吳珍發(fā)
新課程下的今天,教師的教學(xué)越來(lái)越重視發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,學(xué)生的主體地位的落實(shí)越來(lái)越成為教學(xué)的主旋律,同時(shí)新的時(shí)代又呼吁著學(xué)生創(chuàng)新能力的提高,社會(huì)各界也都在呼吁學(xué)生從小就要培養(yǎng)既競(jìng)爭(zhēng)又合作的精神,那么教師在平時(shí)教育教學(xué)中怎樣才能潛移默化地做到呢?這是每一位教師面臨一個(gè)嶄新的課題,也是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。本文結(jié)合近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐就新課程下怎樣進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)這個(gè)課題,闡述以下幾個(gè)觀點(diǎn),做個(gè)初步探討,以作拋磚引玉。1加強(qiáng)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下,從自己的需求出發(fā),通過(guò)在一定教學(xué)情景下自主獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)探究獲得知識(shí)技能取得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到充分的發(fā)揮,好奇心、求知欲及學(xué)習(xí)興趣得以充分的激發(fā),學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。
探究性實(shí)驗(yàn)并不是單單讓學(xué)生自己做,還要讓他們?cè)谟H身做實(shí)驗(yàn)的同時(shí)邊實(shí)驗(yàn)邊思考、推理研究探索。
例如,在高二楞次定律實(shí)驗(yàn)時(shí),教師應(yīng)讓學(xué)生自己拿著條形磁鐵插入及拔出螺線管,并觀察連在螺線管兩端的交流電流計(jì)指針究竟是往哪邊偏轉(zhuǎn),進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生分析在這期間磁場(chǎng)的磁通量變化以及感生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向如何。完畢后有的同學(xué)可能興趣盎然地提出,要是條形磁鐵從另一極插入跟拔出,指針該怎樣偏轉(zhuǎn)呢?千言萬(wàn)語(yǔ)不如做一做實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)操作后知道,原來(lái)指針偏轉(zhuǎn)剛好與前面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相反,有些同學(xué)提出這是為什么的疑問(wèn)。這時(shí)教師順勢(shì)分析上次與現(xiàn)在的磁通量變化情況剛好相反,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向也相反,不過(guò)有一點(diǎn)是一樣的,都是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的磁通量的變化,從而輕而易舉地引出楞次定律。這樣的教學(xué)不但探究氣氛濃厚,而且學(xué)生思維活躍,參與意識(shí)強(qiáng)烈,學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到了極大的發(fā)揮,學(xué)生的課堂主體地位不用說(shuō)自然而然就呈現(xiàn)出來(lái)了,而且學(xué)生的科學(xué)探究精神及實(shí)踐意識(shí)得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。
2勤思多辨學(xué)透實(shí)驗(yàn)原理
物理實(shí)驗(yàn)原理是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心,學(xué)生必須深入理解牢固掌握,才能更好地操作實(shí)驗(yàn),進(jìn)而依之設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)生沒(méi)理解實(shí)驗(yàn)原理,無(wú)知即無(wú)能,實(shí)驗(yàn)時(shí)只會(huì)糊弄亂做,也就根本談不上實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。平時(shí)多花些時(shí)間琢磨并掌握好實(shí)驗(yàn)原理,也就抓住了實(shí)驗(yàn)的要領(lǐng),磨刀不誤砍柴工,有時(shí)還會(huì)起到事半功倍的功效,真正體會(huì)到知識(shí)對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)意義。
例如,在講解到電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電流表電壓表的內(nèi)外接問(wèn)題時(shí),學(xué)生應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理深刻領(lǐng)會(huì)、理解并掌握,才會(huì)對(duì)此類問(wèn)題舉一反三觸類旁通。原理是當(dāng)Rx/RA>Rv/Rx時(shí),電壓表對(duì)電路的影響比較大,電流表應(yīng)內(nèi)接;當(dāng)Rx/RA 在實(shí)驗(yàn)原理掌握好后,學(xué)生還要在原有基礎(chǔ)上思辨拓展加深,學(xué)成于思、思源于疑,學(xué)生只有進(jìn)一步思考才能有所發(fā)現(xiàn),才能對(duì)物理概念、原理等的理解掌握更上一層樓。 例如,在做探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)時(shí),有些學(xué)生提出為什么實(shí)驗(yàn)中要有M車m盤(pán)。