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光学实验创新设计思考

1前言

物理实验是人类探索自然和认识世界的一种重要实践活动。在初中物理教学中重视实验教学的重要性,有利于加深学生对物理知识点的理解,从而更好地掌握和运用。就光学教学来说,运用实验教学的方式能够起到重要作用,有助于将难以理解的物理知识转变为简单易懂、形象直观的实验现象,化腐朽为神奇,并将学生的注意力吸引过来,激发学生探讨物理知识、揭示物理现象的欲望和热情,促进物理教学效率的提升。但从当前的物理光学教学状况来看,还有一些问题需要进一步解决,才能实现这一实验教学目的。如实验器材与设备的缺乏、实验操作的可行性不强、存在一定的危险等,这些都是阻碍教师合理使用实验方式进行教学的不利因素。本文针对这些问题,分析初中物理光学实验教学现状和其中阻碍光学实验教学的主要因素,在此基础上探究相关解决策略。

2初中物理光学教学中运用实验教学方式的作用和意义

在初中物理光学教学中,积极运用实验演示法进行教学渗透,能够在课堂中起到重要的作用,对学生学习物理知识产生重要意义。首先,实验教学使物理理论与生活实际之间的联系加强,有利于引发学生对物理知识产生浓烈的兴趣,因为他们能够通过实验发现生活中与物理知识密切相关的现象,激发探索现象发生的原理、揭示事物本质的欲望,通过自身的实践活动去探索和研究找到解决问题的关键和诀窍,从而热爱科学、热爱物理。其次,在这个过程中也培养了学生观察社会生活、思考物理现象的能力。学生在生活中遇到相关物理现象或者一些物理理论知识无法解释时,通过实验教学,善于发现问题、分析和解决问题,最终在此基础上进一步培养独立思考、独立工作和探索创新的能力。最后,有利于培养学生科学的、严谨的态度,树立科学的思维方法和严谨的科学作风,而不会以随便、敷衍的态度对待物理知识的学习,提高学习效率,促进全面发展。

3初中物理光学实验教学现状与问题分析

实验教学方法较为单调在进行光学实验教学时,教师可能会考虑多方面的因素,如在课堂中进行实验教学纪律不易维持,学生的实践操作水平不够高,设备器材缺乏等,而更多地只是以演示实验来代替真实的实验。并且在很多情况下,教师只是为了验证教材中的已有理论成果,象征性地让学生按照既定流程来动手做实验,并没有提出具有实际价值的问题,让学生去积极地思考和探索,同时也不利于学生发挥自己发现问题、分析问题的能力。因此,就连演示实验都成了一种形式。就教学实验方案的设计来说,教师鲜少愿意在这方面投入较多的时间和精力,使实验教学方式过于单一和陈旧,其目标只是为了完成教学,或者一味地追求教学进度。这种实验教学方式是不可取的。学生方面的因素就学生来说,由于习惯于接受传统的知识灌输的教学方式,因而比较重视理论知识的学习,忽视动手实践能力的锻炼。当他们听闻教师要布置与实验相关的作业时,并不是开心地接受,而是愁眉苦脸,不知所措。在课堂中,教师要求学生参与实验教学过程中,学生往往不愿意动手、不敢动手,也不知从何下手;或者只是根据教材中的流程机械地动手,缺乏动脑思考的环节。学生既缺乏动手的主动性,又没能养成良好的学习物理知识、探索物理现象的科学态度和习惯,如何能够主动地通过实验教学的方式来理解和掌握物理知识与技能呢?因此,在光学实验教学中,其创新设计的关键还在于学生自己,教师需要从意识和能力双方面入手,锻炼学生的实验动手能力。实验考核问题分析由于我国的素质教育还没有真正地普及到教育教学中,因此,当前实施的主流教育体制依然是应试教育,初中生学习物理的动机离不开中考这个目标,不管是教师还是学生,都是重视理论知识的教学与传授,为应付中考而努力。而在物理实验教学方面,多数教师只是采取考试前突击训练的方式,达到通过考试的目的,考试通过,目的也就达到,实验方式即被弃之不理。因此,这种重理论知识、轻实验教学的考核形式不利于教师积极地做好实验教学准备和设计,也不能让教师重视实验教学,甚至认为学生不会动手实验没什么关系,只要会动笔写下实验过程就可以了,教师“做实验不如讲实验”。因此,在考核方面需要做出相应的改革,才能让全体师生重视实验教学在物理教学中的重要作用。

