在中學(xué)物理教學(xué)中,設(shè)計好物理實驗,使學(xué)生很好地掌握實驗方法,能培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰?,這是我們教學(xué)的目的之一。物理實驗教學(xué),一方面應(yīng)該按教學(xué)的目的要求造成一個特定物理環(huán)境,讓學(xué)生置身子這個環(huán)境中,引導(dǎo)學(xué)生手腦并用和運(yùn)用一切感官,通過思考,辨別物理現(xiàn)象中的主次、真假,從中形成正確的物理概念,認(rèn)識并形成物理規(guī)律;另一方面是培養(yǎng)學(xué)生利用實驗方法獨(dú)立研究物理問題,從而獲得新知識和把知識應(yīng)用于實踐的創(chuàng)造能力。要使物理實驗教學(xué)達(dá)到以上目的,必須做好物理實驗教學(xué)的設(shè)計。
1中學(xué)物理實驗教學(xué)設(shè)計的理論指導(dǎo):
1.1用物理的科學(xué)知識、物理的思想方法來指導(dǎo)物理實驗教學(xué)設(shè)計。
設(shè)計者本身首先要對物理概念的本質(zhì)涵義有深刻全面的認(rèn)識;對物理規(guī)律成立的條件及規(guī)律本身的物理意義和定量關(guān)系要非常明確。普通物理學(xué)和普通物理實驗以及我們的課本,對概念的本質(zhì)涵義的闡述及其揭露的思想方法、對物理規(guī)律建立的實驗基礎(chǔ)及其分析推理,都是我們作為中學(xué)物理實驗教學(xué)設(shè)計的主要依據(jù)和參考。它們會幫助我們盡可能不犯科學(xué)性錯誤,能使我們站得高一點,對物理概念、規(guī)律理解得正確、深刻和全面。所以設(shè)計好物理實驗就顯得尤為重要。
1.2以物理教學(xué)法的教學(xué)原則和先進(jìn)的教學(xué)思想指導(dǎo)實驗教學(xué)設(shè)計,這一點在設(shè)計演示實驗過程和學(xué)生實驗指導(dǎo)時尤為重要。例如,應(yīng)該如何使學(xué)生易于接受實驗的思想方法;如何從所研究的物理過程中各物理量的關(guān)系,推理概括得到物理規(guī)律,培養(yǎng)實驗?zāi)芰Φ榷夹枰覀儗W(xué)習(xí)和應(yīng)用教育學(xué)、心理學(xué)、物理學(xué)發(fā)展史、教學(xué)法、創(chuàng)造學(xué)等。 要能根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識水平和認(rèn)識規(guī)律,按照教學(xué)目的來設(shè)計實驗裝置,設(shè)計好演示過程或?qū)W生實驗指導(dǎo)。
1.3用新的科學(xué)技術(shù)知識指導(dǎo)實驗教學(xué)設(shè)計,當(dāng)前我們正處于科學(xué)技術(shù)日新月異、突飛猛進(jìn)的時代,電子技術(shù)、電腦的應(yīng)用曰益廣泛,為各個領(lǐng)域提供了很好的革新手段,因此我們也需要學(xué)習(xí)有關(guān)的應(yīng)用技術(shù)知識,改革和創(chuàng)新物理實驗教學(xué)手段,提高實驗教學(xué)效率。
2中學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計的具體問題
2.1演示實驗教學(xué)的設(shè)計
(1)著重考慮發(fā)揮演示實驗對學(xué)生的示范作用。關(guān)鍵在于設(shè)計好演示過程中的啟發(fā)、引導(dǎo)。例如,使學(xué)生明確實驗?zāi)康摹⒃?、相?yīng)的思想方法、步驟;如何控制物理條件,使其能出現(xiàn)該實驗所需的物理現(xiàn)象;在什么條件下測量哪些物理量;選擇怎樣的測量手段,數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)計等。在演示過程中必須嚴(yán)格地按照儀器的操作規(guī)范使用儀器,指導(dǎo)學(xué)生利用相應(yīng)的感官獲得感性的認(rèn)識。
