李肖晏
在高中物理教學(xué)中,無論是物理概念的建立,還是物理規(guī)律的形成,甚至是物理結(jié)論的得出都是以物理實驗為基礎(chǔ)的,而學(xué)生的創(chuàng)新實驗?zāi)芰Ω窃跇O大程度上受到了物理實驗?zāi)芰Φ挠绊?。因而,在大力提倡新課程改革的今天,廣大物理教師必須重視高中物理實驗教學(xué)。
高中物理實驗教學(xué)創(chuàng)新能力實驗教學(xué)是高中物理教學(xué)的重點,也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要因素。然而,在傳統(tǒng)的高中物理教育教學(xué)中,教師往往只注重成績的好壞,而忽視了實驗教學(xué)的重要性,最終失去了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的機會。因此,在新課程改革不斷深入的今天,我們應(yīng)當改變這一現(xiàn)狀,注重實驗教學(xué),加強對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
一、怎樣改革物理演示實驗教學(xué)
1.重視演示實驗教學(xué),加強能力培養(yǎng)
目前,學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”,其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實驗。在當前我國中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中,我們對物理實驗教學(xué),必須引起高度的重視,為了研究好這些課題,教師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)實際,研究解決的方法,努力開發(fā)一些直觀的演示,同時在教學(xué)中引進近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就,例如,用激發(fā)演示光的干涉和衍射,用發(fā)光二極管演示電磁感應(yīng)中機械能與電能的相互轉(zhuǎn)化等。在實驗教學(xué)中,可在規(guī)定的實驗中,適當增加相關(guān)演示項目,使教學(xué)內(nèi)容更加豐富,使學(xué)生的眼界更加開闊。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,引力等于斥力;增大球距時,引力大于斥力;縮小球距時,引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣,更多地拓寬學(xué)生視野豐富他們的想象,而且能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。
2.在演示實驗中增加學(xué)生的參與
演示實驗是教師利用課堂時間為學(xué)生演示,在操作的同時又引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué),演示實驗通常教師演示,學(xué)生看,但是很多實驗學(xué)生根本看不清,特別是后邊的學(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,直接影響學(xué)生實驗心理素質(zhì)的提高。因此,在演示實驗中,應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié),甚至在實驗操作上讓學(xué)生積極參與,讓學(xué)生充分了解實驗的內(nèi)容,多次重復(fù),加深印象,鞏固記憶。例如,在“楞次定律”一節(jié)的教學(xué)中,筆者變原來的課堂演示實驗為邊做邊講實驗,每兩位學(xué)生發(fā)一套實驗器材(干電池、電流表、原線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線),實驗中讓學(xué)生首先觀察電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系,再觀察原線圈的電流方向與磁鐵運動方向的關(guān)系,把直觀的材料作為培養(yǎng)學(xué)生知覺、觀察力的材料,引導(dǎo)學(xué)生仔細、準確地進行觀察,然后引導(dǎo)學(xué)生討論、研究、對比、總結(jié)出感生電流所引起的磁場方向與磁鐵運動方向的關(guān)系,最后訓(xùn)練學(xué)生用科學(xué)的語言描述,并解釋所觀察到的現(xiàn)象,從而順理成章地寫出楞次定律??梢姡菔緦嶒炘诮處熤笇?dǎo)下讓學(xué)生參與,不僅有顯示學(xué)生實驗技能的機會,又能得到科學(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.變驗證性實驗為探索性實驗
中學(xué)物理課堂演示實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗,而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證,鞏固和加深對基本規(guī)律和基本原理的認識。但是,對學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉,也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動探索物理規(guī)律的能力,而探索性實驗對培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實驗?zāi)芰敖鉀Q實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說:“對真理的探索比占有更加寶貴”。因此,在教學(xué)中可把一些驗證性的實驗變?yōu)樘剿餍缘膶嶒?。在實驗教學(xué)中,要盡量再現(xiàn)實驗的設(shè)計過程,多讓學(xué)生想想:“為什么要這樣做?”“換種方法行不行?”以此滲透物理思想,啟迪學(xué)生思路。例如,在“牛頓第二定律”一節(jié)的教學(xué)中,筆者將這個驗證性實驗變?yōu)樘剿餍詫嶒?。其研究方法:①邊學(xué)邊做實驗:首先,讓學(xué)生按照自己設(shè)計好的實驗方案做實驗,使學(xué)生從實驗中初步認識物體的加速度a與物體的質(zhì)量m及它所受外力F有關(guān)。其次,筆者再演示課本上的實驗,規(guī)范操作,這樣,不僅使學(xué)生掌握科學(xué)的實驗方法,而且讓學(xué)生觀察實驗過程,注意發(fā)現(xiàn)研究對象引起變化的原因和條件以及在實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象,使學(xué)生對a和F、m的關(guān)系獲得感知。②探索知識:指導(dǎo)學(xué)生對問題進行具體研究,處理實驗數(shù)據(jù)、列表、畫出a-F、a-1/m的圖像。③歸納總結(jié):師生共同分析、歸納、總結(jié)出牛頓第二定律。這樣,讓學(xué)生用實驗探索和理論探研兩種方法自我進行推證,在推證過程中學(xué)生就自然而然地對核定的研究對象、成立條件、使用范圍、注意事項搞得一清二楚。讓學(xué)生由學(xué)知識變?yōu)橹鲃犹剿髯匀灰?guī)律,對知識學(xué)得更扎實更牢固,同時使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。
二、加強設(shè)計性實驗課程
1.設(shè)計實驗題目的原則
首先,教師在進行選題時應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的自身能力確定實驗題目,而不應(yīng)該一味地突出實驗的復(fù)雜性,只要能給出實驗的大致內(nèi)容以及實驗?zāi)康募纯?;其次,教師?yīng)當讓學(xué)生獨立查閱資料,制定相關(guān)的實驗方案,進而使學(xué)生在認真思考的基礎(chǔ)上,提出相關(guān)的問題,并分析、解決問題,然后在教師的引導(dǎo)下進行實驗總結(jié)。
2.設(shè)計實驗的類型
教師應(yīng)當幫助學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容設(shè)計實驗形式。具體而言,教師可以將設(shè)計性課題大致分為以下兩種類型:其一,教師可以根據(jù)給定的實驗設(shè)備來幫助學(xué)生完成相關(guān)的高中物理實驗,如測量之類的實驗;其二,教師可以提出相關(guān)的測量要求,不限定實驗方法以及設(shè)備,讓學(xué)生獨立完成高中物理實驗。
3.設(shè)計性實驗分類
設(shè)計性實驗內(nèi)容可以大致分為兩類:其一,是測量物理量的課題,如物體長度的測量;其二,是探究和應(yīng)用的課題,如測量一張紙的厚度等。需要注意的是,教師應(yīng)當分類對學(xué)生進行引導(dǎo)性實驗教學(xué),提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時,教師還應(yīng)當注重引導(dǎo)學(xué)生進行相關(guān)的分析討論,共同設(shè)計實驗方案。這樣做,有利于消除學(xué)生的思維定式以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
綜上所述,在推行新課程改革的今天,教師應(yīng)當摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)方法,注重實驗教學(xué),進一步提升學(xué)生對實驗的重視程度,并根據(jù)現(xiàn)今的高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀,探究新型的實驗教學(xué)方式,讓學(xué)生在實驗教學(xué)中體會高中物理學(xué)習(xí)的樂趣,從而有效地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。