初中物理實(shí)驗教具開(kāi)發(fā)研究
導語(yǔ)：通過(guò)物理實(shí)驗教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的感性認識，而且可以進(jìn)一步加深對物理概念和定律的理解，進(jìn)而培養學(xué)生的觀(guān)察力、思維力以及分析解決問(wèn)題能力。
一、初中物理教學(xué)中自制實(shí)驗教具的必要性
在信息與科技的時(shí)代，初中物理基礎教育的課標要求要順應時(shí)代變化，要符合新時(shí)期初中生的心理變化特征，但是對于培養初中生的科學(xué)素養以及一定的實(shí)驗能力是任何時(shí)代下都需要的。而且依據初中生的心理結構特點(diǎn)，以及物理課程的自身的特殊性———以實(shí)驗為基礎的一門(mén)學(xué)科，實(shí)驗在整個(gè)物理教育教學(xué)過(guò)程中起著(zhù)重要的作用[1]。
(一)實(shí)驗教學(xué)有利于培養學(xué)生的學(xué)習興趣
通過(guò)實(shí)驗教學(xué)，不僅可以豐富學(xué)生的理論知識從而完成當堂教學(xué)目標，還可以激發(fā)學(xué)生興趣。簡(jiǎn)易操作的實(shí)驗較多且以生活息息相關(guān)，很容易的讓學(xué)生形成一種認知即“物理是一門(mén)有趣的學(xué)科，是和生活緊密相連的學(xué)科”，使學(xué)生在興趣中學(xué)習，激發(fā)學(xué)生學(xué)習的動(dòng)力[2]。
(二)物理教學(xué)有利于提高學(xué)生的科學(xué)探究能力
在實(shí)驗的教學(xué)過(guò)程中，有助于開(kāi)發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究能力及創(chuàng )新能力。針對初中生已經(jīng)形成了豐富的感性認知能力和初步的理性認知能力的這一現狀，在進(jìn)行實(shí)驗開(kāi)發(fā)，演示及分組探究中，通過(guò)學(xué)生的參與，形成感性認知后再加以引導，將中學(xué)生的豐富的感性認知加工為理性認識;并通過(guò)開(kāi)發(fā)研究的過(guò)程，提出某些實(shí)驗的缺陷，讓學(xué)生自己思考、研究、改進(jìn)，從而培養學(xué)生的科學(xué)思維能力。最后，在進(jìn)行物理實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中，也是培養學(xué)生自己的實(shí)驗能力。
(三)實(shí)驗教學(xué)有利于學(xué)生主體性發(fā)展
所謂發(fā)展是指在認知價(jià)值基礎上對學(xué)生整個(gè)精神世界全面發(fā)展的促進(jìn)作用，主要包括道德情感、創(chuàng )造精神、審美能力、和諧人格等方面的發(fā)展。教學(xué)目的就是為了實(shí)現學(xué)生的發(fā)展，學(xué)生發(fā)展的核心是其主體性發(fā)展。
二、大氣壓強這一節自制實(shí)驗教具的開(kāi)發(fā)
人教版八年級物理書(shū)中，以馬德堡半球實(shí)驗實(shí)驗引入大氣壓強。馬德堡半球實(shí)驗驗證了大氣壓的存在，該實(shí)驗顯示出大氣壓的巨大威力同時(shí)帶給學(xué)生巨大的視覺(jué)沖擊，但是由于操作的局限性，通常只能以視頻播放的形式來(lái)進(jìn)行觀(guān)看，具有局限性與不可操作性。接著(zhù)引入首次準確求出了大氣壓強的準確值的托里拆利實(shí)驗，但由于具有一定的危險性，通常也只是以播放實(shí)驗視頻的形式進(jìn)行。但是由于兩個(gè)實(shí)驗的不易操作性，很難將不容易察覺(jué)的大氣壓轉換到具體的可感知的事物上。
(一)改進(jìn)的覆杯實(shí)驗
