摘 要: 物理是一門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科,要學(xué)好物理就必須改變過去注重知識(shí)傳授的傾向,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)是物理教育本質(zhì)的自然回歸,符合素質(zhì)教育的理論和實(shí)踐的要求。而課堂上的演示實(shí)驗(yàn)正是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分,它不僅是建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識(shí)不可缺少的環(huán)節(jié),而且能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、探索精神,以及良好的學(xué)習(xí)方法,更是變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育,提高人才科學(xué)素質(zhì)的重要手段之一。針對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的改革問題,作者談?wù)勛约旱捏w會(huì)和做法。具體包括以下幾個(gè)方面:實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性;實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路;實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法;實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)中的意識(shí)創(chuàng)新。
關(guān)鍵詞: 初中物理 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 演示實(shí)驗(yàn)
初中物理演示實(shí)驗(yàn)生動(dòng)有趣、易形成懸念。它在創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極性和主動(dòng)性,引導(dǎo)學(xué)生追根求源探索知識(shí)等方面有極其重要的作用。我就此談?wù)勛约旱捏w會(huì)和做法,與同行探討。
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性
學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”,其原因之一就是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還很缺乏,尤其是農(nóng)村由于經(jīng)費(fèi)不足,實(shí)驗(yàn)器材不到位,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法正常開展。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家非常重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究問題的方法,如日本初中物理的課時(shí)數(shù)只有75課時(shí),但安排的學(xué)生實(shí)驗(yàn)卻有20個(gè),演示實(shí)驗(yàn)有130個(gè),并且絕大多數(shù)都是研究性實(shí)驗(yàn),基本形成了以實(shí)驗(yàn)為中心的課堂體系??梢姡麄兊膶W(xué)生在實(shí)驗(yàn)方面得到訓(xùn)練和能力培養(yǎng)的機(jī)會(huì)比我國(guó)的學(xué)生多得多,他們的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)心理素質(zhì)比我國(guó)的學(xué)生強(qiáng)很多。我國(guó)相關(guān)教育部門已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到這點(diǎn),所以在當(dāng)前我國(guó)中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中,再次強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要地位,并且落到了實(shí)處,如國(guó)家花大力氣為農(nóng)村學(xué)校免費(fèi)完成了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和“農(nóng)村四配套工程”等。作為教師,我們更應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),除了完成書本上的指定實(shí)驗(yàn)以外,還必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難,并結(jié)合教學(xué)實(shí)際,尋找解決的方法,努力開發(fā)一些直觀的演示實(shí)驗(yàn),同時(shí)在教學(xué)中引進(jìn)近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就。這樣使教學(xué)內(nèi)容更加豐富,使學(xué)生的眼界更加開闊更容易接受。例如“分子間作用力”的演示,可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧,球的外側(cè)套上橡皮筋,平衡時(shí),引力等于斥力;增大球距時(shí),引力大于斥力;縮小球距時(shí),引力小于斥力。這樣不僅能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣,拓寬學(xué)生的視野,豐富他們的想象,而且能有效地提高他們觀察能力、分析問題和解決問題的能力。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路
