在物理实验设计教学中渗透“研究性学习”，本文主要内容关键词为：研究性学习论文,物理实验论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现行高中新课程安排了“研究性学习”，它要求学生在教师的指导下，根据选定的课题，以个人或小组合作的形式，通过对问题的研究主动地获取知识、应用知识.这与初中中考中的物理设计实验的目的基本相吻合，设计实验的指导思想是提高学生的实验能力，培养学生独立创新能力，为“研究性学习”打下良好的基础.
初中学生知识结构、生活经验、思考问题不全面，学生实践经验积累较少，自己设计实验、独立解决问题的能力较差，因而给教学带来了许多困难.为此，初中物理教师应有意给学生创造动手动脑的机会，为他们提供足够的信息和素材，激发学生的学习主动性，因而有必要将“研究性学习”渗透到教学之中，这样可有效地提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生由被动性的接受学习转化为独立自主、主动探索性学习.以培养学生创新精神和实践能力为重点，教会学生吸取课本和获取课外知识的方法.同时，灵活运用课本知识能解决一些简单的实际问题，为中考和高中物理学习及将来步人社会储备知识，逐步地培养创新精神和良好的价值观.
以下是笔者在初中物理设计实验教学中渗透“研究性学习”的一点尝试，教学中取得了较好的效果.在逐步培养学生能力的过程中可分以下三个步骤进行：
一、教师启发讲解，学生模仿设计
教师通过课堂知识的讲解，渗透物理研究方法，使学生从中获得启示，再以课外兴趣小组的形式，讨论教师准备好的课题，学生进行模仿设计，使学生亲身经历类似科学研究的过程，获得亲自参与研究探索的体验，激发学生的兴趣，初步了解科学的思维方法，培养解决实际问题的能力.
例如，在讲解了密度计的原理和密度计的使用之后，可解决以下问题.如图1所示，有一物体A悬浮在某液体中，现有一密度计，如何测量物体A的密度？对此问题，先由学生互相讨论，再由教师提示对物体A和密度计进行受力分析之后，由学生得出答案：用密度计测量液体的密度ρ液，由于物体A悬浮在液体中，因而ρ液与ρA大小相等，此问题是根据密度计的原理，将对固体密度的测量转化为对液体密度的测量.课后给学生布置如下的练习题：如何用天平、密度计、大口径烧杯、量筒、盐、玻璃棒等器材，测量新鲜鸡蛋（ρ蛋＞ρ水）的密度.经学生分组讨论后得出了几种测量方案，较好的一种方案是：将鸡蛋放入烧杯中，放入适量的水，向水中一边倒盐一边用玻璃棒搅拌，直到鸡蛋悬浮在盐水中为止，用密度计测量盐水的密度ρ盐水，则有ρ盐水=ρ蛋.通过此问题的训练，使学生既理解了密度的概念，又灵活运用了浮力知识，学生独立解题能力也得到了培养.通过这样的训练，激发了学生的好奇心和学习兴趣，又给学生提供了充分展示自己才能的机会，培养了学生运用知识解决实际问题的能力，使所学知识得以融会贯通.
二、讲清原理，独立设计
通过第一阶段的训练，学生已经初步具备了一定的设计实验的思路和基本方法，在此基础上鼓励学生应用所学知识解决一些简单的实际问题，通过积极开展实践活动，使学生在学习探究实践中充分体验，学会思考，加深了对知识的进一步理解.
例如，在复习大气压强测量实验时，课本上有液体气压计（托里拆利管）和无液气压计，其原理分别是将对气体压强的测量转化为对液体压强和固体形变的测量.经过教师演示和对实验原理进行分析，使学生明确测量方法，理解测量原理之后提出以下问题：如何用其它方法测量大气压强的变化，所提供的器材有集气瓶、瓶塞、水、弹性橡胶薄膜，细玻璃管等.教师先讲清各种器材的作用和使用方法，然后让学生课后讨论.学生经过讨论给出了三种测量方案：一是课本后面的小实验，如图2所示，将玻璃管穿过塞子插入水中，塞紧塞子，用嘴向瓶内吹气，停止吹气后液体将在管中上升一定高度，当外部大气压减小时，管中液柱上升，反之下降，因此可通过管内液柱的升降来测量大气压的变化.第二种方案如图3所示，将装有半瓶水的集气瓶倒置于水槽中，当外界大气压变大时，瓶内液面升高，反之液面下降.第三种方案如图4所示，用橡胶薄膜密封集气瓶口，再用胶带将一根牙签的一端粘在橡胶膜上，牙签的另一端指向放在其右边的白纸，并在牙签端点附近的纸上标上一些刻线，当外界大气压强变大时，薄膜向下凹，则牙签指针向上偏，反之指针向下偏，以此可标记大气压强的变化.学生独立设计的这两套测量大气压的实验方案，是依据大气压支持液柱或大气压引起物体形变的原理设计出来的，通过这样的实践训练，培养了学生探究性学习的方法，同时这类教学活动又给学生提供了创造性思维发展的空间，使学生在解决问题中灵活运用所学知识，反过来也会促进学生对知识的深入理解和巩固，加强了学习能力的培养.
三、方法养成，开放性设计实验
通过前两个阶段的学习和训练，学生已基本了解了“研究性学习”的一般方法，具有了分析问题和解决问题的基本思路，因而可让学生在此基础上进行更进一层的实验设计，使学生将所学知识得以升华，进一步提高实践动手能力.
例如，在复习用浮力测量密度时，有这样一个问题：不允许用测量力、测量质量、测量体积和密度的相关仪器，自选其它器材测量新鲜土豆的密度.在学生设计的测量方案中有两个具有一定的代表性和创新性.一是将土豆浸没在水中，测出土豆的体积V，选一个剪成筒状的矿泉水瓶，用漂浮法测出土豆质量M，再由ρ土豆=M/V求出土豆的密度.另一种方法是选择盐、水杯、铁丝、木棒等器材来测量土豆密度.将铁丝固定在木棒下方，用铁丝和木棒做成简易的密度计，使其漂浮在放有土豆的水中，并记下水面位置，再向水中加盐搅拌，使土豆在水中能悬浮为止，设此时盐水密度为ρ盐，则ρ土豆即为ρ盐的值.该实验是学生经查资料而设计的方案，通过该实验的设计，可使学生学一知二，既巩固了所学知识，又培养了学生正确的学习方法和研究性学习的兴趣，锻炼了学生发现问题、解决问题、独立选材、独立设计的初步能力，培养和提高了学生一定的实际操作能力.
综上所述，培养学生“研究性学习”是一个长期、循序渐进的过程，在物理实验教学中，需要有计划有目的地进行合理安排，精心设计训练题目，进行耐心的指导，才能切实提高学生学习的自主性和能动性，培养和提高学生的实践能力和创新精神，进一步激发学生学习欲望和创造欲望，促进“研究性学习”的形成，同时也促进了物理教学的深入，突破实验设计这一教学难点，提高了教学质量，培养了学生正确的学习观和价值观.
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