题目 浅谈初中物理实验教学中的培优问题_初中物理速度培优试题
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题目 浅谈初中物理实验教学中的培优问题 [摘要]：物理课的课内教学因教学内容、教学时间和教学对象的限制，不可能长时间的对教学内容进行拔高、加深。对物理学习尖子的培养主要是利用课外的时间，课外活动是课堂教学的延续和扩展，课外活动在时间和教学内容以及教学对象上都能给予教师最大的自由度。因此学生实验的研究和创新是培养学生物理素养的有效途径，本文通过大量的课外物理实验的形象化例子阐述了通过物理实验对初中学生进行培优的问题。
关键词：“吃不饱”“课堂教学“ “实验素养”“课外时间”“实用性知识辅导方法”“鸡蛋”
“验证性实验” “设计性实验”
正文
物理是一门以实验为基础的自然学科，物理科学作为自然科学的重要分支，不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。而初中物理教学正是未来牛顿的摇篮，作为一名初中物理教师如何更好的培养初中生的物理实验素养是我们值得考
虑的问题。
初中物理教材经过这几年的修改，知识的难度和深度都有所减小。对于成绩优秀的学生，往往会有“吃不饱”的感觉。如何培养这些学生在全面发展的基础上学有特长，成为物理学习尖子；如何使学生得到更好的发展，为以后的学习打下坚实的基础。这是初中物理教师所面对的一个重要问题。在这几年的初中物理教学中，我在这方面做了一些实践和探索。下面我把自己的一些经验和感受作如下总结。
一、课内与课外相结合： 课堂教学是向学生传授知识的主要途径。只有在课堂教学中打好坚实的基础，才能进行更深层次的学习，才能在全面发展的基础上学有特长。所以我特别重视课内的教学，强调打好扎实基础的重要性，消除学生好高骛远的心理。在课内教学也不能照本宣科，简单的内容少讲、略讲，适当增加课本上没有而与课本内容联系紧密的相关内容。这些内容学生觉得有一定难度，而且是他们在自学过程中没看过的新鲜内容。每当讲到这些内容时，学生是最专心听、最努力学的。例如：在讲到电流表、电压表时，增加了电流表、电压表内部结构和内阻的内容，并在课外活动中进一步分析用电流表、电压表测电阻的内接法和外接法的区别和实验误差。通过学习这一“额外”的知识，使学生明白为什么电流表一定要串联在电路中、电压表一定要并联在电路中的道理，使学生“知其然，而又知其所以然”。
课内教学因教学内容、教学时间和教学对象的限制，不可能长时间的对教学内容进行拔高、加深。对物理学习尖子的培养主要是利用课外的时间，课外活动是课堂教学的延续和扩展，课外活动在时间和教学内容以及教学对象上都能给予教师最大的自由度。例如：我在课内讲到电流表、电压表的内阻这个内容后，适时地在课外活动对这一内容加深和扩展。让学生根据电流表、电压表的内部结构特点，先从理论上分析扩大电流表、电压表的量程和把电流表改装成电压表的方法，然后通过课外实验来验证。
例如，光是找找汽车中的光学知识就有以下几点： 1． 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜 利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全。
2． 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜
它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。
3． 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩
汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识，汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时，司机不仅要看清前方路面的情况，还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用，所以灯罩通过折射，根据实际需要将光分散到需要的方向上，使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物，同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射，以便照明路标和里程碑，从而确保行车安全。
4． 轿车上装有茶色玻璃后，行人很难看清车中人的面孔 茶色玻璃能反射一部分光，还会吸收一部分光，这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔，必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱，没有足够的光透射出来，所以很难看清乘客的面孔。
5． 除大型客车外，绝大多数汽车的前窗都是倾斜的当汽车的前窗玻璃倾斜时，车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方，而路上的行人是不可能出现在上方的空中的，这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来，司机就不会出现错觉。大型客车较大，前窗离地面要比小汽车高得多，即使前窗竖直装，像是与窗同高的，而路上的行人不可能出现在这个高度，所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。
