生一看到自己做的酒精灯,自己带的不锈钢茶杯,就迫不及待地想操作,学生们的思维活跃了起来。许多学生课前主动预习,课上认真听讲,按照实验步骤操作,通过自己动手做实验,观察现象,在教师的指导下积极思维,讨论、解释现象,证实结论。如在“观察水沸腾”的实验中,教师结合学生观察的现象启发学生思考:如果感觉实验进行得太慢,有什么好的措施使实验进程变快?学生积极开动脑筋提出各种方法,然后由教师总结归纳,再结合不同组实验时间,最后自然能得出各种方法的优劣。

在复习课上,为了改变以往复习课上枯燥、沉闷,教师口干舌燥,学生没精打采的不良现象,可让学生边复习边做几个自制教具实验,将物理知识串联起来,激发他们的综合思维能力,使复习课充满生机。如复习压强知识时,要求学生用饮料瓶、水、海绵、铁钉设计实验,探究压力作用效果与哪些因素有关;探究液体压强与哪些因素有关;证明大气压存在等,且配以相应的思考题,让学生既动手又动脑,通过对实验现象的比较、分析、综合,提高归纳、推理、判断的能力,从而收到较好的复习效果。

在课外活动中,除了有计划、有目的地组织学生开展学生自制教具做实验外,还可让学生不断改善实验仪器,自拟实验习题,自己探索实验方法,选择实验器材,实验后写出实验报告。如学完简单机械一章,可要求学生将不同机械组合,制作成更实用的机械,并查阅资料,看看古人是怎样利用机械工作的。这样不但提高了学生开展课外活动的兴趣,还培养了学生的创造性思维能力。

引入自制教具做实验,使学习过程与实验紧密结合在一起,提高了学生的学习主动性和思维能力。

四、激发兴趣,培养自学能力

自学能力是独立获得知识的能力,是顺利完成学习任务的基本保证。由于自制教具实验的引入改变了传统的教学模式,使教师讲课与学生实验同步。学生在实验中能观察到许多明显的现象,学生通过亲眼目睹,亲身参与实验过程和成功的快乐,都会欢欣鼓舞,并产生进一步学习的愿望。强烈的求知欲,使学生能主动预习新课,课堂上认真听讲,课后认真复习,归纳知识重点,提出疑难点,同学之间相互进行讨论。一些学生还利用业余时间阅读科普读物、参考书等,不仅扩大了知识面,巩固加深了课内的学习,还提高了阅读能力,培养了阅读习惯和兴趣。教师平时还应布置一些家庭实验,让学生结合自己所学的物理知识去完成。

五、关注生活,增强科学素养

传统的教学一直强调知识的接受,将学生当作知识的容器进行灌输,而忽视了学生主观能动的作用,也忽视了学生科学素养和探究习惯的培养。通过自制教具,学生开始关心身边物品了,关心生活了,对一些疑问也能自己探究了。学生在制作教具时,自己实验,经历成功、失败的反复体验,总结经验,吸取教训,不屈不挠的探究精神和科学严谨的研究作风也会自然得到强化。

物理教学中培养学生能力,是适应时展、贯彻实施素质教育的需要,也是物理教学改革和教学理论研究的一个重要课题。它不仅是学生完成在校学习任务的必要条件,而且是学生将来从事工作不可缺少的本领。在物理教学中引入自制教具做实验,有助于培养和提高学生的实验操作、观察、思维、自学等能力,培养学生的科学精神和品德,从而有效地提高物理教学质量。

参考文献:

[1][2]刘炳升,李容主编.义务教育课程标准实验教科书物理(8年级上册).南京:江苏科学技术出版社,2007.

[3][4]刘炳升,李容主编.义务教育课程标准实验教科书物理(9年级上册).北京:江苏科学技术出版社,2005.