蒙淑懿

物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)要讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能,又要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力,使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的真正主人,會(huì)自主學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)向素質(zhì)教育的根本轉(zhuǎn)變.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,有助于又好又快地推進(jìn)實(shí)施素質(zhì)教育.

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn),激活學(xué)生的探索欲

物理教材的許多實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),一般只是模仿和重復(fù),難以滿足學(xué)生求知欲.實(shí)驗(yàn)前學(xué)生不知道在實(shí)驗(yàn)中必須仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),必須認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),才能尋找出科學(xué)的結(jié)論.因此,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)精心設(shè)計(jì),周密安排,在保證安全的情況下讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在探索過程中親自動(dòng)手、開動(dòng)腦筋,提高自身的創(chuàng)造力.例如,新教材的緒言安排了學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程:取一個(gè)杯子,在杯中裝滿水:①若將一只回形針輕輕放入水中,請(qǐng)學(xué)生猜測(cè),水是否溢出?②讓學(xué)生嘗試;③請(qǐng)學(xué)生猜想:在水不溢出的情況下,最多能放多少只回形針?④讓學(xué)生試一試,一共可放入多少只回形針?實(shí)際放入的數(shù)量與猜測(cè)相差多少?⑤與其他小組交流,比一比,誰(shuí)放得最多?猜一猜,能放入回形針的數(shù)量與哪些因素有關(guān).在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生模仿了科學(xué)家的研究過程和方法,親身體驗(yàn)探究活動(dòng)過程,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中,教師要鼓勵(lì)學(xué)生大膽地猜想和獨(dú)立地思考,并在實(shí)驗(yàn)中否定錯(cuò)誤的假設(shè)或修正不完善的猜想,從而讓學(xué)生尋找到可能并不全面、準(zhǔn)確的結(jié)論.但讓學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、討論、分析、歸納去發(fā)現(xiàn)問題,去探索解決問題的多種途徑和方法,使學(xué)生的求知欲得到滿足,領(lǐng)悟而獲得書本上學(xué)不到的知識(shí),從中體會(huì)物理學(xué)習(xí)的樂趣.

二、加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有開放性、創(chuàng)造性的特點(diǎn),是在特定的條件下,運(yùn)用已有知識(shí)獨(dú)立設(shè)計(jì)出能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊环N或幾種切實(shí)可行的方案,對(duì)知識(shí)深度要求不高,但思維方法要嚴(yán)謹(jǐn),思路須清晰,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑之一.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是通過讓學(xué)生從知識(shí)獲取的過程中深化知識(shí)理解,并能運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問題,完成常規(guī)實(shí)驗(yàn)后,可給學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)課題,使學(xué)生能利用已有的知識(shí)、技能解決問題,但要注意解決方案應(yīng)具有多樣性,要有意識(shí)地為學(xué)生營(yíng)造一種探索的氛圍,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力.例如,沒有量筒,如何測(cè)出一瓶食用油的密度?學(xué)生應(yīng)用質(zhì)量、重力、密度、二力平衡和阿基米德原理等已有的物理知識(shí)和用彈簧秤測(cè)重力等已有的實(shí)驗(yàn)技能設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn),能靈活有效地解決問題.學(xué)生用“替代法”測(cè)出一小瓶水的質(zhì)量m_水,再在另一相同小瓶中倒入同樣多的食用油,測(cè)出其質(zhì)量m_油,根據(jù)V_水=V_油再由ρ=m/V得m_水/ρ_水=m_油/ρ_油就能求出油的密度,有的學(xué)生利用連通器原理,U形管兩側(cè)液體壓強(qiáng)相等的方法:先在U形玻璃管內(nèi)裝入一定量水,再在其一側(cè)加少量食用油,在平衡面兩液體交界處取一條水平線,用刻度尺量出平衡面以上油柱及水柱的高度h₁和h₂,根據(jù)左右壓強(qiáng)相等,即p左=p右,ρ_油gh₁=ρ_水gh₂求出油的密度.增強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),多方位激活學(xué)生思維,會(huì)使學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)從不同角度解決問題,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力是十分有益的.