首先我用以下實(shí)驗器材漏斗、橡皮泥、水、薄塑料片來(lái)組成覆杯實(shí)驗，并觀(guān)察將下口封住的小漏斗蓋上撲克牌，倒置，用手捏住漏斗，你看到的現象是撲克牌掉落;次觀(guān)察將下口封住的小漏斗裝滿(mǎn)水，蓋上撲克牌，用手按住硬紙片，使它倒置，手捏漏斗，你看到的現是撲克牌不再掉落;在完成上一步實(shí)驗后拔下封口的橡皮泥你看到的現象是撲克牌再一次掉落。在上述的實(shí)驗中實(shí)驗現象明顯，能夠引起學(xué)生的認知沖突，較好的達到教學(xué)目的，也便分組實(shí)驗，便于學(xué)生交流與合作，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng )新思維能力。
(二)改進(jìn)的模擬馬德堡半球實(shí)驗
在感受大氣壓的大小的實(shí)驗中，我使用下列器材:兩個(gè)同樣大小的不銹鋼碗、兩個(gè)帶拉鉤的吸盤(pán)、硬紙板或為厚度為2mm左右的塑料密封圈、繩子、餐巾紙。具體的實(shí)驗過(guò)程是:先將兩個(gè)塑料密封圈置于碗的邊沿，將餐巾紙放入碗內，再將餐巾紙點(diǎn)燃，當燃燒最旺時(shí)將兩只碗緊扣;然后用濕抹布給碗降溫，待碗的溫度降到人手感覺(jué)不燙的時(shí)候，把吸盤(pán)吸在碗的底部;最后請兩個(gè)同學(xué)向左右兩邊用力拉吸盤(pán)，體驗大氣壓的大小，在操作過(guò)程中學(xué)生會(huì )發(fā)現怎么樣都拉不開(kāi)，在他們的預料之外，因此就特別想知道原因，從而引入大氣壓究竟有多大?此次實(shí)驗將抽象的大氣壓值轉換為拉不開(kāi)的碗，便于學(xué)生的感知與感悟。
(三)自制氣壓計
對于托里拆利實(shí)驗的改進(jìn):長(cháng)約1米的一端封閉的玻璃管用橡膠管和注射器針筒相連接，從針筒到玻璃管頂端灌滿(mǎn)水銀，將管內空氣全部排出，在玻璃管以及大注射器后方沾上強磁鐵，方便放于黑板上演示，接下來(lái)進(jìn)行實(shí)驗操作:將針筒固定，用帶有手套的手指堵住玻璃管管口，將玻璃管倒立過(guò)來(lái)，讓學(xué)生觀(guān)察當手指放開(kāi)時(shí)水銀柱的變化情況觀(guān)察到放手時(shí)水銀柱高度會(huì )下降，當下降到一定程度后，水銀柱便會(huì )停止下降，這時(shí)候用刻度尺進(jìn)行測量，得到760mm水銀柱高。對托里拆利實(shí)驗進(jìn)行改進(jìn)，首先將應使用大量水銀的實(shí)驗減少為少量使用，既減少了實(shí)驗的成本，又由于水銀具有一定的危險性，減少水銀量的使用，也減少了實(shí)驗的危險性，在實(shí)驗操作和觀(guān)察中培養學(xué)生思考和分析問(wèn)題的能力，培養其思維的縝密性和計算能力。這樣簡(jiǎn)單的實(shí)驗不僅讓學(xué)生能夠學(xué)以致用，而且讓學(xué)生從物理走向生活，從生活走向社會(huì )。
三、展望
一般來(lái)說(shuō)“低成本實(shí)驗多采用生活中隨處可見(jiàn)物件制作而成，理論聯(lián)系實(shí)際，能夠激起學(xué)生興趣，激發(fā)求知欲。通過(guò)物理實(shí)驗教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的感性認識，而且可以進(jìn)一步加深對物理概念和定律的理解，進(jìn)而培養學(xué)生的觀(guān)察力、思維力以及分析解決問(wèn)題能力”。我相信通過(guò)對物理自制教具的研究與開(kāi)發(fā)，不僅對于物理教學(xué)具有一定的實(shí)踐指導意義，而且對于學(xué)生的思維開(kāi)發(fā)也具有較大的作用。對于一些及其缺乏實(shí)驗教具的農村地區也可以達到豐富課程資源的目的。
參考文獻:
[1]蘇明義.新版初中物理課程標準解析與教學(xué)指導[M].北京:北京師范大學(xué)出版社，2012，185.
[2]羅星凱.中學(xué)物理疑難實(shí)驗專(zhuān)題研究[J].廣西:廣西師范大學(xué)出版社，1998.
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