演示實(shí)驗(yàn)作為一種教學(xué)手段,是教師備課的重要內(nèi)容,需要教師認(rèn)真研究和準(zhǔn)備。有的教師輕視課前演示實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作,結(jié)果造成演示失敗或出現(xiàn)意想不到的情況,以致課堂上手忙腳亂,“強(qiáng)行”讓學(xué)生接受結(jié)論,教學(xué)效果很不理想。造成這種情況的原因是多方面的,有的是思想認(rèn)識(shí)上存在問題,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視或持懷疑態(tài)度;有的是疏忽大意,認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單,以前做過或曾看見別人做過;還有的是怕麻煩。這些都是演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的大忌。教師在課前要準(zhǔn)備好與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的全部?jī)x器、材料,并在課前反復(fù)操作,達(dá)到熟練的程度,對(duì)于在實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的故障做到心中有數(shù),并能及時(shí)排除。同時(shí)掌握演示時(shí)間,注意與教學(xué)進(jìn)度緊密配合,并且要考慮除大綱和教材中規(guī)定的演示實(shí)驗(yàn)外,還可以適當(dāng)補(bǔ)充哪些小實(shí)驗(yàn),或?qū)ΜF(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)作必要的改進(jìn),以提高教學(xué)效率。例如在講解蒸發(fā)吸熱這一問題時(shí),可用方座支架、小燒瓶、細(xì)玻璃管、有色水和小燒杯等組裝一個(gè)伽利略氣體溫度計(jì),用它來演示蒸發(fā)吸熱現(xiàn)象比直接用普通溫度計(jì)演示更清晰、直觀。此外要考慮在演示過程中如何引導(dǎo)學(xué)生觀察,啟發(fā)學(xué)生思維,最大限度地發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的作用。
許多物理知識(shí)是通過觀察和實(shí)驗(yàn),認(rèn)真地加以思索和總結(jié)得到的。如對(duì)于彩虹,只有在特定的雨天后才能看到,平時(shí)看不到。在課堂上用三棱鏡做光的色散實(shí)驗(yàn)讓彩虹出現(xiàn)在教室里,能使學(xué)生感到新奇,再引導(dǎo)讓學(xué)生去討論解開雨后彩虹形成的這個(gè)謎。實(shí)驗(yàn)就是在人工控制條件下使物理現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)供人們觀察的工作。這里學(xué)習(xí)的就不僅僅是色散的知識(shí),更重要的是這種探索事實(shí)的根本方法——實(shí)驗(yàn)。
物理就是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,物理的定義、定理、規(guī)律、定律大都建立在大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)中,所以我認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在課上,也可以在課下;可以使用實(shí)驗(yàn)室所配備的器材,也可以自備自制教具,甚至可以使用我們?nèi)粘I钪械默F(xiàn)有物品。經(jīng)常用學(xué)生身邊的物品做實(shí)驗(yàn),如用水和玻璃做光的色散實(shí)驗(yàn)等,這些器材學(xué)生更熟悉,更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊,物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力:大家一起來想一想,還可以用什么來說明我們要知道的內(nèi)容,或者這種類似的方法我們可以用來解決其他什么問題,等等,調(diào)動(dòng)學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。
總之,我們不應(yīng)為做實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn),做實(shí)驗(yàn)是為了學(xué)習(xí)這種研究事物內(nèi)在聯(lián)系,研究問題的方法。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法
1.注重引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)。
觀察是實(shí)驗(yàn)的第一步,也是創(chuàng)新的前提。觀察在生活中無處不在。
案例一:在演示凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí),可先讓學(xué)生細(xì)致觀察,然后出示以下問題:①本實(shí)驗(yàn)需要研究觀察什么?怎樣觀察?觀察時(shí)光屏、透鏡、火焰三者的位置關(guān)系如何?②在光屏上會(huì)出現(xiàn)什么樣的像?③適當(dāng)改變距離后像的大小有何特點(diǎn)?光屏上是否一直都有像,若沒有是在什么情況下?為使學(xué)生養(yǎng)成細(xì)致觀察的習(xí)慣,培養(yǎng)他們的觀察能力,應(yīng)該在沒有出示以上問題時(shí)就讓學(xué)生自由觀察。待觀察一段時(shí)間后,再讓學(xué)生回答以上問題??隙ㄓ胁糠謱W(xué)生觀察方法不當(dāng),可指導(dǎo)學(xué)生重新觀察,這樣做可以大大激發(fā)學(xué)生的求知欲,使學(xué)生掌握正確的觀察方法,從而留下深刻的印象。
在觀察中,要引導(dǎo)同學(xué)討論觀察的方法和應(yīng)注意的問題??梢蕴崾究吹降牟煌默F(xiàn)象是由不同的原因引起的,但是具體到是哪些原因,就應(yīng)該由學(xué)生通過多次的實(shí)驗(yàn)得出一定的結(jié)論,而不是老師在黑板上把各種條件羅列出來,讓學(xué)生按部就班。那樣做實(shí)際上限制了學(xué)生的思維,不利于學(xué)生形成創(chuàng)新思維。
2.要與學(xué)生緊密配合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
