楊幫英
(安徽省合肥市巢湖第二中學(xué) 合肥市 230000)
新課程標(biāo)準(zhǔn)要求注重提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)主動(dòng)探索這就要求在中學(xué)物理教學(xué)中提倡教學(xué)方式的多樣性以營(yíng)造學(xué)生提高各方面能力的環(huán)境,發(fā)展探索科學(xué)、理解科學(xué)的興趣和熱情,為學(xué)生自身發(fā)展以及深化中學(xué)物理教學(xué)改革奠定基礎(chǔ)。下面結(jié)合筆者大學(xué)期間參加普通物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)以及在教育實(shí)習(xí)中的切身體會(huì)談一談在中學(xué)物理教學(xué)中開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)想和具體做法。
傳統(tǒng)的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)包括演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)課外實(shí)驗(yàn)以及新課改下的產(chǎn)物—探究性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)通常在高校理工科基礎(chǔ)性普通物理實(shí)驗(yàn)之后開設(shè)的旨在全面培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力,為社會(huì)培養(yǎng)新型人才的實(shí)驗(yàn)。同樣,為了深化中學(xué)新課程改革、提高素質(zhì)教育質(zhì)量,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)也尤為重要。
所謂設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)條件、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)器材、擬訂實(shí)驗(yàn)程序、自己加以實(shí)現(xiàn)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析處理的實(shí)驗(yàn)。再這樣的實(shí)驗(yàn)過程中,能充分體現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)搜集、處理并加工信息和積極參與、勇于實(shí)驗(yàn)的科學(xué)能力與素養(yǎng)。
物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)、重要內(nèi)容、重要方法和重要手段,在物理教學(xué)中具有重要的地位和作用。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)除了具有傳統(tǒng)的教育功能外(如能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度能促進(jìn)學(xué)生手腦發(fā)展能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)等)還具有其自身的教育功能,因此,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)有著重要意義!
組織教學(xué)的形式是多樣化的,它取決于教師對(duì)學(xué)習(xí)物理學(xué)究竟能夠是學(xué)生獲得哪方面發(fā)展的理解,對(duì)與學(xué)生年齡特征相應(yīng)的心理,以及對(duì)他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中有什么實(shí)際想法的洞悉,還有對(duì)當(dāng)代社會(huì)發(fā)展給物理教育提出的一系列要求的了解。曾經(jīng)存在的僅滿足于具體物理結(jié)論和實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí),傷害學(xué)生興趣的灌輸式和指令強(qiáng)迫式的方式,不考慮如何使學(xué)生獲得健康的、個(gè)性的全面發(fā)展從而學(xué)會(huì)在未來社會(huì)如何生存的教學(xué),已受到現(xiàn)代物理教育的置疑。創(chuàng)造與現(xiàn)代物理教育相適合的教學(xué)形式,
下面就以“電路絲電阻率的測(cè)量”來探討一下設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)施過程。
第一,在實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)要求學(xué)生查閱各種資料寫出設(shè)計(jì)方案,方案主要包括以下內(nèi)容:(1)實(shí)驗(yàn)任務(wù)(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理(設(shè)計(jì)的理論根據(jù)、測(cè)量公式、原理圖等)(3)實(shí)驗(yàn)器材清單(4)實(shí)驗(yàn)步驟(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)和分析。
第二,具體過程。(1)理論分析。學(xué)生通過分析,明確了要測(cè)量電爐絲的電阻率(ρ=R S/L)必須測(cè)出其電阻、直徑和長(zhǎng)度。其中,電阻和直徑是可以直接測(cè)量的,但電爐絲由于是螺旋彎曲的,其長(zhǎng)度不能直接測(cè)量。由初中課本中密度一節(jié)測(cè)得到啟發(fā),必須通過測(cè)量密度、質(zhì)量、截面積才能間接測(cè)量長(zhǎng)度。通過查閱資料學(xué)生了解到:密度和電阻的測(cè)量方法都不是唯一的。其中關(guān)于密度的測(cè)量方案有:靜力稱衡法、比重瓶法、量筒法、彈簧稱量法等;電阻的測(cè)量方案有:萬用表法、伏安法、電橋法、電勢(shì)差計(jì)法等。在這個(gè)過程中,學(xué)生學(xué)會(huì)了收集并處理信息以及分析問題的能力。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)量。明確了要測(cè)量的物理量之后,緊接著就是進(jìn)入實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行測(cè)量,在實(shí)驗(yàn)過程中,要讓學(xué)生自行選擇實(shí)驗(yàn)器材、自行組裝實(shí)驗(yàn)儀器、自行進(jìn)行測(cè)量??傊?,要給學(xué)生充分的自主權(quán),以鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、觀察能力、記錄數(shù)據(jù)能力和設(shè)計(jì)能力。(3)結(jié)果分析與討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要讓學(xué)生對(duì)各種實(shí)驗(yàn)方案的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較,用以分析測(cè)量方案的合理性、測(cè)量條件對(duì)結(jié)果的影響等,通過這一過程,可以培養(yǎng)學(xué)生的交流合作、分析評(píng)價(jià)問題以及語言表達(dá)等能力。(4)編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師應(yīng)要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)原理、可行性分析、實(shí)驗(yàn)步驟、原始數(shù)據(jù)和處理過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)等以書面形式展現(xiàn)出來,即實(shí)驗(yàn)報(bào)告。有條件的話還可以讓學(xué)生寫成論文,通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告和小論文的編寫,可以讓學(xué)生初步掌握科學(xué)研究文體的寫作,為今后進(jìn)行科研活動(dòng)打下基礎(chǔ)。
在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們要重視實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)散與集中、實(shí)驗(yàn)裝置的開發(fā)與利用,例如,同一實(shí)驗(yàn)原理,可要求學(xué)生按不同的器材設(shè)計(jì)方案(如驗(yàn)證玻意耳定律)也可對(duì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊髮W(xué)生按不同的原理設(shè)計(jì)方案(如電爐絲電阻率的測(cè)量)等等,來培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),無論在教學(xué)功能還是在教育意義方面,都有著傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。作為一種新的教學(xué)方式和方法,應(yīng)及早在中學(xué)物理教學(xué)中開展和實(shí)施。當(dāng)然,在實(shí)施過程中可能會(huì)遇到很多困難,如很多學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)施儀器跟不上、實(shí)驗(yàn)室管理經(jīng)費(fèi)緊張、教師工作量增大等,這些困難有待教育工作者認(rèn)真研究并加以解決。
[1]張亞妮,王較過.優(yōu)化設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)[B].物理實(shí)驗(yàn),2002,1(22-24).
[2]周殿清.普通物理實(shí)驗(yàn)中綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)[B].物理實(shí)驗(yàn),2005,1(31-33).?