三、改變不同的實(shí)驗(yàn)條件,關(guān)注預(yù)期不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)際教學(xué)中經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生去追溯物理學(xué)家思考、研究的源頭,從中吸取物理思想的營(yíng)養(yǎng).對(duì)教材中的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),盡量拓展實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作過程,引導(dǎo)學(xué)生思考:“為什么要這樣做?”“還有其他的可行辦法嗎?”教學(xué)中經(jīng)常滲透物理學(xué)思想,有利于提高學(xué)生創(chuàng)新能力.如“雞蛋會(huì)不會(huì)破?”實(shí)驗(yàn):雞蛋從一米多高的地方落下到地板上,肯定會(huì)被打破.當(dāng)在地板上放一塊泡沫塑料墊,盡可能把雞蛋舉高,然后放開手,雞蛋下落到泡沫塑料墊上,看看雞蛋會(huì)不會(huì)被打破.設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是要讓學(xué)生理解動(dòng)量定理,預(yù)期的現(xiàn)象是雞蛋下落到泡沫塑料墊上后,不會(huì)被打破.如果要求學(xué)生把雞蛋從1米左右高度下落,那么預(yù)期的現(xiàn)象是很容易實(shí)現(xiàn).但這樣的實(shí)驗(yàn)不利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、科學(xué)精神和科學(xué)方法.

實(shí)際上,在教學(xué)中拓展上述物理實(shí)驗(yàn)的辦法,可改變上述實(shí)驗(yàn)條件:(1)讓同一雞蛋從不同高度下落時(shí),讓學(xué)生觀察雞蛋是否能一直保持完整而不破損,當(dāng)然隨著高度的增加,雞蛋最終會(huì)被打破.(2)使用不同的雞蛋同時(shí)從兩三米左右高度下落,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)有些雞蛋完好,有些破損.這是為什么呢?這時(shí),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生深入思考這些與預(yù)期不同的實(shí)驗(yàn),并提出能繼續(xù)深入探究的

課題,如雞蛋殼的硬度等.通過對(duì)不同的雞蛋進(jìn)行進(jìn)一步探究,可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神.

四、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,發(fā)揮主導(dǎo)、主體功能

物理學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識(shí)世界的一種重要活動(dòng),是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ);物理學(xué)理論則是人類對(duì)自然界最基本、最普遍規(guī)律的認(rèn)識(shí)和概括.按照新《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求,大力探索、改革中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,突出學(xué)生的主體地位.教學(xué)中,教師要充分相信學(xué)生,使學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生學(xué)會(huì)自覺看課本,引導(dǎo)動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,開拓思路,對(duì)疑難或錯(cuò)誤問題認(rèn)真分析討論,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)作用,激活學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,變單向信息傳遞為雙向、多向式信息傳遞與交流.教師在課內(nèi)講重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)和注意點(diǎn),發(fā)揮好主導(dǎo)調(diào)控作用.采取提問、答疑、討論、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、動(dòng)手操作等方式,不斷加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

五、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到課堂之外

(一)興趣是把學(xué)習(xí)推向更高層次的永恒動(dòng)力.法國(guó)教育家赫爾巴特指出:“教學(xué)應(yīng)當(dāng)貫穿在學(xué)生的興趣當(dāng)中,使學(xué)生的興趣在教學(xué)的每一階段都能連貫表現(xiàn)為注意、等待、探究.興趣既是教學(xué)手段,又是教學(xué)目的.”因此教學(xué)中教師要著力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.如學(xué)習(xí)“光的直線傳播”后,讓學(xué)生課外做“針孔照相機(jī)”的實(shí)驗(yàn),有些學(xué)生還做成了可調(diào)節(jié)式的,效果較好.事實(shí)上有些課堂實(shí)驗(yàn)和課后小實(shí)驗(yàn)可改為探索性實(shí)驗(yàn).如一個(gè)大燒杯和小試管中均裝有水,對(duì)大燒杯底部加熱,當(dāng)大燒杯中的水沸騰時(shí),觀察小試管中的水是否會(huì)沸騰.學(xué)生覺得這題很難回答,但讓學(xué)生動(dòng)手并去觀察這個(gè)實(shí)驗(yàn)方法,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)大燒杯中的水沸騰后,小試管中的水真的沒有沸騰,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生分析其原因,歸納得出沸騰的條件:①達(dá)到沸點(diǎn);②繼續(xù)吸熱,這種親身體驗(yàn)的“發(fā)現(xiàn)和獲取成功”的過程,給學(xué)生留下了深刻的印象,培養(yǎng)了學(xué)生操作、實(shí)驗(yàn)、觀察、分析等能力,有效地激活學(xué)生的探索欲望.在教學(xué)過程中,注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,當(dāng)學(xué)生把學(xué)習(xí)當(dāng)作自身需要時(shí),就有了強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),他們就會(huì)愉快地學(xué)習(xí).

