物理是一門以實驗為基礎的科學。實驗不僅作為一種物理方法,而且作為物理思想,在物理教學中占有極其重要的地位。筆者從多年的教學實踐出發,結合新課程理念,介紹在現行物理實驗教學中培養學生創新能力的幾種具體做法。
初中物理的實驗主要分為教師的演示實驗和學生分組實驗,還可利用配備的充分實驗教學資源、儀器對學生進行課外開放性實驗探究。如何提高學生的科學探究能力、實驗的實際操作能力,教師不僅要注重整個實驗操作過程演示的操作技巧,還要在實驗之前對實驗課題進行重點教學。
完善實驗課題計劃,明確實驗目的
物理實驗教學課題,按照學校的課程安排,教師首先要根據教學大綱和教材中規定的演示實驗和學生分組實驗,制定好本學年或本學期的實驗計劃,即明確了實驗的課題,并根據實驗計劃,聯系實際生活,適當補充學生可以做的小實驗以及課外實驗探究的內容,構建一套完整的實驗教學方案;其次,對每一個實驗要達到、完成的目的,除讓學生理解和掌握外,在教學中或實驗完畢后,多方位提高學生的探究能力,如讓學生進行猜想與假設、提出自己的問題、還可配備或減少哪些實驗器材以及還可完成什么實驗,了解所涉及到的物理知識和要掌握的物理知識。
做好課堂內的演示實驗,提高課堂教學質量
教師不僅要用好課程標準上規定的演示實驗,甚至教材上的一段話、一幅插圖、一道習題也可以將它搬上“講臺”,進行演示。演示的形式不能僅僅是“教師演,學生看”,還可以是“教師導,學生演”,即邊學邊實驗。
做壓強的實驗雞蛋握在手中,使勁握也難以破碎,但手拿雞蛋在碗邊輕輕一敲即破。說明: 雞蛋緊握在手中時,受力面積大,壓強小;而在碗邊輕敲時,受力面積小,壓強大。可見,壓力的作用效果不僅跟壓力大小有關,還跟受力面積有關。
做大氣壓實驗將浸濕酒精的棉花放在廣口瓶內,點燃棉花,并讓它燃燒一會兒,然后將一只剝殼的熟雞蛋( 稍大于瓶口) 置于瓶口上,熟雞蛋在瓶內外壓強差作用下,被壓入了瓶里。
物理演示實驗具有形象真實、生動有趣的特點,能為學生在形成物理概念、得出物理規律前營造出活生生的物理情景,使學生感受深刻。
改進和添加實驗
改進現有實驗教材中有的實驗存在明顯的缺點,要大膽對其進行改進,使其更有利于教學。例如:人教版八年級物理教材中,用日光燈的燈絲或用細鐵絲繞成線圈,加熱,研究導體的電阻跟溫度有關的實驗。用此法實驗,加熱很長時間,根本看不到電流表示數明顯的改變。筆者進行了如下的改進:取一個215 V廢小燈泡,去掉外殼(燈絲完好),0~16 A的電流表一個,用一節干電池實驗即可達到理想效果。
添加相關實驗教材中有的知識結論是通過文字介紹得出的,若能夠添加一些直觀性的實驗, 將使結論更有說服力。例如蒸發吸熱,教材是通過介紹人身上擦酒精會感到涼這一現象得出的。筆者將該處添加一實驗:在溫度計的玻璃泡上包一小團棉花, 浸入酒精后取出,觀察溫度計示數,使學生在觀察的基礎上通過思維得出結論。
開展分組實驗,培養學生的創造性思維能力和實驗操作技能
分組實驗多以測量性、驗證性實驗為主。在學生分組實驗中,要盡量采用探究式的實驗方式,應改變一切由教師準備好、設計好,機械式的操作化實驗。首先,布置實驗預習題,讓學生在預習時明確實驗目的,操作步驟,做到有的放矢。其次嚴肅實驗紀律,在實驗前強調操作的關鍵和注意事項,引導學生規范操作, 仔細觀察,積極思考,在實驗中掌握和鞏固所學知識。最后,培養學生對所做實驗成敗的分析和根據所掌握知識的情況,多角度、多方位、多層次地進行創新分析,利用盡可能多的方法來設計實驗方案,并對各方案進行評價。讓學生去設計問題、解決問題,在解決問題的過程中,不僅使學生最大限度地獲得物理基礎知識和基本技能,溝通了知識間的聯系,更重要的是培養了學生的創新精神。
鼓勵學生完成力所能及的課外小實驗
課外小實驗新鮮生動,有助于激發學生學習的動機和興趣,提高學生的動手能力,培養他們的創新意識。因此要適時布置學生課余完成課外小實驗,并定時檢查、評價。例如:學完電路后,布置學生做串、并聯轉換開關,并進行展覽;學完大氣壓后,布置學生將裝滿水的玻璃杯倒插入水中,向上提起杯子, 在杯口離開水面前觀察現象;學完天平后,布置學生利用廢圓珠筆桿等做小天平。這些小實驗的完成,不僅鞏固了書本知識,鍛煉了學生能力,還促使他們樹立變廢為寶的思想。
總之, 實驗教學是物理學科教學的重要內容,高度重視實驗課教學,不僅是新課程改革的基本要求,而且也是素質教育的必然趨勢。這不僅能激發學生學習興趣,而且能為學生營造創新學習氛圍,培養創新意識、創新思維、創新能力,全面提高學生的科學素質。
(作者單位:山東省煙臺市牟平區文化二中)