演示實(shí)驗(yàn)本來就是教師利用課堂時(shí)間為學(xué)生演示,在操作的同時(shí)又引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中,課堂演示實(shí)驗(yàn)一般以教師為主體,學(xué)生僅僅是旁觀者,而且很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生根本看不清,特別是后幾排的學(xué)生,不同程度地限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展,直接影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)心理素質(zhì)的提高,也不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,不能把學(xué)生當(dāng)做被動(dòng)接收的容器。教師要在演示的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生觀察,不斷啟發(fā)提問,讓學(xué)生分析、討論,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論合情合理地被推導(dǎo)出來。
演示實(shí)驗(yàn)時(shí)還要注意不僅要現(xiàn)象清楚,而且要面向全體學(xué)生。教師要想方設(shè)法增大演示實(shí)驗(yàn)的可見度。投影放大、機(jī)械放大、自制可見度大的儀器進(jìn)行演示等都是常用的方法。甚至在實(shí)驗(yàn)操作中讓學(xué)生積極參與,充分了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,多次重復(fù),加深印象,鞏固記憶。如讓學(xué)生上前來讀數(shù)或動(dòng)一動(dòng)手。案例:在進(jìn)行馬德堡半球演示時(shí),我先讓兩個(gè)“大力士”上來拉,不能將兩個(gè)半球拉開;打開活塞,讓空氣進(jìn)入半球中,再讓兩個(gè)力氣最小的學(xué)生來拉,卻很輕松地將兩個(gè)半球分開了。兩相對(duì)比,說明大氣壓強(qiáng)不僅存在,而且不小,給全體學(xué)生都留下了深刻的印象。
演示實(shí)驗(yàn)在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與,不僅讓學(xué)生有展示實(shí)驗(yàn)技能的機(jī)會(huì),而且能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng),加深理解和掌握物理概念和規(guī)律,同時(shí)又可領(lǐng)略物理學(xué)的思想,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。
3.采用多種實(shí)驗(yàn)方法,活躍學(xué)生思維。
在幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上,應(yīng)允許學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍,對(duì)所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在確定的目標(biāo)下有全局觀點(diǎn)善于妥協(xié),在不同情況下善于應(yīng)變,從而培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力,使學(xué)生分析、抽象概括、綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。
4.創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問題,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。
教師在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造性地應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段,將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合,用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。因此除了演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)之外,在學(xué)生的模型制作、游戲、調(diào)查小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,也可以發(fā)展創(chuàng)造活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造。例如,學(xué)習(xí)固體能傳聲的知識(shí)后,引導(dǎo)學(xué)生自制土電話。
四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)中的意識(shí)創(chuàng)新
教師對(duì)教學(xué)目標(biāo)的完成情況進(jìn)行評(píng)估,為制訂下一個(gè)目標(biāo)做準(zhǔn)備,這是一個(gè)學(xué)科目標(biāo)的結(jié)束。如果說學(xué)生已經(jīng)掌握了知識(shí)的重點(diǎn)、難點(diǎn),形成了相應(yīng)的技能技巧,那么教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行總結(jié):學(xué)生掌握了什么?超越了什么?誰做得最好?
在以往的教學(xué)評(píng)價(jià)當(dāng)中,往往是以學(xué)生的一次次考試的成績(jī)來評(píng)價(jià)學(xué)生。在具有創(chuàng)新意識(shí)的教育教學(xué)過程中,這個(gè)評(píng)價(jià)方法自然也應(yīng)該有所改進(jìn),而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)似乎成了其中的重點(diǎn)。新的評(píng)價(jià)觀點(diǎn)應(yīng)該重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中解決問題的能力,這也是我們努力的方向之一。
總之,創(chuàng)新教育能使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),開發(fā)智力,提高素質(zhì),增加學(xué)生鍛煉的機(jī)會(huì),增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的能力。而其在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體實(shí)施,也會(huì)給我們培養(yǎng)大量的適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)需要的人才提供平臺(tái)。