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      物理實驗教學要重視創(chuàng)新能力的漸進培養(yǎng)

      2017-10-21 05:12:42潘柏奎
      學校教育研究 2017年6期
      關(guān)鍵詞:計時器電磁鐵專用

      潘柏奎

      一、變演示實驗為探究實驗, 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識

      教師應認真研究教材,根據(jù)學情,結(jié)合教學實驗內(nèi)容、實驗現(xiàn)有器材,確定實驗方案,突出創(chuàng)新實驗設(shè)計,包括教具的改進,創(chuàng)新實驗過程的安排、問題的設(shè)置及解決的辦法等,盡可能將演示性實驗改進成探究性實驗,漸進培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。在教學中有意識地創(chuàng)設(shè)兩種方案加強探索訓練。例如,在總電阻教學中創(chuàng)設(shè)了兩種探究方法:一是應用實驗歸納法探索電阻串聯(lián)。首先,教師要求學生根據(jù)歐姆定律設(shè)計一個電路,測量各個電阻的阻值,然后由學生進行分組實驗,并從實驗中歸納出結(jié)論:R串=R1+R2。接著,教師根據(jù)串聯(lián)電路中電流電壓的特點和歐姆定律,從理論上加以引導,也得出同樣的結(jié)果。這樣,在獲得關(guān)于串聯(lián)總電阻與分電阻關(guān)系的知識的同時,引導學生學習,并掌握了實驗歸納法,同時也培養(yǎng)了學生的探究精神二是應用實驗驗證法探索電阻并聯(lián)。在創(chuàng)設(shè)并聯(lián)電路的探究中,先由教師從理論上推導出:1/R并=1/R1+1/R2的關(guān)系,接著由學生自己設(shè)計電路操作實驗驗證這一關(guān)系。最后,由教師進行總結(jié),聯(lián)系電阻與導體截面積的關(guān)系對并聯(lián)電阻作出解釋。這樣,在獲得關(guān)于并聯(lián)電阻知識的同時,讓學生掌握了實驗驗證法。

      二、善用實驗器材,創(chuàng)設(shè)實驗教學,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

      物理實驗教學要鼓勵學生善于發(fā)現(xiàn)教材中存在問題,要敢于、善于質(zhì)疑原有實驗,并在現(xiàn)有實驗的基礎(chǔ)上,不斷的優(yōu)化與創(chuàng)新,不斷改進實驗設(shè)備替代原有實驗,完善設(shè)備不足或缺陷,體現(xiàn)實驗的科學性,目的是讓學生能掌握科學知識和科學方法,并養(yǎng)成良好的科學態(tài)度,進而激發(fā)學生創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,具有極其重要的意義。

      高中物理教材中的實驗有些地方可能比較抽象、與現(xiàn)實有偏差或者不科學。例如:高中物理粵教版選修3-2《第三章 P80頁第三節(jié)探究安培力》圖3-3-1所示的實驗裝置在存問題:一是不易安裝,現(xiàn)象不明顯(只有1根金屬棒);二是不科學:沒有保護電阻(電源直接與金屬棒,易損壞電源);三是不完整:缺乏探究方法(電流大小、方向等);四是動態(tài)效果不明顯,穩(wěn)定性較差等。

      指導學生制作了《安培力教學探究儀》,簡介如下。

      1.儀器用途

      自制《安培力教學創(chuàng)新探究儀》教具能探究:可供中學、大中專院校教育教學使用。探究;安培力F跟磁感應強度B、電流I、導線有效長度L及跟磁感應強度B方向和電流I方向夾角等因素有關(guān)?