其實(shí)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,繩子的拉力T拉并不是m盤(pán)g。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)整體來(lái)說(shuō),T拉=m盤(pán)g/(M車+m盤(pán))*M車=m盤(pán)g/(1+m盤(pán)/M車),只有M車m盤(pán)時(shí),T拉才等于m盤(pán)g。經(jīng)過(guò)師生進(jìn)一步分析拓展思辨,物理實(shí)驗(yàn)課堂充滿了科學(xué)探究的氣氛。正如此類實(shí)驗(yàn)中遇到的疑惑,問(wèn)題的質(zhì)疑激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲,讓靈活的思辨的靈光進(jìn)一步照耀了課堂,也使學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)如牛頓第二定律等加深了認(rèn)識(shí)與理解,還切實(shí)培養(yǎng)了學(xué)生勇于探索思索、敢于追求科學(xué)真知的精神。 3牢固掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力 物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理能力是學(xué)生必須牢固掌握的一項(xiàng)基本功。物理學(xué)中許多概念原理規(guī)律都是從分析各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上揭示出來(lái)的。學(xué)生平時(shí)必須勤加訓(xùn)練切實(shí)掌握,進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力。 數(shù)據(jù)處理是要有一定技巧的。 例如,高一階段經(jīng)常要處理的紙帶問(wèn)題。如圖1所示,如果學(xué)生真正理解掌握了時(shí)間中點(diǎn)的速度vB=vA+aT=[vA*2T+1/2*a*(2T)2]/2T=SAC/2T,而且還確實(shí)掌握了逐差法a=(SBC-SAB)/T2=(SCD-SBC)/T2=…,很多有關(guān)紙帶的問(wèn)題都會(huì)迎刃而解。 圖1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器生成的紙帶圖像法是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的一種重要方法,它具有簡(jiǎn)潔明了、形象直觀等優(yōu)點(diǎn),學(xué)生必須切實(shí)訓(xùn)練牢固掌握。圖像處理也需要一定的技巧,比如牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中,若取X軸為M,Y軸為a,則圖像為圖2(a);若取X軸為1/M,Y軸為a,則圖像為圖2(b),可圖2(b)要比圖2(a)對(duì)a與M的關(guān)系描述要直觀明了多了,讓人一看就懂兩者是什么關(guān)系。猶如以上方法技巧,需要學(xué)生平時(shí)多加訓(xùn)練勤加思辨。 圖2圖像法處理牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)當(dāng)然,只知道一些實(shí)驗(yàn)的處理技巧方法還不夠,學(xué)生還要學(xué)會(huì)分析解決數(shù)據(jù)處理時(shí)的一些疑惑問(wèn)題的方法。 例如,測(cè)量力的合成與分解時(shí),如圖3所示實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)會(huì)與理論上有所偏差。原來(lái)這是因?yàn)榱是只用一個(gè)測(cè)力計(jì)拉橡皮筋,力的方向必定沿著繩子的方向,而F合是通過(guò)作圖作出的,有實(shí)驗(yàn)誤差。諸如此類,只有在尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上有所批判,推理分析解疑,才能使物理思維能力得到進(jìn)一步的培養(yǎng),而且也才能從中進(jìn)一步熏陶實(shí)事求是的科學(xué)理念,培養(yǎng)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力,激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究活力,開(kāi)拓學(xué)生探索思維的靈光。 圖3力的合成與分解示意圖4要勇于創(chuàng)新 創(chuàng)新能力是科學(xué)發(fā)展的基石,它關(guān)系到人類的生存與發(fā)展,培養(yǎng)創(chuàng)新能力已成為當(dāng)今各國(guó)教育教學(xué)的一個(gè)熱門(mén)話題,也是我國(guó)當(dāng)前教育教學(xué)的一個(gè)重要任務(wù)。物理學(xué)是一門(mén)自然科學(xué),物理教師對(duì)培養(yǎng)及提高學(xué)生的創(chuàng)新能力更是責(zé)無(wú)旁貸。教師應(yīng)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注意積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維,并給予相應(yīng)的創(chuàng)造性思維的熏陶,發(fā)展他們的創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。
圖4探究測(cè)量電源電動(dòng)
勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路圖例如,做探究測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí),由于電壓表電流表有內(nèi)阻,這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生了很大的原理上的實(shí)驗(yàn)誤差。有的學(xué)生在探索思考了很多實(shí)驗(yàn)電路的基礎(chǔ)上想出了以下做法:如圖4所示,當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)打到位置1時(shí),電壓表示數(shù)U為U甲=E-IA(RA+r)并作出圖線如圖5中U甲線(其中橫坐標(biāo)I即電流表示數(shù)IA),當(dāng)IA=0時(shí)可得U甲=E;當(dāng)開(kāi)關(guān)打到位置2時(shí),電壓表示數(shù)U為U乙=E—(IA+IV)r=E-(IA+U乙/RV)r,可求得U乙=E/(1+r/RV)—IAr/(1+r/RV)并作出圖線如圖5中U乙線,當(dāng)U乙=0時(shí)可得r=E/IA。如此實(shí)驗(yàn)并測(cè)量就最大可能地減少了電壓表及電流表對(duì)電路實(shí)驗(yàn)誤差的影響,大大地減小了實(shí)驗(yàn)誤差。這個(gè)結(jié)果是建立在對(duì)實(shí)驗(yàn)電路不斷分析研究的基礎(chǔ)上的。如此獨(dú)創(chuàng)性地解決問(wèn)題,產(chǎn)生于思維靈感的火花,它開(kāi)拓了學(xué)生思維的視野,簡(jiǎn)潔明了、讓人耳目一新。
教師平時(shí)應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生不因循守舊,敢于標(biāo)新立異,不拘一格,不唯書(shū)不唯上,敢于質(zhì)疑權(quán)威,不盲目效仿,敢于創(chuàng)新的探索精神。
5充分發(fā)揮多媒體的作用
在由應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向數(shù)字教育、面向全體學(xué)生開(kāi)發(fā)智力和非智力的因素的新型教育中,電化教育手段越來(lái)越顯示出無(wú)窮的魅力,教師在教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的輔助作用,使形、聲、色渾然一體,創(chuàng)設(shè)生動(dòng)形象具有強(qiáng)烈感染力的情景,使抽象具體化、枯燥趣味化,讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中探索學(xué)習(xí)知識(shí),從而大大提高了課堂效率。
圖5小船過(guò)河的
教學(xué)情景例如,在學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解時(shí)講到小船過(guò)河,如果能用多媒體課件創(chuàng)設(shè)小船過(guò)河的教學(xué)情景,如圖5所示,通過(guò)小船從不同角度、以不同速度過(guò)河的畫(huà)面實(shí)驗(yàn)演示,并加以對(duì)運(yùn)動(dòng)合成中的獨(dú)立性及等時(shí)性啟發(fā)引導(dǎo)分析,讓學(xué)生從直觀生動(dòng)的表象感知與抽象的心理推導(dǎo)轉(zhuǎn)化中學(xué)習(xí)到物理知識(shí),從而加深理解。
6發(fā)揮既競(jìng)爭(zhēng)又合作的精神
國(guó)務(wù)院《關(guān)于基礎(chǔ)教育教學(xué)與改革發(fā)展的決定》中明確指出,鼓勵(lì)合作學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)生之間的相互交流、共同發(fā)展、促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)。合作學(xué)習(xí)可將個(gè)人之間的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)化為小組之間的競(jìng)爭(zhēng),通過(guò)學(xué)生間既競(jìng)爭(zhēng)又合作的學(xué)習(xí),有助于學(xué)生間互助互補(bǔ)、互通有無(wú),還可以彌補(bǔ)教師難于面向有差異的不同學(xué)生分別教學(xué)的不足,真正使每個(gè)學(xué)生得到更全面的發(fā)展。
例如,在教到用電路知識(shí)連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí),教師可安排幾個(gè)學(xué)生一組,充分發(fā)揮學(xué)生集體合作精神,連接電路并操作電路。如遇到電路疑難問(wèn)題時(shí),能充分發(fā)揮集體智慧排除故障,又能小組間彼此校正;在有不同連接方法與處理意見(jiàn)時(shí),能運(yùn)用有關(guān)物理知識(shí)互相排疑解惑,同時(shí)又會(huì)求同存異。在不斷實(shí)驗(yàn)、不斷探究的過(guò)程中,學(xué)生的求知欲高漲,探究欲望強(qiáng)烈。
7開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室及開(kāi)展課外實(shí)驗(yàn)
開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室與開(kāi)展課外實(shí)驗(yàn)是新課程教學(xué)中力加倡導(dǎo)的一個(gè)重要的教學(xué)方法,教師可以通過(guò)物理課外實(shí)踐課,鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
具體操作上,教師可開(kāi)展科普講座、定期開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、組織社會(huì)調(diào)查,還可要求學(xué)生撰寫(xiě)科普小論文,讓身邊生活中的物理小知識(shí)、課外小實(shí)驗(yàn)與所學(xué)物理內(nèi)容相關(guān)聯(lián),使學(xué)生樂(lè)于探索自然現(xiàn)象與生活中的物理學(xué)的道理,讓探究熱情從課內(nèi)引向課外,滿足學(xué)生的強(qiáng)烈的好奇心求知欲,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)密切聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)和熱愛(ài)科學(xué)研究的情感,甚至還可培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立起希望成為一名物理科學(xué)家的遠(yuǎn)大理想。
總之,教無(wú)定法,只要能達(dá)到良好的教學(xué)效果,就是理想的教學(xué)方法。