謝毓平
物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的理論科學,物理實驗是高中物理教學中的重要手段和方法,有著不可替代的重要地位。通過實驗,不僅可以使學生掌握基本的實驗知識和技能,提高學生學習物理的興趣,培養(yǎng)他們的實踐能力與分析能力,更重要的是可以使他們樹立嚴謹?shù)?、實事求是的世界觀。《全日制普通高級中學物理教學大綱》也明確指出要大力加強演示和學生實驗??墒悄壳案咧形锢斫虒W中,物理實驗仍未得到充分重視,物理實驗教學有待進一步加強。作者結(jié)合日常物理實驗教學,提出對提高高中物理實驗教學有效性的看法。
一、重視實驗基本功的訓練,培養(yǎng)學生實驗基本操作能力。
物理實驗基本功是指實驗的基本理論、基本方法和基本技能。教師要充分重視課本的每一個演示實驗和分組實驗,中學物理教學大綱要求的分組實驗一定要做。學生很多到了高三實驗?zāi)芰€是弱項,實驗的基本技能依然掌握不到位,設(shè)計和完成實驗的能力亟待提高,對設(shè)計型的實驗題根本“無從下手”。實驗基本功的訓練主要在高一階段,認真做好課本每一個實驗及課外拓展實驗,培養(yǎng)和規(guī)范學生的基本實驗操作能力非常重要。實驗基本功具體主要包括:1.認識實驗的作用,通過實驗使學生了解實驗的設(shè)計思想和實驗的原理,懂得分析實驗誤差。2.了解實驗過程和步驟,能設(shè)計表格,整理實驗數(shù)據(jù),畫出圖線,得出結(jié)論。會利用實驗方法(如:替代法,比較法,半偏法,控制變量法,等效法等)進行測量。3.能正確、熟練按操作規(guī)程使用物理儀器。能仔細觀察認真讀數(shù),記錄數(shù)據(jù),解釋結(jié)果;能排除簡單實驗故障,寫出規(guī)范的實驗報告。
二、重視演示實驗中學生的參與,提高學生的學習興趣。
演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示,在操作的同時引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式。傳統(tǒng)的課堂教學,演示實驗通?!耙越處煘橹行摹保處熝菔?,學生看,教師講,學生聽,但是很多實驗學生根本看不清,特別是后面的學生。不同程度地限制和阻礙了學生智能的發(fā)展,直接影響學生實驗心理素質(zhì)的提高。在演示實驗中,應(yīng)積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納、總結(jié)。
1.讓學生上臺做演示實驗或協(xié)助教師做實驗,或教師創(chuàng)造實驗條件,為學生動手創(chuàng)造條件。對于一些實驗器材簡單,實驗效果顯著的演示實驗,盡可能讓學生上臺做演示實驗或協(xié)助教師做實驗,為學生動手創(chuàng)造條件。教師應(yīng)積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)。例如:在用單擺演示《機械能守恒定律實驗》中的動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化時,讓兩位同學參與實驗,一位同學靠近單擺站立,另一位同學把懸掛重球拉至他的鼻尖由靜止釋放,實驗者立于原位不動,小球來回擺動,
學生觀察當小球擺回時實驗者是否害怕,并根據(jù)實驗猜想一下動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中是否有某種定量關(guān)系。通過這樣的設(shè)計讓學生親身經(jīng)歷,以驚激趣,以趣生疑,以疑引思,迅速激發(fā)學生興趣,集中注意力,激發(fā)探究欲望。
2.在實驗器材允許的條件下,將演示實驗改為學生實驗,讓學生唱主角。學生實驗給學生提供了親自動手的機會,既調(diào)動了獲得知識的積極性和主動性,又讓學生在動手過程中,通過設(shè)計、操作、觀察、分析、歸納,自我解決頭腦中的“為什么”,總結(jié)出合乎事物發(fā)展的新規(guī)律,使每個學生獨特的個性和創(chuàng)新能力在動手尋找知識真諦的過程中得到發(fā)展。因此,在教學設(shè)備能夠滿足需要的情況下,或經(jīng)過努力能夠創(chuàng)造條件的情況下,應(yīng)盡可能地變演示實驗為學生實驗。例如:摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān),所需實驗儀器比較簡單,容易找,讓學生自己完成。演示實驗在教師指導下讓學生參與,不僅有展現(xiàn)學生實驗技能的機會,又能得到科學方法的訓練及能力的培養(yǎng),加深理解和掌握物理概念和規(guī)律,同時可領(lǐng)略物理學的思想,培養(yǎng)科學態(tài)度和科學方法。
三、重視學生分組實驗,加強科學探究性實驗,培養(yǎng)學生合作探究能力。
我們除了讓學生做完課本上的學生分組實驗外,把許多演示實驗也改成學生探究性分組實驗,讓學生充分地動腦、動手、動口,發(fā)揮學生在學習過程中的主體性、積極性和創(chuàng)造性,從而有利于學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。
在分組實驗中,教師要注重培養(yǎng)學生的合作探究能力。分組實驗中有幾點要注意:(1)實驗前,一定要預(yù)習實驗內(nèi)容,原理,步驟,注意事項,等等,做到胸有成竹;(2)合理安排學生的分組實驗,重視實驗策略教學。分組過程中注意到了男女同學的實際動手操作能力不同,男同學普遍的動手能力比較強,參與探究實驗的積極性比較高,但是女同學一半來說都不太愛動手,因此采用男女生平均分配原則,讓每組成員中男女比例相當,同時不同層次的同學對實驗的興趣不同,在實驗中既要滿足那些樂于探索、探索能力強的同學,又要讓所有同學都動起來,達到因材施教的目的;(3)課堂教學充分發(fā)揮學生的主體作用,在小組中由組長帶頭,指導和督促組員完成實驗;(4)合作學習不僅體現(xiàn)在小組內(nèi)的合作,而且體現(xiàn)在全班的交流合作;(5)若在交流中有的小組得出相反的結(jié)論,或提出其他見解,則教師不要回避,而應(yīng)該在組織學生討論中給出明確答案;(6)引導學生進行反思、評估。
四、重視課外實驗活動,開闊學生視野,豐富學生知識
課外實驗活動可以有下列三種組織形式:
1.家庭物理實驗。為了配合教學,把實驗的內(nèi)容、要求、方法等由教師布置給學生,由學生自己創(chuàng)造實驗條件。包括選用日常生活中的一些物品當做實驗器材,自制一些簡單的儀器或零件,自己動手獨立完成小實驗,等等。
2.開放實驗室。充分利用實驗室的儀器設(shè)備,采用課外時間,教師有組織地指導學生設(shè)計實驗方案,安裝儀器,完成實驗。
3.課外活動小組。對于比較復(fù)雜的實驗,可以組織課外活動小組,分工選購器材,自制儀器,創(chuàng)造實驗條件合作完成。第一,選題應(yīng)該科學性強、趣味性濃,同時具備取材容易、制作簡便、效果明顯、安全可靠等特點;第二,組織形式應(yīng)靈活、多樣;第三,指導放在難點關(guān)鍵,要大膽放手,切忌包辦代替;第四,及時總結(jié),通過展覽會、表演會、報告會、競賽評比等活動,不斷深化和豐富課外實驗成果。
總之,提高實驗教學的有效性,對激發(fā)學生學習興趣、發(fā)展智力、培養(yǎng)能力,提高高中物理教學質(zhì)量十分有益。只要廣大物理教師能達成這樣的共識,物理實驗必能發(fā)揮應(yīng)有作用。