      2.儀器特點

      該自制教具充分體現(xiàn)科學性、安全性、實用性、先進性等科學性特點;動態(tài)演示直觀、穩(wěn)定性好、可操作性強,有效地減少實驗系統(tǒng)誤差;使安培力的教學實驗形象化,模擬現(xiàn)象更為科學、生動和有趣。

      3.作品創(chuàng)新部分

      ○1軌道+小車+線圈,替代帶鐵夾鐵架臺+導線(或線圈),增強穩(wěn)定性;○2小車+線圈+電流表+電壓表+滑動變阻器+學生電源,替代導線(或線圈)+電源等,體現(xiàn)了科學性和直觀性。

      三、重視學生創(chuàng)新設(shè)計實驗,漸進培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

      常規(guī)教學實驗主要形式是:理解實驗原理、進行實驗操作、得出正確實驗結(jié)果,基本上屬于繼承和接受前人的知識、技能。審視傳統(tǒng)的物理實驗教學,強調(diào)實驗的確定性和排斥的可能性,這種教育熏陶,對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)將起到潛移默化的作用。

      例如,在學習人教版高一物理必修1第二章第四節(jié)《自由落體運動》時,引導古昌林同學制作了《新MX-2010型:自由落體運動演示器》。儀器簡介如下:

      1.儀器用途

      本儀器可供中學和大中專院校及職業(yè)學校物理教學演示和學生分組實驗使用。

      2.儀器主要貢獻

      原課本實驗中紙帶跟打點計時器之間有摩擦阻力和空氣阻力,實驗存在系統(tǒng)誤差。本儀器實現(xiàn)了測量的自動化、數(shù)字化,有效避免紙帶跟打點計時器之間的摩擦阻力,因空氣阻力很小,實驗系統(tǒng)誤差幾乎為零,太太提高了實驗的精確度。

      3.實驗原理

      重物拖著紙帶豎直下落時,如果打點計時器與紙帶間阻力和空氣比重物的重力小很多,可近似認為重物僅受重力作用下運動,根據(jù)打出的紙帶能分析研究重物的運動規(guī)律__________,__________。

      4.實驗器材

      專用計時器,電磁鐵,壓力傳感器,導線,學生電源__________,帶2個鐵夾的鐵架臺,毫米刻度尺,小鐵珠。

      5.儀器創(chuàng)新部分

      專用計時器:是儀器的核心,記錄小鐵珠自由下落的時間t,可精確到0.001秒。

      電磁鐵:接通電源時被磁化,能吸引小鐵珠;斷開電源時去磁,小鐵珠作自由落體運動,專用計時器開始自動計時。

      壓力傳感器:當小鐵珠自由下落觸及壓力傳感器時,專用計時器自動停止計時。

      6.實驗儀器裝置圖

      7.《新MX-2010型:自由落體運動演示器》使用說明書。實驗步驟如下。

      (1)將2個鐵夾的安裝在豎直穩(wěn)固的水平鐵架臺上。

      (2)檢查調(diào)整好的專用電磁鐵和專用壓力傳感器分別固定在2個鐵夾上,用專用接口導線接好專用計時器、專用電磁鐵、專用壓力傳感器,學生電源接9-12V。

      (3)接通電源,儀器自動處于復位待機狀態(tài),電磁鐵通電工作,把小鐵珠放在電磁鐵上,按下啟動開關(guān),開關(guān)斷電,電磁鐵釋放小鐵珠,同時專用計時器開始自動記錄小鐵珠的下落時間。當小鐵珠掉到壓力傳感器上時,專用計時器記時自動終止計時,會自動顯示出小鐵珠的下落時間t;并用毫米刻度尺量出小鐵珠自由下落的高度h;把得到的數(shù)據(jù)填入下面的表格里。

      (4)重復上述3做幾次。

      8.實驗數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理

      創(chuàng)新能力是人最重要和最有價值的一種能力,目前世界各國都普遍重視創(chuàng)新能力的研究與培養(yǎng)。在當前課程改革和素質(zhì)教育的大環(huán)境下,在教學中采用有效的方法,開展研究性學習,提倡探究實驗,改革常規(guī)教學,有效提升學生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造力。

      實現(xiàn)“育人為本”,彰顯創(chuàng)新驅(qū)動。傳統(tǒng)的中學教學方法強調(diào)知識的單向傳授與接受,妨礙了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文將通過對高中實驗物理教學的探究闡述創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方法,主因:學校是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要場所。

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