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物理教学中“实验探究与创新意识”的培养
——《影响滑动摩擦力的因素》实验创新
发布日期:2020-06-24 05:00
来源:阳泉晚报
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  2018年我参加了阳泉市组织的实验说课比赛,当时我选择的课题是新人教版八年级物理下册《影响滑动摩擦力的因素》的实验。通过我的精心准备和学校团体的共同努力,我获得了阳泉市说课比赛一等奖,并晋级到山西省参加比赛,获得了二等奖。通过这次比赛,我对初中物理教学中“实验探究与创新意识”的培养有了新的认识和体会。下面我以这节实验课为例,谈谈初中物理实验教学中如何培养学生的创新意识。

  《影响滑动摩擦力的因素》的实验是初中物理力学部分的重要实验,是控制变量法的典例,是学生分组实验的重要内容。实验中,学生通过探究影响滑动摩擦力大小因素的过程,不仅要提高学生科学探究能力,更要注重实事求是的科学态度、创新精神、合作能力的培养。尤其八年级学生刚刚接触物理,要保护和激发学生学习物理的兴趣,培养学生的创新能力,实验无疑是最好的方式,所以我为这节实验课设计了五个环节:一是启发猜想,二是设计方案,三是分组实验,四是分析总结,五是交流反馈。

  课前导入时,我出示了灌满水的水杯,杯盖很紧很难打开,让学生们帮忙。学生们跃跃欲试,方法很多,比如可以用力拧或者垫一块毛巾都能成功打开杯盖。这个场景激发了学生的探究兴趣。

  接着我提出问题:“滑动摩擦力的影响因素到底有哪些呢?”鼓励学生对此作出猜想:与接触面的粗糙程度、接触面的大小、压力的大小、物体的运动速度、物体的运动方向等有关。

  随后我引导学生进行实验的设计并进行分组实验。实验中除了可以探究课本原有的“接触面的粗糙程度和压力的大小对滑动摩擦力的影响”以外,我还引导学生将木块侧放、立放,改变接触面的面积大小进行“接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响”探究,还引导学生改变拉动木块儿的速度和方向来探究“物体运动的速度和方向对滑动摩擦力大小的影响”等等。这些拓展实验进一步把学生的的探究欲望激发起来,对控制变量法这种科学方法有了更好掌握,也更深层次理解了实验的结论:接触面越粗糙,压力越大,滑动摩擦力越大,而与其他因素无关。

  实验结束后,我和学生们进行交流反馈,听取他们对实验的看法。学生们很兴奋,因为他们不仅探究出了滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,还把自己猜想出来的其他因素作了探究,比如接触面的材料、运动的速度、接触面的面积、运动方向等等。有的同学还可以得到静摩擦力与滑动摩擦力大小的关系。还有的同学观察到了摩擦力的方向等等,收获颇多。但是也有一个存在的问题,就是操作中很难使弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,会导致弹簧测力计示数不稳,不方便读数。针对这一缺点,我们该如何改进呢?我引导学生一起对实验进行了改进。

  通过商讨,我们确定的实验改进方案主要有四种:

  第一种方案,将弹簧测力计和物体固定拉动下面的木板,这样弹簧测力计和物体处于静止状态,弹簧测力计示数稳定容易读数。但这个方案中弹簧测力计由于受自身重力影响会下垂,使拉力不在水平方向上。第二、第三种方案,是用重物拉动物体做匀速直线运动,这两种方案当中,虽然使拉力保持在水平方向上,但没有弹簧测力计不能直接读出摩擦力的大小,给操作带来了不方便。第四种方案,让弹簧测力计竖直悬挂,利用定滑轮来改变拉力的方向,仍然保持物体和弹簧测力计静止,拉动木板运动,这样读数就很方便准确了。当然也要注意滑轮的摩擦对实验的影响问题。其中用到的定滑轮为以后的学习做了铺垫。其实还可以有第五种方案,将手拉弹簧测力计改为小型电动机拉动,这样就可以保持匀速直线运动了。这个方案是我留给学生课后的活动建议,旨在培养学生的实践能力。

  当这节实验课说课结束后,专家评审团高度评价了我在这节实验课中的拓展和创新设计,一致认为我在这节实验课教学中引领学生经历了真正的物理探究,鼓励他们大胆猜想、敢于质疑、勇于创新,培养了他们的科学素养,提高了他们的综合能力。

  我从事初中物理教学已经20个年头了,在教学中我一直认为如果把探究实验看成程序化的过程,那就是“伪探究”,而通过本节实验课我让学生们依据物理课本上的内容,插上想象的翅膀,用不断创新的精神进行拓展改进,让学生知识面变宽、思维变活、能力增强、素养提升、终身受益。我也希望物理教学要目标放大、眼光放远,把青年才俊培养成未来的科学家,挑起中国科技的大梁。(盂县一中 杨 靖)

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