章紫卿
(福建省泉州市永春縣玉斗中學(xué) 福建 永春 362600)
初中物理要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察,培養(yǎng)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),促進(jìn)創(chuàng)新能力的發(fā)展。人們?cè)谟^察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷地創(chuàng)新,從而推動(dòng)了物理學(xué)的不斷發(fā)展。從古到今,在物理學(xué)上有成就的人都要經(jīng)過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新這三個(gè)階段。例如,法拉第由于觀察沃拉期頓的實(shí)驗(yàn)受到啟發(fā),在實(shí)踐中制成了世界上第一個(gè)馬達(dá),實(shí)現(xiàn)了人類歷史上第一次將電磁運(yùn)動(dòng)向機(jī)械運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。隨后,他10年如一日地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),想要轉(zhuǎn)磁為電,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的失敗,最后他獲得了成功,從而產(chǎn)生了一門新的物理學(xué)——電磁學(xué)??梢?jiàn),觀察能力、實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)對(duì)物理學(xué)科教育來(lái)說(shuō)有多么的重要。
觀察是發(fā)明創(chuàng)造的源泉,千百年來(lái),人們從自然界中得到各種啟示,創(chuàng)造了許多有益于人類的發(fā)明。那么,如何培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力呢?讓我們先來(lái)看一看在物理學(xué)上有成就的科學(xué)家是怎樣進(jìn)行觀察的。伽利略小時(shí)候就喜歡觀察和動(dòng)腦思考。一天晚上,他看見(jiàn)掛在教堂梁上的燈被風(fēng)吹得搖搖擺擺,當(dāng)他把窗子關(guān)上時(shí),發(fā)現(xiàn)燈仍在有規(guī)律地?cái)[動(dòng)。他就試著按住自己的脈搏認(rèn)真去數(shù)著,通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)燈的每次擺動(dòng)所用時(shí)間是相同的。這盞燈在教堂里不知擺動(dòng)了多少年,并非只有伽利略一個(gè)人看到,而伽利略之所以能獨(dú)具慧眼,發(fā)現(xiàn)了這一秘密,我想,這并非偶然,而是因?yàn)樗朴谟^察、思考的緣故??梢?jiàn),觀察不只是用眼睛簡(jiǎn)單地看,而是要仔細(xì)地看;要深入地看;要會(huì)思考地看;要有目的地看;要看到點(diǎn)子上。在教學(xué)過(guò)程中,多提些問(wèn)題讓學(xué)生思考回答,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力無(wú)疑是很有幫助的。
電磁場(chǎng)理論的奠基者法拉第之所以能有那么大的成就,除了他勤奮好學(xué)外,更重要的是他具有非凡的實(shí)驗(yàn)才能。他只讀了兩年半小學(xué),12歲就上街賣報(bào),13歲當(dāng)學(xué)徒,借工余時(shí)間自學(xué)電學(xué)和化學(xué)。在學(xué)習(xí)中,他總是不滿足書上的現(xiàn)有結(jié)論,常常自己因陋就簡(jiǎn)地動(dòng)手設(shè)計(jì)制造儀器做實(shí)驗(yàn),以檢驗(yàn)書本中的內(nèi)容。比如,在物理課本中,編寫了不少的小制作、小實(shí)驗(yàn),如自制量筒,自制天平,自制彈簧稱,自制潛水艇模型,自制平行光源,自制望遠(yuǎn)鏡,自制潛望鏡,自制指南針,自制電磁鐵,自制電鈴。通過(guò)這些小制作和小實(shí)驗(yàn),學(xué)生在親自體驗(yàn)過(guò)程中促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高。我想,因此教師不僅要重視課本中編排的這些小制作、小實(shí)驗(yàn),還應(yīng)充分利用課外活動(dòng)時(shí)間,組織興趣小組,發(fā)動(dòng)學(xué)生因陋就簡(jiǎn)地制作實(shí)驗(yàn)儀器,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如,在光初步知識(shí)的教學(xué)過(guò)程中,由于我校儀器不足,有些儀器的演示效果也不是很理想,因而我利用課外時(shí)間指導(dǎo)部分學(xué)生自己制作了一個(gè)能清晰地顯示出光路的實(shí)驗(yàn)箱。起初,為了讓學(xué)生看到光的直線傳播現(xiàn)象,我們把實(shí)驗(yàn)箱的背景涂黑,但還是顯示不出光線。