陳永通
在一次教研會上一位專家作了題為《分析高一力學在高考中的地位》的報告,講到:近年來所聽的課中,大多數(shù)都是這樣的模式——首先講完新課內(nèi)容,緊接著就是圍繞高考的命題方向,講練習題。這樣的課讓人覺得越來越?jīng)]有物理味道了。接下來,專家提出了自己的建議:物理課上多給學生做些實驗,特別是拿些富有創(chuàng)意的實驗來教學,這會更符合物理學科的特點,可能會取得更好的教學效果……
聽了專家的講話,自己也深有同感。現(xiàn)在的物理課堂,確實基本是理論講授加題目訓練的模式,說什么素質(zhì)教育,充其量就是解題能力的強化培訓罷了,哪來全面培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)呢?縱觀其他學科也大同小異,這不僅把學生累得夠嗆,還磨滅了學生鉆研學習的勁頭,丟失了創(chuàng)造力的靈感,學生大多處于被迫的學習狀態(tài)之中,老師教得越來越累,學生卻越學越?jīng)]主動性。
如何解決當前的教學困境?個人覺得專家所提的建議很值得推廣。
這些年來,自上而下都在呼吁改革課堂教學、以素質(zhì)培養(yǎng)為目標,盡力向課堂要效益。為此,嘗試了各種各樣所謂的“先進”教學模式,做了各種各樣的嘗試與探索,結(jié)果還是不盡人意。然而,物理作為一門自然科學,理論來自于自然事實,實驗理所當然應成為教學的重要內(nèi)容,如果切切實實地把實驗教好做好,是不是更有助于達成培養(yǎng)學生基本科學素養(yǎng)的目標呢。
下面就關于物理實驗教學的問題,談談個人的粗淺認識:
一、做好物理實驗教學的必要性
(一)通過實驗,有助于學生對物理知識的正確理解
物理給我們闡述的是物體運動、發(fā)展、變化遵從的規(guī)律,所以往往需要從觀察和實驗開始研究。當然,觀察不能只看表面現(xiàn)象,而不問原由就下結(jié)論。當年亞里士多德所說的“力是維持物體運動的原因”這一觀點,就是這樣草率得出的。我們要推翻他卻仍是通過日常所見或者簡單的實驗過程,但要究其原因;又如,很多學生原來也認為“重的物體比輕的物體下落快”,要糾正他們的錯誤認識,做實驗擺事實,然后再加分析肯定比單純的說教更有說服力,印象更深刻。
關于“向心力”的理解是教學的難點,如果沒有合適的實驗演示,學生是較難掌握的。而當課堂賦予了生動的實驗后,本來似是而非的問題立刻明了了,理解也變得不費勁了。
(二)幫助學生學會構(gòu)建物理模型
物理模型的構(gòu)建是學生一個難點,大多數(shù)學生都反映難以根據(jù)文字的描述想象出物理模型來。其實,物理模型就是一種理想化的物理形態(tài),它是把復雜的問題抽象成為理想化的簡單化的模樣,這是研究物理問題首要具備的基本方法。實驗過程就提供了很好的范例,可以讓學生通過真實的物理過程,學習轉(zhuǎn)化成所謂的模型。
例如,在做完“利用打點計時器記錄物體運動的時間與位移”這個實驗后,學生對物體做勻速或勻變速運動有了具體認識的同時,腦海里也就自然建立起這兩種直線運動的抽象模型了。又如,我們可以利用塑料板做成一個斜面,用小車在上面做演示實驗,則學生對斜面上物體的力學模型的認識就變得容易多了;還有,對于各種各樣的電場線、磁感線分布情況,如果能通過模擬實驗進行演示,學生對電場圖形、磁場圖形的認識也就變得自然深刻多了;當我們利用陰極射線管完成“陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)”實驗后,學生對帶電粒子在磁場中的運動模型也就不難想象出來了……
可見,物理實驗能夠自然而然地幫助學生形成多種多樣的物理模型,進而順利地提高學生建模的能力。
(三)實驗是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的良好途徑
所謂物理的學科素養(yǎng),指的是學生在接受物理教育過程中逐步形成適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。是學生通過物理學習內(nèi)化的帶有物理學科性質(zhì)的品質(zhì)。物理學科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學探究、科學思維、科學態(tài)度與責任。新課程的教學目標之一就是要培養(yǎng)學生的探究能力與創(chuàng)新精神,培養(yǎng)像科學家一樣去思考問題,實驗就是最好不過的培育過程了。教材很多內(nèi)容都有實驗探究,通過這些實驗的教學過程,學生不僅知道物理規(guī)律是來自于事實,經(jīng)得起實驗驗證的,還能體會到科學的真諦與發(fā)現(xiàn)真理的方法,進而逐步樹立起尊重事實的科學觀,并能逐步培養(yǎng)出探索科學奧秘的能力。
例如,“探究自由落體運動快慢”的問題,經(jīng)過實驗演示過程,學生不得不心悅口服地接受正確的結(jié)論。又如,驗證“牛頓運動定律”實驗,“運動的合成與分解”實驗,等等。無不體現(xiàn)出物理知識的真實可信,在知識的建構(gòu)與驗證中實驗是不可或缺的。這都是培養(yǎng)學生忠于事實的科學態(tài)度的很好教材。