(2)演示實驗要特別注意重視可見度,\"可見度\"是泛指實驗裝置、實驗過程中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象,都能引起每個學(xué)生相應(yīng)的感官,從而有清晰的感覺。比如光,昧等現(xiàn)象,務(wù)必令每個學(xué)生都能感覺到。比如電學(xué)示教板,應(yīng)把連接導(dǎo)線展現(xiàn)清楚,線路簡單的可固定于豎放的板面上,或在板后接線,而把完整的電路清晰地畫在板面上。再如光的直線傳播,可用一燒杯裝較混濁的水(可把粉筆灰倒入水中攪拌即得),用一玩具激光手電筒照射,光路清晰可見。
(3)增強(qiáng)學(xué)生的參與性,比如\"變壓器\"一節(jié),可取一匝數(shù)比較多的演示變壓器,初級線圈接二節(jié)干電池,次級線圈引出兩條較長的導(dǎo)線,讓數(shù)位學(xué)生手拉手并排,兩側(cè)同學(xué)一人手抓一根導(dǎo)線,詢問學(xué)生準(zhǔn)備好后教師閉合開關(guān),問學(xué)生瞬間手感如何?答,有電擊感覺。由于將演示實驗變成人人參與,可調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,加深對實驗的印象。
2.2學(xué)生實驗教學(xué)的設(shè)計
(1)學(xué)生實驗裝置應(yīng)給出元器件、儀器,由學(xué)生本人組裝成實驗裝置,而盡可能不用已按實驗要求組裝成套的教具。在中學(xué)階段應(yīng)該創(chuàng)造更多的機(jī)會讓學(xué)生以腦指揮手,得到手腦并用的正確訓(xùn)練,不宜包辦代替。那些唯恐學(xué)生組裝不了,唯恐學(xué)生完成不了實驗,都替他把裝置裝好,甚至做成了一個整體的儀器,只需學(xué)生扳幾次開關(guān),讀幾個數(shù)據(jù)就做完實驗的做法,實際上是誤了學(xué)生,切不可取。
(2)補(bǔ)充、充實學(xué)生實驗的要求和內(nèi)容。以《研究凸透鏡成像》的實驗為例,除課本教材中要求觀察的內(nèi)容外,還可要求學(xué)生觀察并思考回答下列問題:A、當(dāng)物放在何處時成實像?物放在何處時成虛像?以引導(dǎo)學(xué)生得出\"一焦距分虛實\"的概括性結(jié)論;B、當(dāng)物體移至二倍焦距處時成像情況怎樣?物放在何處時成放大實像?物放在何處時成縮小實像?以便引導(dǎo)學(xué)生得出\"二焦分大小一放大或縮小\"的結(jié)論;C、當(dāng)物從二倍焦距外向焦點連續(xù)移近過程中,光屏應(yīng)如何移動?像的性質(zhì)如何變化?最后,可讓學(xué)生將透鏡遮去一部分后,觀察光屏上所成實像情況。通過上述對比觀察,能使學(xué)生得到生動的感性知識,從而拓寬和加深了對凸透鏡成像原理的理解。
(3)變教材中演示實驗為學(xué)生實驗,變驗證性實驗為探索性實驗。如為使學(xué)生確信液體蒸發(fā)時溫度會降低,可每兩人發(fā)一支溫度計,先觀察并記住室溫,并用練習(xí)本或書本對玻璃泡掮風(fēng),看溫度計示數(shù)是否有變化;然后把溫度計的玻璃泡在酒精里沾一下,再觀察示數(shù)有何變化?通過這一措施,可激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,充分發(fā)揮了他們在教學(xué)活動中的主體作用,學(xué)生通過自己動手和探索,不僅獲得了知識,而且培養(yǎng)了實驗?zāi)芰Α?/p>
愛因斯坦說過:\"發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的一般能力,應(yīng)當(dāng)始終放在首位,而不應(yīng)當(dāng)把獲得專業(yè)知識放在首位\",我們在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)重視物理實驗的設(shè)計,充分發(fā)揮物理實驗的作用,在提高教學(xué)質(zhì)量的同時,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和工作的能力。