陳愛永

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),實驗在物理教學(xué)中占有重要的地位。在中學(xué)的各門課程中,物理課在提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)方面起著無可替代的作用,實驗在物理教學(xué)中更是占有著重要的地位?，F(xiàn)代理科教學(xué)的一個重要的特征是從強(qiáng)調(diào)知識內(nèi)容向獲取知識的科學(xué)過程的轉(zhuǎn)變,從單純積累知識向探求知識的轉(zhuǎn)變。重視科學(xué)過程構(gòu)成了現(xiàn)代理科教學(xué)的基本原則,如何培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力成為物理實驗教學(xué)改革的重要探索課題,也是物理實驗教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。

一、演示實驗——“自主”

傳統(tǒng)的演示實驗的教學(xué)是教師做,學(xué)生看。學(xué)生由于缺少“參與”意識,往往調(diào)動不起積極性,發(fā)揮不了主體作用,獨立操作能力及創(chuàng)造力難以得到充分培養(yǎng)。變演示實驗為分組實驗,就是教師啟發(fā)、指導(dǎo)學(xué)生,將演示的過程轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己獨立地運用實驗去探求知識或獲取必要的感性知識,從而自己得出結(jié)論的過程。這樣做不僅可以在課堂上增加學(xué)生動手動腦的機(jī)會,加強(qiáng)實驗基本功的訓(xùn)練,而且可以通過實驗探求知識,獲取知識。對學(xué)生來說,按照思維發(fā)展獲取新知識的過程,本身就是創(chuàng)造的過程。變演示實驗為分組實驗,增加的就是學(xué)生的創(chuàng)造體驗。這種效果是單純的演示實驗所不能達(dá)到的。

1.學(xué)生自主設(shè)計實驗方案

實驗方案的設(shè)計關(guān)鍵是讓學(xué)生考慮好實驗?zāi)康?、原理。在研究焦耳定律的演示實驗時,筆者先向?qū)W生提出了這節(jié)課的課題:“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)”,怎樣才能看到電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象(要用到物理研究的轉(zhuǎn)換法)。學(xué)生經(jīng)過筆者的啟發(fā)、引導(dǎo),再經(jīng)過認(rèn)真思考,自愿組合的小組討論,設(shè)計出不同的方案,有的方案效果特別好。例如:有的學(xué)生取兩根阻值不同的電阻絲,在電阻絲上分別用凡士林粘上若干根火柴梗,通電后發(fā)現(xiàn)阻值較大的電阻絲上的火柴梗依次掉了下來;有的學(xué)生讓燒瓶中的空氣受熱壓強(qiáng)增大,推動管中的紅水柱移動;有的學(xué)生想到使木條吸收電熱升溫達(dá)到著火點而燃燒……這樣變限制性的演示實驗為開放性探究性實驗,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)和探究物理的積極性,培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維能力,學(xué)生自主探究能力得到了提升,學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念得到了實踐。

2.學(xué)生自主選制實驗器材

學(xué)生設(shè)計出實驗方案后,可以向?qū)嶒炇医枰恍﹥x器,還可以利用廢舊物品自制一些器材。如:一些學(xué)生把廢電爐絲制成電熱絲研究焦耳定律,把廢干電池中的鋅片取出做電極,制作水果電池;用廢棄的可樂瓶研究液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系;用家里廢棄的花線與大鐵釘做成電磁鐵,研究電流的磁效應(yīng);用廢棄的薯片筒和薄膜紙模擬照相機(jī),等等。這樣學(xué)生不僅有效地利用了廢物,減少對環(huán)境污染,而且鍛煉了動腦動手的能力,更充分發(fā)揮了創(chuàng)新能力與實驗構(gòu)建能力,開闊了視野,增長了見識。

3.學(xué)生自主演示自己設(shè)計的實驗

學(xué)生把實驗設(shè)計出來,都想主動地把實驗演示給同學(xué)觀摩,每個學(xué)生都希望得到同學(xué)的贊許而得到滿足成功感。當(dāng)演示實驗成功時,會得到同學(xué)的掌聲與敬慕;當(dāng)演示實驗失敗時,同學(xué)會伸出友誼之手,在精神上鼓勵他們,在設(shè)計實驗中輔導(dǎo)他們,在操作上幫助他們。學(xué)生演示的實驗可以相互探討、相互磋商,相互學(xué)習(xí),從而達(dá)到共同成功、共同提高的效果。這樣做的好處之一:可以增加學(xué)生知識與情感的溝通與交流;之二:可以展示學(xué)生的成功喜悅感,樹立學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心;之三:可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,數(shù)據(jù)處理能力,以及現(xiàn)象分析能力;之四:不僅可以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。

二、學(xué)生實驗——“開放”

1.實驗方法開放

以測導(dǎo)體電阻為例,在上課時筆者對學(xué)生講明實驗?zāi)康?至于實驗方法由各小組討論決定,并要求學(xué)生畫出相應(yīng)的電路圖。學(xué)生通過相互討論、研究后,設(shè)計了多種實驗方法,如伏安法、伏阻法、安阻法、極端法等,一些學(xué)生還采用了單表間接的測量方法,大大提高了運用知識的綜合能力,同時培養(yǎng)了發(fā)散思維和勇于創(chuàng)新的精神。學(xué)生主動性學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)的精神得到了充分發(fā)揮,在寬松和諧的氣氛中學(xué)到了知識,在樂學(xué)環(huán)境中鍛煉了能力。

2.實驗步驟與目的開放

在伏安法測電阻的實驗中,筆者要求學(xué)生只帶課本進(jìn)入物理實驗室,不帶實驗報告手冊。在學(xué)生動手做實驗前筆者只強(qiáng)調(diào)了各種電表的使用方法和注意事項。在實驗過程中,有的學(xué)生用伏安法測電阻時,分別用內(nèi)接法和外接法;有的學(xué)生還用該電路圖驗證了影響電阻大小大的因素,取兩段橫截面積相同、長度不同的鐵導(dǎo)線,或長度相同而橫截面積不同的鐵導(dǎo)線,或長度橫截面積相同的銅和鐵導(dǎo)線,分別測出它們的電阻并進(jìn)行分析。培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題的能力,實驗中的應(yīng)變能力,并熟練掌握了實驗探究的方法(如控制變量法)。

3.實驗歸納開放

在實驗后筆者讓學(xué)生多角度、多層次深入細(xì)致地觀察、分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),從而開放性地歸納出實驗結(jié)論。如:有的小組分析實驗數(shù)據(jù),得出如下結(jié)論:A.伏安法測電阻時,用內(nèi)接法測量值偏大,用外接法測量值偏小;B.多次測量,求平均值可減小誤差;C.影響電阻的因素除了長度、橫截面積、材料外,還與溫度有關(guān)。通過以上幾個方面的歸納與總結(jié),學(xué)生培養(yǎng)了分析、概括實驗結(jié)論的能力,還拓展了知識領(lǐng)域。

總之,在教學(xué)過程中,教師既要遵循“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的教學(xué)規(guī)律,又要不斷加強(qiáng)實驗教學(xué)的改革與創(chuàng)新,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為核心,注重培養(yǎng)學(xué)生的能力,不斷提升教學(xué)效果。