(二)利用多媒體模擬物理實(shí)驗(yàn),可幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理和現(xiàn)象.多媒體輔助教學(xué),可以提升教師的現(xiàn)代教學(xué)意識(shí)和觀念,創(chuàng)設(shè)良好的課堂氛圍,優(yōu)化教學(xué)過程.當(dāng)前,計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)很先進(jìn),制作功能強(qiáng)大,能制作出十分逼真,互動(dòng)性很強(qiáng)的模擬物理實(shí)驗(yàn)課件,演示效果很好.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,能適時(shí)適度地利用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.對(duì)那些知識(shí)比較抽象,受實(shí)驗(yàn)條件限制、或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)有危險(xiǎn)等實(shí)驗(yàn),教師可運(yùn)用Flash及Power Point等軟件來(lái)制作課件,利用多媒體集文字、圖像、圖形、聲音、視頻、動(dòng)畫于一體的功能,通過生動(dòng)、形象、動(dòng)感、新穎的畫面演示物理實(shí)驗(yàn),將比較抽象,難以理解的物理現(xiàn)象由抽象變直觀,由靜態(tài)變動(dòng)態(tài),激發(fā)學(xué)生的積極性,提高教學(xué)效率.如講到“電流”時(shí),電流是電荷定向移動(dòng)形成的,但電流是看不見摸不著的,利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)動(dòng)態(tài)模擬顯示出來(lái),有利于學(xué)生對(duì)電流知識(shí)的理解.

(三)開展物理活動(dòng)課,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力.物理來(lái)源于生活,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該與生活緊密聯(lián)系起來(lái).開展物理活動(dòng)課,就是讓學(xué)生走出課堂,走上社會(huì),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)接觸生產(chǎn)、生活實(shí)際,把所學(xué)的物理知識(shí)運(yùn)用到生活實(shí)際中去,擴(kuò)展學(xué)生物理知識(shí)應(yīng)用實(shí)踐的空間,使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到物理來(lái)源于生活,同時(shí)又是解決生活問題的基本工具.在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,根據(jù)學(xué)生的生活體驗(yàn),科學(xué)、有效地創(chuàng)設(shè)生活情境,使學(xué)生在熟悉的物理生活情境中愉快地探索問題,采用靈活多樣的切入方法,找到解決問題的規(guī)律.如,鼓勵(lì)學(xué)生開展課外小實(shí)驗(yàn)、小制作,以促進(jìn)和加深對(duì)課堂知識(shí)的理解.課外小實(shí)驗(yàn)可以利用生活中一些邊角余料或廢棄材料自制實(shí)驗(yàn)器材,獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中沒有成套儀器,沒有固定實(shí)驗(yàn)步驟,沒有老師指導(dǎo),一切靠學(xué)生自己去完成.如學(xué)習(xí)“大氣壓”后,制作“水氣壓計(jì)”;學(xué)習(xí)“簡(jiǎn)單電現(xiàn)象”后,制作驗(yàn)電器;學(xué)習(xí)“質(zhì)量測(cè)定”后,制作簡(jiǎn)易天平測(cè)質(zhì)量.在實(shí)踐中,學(xué)生創(chuàng)造性地選器材,做成形狀別具一格,讓人耳目一新,通過實(shí)踐學(xué)生得到展示創(chuàng)造才能的機(jī)會(huì),體驗(yàn)到了成功的喜悅,提高了實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?極大培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)造性思維與動(dòng)手動(dòng)腦的好習(xí)慣.把物理知識(shí)與生活、學(xué)習(xí)活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),通過收集資料、動(dòng)手操作、合作討論、辯論、小組活動(dòng)、參觀調(diào)查等活動(dòng),讓學(xué)生在活動(dòng)中真正感受到物理在生活中無(wú)處不在,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高他們利用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.在校園內(nèi)舉辦物理知識(shí)講座,開設(shè)物理與生活問題板報(bào),開展物理知識(shí)競(jìng)賽等第二課堂活動(dòng),將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到課堂之外,滿足愛好物理的學(xué)生的求知需要,擴(kuò)大學(xué)生的物理知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新和優(yōu)化,加深和鞏固了學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律的理解,掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能,得到科學(xué)研究方法的訓(xùn)練,有利于激發(fā)潛能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.合理改進(jìn)和優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生成為學(xué)習(xí)主人,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.

(責(zé)任編輯:易志毅)