◇ 福建 吳木財(cái)
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中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改革與創(chuàng)新
◇福建吳木財(cái)
物理學(xué)科要求對(duì)客觀事物具有實(shí)事求是的精神,要求必須尊重客觀事實(shí),避免主觀臆斷,所以在日常教學(xué)過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)中的細(xì)微現(xiàn)象,抓住要點(diǎn),追根尋源,如此才能通過物理的表象,抓住物理規(guī)律的本質(zhì).
正常的教學(xué)過程離不開實(shí)驗(yàn),教師除了完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)外,有時(shí)還需設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),一般有3個(gè)目的: 1)為完善實(shí)驗(yàn)體系,填補(bǔ)空白的實(shí)驗(yàn).如設(shè)計(jì)“浮力產(chǎn)生原因”的演示實(shí)驗(yàn)、“研究溶化和凝固”的分組實(shí)驗(yàn)、“研究電阻大小因素”的分組實(shí)驗(yàn)等.2)為改善課本中規(guī)定實(shí)驗(yàn)的演示效果.如設(shè)計(jì)“焦耳定律”的演示實(shí)驗(yàn)、“聲音在真空中不能傳播”的演示實(shí)驗(yàn)、“聲音能在液體中傳播”的演示實(shí)驗(yàn)等. 3)與新的教育理論、教育體系相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn).如設(shè)計(jì)“探究光的反射定律”“彈簧的伸長與外力的關(guān)系”的分組實(shí)驗(yàn)等.
“興趣是最好的老師”,興趣是產(chǎn)生動(dòng)機(jī)的重要條件,學(xué)生只有對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象產(chǎn)生了興趣,才能提高學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性.物理實(shí)驗(yàn)具有直觀、真實(shí)、形象和生動(dòng)的特點(diǎn),能激發(fā)矛盾,使學(xué)生注意力高度集中.如若教師不是將實(shí)驗(yàn)用于歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論,而是創(chuàng)設(shè)情景,發(fā)現(xiàn)不足,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,這恰恰是教學(xué)的精彩之處.
物理實(shí)驗(yàn)器具大部分都是教學(xué)儀器廠生產(chǎn)的,基本上可以滿足日常教學(xué)的需要,但在具體教學(xué)過程中,為了追求更好的實(shí)驗(yàn)效果或者營造更加親切的物理情景,教師也可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要,用學(xué)生身邊的文具、家中或生活中隨手可找到的廢棄材料拼湊制作實(shí)驗(yàn)器材.這樣,不但可以展開隨堂小實(shí)驗(yàn)使學(xué)生參與物理教學(xué)過程,做到師生互動(dòng)、生生互動(dòng),彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)器具的不足,讓學(xué)生多觀察、多思考,還能讓學(xué)生懂得物理實(shí)驗(yàn)并不神秘,用身邊的“瓶瓶罐罐”就可以研究深?yuàn)W的物理知識(shí).當(dāng)然,我們也可以應(yīng)用先進(jìn)的電子設(shè)備和多媒體軟件等高科技手段完成一些實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的改革與創(chuàng)新.
在山東版高中物理《必修2》中第3章第1節(jié)“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”中,教材用了較大篇幅介紹了運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,而運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性卻只字未提.實(shí)際上運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性與等時(shí)性都是運(yùn)動(dòng)的合成與分解過程所遵守的原則.有必要幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)清楚.下面是筆者應(yīng)用信息技術(shù),設(shè)計(jì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn),以此彌補(bǔ)課本實(shí)驗(yàn)的不足,幫助學(xué)生加深對(duì)運(yùn)動(dòng)等時(shí)性的理解.
演示實(shí)驗(yàn):通過運(yùn)動(dòng)軌跡測定合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性.
實(shí)驗(yàn)器材: 頻閃照相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、AdobePremiere6.5視頻處理軟件、多媒體操作平臺(tái).
實(shí)驗(yàn)過程: 1)將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)過程——紅蠟塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng),即合運(yùn)動(dòng)(此實(shí)驗(yàn)是研究“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”部分內(nèi)容普遍采用的實(shí)驗(yàn),在此不再詳述),同時(shí)用頻閃照相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)拍攝下來.
2)在AdobePremiere6.5視頻處理軟件中導(dǎo)入頻閃照相機(jī)中的靜態(tài)頻閃照片與數(shù)碼攝像機(jī)中的影片,將靜態(tài)照片作為背景,制作出一個(gè)合二為一的視頻.
3)將合二為一的視頻導(dǎo)入AdobePremiere6.5視頻軟件中,改變視頻時(shí)間軸,讓學(xué)生能通過對(duì)紅蠟塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的比較,判斷出合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.
以上實(shí)驗(yàn)過程通過多媒體展示臺(tái)展示在學(xué)生面前,使學(xué)生切實(shí)感受用高科技手段處理實(shí)驗(yàn)的過程,一則讓學(xué)生體驗(yàn)到教師為教學(xué)做出的努力,二則讓學(xué)生知道研究物理規(guī)律并不一定要照本宣科,只要能說明物理問題、研究出物理規(guī)律各種方法我們都可以嘗試.
我們國家正在不斷加強(qiáng)中學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn),加強(qiáng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察的轉(zhuǎn)化.如促進(jìn)測試技術(shù)和裝置不斷更新和提高,運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量等.這種改進(jìn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科研工作能力和促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)起到了積極的作用.同時(shí)在條件允許的情況下,中學(xué)物理教學(xué)可以嘗試把更高端的研究工作移植到高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去,如有條件的學(xué)??梢赃M(jìn)行如“低溫等離子體放電管發(fā)光光譜的檢測”等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.通過這些有效嘗試,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣,使他們更加積極投入到課堂教學(xué)中來,同時(shí)讓他們感受科技的力量,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度.另外,教學(xué)過程中我們還要提倡實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)用性和開放性,如對(duì)某些傳感器件、數(shù)字轉(zhuǎn)換電路和光學(xué)組件進(jìn)行剖析并進(jìn)行有效組合,在實(shí)驗(yàn)的過程中讓學(xué)生參與部分設(shè)計(jì)與制作,使學(xué)生能夠深刻理解這些器件、電路和光路所能實(shí)現(xiàn)的功能和作用.
總之,中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的改革與創(chuàng)新任重而道遠(yuǎn),需要所有教師、學(xué)生和社會(huì)力量的共同努力,做到充分挖掘?qū)W生的想象力,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力.
福建省光澤縣第一中學(xué))