文/東莞市厚街湖景中學(xué) 林運(yùn)勝
初中物理很多知識是通過觀察現(xiàn)象或做實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論,分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、思維能力、動手能力、合作能力、科學(xué)態(tài)度和精神等方面有重要且無可替代的作用,是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體。本文重點(diǎn)探討如何在物理分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的方法與實(shí)施策略。
在分組實(shí)驗(yàn)中,要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的,要求老師問題設(shè)計(jì)針對性強(qiáng),才能有效引導(dǎo)學(xué)生思考,調(diào)動思維的能動性。例如在 《探究壓力作用效果》一節(jié)中,可以設(shè)計(jì)以下問題:(1)利用桌面的器材,仔細(xì)觀察當(dāng)物體受到壓力作用時,有什么變化?(2)你認(rèn)為影響壓力作用效果的因素是什么?(3)如果請你設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn),你會怎么做?你將會用到什么器材?如何判斷壓力效果是否明顯?(4)通過實(shí)驗(yàn),你得到的結(jié)論是什么?
思維方法是思維能力的的核心,也是物理學(xué)研究方法的基礎(chǔ),正確地指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用各種思維方法,對于發(fā)展學(xué)生的智能是極其重要的。例如:學(xué)生分組做覆杯實(shí)驗(yàn),觀察到塑料片把倒置的水托住,老師僅僅通過推理得到這是由于大氣的作用,那就會把思維活動停滯下來,不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維方法。因?yàn)閷W(xué)生可能質(zhì)疑是因?yàn)樗阉芰掀×?,如果再提出是否真的是大氣壓的作用才使塑料片和水不會掉下?你能否設(shè)計(jì)一下并演示驗(yàn)證?如果只是裝半杯水呢?實(shí)驗(yàn)結(jié)果又如何呢?學(xué)生做實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)塑料片不能托住水。老師再引導(dǎo)學(xué)生解釋原因。這樣,又促使學(xué)生的思維有新的發(fā)展。
人們對于事物的認(rèn)識總是有序的,由感性到理性,由易到難,由淺入深,由此及彼,由表及里。因此,要求老師要優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),巧設(shè)問題,設(shè)計(jì)的問題有梯度,層層深入,抽絲剝繭,才能充分調(diào)動學(xué)生的思維能動性,提高學(xué)生的思維能力。如在《神奇的升力》一課中,學(xué)生做分組實(shí)驗(yàn):向兩張紙中間吹起,兩張紙向中間靠攏。從這個現(xiàn)象中,可以引導(dǎo)學(xué)生通過以下問題分析:1.吹氣前紙張是否受到力?方向如何?大小如何?2.向兩紙中間吹氣時,紙張會互相靠攏,紙張是否受到力?方向如何?大小是否變化?3.什么原因?qū)е孪蛲獾牧ψ冃×耍?.說明流體的壓強(qiáng)與流速有什么關(guān)系?
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著不可替代的作用。它要求學(xué)生靈活運(yùn)用學(xué)過的知識,親自動手做實(shí)驗(yàn),并從中總結(jié)規(guī)律。有效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考的積極性與主動性。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的整個過程中,需要運(yùn)用歸納、分析、判斷等思維,在頭腦中形成直覺和想象,確定實(shí)驗(yàn)方案。因此方案的形成過程是充分發(fā)揮科學(xué)想象力和創(chuàng)造力的過程。如:講授 《探究壓力作用效果》一節(jié)中,筆者給每一小組提供了小方桌模型、海綿塊、細(xì)砂、肥皂塊、鋼尺、磚塊、鉤碼、細(xì)線、彈簧測力計(jì),讓每一小組自選器材、討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在學(xué)完力學(xué)后,我布置了 《雞蛋撞地球》的課外實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、找材料、做實(shí)驗(yàn),目的使雞蛋從空中掉下來而不摔破,比一比誰的下落高度最高,所用的材料最輕。
學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是學(xué)會創(chuàng)新的關(guān)鍵,因此,我們要鼓勵學(xué)生質(zhì)疑,培養(yǎng)質(zhì)疑問難的品質(zhì),開啟創(chuàng)新思維之門,使學(xué)生在探究中善于發(fā)現(xiàn)問題,敢于提出問題,精于分析問題,巧于解決問題。如在分組做壓力可以使物體發(fā)生形變的實(shí)驗(yàn)時,有人提出手握玻璃瓶,玻璃瓶是否發(fā)生形變,筆者讓學(xué)生用手?jǐn)D壓裝滿水的帶有細(xì)玻璃管的圓形玻璃瓶,觀察到細(xì)管中水會上升從而得出結(jié)論。但在實(shí)驗(yàn)中,有學(xué)生提出,手握著玻璃瓶,導(dǎo)致瓶中的水受熱膨脹而使液面上升。此時,我肯定學(xué)生的質(zhì)疑精神,并提出如何解決這個問題,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造新的實(shí)驗(yàn)方法。有的人提出戴手套或用木板擠壓,還有的同學(xué)提出把圓玻璃瓶換成橫截面為橢圓的扁玻璃瓶。實(shí)驗(yàn)時,先沿短軸擠壓玻璃瓶,觀察到細(xì)管中水面上升;然后,沿長軸擠壓玻璃瓶,觀察到細(xì)管中水面下降。如此截然不同的兩個現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生通過幾何知識討論分析得出結(jié)論。這樣,通過實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn),不僅解決了學(xué)生所疑惑的問題,還可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。