课外时间除了课外活动外还应该包括校外的活动，学生在校外的活动教师不易控制，但如果能明确活动的目的和方法，可以取得校内活动所没有的效果。例如：在讲到“内燃机”的内容时，让学生在自学“内能的利用和环境保护”的基础上，在家庭周围就汽车、火车等利用内燃机作为动力的交通工具对环境污染的问题做社会调查。这个社会调查活动为期一个月，自定题目作调查总结。从交上的调查总结可看出绝大部分的学生在这一个月里，用了大量的时间去查找资料学习废气、噪声对环境污染的知识，对家庭周围交通工具的种类和不同时间段的车流量以及居民对交通工具所造成污染的感受作了深入的调查，并在这个基础上提出了许多减小环境污染的措施和设想。在这样的课外活动里学生的收获远远比在课堂里听教师讲几节课要大的多。
课内与课外的结合，提高了课堂教学的效果，提高学生掌握知识的深度和广度，为学生更深入的学习提供了广阔的空间和时间，是培养初中物理学习尖子最根本的方法。
二，理论与实际相结合：
一切自然科学都来自实践，都是在对自然现象观察的基础上从科学实验和生产实践中总结发展起来的。物理学的发展也是如此。所以我在培养尖子的过程中，特别注意理论与实际的结合。讲解理论时，用实际实验事例来说明理论。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。如下面一个实验例子：
五香茶鸡蛋是人们爱吃的，尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现，鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候，如果你急于剥壳吃蛋，就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题，有一个诀窍，就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会，然后再剥，蛋壳就容易剥下来。
一般的物质（少数几种例外），都具有热胀冷缩的特性。可是，不同的物质受热或冷却的时候，伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来，密度小的物质，要比密度大的物质容易发生伸缩，伸缩的幅度也大，传热快的物质，要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的，它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大，或变化比较缓慢均匀的情况下，还显不出什么；一旦温度剧烈变化，蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里，蛋壳温度降低，很快收缩，而蛋白仍然是原来的温度，还没有收缩，这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩，而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了，这样就使蛋白与蛋壳脱离开来，因此，剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。
明白了这个道理，对学生很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西，如果它们是用两种不同材料合在一起做的，那么在选择材料的时候，就必须考虑它们的热膨胀性质，两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时，都广泛采用钢筋混凝土，就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样，尽管春夏秋冬的温度不同，也不会产生有害的作用力，所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。
另外，有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如，铜片的热膨胀比铁片大，把铜片和铁片钉在一起的双金属片，在同样情况下受热，就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片，它随着温度的变化，能够自动屈伸，起到自动开启日光灯的作用。
这样的例子举不胜举，物理是一门实用性很强的科学，与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。
物理实验是人们运用科学仪器设备，人为控制或创造的自然过程，使之按预期的进程发展，在尽可能减少干扰的客观状态下，探究物理规律的科学活动。实际问题除了日常生活现象外还应包括实验。在辅导过程中我特别注意理论与实验的结合，安排了一定的时间，做验证性实验和设计性实验。在一年的竞赛辅导中，做了“用 U 形管测液体的密度”、“用大气压测液体的密度”、“用密度瓶测液体的密度”、“用阿基米德原理测密度”、“研究物体的漂浮条件”、“用杠杆测铁块的密度”、“研究斜面的机械效率与斜面倾角的关系”、“测定铁块的比热”、“测定冰的熔解热”、“共轭法测凸透镜的焦距”、“改装电流表、扩大电流表电压表量程”、“用比较法、代替法测定电阻值”等实验。
通过理论与实际的结合，提高了运用理论知识解决实际问题的能力，加深了对理论的认识，起到了事半功倍的效果。
三 提高水平与提高兴趣相结合：
学习兴趣是学生力求认识世界、渴望获得文化科学知识和不断探索真理而带有情绪色彩的意向。中学生学习物理的兴趣大致可分为下列四种发展水平：（1）直觉兴趣、（2）操作兴趣、（3）因果兴趣、（4）理论兴趣。从物理学习的认知过程看：直觉兴趣和操作兴趣基本处于外部感性兴趣的阶段，稳定性较差；随着学生知识的增长和年级的升高，形成因果兴趣的学生会逐步增加，这种兴趣比较稳定，但当学生在学习物理的过程中遇到困难，学习成绩不够理想，这种兴趣也会产生波动；理论兴趣是兴趣发展的最高水平，它是一种十分稳定的物理学习兴趣；因果兴趣和理论兴趣处于理性兴趣的阶段。