4初中物理光学实验创新设计分析与应用

从学情出发,激发学生学习的兴趣前文提到,实验教学的有效性关键还是在于学生的兴趣,教师唯有充分调动学生的兴趣,并将实验内容与学生的已有经验联系起来,才能让学生主动地、自主地参与整个实验过程,让学生能够从实验教学过程中获得熟悉感和亲切感,从而将学生的注意力吸引到实验中,也有助于引导学生更好地留心观察生活中的物理现象,并将物理知识活学活用到生活实际中,以尝试解释一些自然现象,促进学生积极地思考现象产生的原因,养成勤于思考、善于观察、勇于探索的学习习惯。以“光的折射”的教学为例,学生在生活中随处可见光的折射现象,方便教师从学生的生活实际入手,来增强学生对光的折射的理解。如光线与镜子接触时产生的现象、与水面接触时产生的现象,或者光射入其他介质所产生的不同现象等,让学生通过观察不同现象来了解光的偏折规律及其可逆性,从而学会从众多的光现象中辨别出属于折射的现象,尝试对光的折射现象提出一些问题,或者解释一些光的折射现象。这种实验相对简单,仅需准备玻璃杯、纯净水、光源,以及沙子、木板、筷子、硬币等其他介质。实验时将硬币放入盛满水的杯子中,让学生用手去摸眼睛看见的硬币;再将筷子插入水中,让学生观察筷子;接着将一束光照进水中,观察光会发生什么现象;最后分别将光投入木板和沙子中,记录相关的现象。当把这些小实验的结果都记录下来之后,学生肯定会发现:自己摸不到眼睛所看见的硬币;水中的筷子其实并没有被“折弯”;当一束光照进水中时,光也出现与筷子类似的想象;当光照进沙子和木板时被“阻断”了。通过这些小小的实验,学生能够联系日常生活中与光有关的现象,利于培养认识自然现象、热爱科学的兴趣,体验到学习物理的美妙感觉,保持学习热忱。实验教学应当着眼于学生对概念和规律的理解既然演示实验已经远远不能满足实验教学的需求,教师就应当积极地创新实验教学方式,摒弃纯粹的演示教学,而大胆地进行真实的实验教学。这需要将实验过程与学生对概念和规律的认知水平相结合,忽略学生学习情况的实验教学终究不能发挥其应有的作用。如光的反射这一课,教师在设计实验时,首先将需要的材料准备齐全,包括充足的硬纸板、计算纸、平面镜、激光笔等,再自己动手制作一个反射仪。将硬纸板经过翻折和粘贴之后,做成两个直角称,在直角称下面放一块平面镜。以两个直角称的中线作为法线,手持激光笔,随意将一束光贴着硬纸板射入平面镜中,与法线形成一个夹角,观察其从平面镜中反射出来的角度是否与射入线和法线之间的夹角相等;可以变化不同的角度,将激光射入平面镜中,以验证自己的猜想和结论。光的反射实验装置,结构相对简单,实验所需要的材料容易获得,制作起来也不难,学生在课外利用简单的硬纸板之类的材料便可以做出来,有助于培养动手动脑的能力,更好地理解入射角和反射角的定律。设计实验时须注意物理思想,锻炼学生的物理思维能力针对学生不重视物理实验、不愿意主动参与物理实验的问题,教师需要让学生在学习过程中逐渐地形成物理思想,培养较强的物理思维能力,这是运用实验教学法进行教学的目标之一。这要求教师在注重教授学生实验的设计方式和技巧的同时,教会学生学会分析实验过程中所运用到的物理思想,只有这样,才能逐步培养学生的物理思想,强化学生从物理的角度思考问题的能力,从而在潜移默化的过程中提高学生的物理素养,培养学生创新性思维的能力。如在探究凹透镜或凸透镜成像规律时,根据教材中的原理“凹透镜只能生成正立缩小的虚像”,与凸透镜成像相比,它只能成虚像,且虚像必是缩小的。学生通过具体的实验验证了这些规律之后,教师应当积极地进行引导:这些规律来自物体为实物的基础之上,那么当物体为虚物,并随意地调整其焦距时,会得到什么样不同的结论?然后要求学生自主地进行探究,并在此过程中学会自主地总结和归纳。这样一来,既锻炼了学生的自主学习能力,又强化了学生归纳概括的物理逻辑思维能力,促进学生物理素养的提升。

5结语

综上所述,在初中物理光学教学中,创造性地运用实验教学法,设计有益于激发学生创新思维和创造能力的实验,积极地转变对实验教学的态度,重视实验教学对学生产生的重要作用和意义,以形式多样、直观易操作、可行性强的实验设计方式,引发学生的学习兴趣,激发学生探索物理知识的欲望,结合学生的具体实际,认真地分析教材,对授课内容和实验内容有整体的把握,引导学生在实验过程中验证和总结物理规律,促进学生探索物理知识的能力的提升,从而为学生的终身发展奠定基础。

参考文献

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作者:刘建娥 单位:山东省烟台第二中学

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