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学生自选器材分组实验探究

作 者:刘志龙 (广东实验中学南海学校,广东 佛山 528244)

 摘   要:学生自选器材分组实验在教学中所采用的策略以及改进策略,根据现有器材来确定实验过程和方法,根据实验目的采用“逆推法”来确定实验器材,让自选器材成为“分层教学”的最好试验地。
关键词:自选器材;学生分组实验

在分组实验中让学生自选器材,是一个大胆的探索,能开拓学生的思维,充分发挥自身的想象力和创造力。为了对学生自选器材在分组实验中的效果进行量化评价,我们在学生实验时,设计的学生得分由教师评价(实验过程、实验效果、实验反馈),实验报告,实验测评三部分组成,经过统计数据发现,自选器材组的平均得分为89分,相对于非自选器材组平均高出4~5分;而自选器材组表现突出的地方主要在画实验装置流程图的多样性和完整性,以及实验的创新点较多。
1、根据现有器材来确定实验过程和方法
1.1利用列表法来确定各个器材的作用

通过列表就可以很明确地知道各个器材的作用,以便确定实验的目的和确定该实验所需的实验器材。在列表的过程中有助于学生发散思维,将所学的知识综合应用和联系,并进行有机的组合,来达到实验目的。
1.2根据器材的相关性和启发性来确定实验目的
橡皮筋、弹簧此类物体都与形变有关,这样就可以确定研究的方向。钩码、测力计,他们可以利用公式G=mg相互联系,这就涉及到力的知识,而弹簧又涉及到弹力的知识,将他们结合起来就可以研究弹簧所受的拉力与其伸长量的关系。通过对器材相关性的理解,使学生对知识结构的交汇点理解很透彻,有利于学生对实验内涵的把握。教师在提供器材给学生自选时,要在实验室能提供的范围内尽量提供实验相关的器材,而不是通过大量无关器材误导学生的思维,例如测密度的实验中天平、量筒、烧杯、刻度尺、记号笔、弹簧测力计、杠杆等力学器材可以提供给学生自选,但是如果出现电压表、电流表等电学器材,就会南辕北辙了。
2、根据实验目的采用“逆推法”来确定实验器材
2.1由原理公式逆推到实验器材
测平均速度的原理公式V=s/t,若要测量平均速度,则需要测量时间(秒表)和路程(刻度尺),而运动的物体就需要小车,要让小车运动就需要斜面,由此可知,只需要知道实验中需要测量的物理量并结合相关器材,整个实验过程的器材就基本确定。其实很多实验根据原理公式就可以大致确定实验器材,比如说测密度ρ=m/v,只需测出质量(天平)和体积(量筒)就可以算出密度。
2.2由条件逆推到实验器材
现象类的实验很多都需要满足条件才能观察到现象,例如晶体熔化实验,晶体熔化的条件是达到熔点、继续吸热。要知道晶体的熔点就需要晶体、装晶体的容器、酒精灯、温度计,而要知道另一个条件继续吸热,则要确定达到熔点的时间,以及达到熔点后面一段时间会怎么样,这就需要每隔一小段时间测量温度,就需要秒表。还有像探究水沸腾的实验,它的条件是达到沸点、继续吸热,故根据条件也可以基本确定实验器材。在这一过程中也让学生明白为什么需要这些器材,以及这些器材在实验中的作用,帮助学生对实验条件理解更准确。
3、让自选器材成为“分层教学”的最好试验地
3.1按“实验装置图组装”并提供说明书
自选器材对学生自身能力要求较高,而对于能力不达标的学生配发实验装置图,和实验说明书(包含需要测量的物理量及测量方法,实验步骤,注意事项)让其完成实验,不至于捣乱课堂;例如在学生做用吸盘粗略测量大气压强的实验,就给学生配用吸盘粗略测量大气压强的装置图和说明书,让学生按照装置图完成实验,并得到合理的实验结论,这样能力不达标的学生也能在实验过程中学到实验技能和方法。
3.2分享学生集体智慧,让优秀的学生更优秀
在做自选器材测量物体的密度时,优秀学生有很多的优秀实验设计思路,并以流程图的形式展现。为了能够使集体智慧得到共享,我们按功能区分类,制作成小卡片(包含实验流程图,实验说明及注意事项)。例如在做测密度实验时,学生按功能区制作了测质量区,用天平测质量,用弹簧测力计测质量,用杠杆测质量等等,每种方法一张小卡片;还制作了测体积区,测密度区,当把这些小卡片按功能区分类粘在一张大卡片上时,学生就轻而易举的将各种测体积,测质量,测密度的方法一网打尽。这样使学生的思维在相互交流中更开阔,更系统,对测密度以及以后很多类似实验(测浮力,测机械效率、测电阻、测电功率等)都可以采用相同的方法来拓展学生思维,使学生的知识体系更系统化,让学生集体的智慧在分享中充分得到发扬,更让优秀的学生更优秀。
结束语
初中物理实验课堂分组实验教学模式近几年来得到了广大的推崇,学校教师很注重实验教学的落实。通过对学生自选器材实验进行量化评分,发现学生自选器材组得分较高,不仅能够提高教学的水平,还能够激发学生的探索精神。几点学生自选器材分组实验教学的采用的策略和改进策略,并相应地设计了学生自选器材分组实验教学改进案例,此部分为本文的重点。希望本研究能够对于初中物理教师顺利及有效地完成学生自选器材分组实验教学有一定的参考价值。
参考文献
[1]周艳.  初中数学小组合作教学有效性策略[J]. 数理化解题研究. 2018(14)
[2]胡洪良. 让学生自选器材实验效果好[J]. 中小学实验与装备, 2000, 10(4):5-5.
[3]方晓华. 关于初中科学中分组实验的合作性学习[J]. 都市家教月刊, 2015(11).