学生是自愿报名参加物理课外活动的，他们对学习物理有浓厚的兴趣，经过初二一年的学习物理，学生学习物理的兴趣水平处于由直觉兴趣发展到操作兴趣并正向因果兴趣发展的阶段。针对学生的实际情况，在辅导过程中，注意发展学生学习物理的兴趣。方法如下：，通过各种方法巩固学生的直觉兴趣和操作兴趣。例如：通过改进实验教学把演示实验改为分组实验、把验证性实验改为探索性实验、鼓励学生做好课外小实验来激发兴趣。通过理论联系实际问题激发兴趣。通过优化课堂教学的形式变注入式为启发式或讨论式，充分体现学生是教学的主体，兴趣在主动的学习过程中形成和发展。这里介绍一组与鸡蛋有关的物理现象和实验。
（1）、液体蒸发吸热
实验：把刚煮熟的蛋从锅内捞起来，直接用手拿时，虽然较烫，但还可以忍受。过一会儿，当蛋壳上的水膜干了后，感到比刚捞上时更烫了。
分析：因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水膜，开始时，水膜蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不觉得很烫。经过一段时间，水膜蒸发完毕。由蛋内部传递出的热量使蛋壳的温度重新升高，所以感到更烫手。
（2）、热胀冷缩的性质
实验：把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中，待完全冷却后，再捞起剥落。
分析：首先，蛋刚浸入冷水中，蛋壳直接遇冷收缩，而蛋白温度下降不大，收缩也较小，这时主要表现为蛋壳在收缩。其次，由于不同物质热胀冷缩性质的差异性，当整个蛋都完全冷却时，组织疏松的蛋白收缩率比蛋壳大，收缩程度更明显，造成蛋白蛋壳相互脱离，剥蛋壳就更方便了。
（3）、验证大气压存在实验：选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底热上一层沙子。先点燃一团酒精棉投入瓶内，接着把一只去壳鸡蛋的小头端朝下堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子缓缓“吞”入瓶肚中。分析：酒精棉燃烧使瓶内气体受热膨胀，部分气体被排出。当蛋堵住瓶口，火焰熄灭后，瓶内气体由于温度下降，压强变小，低于瓶外的大气压。在大气压作用下，有一定弹性的鸡蛋被压入瓶内。
（4）、浮沉现象
实验：把一只去壳鸡蛋，浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后，发现鸡蛋缓缓沉入杯底。捞出鸡蛋往清水中加入食盐，调制成浓度较高的盐溶液。再把鸡蛋浸没在盐溶液中，松开手后，鸡蛋却缓缓上浮。
分析：物体浮沉情况取决于所受的重力和浮力的大小关系。浸没在液体中的物体体积就是它所排开液体的体积，根据阿基米德原理可知物体密度与液体密度的大小关系可以对应表示重力与浮力的大小关系。因为蛋的密度略微比清水的密度大，当蛋浸入清水中时，所受重力大于浮力，所以蛋将下沉。当浸没在盐水中时，由于盐水密度比蛋的密度大，所受的重力小于浮力，所以蛋将上浮。
（5）、惯性、摩擦阻力现 象
实验：选用外形相似的生鸡蛋、熟鸡蛋各一只，放在水平桌面上。用相同的力使它们在原处旋转。能迅速旋转的是熟鸡蛋，缓慢旋转几圈就停止的是生鸡蛋。
分析：生鸡蛋的壳内是液状的蛋清，外力作用在蛋壳上旋转时，蛋清由于惯性，继续保持静止状态，则它与蛋壳间存在摩擦阻力作用，使整个蛋只能缓慢转动。而熟鸡蛋内蛋清已凝固成蛋白，外力作用时旋转时，整个蛋就能迅速转动。（6）、物体的稳定平衡
实验：选用一只生鸡蛋，在小头一端开个孔并清除干净壳内的蛋清蛋黄。沿小孔滑入一块重物。以蛋壳的大头端为底部，扶好蛋壳。点燃一只蜡烛，滴入烛油，把重物封存在蛋壳底部。烛油大约封存至整个蛋壳高度的四分之一即可。把制好的蛋壳推倒后，蛋壳能自动立起。制成一个“不倒翁”。
分析：在空蛋壳的底端封存的重物和烛油，使整个蛋体的重心移近蛋壳的底部，重心起低，稳定性越好。当蛋壳倾斜，偏离平衡位置时，使蛋体的重心升高。因为蛋壳底端是球形的，在蛋体的自身重力作用下，蛋体又恢复到原来的平衡位置上。
（7）、分子运动现象
实验：外壳完好的蛋，埋入食盐中腌制一段时间，可以制成一只咸蛋。虽然蛋壳仍然完好，但连内部的蛋黄都变咸了。，在提高知识水平过程中，提高兴趣上升到理性兴趣的阶段。不应使兴趣老是停留在感性兴趣的阶段，应尽快地上升到理性兴趣的阶段，这样才能适应内容不断加深的学习的需要，也能使学习兴趣不断趋于稳定。在辅导过程中，注意提出问题的深浅，引导学生开发“最近发展区”，使学生体验到思考的欢乐，运用成功激励来提高学生的兴趣水平。正如苏霍姆林斯基所说：“‘接近'与‘深挖'事物本质及其因果联系的实质这一对过程本身乃是兴趣的主要源泉”。
学习尖子的培养是一个系统工程，需要教师群体的团结和长期的努力，需要各学科之间的配合，需要学生和教师的共同努力。对尖子学生的培养不是拔苗助长，它是因材施教的一个方面。学习成绩优秀而又学有余力的学生，通过教师针对他们的特点有目的、有步骤的培养，使学生在学科知识、思维方式、学习方法、意志品质、学习习惯等方面得到提高和完善，为今后的学习和工作的发展奠定坚实的基础。
各个层次的学校规模都在扩大，大众化的科学教育，当然是利国利民的好事。培养优秀生、尖子生，不论从哪方面讲，不能不说是锦上添花。
参考资料：
1、《走进新课程》 朱慕菊 主编
2、《如何获得演示实验更大效应》《中学物理》 戴春华作
3、《教师教学基本功的修炼》 王道福主编 光明日报出版社出版发行
4、《义务教育课程标准实验教科书》人民教育出版社
参评学科：物理 作者姓名：李军红
单位：宁夏固原市西吉县第三中学 邮编：756201 职称或职务：中学二级 所代学科：初中物理 联系电话：*** 电子信箱：***@139.com
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