后來(lái),因觀察通過(guò)天窗射入屋里的太陽(yáng)光受到啟發(fā),我們就設(shè)計(jì)了一個(gè)煙霧器。當(dāng)我們往實(shí)驗(yàn)箱里注入煙霧時(shí),光線終于很清晰地顯示出來(lái)了。我們用自己研制出來(lái)的實(shí)驗(yàn)箱做實(shí)驗(yàn),證實(shí)了光的直線傳播規(guī)律。同學(xué)們無(wú)不為自己的成功感到高興。隨后,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)箱里又加了一個(gè)可以研究光的反射定律的演示板,終于,我們又很好地完成了證實(shí)光反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)。后來(lái),我們對(duì)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行改遭,并通過(guò)不斷的試驗(yàn),攻克了一個(gè)難度較大的難題,也就是光的折射的演示實(shí)驗(yàn)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)箱里裝了半箱水讓光線從一種物質(zhì)射入另一種物質(zhì),可是卻看不見(jiàn)水中的光線。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)在水中加入瑩光粉后,就能清晰地看到光在水中的傳播路徑。這樣我們就很好地完成了光的折射的演示實(shí)驗(yàn)。為更進(jìn)一步地研究光的折射規(guī)律,我們還設(shè)計(jì)了一個(gè)能讀出入射角和折射角大小的演示板。把這個(gè)實(shí)驗(yàn)板插入實(shí)驗(yàn)箱,就能用它來(lái)研究光的折射規(guī)律,還可以證實(shí)在折射中光路是可逆的。自制教具一方面彌補(bǔ)了我校教學(xué)儀器的不足,另一方面,更重要的是通過(guò)自制教具充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦的積極性,從中培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,激發(fā)了學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)的積極性,并在不知不覺(jué)中把物理知識(shí)傳遞給學(xué)生。
創(chuàng)新來(lái)源于大膽的設(shè)想,大膽的設(shè)想需要有豐富的想象力和全新的思維方式。法拉第不僅有非凡的實(shí)驗(yàn)才能,還有大膽而豐富的想象力。當(dāng)時(shí),人們只知道萬(wàn)物均由原子構(gòu)成,但他卻提出電和磁不是由原子組成,而是以空間中場(chǎng)的形式存在,電力和磁力的作用可以用場(chǎng)中的力線來(lái)表示。他還認(rèn)為自然界各種各樣的力歸根到底是統(tǒng)一的。他的這種新穎思想為19世紀(jì)以后自然科學(xué)的發(fā)展指出了方向。愛(ài)因斯坦善于運(yùn)用思維的洞察力,深入揭露事物本質(zhì),以徹底創(chuàng)新的精神革新了經(jīng)典物理學(xué)的舊觀念。如果沒(méi)有象他們這種敢于打破常規(guī)框框的創(chuàng)新精神和全新的思維方式,那么,科學(xué)將會(huì)永遠(yuǎn)停滯不前。
我認(rèn)為,我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中要經(jīng)常提出一些超出人們思維習(xí)慣的例子。例如,在講完重力后,我畫了一個(gè)單擺,這可能嗎?很多同學(xué)感到驚訝!可當(dāng)我在上方畫出地球時(shí),大家恍然大悟。還有,課本中也編寫了不少可培養(yǎng)學(xué)生思維想象能力的內(nèi)容,我們只要稍加注意,就能挖掘出很多可培養(yǎng)學(xué)生思維想象力的內(nèi)容。此外,我們?cè)谠O(shè)計(jì)學(xué)生練習(xí)時(shí),也應(yīng)經(jīng)常變個(gè)樣子,以利于打破常規(guī)思維習(xí)慣,建立全新的思維方式。如關(guān)于光的折射,很多同學(xué)習(xí)慣于兩種不同物質(zhì)一上一下的情況,我們可以把它變成一左一右的情況。至于創(chuàng)新精神的培養(yǎng),我認(rèn)為,我們首先應(yīng)在平常的教學(xué)過(guò)程中,從小處做起,不要好高騖遠(yuǎn),重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。如在解題過(guò)程中,我們應(yīng)要求學(xué)生不要滿足于一種解法,要深入探討,力求找出更好的解法。也可以要求學(xué)生對(duì)題目進(jìn)行交換,深入下去,以求了解題目的本質(zhì)。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神能夠起到潛移默化的作用,使學(xué)生從小就養(yǎng)成敢于創(chuàng)新的好習(xí)慣。