石欣榮
物理是一門以實驗為基礎的科學,怎么強調實驗都不會過分。盡管教學實驗已經(jīng)過挑選,但不是每一個都能在較短時間內順利完成的,常需要教師在課前找條件、作改進,解決阻礙成功的問題。實際上這樣刻意去做,不僅費時費力,而且抹殺了學生探究、創(chuàng)造的機會。筆者根據(jù)多年的物理實驗教學經(jīng)驗,從以下幾個方面對發(fā)散探究進行了研究,取得了明顯的教學效果。
一、以實驗的現(xiàn)象發(fā)散探究
探究是科學實驗最本質特征之一。如何將驗證性實驗轉化為探究性實驗,以實驗培養(yǎng)學生的探究能力,是教師在教學中應當要思考的問題。將問題直接暴露在學生面前,可以促使他們去思考、去提問。楞次定律是電磁學一個重要定律,教師普遍感到難教,學生感到難學,盡管教師在課堂演示,但學生由于被動接受使感性認識不深刻,造成對定律理解不透,時常出錯。如果在課堂上讓學生親自動手探索其中奧妙,既能提高教學質量,又能培養(yǎng)學生思維能力。下面就以這一課題為例,探討探究式實驗教學。
1,創(chuàng)設情境。提出研究課題
新的教學內容可以由一個個問題呈現(xiàn)出來,這樣學生的學習動機起源于情境變化的刺激,教師應盡量創(chuàng)設問題情境,給學生造疑,使其產生濃厚的興趣,針對本節(jié)課,可以設計以下幾個問題:
a,產生感應電流的條件是什么?b,用所給實驗儀器能否產生感應電流?如果能,請設計電路,并證明電流的存在。c,引起閉合線圈中磁通量的變化有幾種方式?d,產生的感應電流是否也產生新的磁場?如果有,能否通過儀器用所學的知識判斷產生的磁場方向?e。通過實驗研究由感應電流產生的磁場B和產生感應電流原磁場B磁通量變化之間關系。
2,設計實驗方案
先讓學生對所提出問題進行討論,提出解決方法,教師在提問過程中適當加以引導和總結,在實驗前,要求學生一定要判斷好原磁場的磁通量變化及電流表指針偏轉情況,判斷線圈的繞向和感應電流磁場方向,根據(jù)研究問題順序先畫出電路圖,列出實驗表格。
3,歸納實驗結論,總結靳理規(guī)律
實驗完成之后,從表格和圖像中比較出感應電流產生的磁場與引起感應電流的原磁場的磁通量變化總是存在著阻礙作用,不是簡單的相反,更不是阻止,因為磁場方向上有“增反減同”的變化。這樣學生在感性認識基礎上升為理性認識,最終豁然開朗,理解了楞次定律中的前因后果,既加深了對知識的理解,又使學生的積極性、主動性、創(chuàng)造性得到了極大的發(fā)揮,并且能深化知識,用于實踐。
二、以實驗的裝置發(fā)散探究
一些分組實驗可以改成探究性實驗,如“測定玻璃的折射率”,除了介紹課本上利用平行玻璃磚測量玻璃的折射率之外,還能否利用三棱鏡對光線偏折作用測玻璃的折射率?根據(jù)課后習題的啟發(fā)利用半圓形玻璃磚對光線的全反射作用測折射率。學生可以根據(jù)自己的喜好選擇實驗方案。此外在平行玻璃磚實驗引起誤差的討論題目中,經(jīng)常有誤將玻璃磚平移,問實驗結果會怎樣變化的習題出現(xiàn),這類習題也可以作為一種問題加以探索,讓學生親自動手操作,得出結果與理論推理相比較,有理有據(jù)使學生印象深刻。
三、改進“測量”型、“驗證”型實驗發(fā)散探究
現(xiàn)在高考常有的實驗設計題需要學生具有探究性實驗能力,這就要求學生具備多種機智或者說要學生具備發(fā)散思維、換元思維、轉向思維和創(chuàng)優(yōu)思維等思維能力。這些能力都要靠平時培養(yǎng)。比如在高二,學完“恒定電流”全章教材后,根據(jù)學生在初高中兩個階段有關知識,將“伏安法測電阻”實驗改為如下的設計性實驗:下面是5種不同測量電阻實驗的器材,請根據(jù)各套器材設計不同的實驗,且比較哪種方法測得電阻值較準確,分析其原因。共用器材為待測電阻R(10Ω,0.5 A),電源,電鍵,滑動變阻器,導線若干。a,伏特表、安培表各1個,共用器材;b,伏特表2個,電阻箱1個,共用器材;c,安培表2個,電阻箱1個,共用器材;d,伏特表1個,電阻箱1個,共用器材;e,安培表1個,電阻箱1個,共用器材。上述改進后的實驗也有利于培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維。除此之外,還可適當提供一些受阻問題,如將b和c組中的電阻箱拿走等。
四、為學生設計志趣相投的主題活動發(fā)散探究
實踐表明,與學生主體經(jīng)歷和經(jīng)驗相貼近的活動主題,學生必然感興趣,樂意參加,因此,在選擇探究性學習主題時,應從學生的主體經(jīng)驗和人生經(jīng)歷中尋找與教學內容相貼近的主題。如“探究形變與彈力的關系”中的“討論與交流”——討論生活中橋梁的最大承受力與哪些因素有關,為此組織學生進行了一次比賽,看誰設計的橋(模型)既美觀承受力又強。比賽過程精彩刺激,學生反應熱烈,學生通過自己在探究過程中的真實體驗,不僅對知識印象深刻,更是感受到探究過程的無窮樂趣。
物理教學中的實驗探究,很好地培養(yǎng)了學生思維的發(fā)散性,使學生始終處于積極主動地探索知識的狀態(tài)中,學生好比是“獵取”知識的“獵手”,教師處于主導地位,是“導演”或“樂隊的指揮”,通過“指揮棒”去指揮全班學生“演奏”一曲曲的篇章。