二、实验验证方法。这是一种推理、判断在前、实验验证在后的研究方法。当年的麦克斯韦的电磁理论,爱因斯坦的相对论等都是先以著名的假设或预见提出的,尔后才得出实验或事实的证实。初中内容虽不复杂,不难于理解,但借此方法用到初中阶段教学往往会收到良好的教学效果。例如在学习摩擦力一节,研究滑动摩擦力与哪些因素有关时,可以让学生根据日常经验去判断、猜测一下,说出自己的结论。这时教师将学生的各种结论都记录下来,对各种结论不否定也不肯定,由学生对自己的结论通过实验进行验证。大多数学生认为滑动摩擦力(
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)与物体重力有关,这时教师引导学生不改变重力,增大对桌面压力,或增加重力同时减小压力,去研究
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是否改变。部分学生认为摩擦力与拉力有关,拉力越大,摩擦力越大,由于实验仪器条件所限,可以让学生利用所学知识“二力平衡”来判断。让学生自己去发现问题,肯定或否定论断,得出可靠的结论。这样即提高了思维想象能力,并学会了用科学方法去研究问题,解决问题,同时对本节的难点也是一个突破,加深了对摩擦力的理解。因此采用此方法更能调动积极性,提高兴趣。在其它实验也可借用此法,也可将此法进行推广。又如“观察水的沸腾”,实验前可以让学生描述一下水沸腾时的现象及温度是否变化?将学生所有的描述都记录下来,然后再做实验,这样学生会更细心并带着问题去观察,通过实验来肯定或否定自己的答案,这样用实验来验证出来的沸腾现象,学生印象更深刻,记忆更扎实,同时又锻炼了学生的观察能力,及观察时要有目的性。在课堂教学中努力把验证性的实验紧紧地与理论分析结合起来,构成推理、判断、验证结论这样一个合理的教学顺序,就能使学生在掌握规律的同时,学到这种方法。
三、理想实验的方法。是人们头脑中想象的实验,是一种思维活动,在已有实践的基础上,经过推论、判断得出理想条件下的物理规律的方法。在“牛顿第一定律”一节,就利用此方法。由于学生思维活动还不是很丰富,缺乏一定的想象、逻辑推理能力,在演示实验时,可以不断的提问题来引导学生推理。如小车在毛巾表面运动时,提问:“小车为什么停下来”,“阻力”这是学生的答案。这时可借用此答案来否定亚里斯多德的观点。说明他的观点缺乏一定的前提条件,是不确切的。用棉布、木板重复上述实验,再观察再提问,最后教师提出:让大家设想一下,如果小车从斜面上滑下来,滑到一个非常光滑,阻力无限小的平面上,小车的运动将如何?由于有前三次实验做基础,学生很容易得出结论,这时教师再做一下总结,并介绍一下科学家得出牛顿第一定律的过程。这样使学生在心理上有优越感,好像自己也发现了一个科学定律,提高了对物理实验的兴趣,认识了实验及推理的重要性,同时提高了教学效果,对牛顿第一定律也就不难理解了。在其它一些实验的结论,往往都是在理想条件下得出的,如无摩擦、无热传递等等。这些理想实验即以真实实验为基础,有高于真实实验,它能更深刻地反映现象的本质,揭示事物的内在联系,是人们认识能力高度发展的体现,在推动物理学发展的过程中起着重要作用。
实验教学是使学生获得物理知识,发展能力,特别是发展他们创造能力的基本途径,在当前教学中,中学物理教学的迫切任务是必须切实做到以实验为基础。