通過一定的物理實驗探究,學生在觀察能力、動手能力、分析推理能力、處理數(shù)據(jù)能力、設計創(chuàng)新實驗能力等多方面將得到應有的發(fā)展,這些能力的培養(yǎng)單靠講授型的課堂是做不到的,這些能力必將為學生日后終生學習以及參加生產(chǎn)、科研活動打下堅實的基礎。
二、做好實驗有利于提高課堂教學的效果
(一)增強課堂的吸引力,激發(fā)學生的求知欲
看到老師做演示實驗,學生已表現(xiàn)得饒有興趣了,更何況讓他們親自動手參與呢?在課堂中多設置些小實驗讓學生動手來探究,學習的氣氛會既熱烈,又能掃除滿堂灌的沉悶。如果能通過小組合作進行實驗探究,進行相互討論學習,那必然會給學生們感受到合作學習、共同進步的樂趣。
曾經(jīng)為了節(jié)省時間而想放棄做平拋運動的演示實驗和學生實驗,打算放視頻就算了。但備課組長不大同意,當他上完了一節(jié)課,回來便更堅定地對我們說:“不能省那點時間,我以前也是沒有給學生做演示實驗的,但今天的課做了,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的學生比以往的感興趣多了,而且都很認真地思考問題,還不時地提出一些疑問,可以看出同學們很喜歡有實驗的教學,花這些時間值得?!?/p>
如果時間允許,我們還可以鼓勵學生到實驗室做些有趣的實驗,也可以布置學生參與設計或改進某些實驗,讓學生更多地投入到學習研究中去,體會物理實驗的樂趣,這既能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,又能不知不覺地讓學生愛上物理。
(二)改良演示實驗會有意想不到的教學效果
在一次公開課上,當要演示“物體的微小形變”時,教師為了讓反射光線偏移的范圍盡量大點,特意把一面反射鏡掛到課室后墻上,演示效果立刻變得非常的明顯。學生看到了這個比較“夸張”的實驗結(jié)果,都不由自主地發(fā)出驚嘆聲,并且表現(xiàn)出異常的興奮,這為本節(jié)課的成功帶來了很大的作用。
在電學演示實驗中,往往為電表的示數(shù)太小不能被學生看到而發(fā)愁,現(xiàn)在我們可以借助實物投影儀,問題就得到很好的解決了。
做靜電演示實驗的時候碰上春夏之潮濕的天氣,用靜電起電器難以獲得足夠的電量,實驗往往不容易成功。幸好找到了一個好辦法——用一個類似礦泉水瓶一樣的塑料瓶子,裝上半瓶左右的塑料小球,再插上一根塑料棒,然后拿起瓶子用力搖動一會兒,塑料棒很容易就能帶上足夠多的靜電,哪怕是在下雨回潮天也能順利地完成靜電實驗。
在演示“牛頓第三定律”的實驗中,把原來用兩只手對拉兩把彈簧秤,改成把它們分別固定在兩張小板凳上,這樣兩邊對拉,可以勻速,也可以加速。實驗效果明顯、清楚、說服力強。
(三)新授課以學生探究實驗來展開,效果顯著
眾多的成功課例表明,設計有實驗的課堂教學,特別是有分組實驗的課堂,無論是在吸引學生的注意力、還是在調(diào)動學生的學習熱情和參與度上,都能取得令人滿意的效果。
例如,探究彈力、研究摩擦力、探究牛頓第二定律、探究合外力做功與物體動能的變化、研究導體的電阻率等新授課,當采用實驗探究的教學模式時,整個課堂的面貌便發(fā)生了根本性的變化,呈現(xiàn)出勃勃生機的景象,學生探討氣氛熱烈,學習積極主動。這都充分體現(xiàn)了實驗能讓物理課堂更加充滿活力。
三、加強實驗的教學功能,更有利于學生均衡發(fā)展
現(xiàn)在各個學科都在用盡所能爭時間,要求學生多學所教科目。特別是文科科目,常常要求學生背誦默寫,有的連課間和午間休息都不放過,抓學生來背誦默寫?,F(xiàn)在有的理科老師為了提高成績,也開始學文科的做法,那不把學生累得頭暈腦脹才怪,這不僅違背了教學規(guī)律,也必將對學生的身心造成傷害。
如何讓學生順利學好高中各個科目呢?自認為應充分發(fā)揮不同學科的教學特點,讓學生以合理的途徑和方法學習各科的知識與精髓,才是正道。
發(fā)揮實驗在教學中作用,是物理學科區(qū)別于其它學科的重要體現(xiàn)。實驗可以豐富學習的內(nèi)容,豐富學生參與學習活動的機會,做好實驗教學,可以起到很好的調(diào)節(jié)作用,減輕諸多純理論課堂學習的枯燥感,有效減輕學習壓力,更有利于學生各科都均衡的發(fā)展。
四、發(fā)揮集體備課功能,改進實驗教學環(huán)節(jié)的實施
由于急功近利的原因,曾經(jīng)放松了實驗教學,以換取更多的做題時間。但實踐表明,一味的灌輸講練課,并沒能提高學生的成績,恰恰相反,學生往往會覺得課堂枯燥乏味而難以專心聽講,慢慢地對物理也失去了興趣。
還是備課組長分析得好,與其看著學生無心上課,不如多做些實驗,活躍下課堂更好。畢竟實驗能大大地調(diào)動起學生的好奇心,激發(fā)學生的興奮點……
現(xiàn)在我們達成了共識,都積極參與到如何增強優(yōu)化實驗教學的探索研究中去,集合科組人員的智慧與力量,精心準備各章節(jié)的實驗教學,將會讓我們物理課堂增添更多的活力,讓物理教學走上更好的道路??梢韵嘈?,這應該也是物理學科取得良好教育效果的正確途徑。
【參考文獻】
[1]張德啟,李新鄉(xiāng),陶洪,王崇光.物理實驗教學研究[M]. 科學出版社.2011,7.