針對新課程要求和具體實驗教學實踐中的矛盾,以及目前研究的可行性不足,筆者認為改革高中物理實驗教學應以可操作性為前提,自主實驗為突破口,立足培養(yǎng)學生的實驗操作能力,逐漸加大改革力度,從而使課堂教學質量不斷提高。下面筆者結合多年教學實踐經(jīng)驗談一點看法。
一、創(chuàng)設實驗情景,激發(fā)探究欲望
在教學過程中,巧妙地創(chuàng)設實驗情境,將會極大地激發(fā)學生的好奇心,激起他們內在的學習動機和探究欲望,在探究中獲得成功的體驗,從而樹立學習的自信。
例如,在教學“物體內能的變化”時,筆者根據(jù)教材設計的方法創(chuàng)設了一個演示實驗:壓縮厚玻璃筒中的空氣,使空氣內能增加,溫度升高,從而使筒內易燃物著火。實驗中明亮的火花給學生以深刻的印象。然而實驗過后,不少學生提出:“實驗的研究對象是什么?壓縮時筒內空氣的溫度到底是否變化?如何判斷它是否變化?實驗的目的是什么?”特別是在沒有判斷出筒內空氣的溫度是否變化而事先就放入易燃物來顯示氣溫的升高,似乎不符合科學的探究過程。于是筆者改變教材一舉成功的做法,實驗時在厚玻璃筒內先不放易燃物,壓縮筒內的空氣,要求學生仔細觀察筒內空氣的內能有無增加。這時學生感到困惑了:空氣內能增加與否怎能看得見?此時筆者便自然地引出一個實驗設計時的問題情境:如何判斷筒內空氣內能是否變化?如何變“看不見”為“可見”?筆者組織學生順著這個思路展開過程并上講臺實際操作。由于實驗是學生主動參與設計的,設計目的明確,實驗后學生對實驗所揭示的結論和實驗的設計思想均有深刻認識,從而激發(fā)了探究物理知識的欲望。
二、運用課外實驗,提高學習興趣
在教學中,物理實驗不能僅局限于物理教材所安排的分組實驗和演示實驗,還要重視教材提供的課外小實驗和學生自制實驗器材進行的自主實驗,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新探究能力,這樣有利于培養(yǎng)學生的學習興趣。
例如,在學習“靜電感應”時,筆者指導學生做“聽話的乒乓球”的實驗:把乒乓球放在水平桌上,用塑料筆桿或塑料直尺在毛衣上迅速摩擦幾下后靠近乒乓球。當乒乓球被吸引而向筆桿或直尺滾來時,緩緩移動筆桿或直尺,乒乓球便順從地追隨著它們滾動。這個小實驗既有游戲性,又有趣味性。又如:在學習“慣性”時,筆者讓學生去感受車輛起步、剎車、轉彎過程中人的傾斜情況。
課外實驗既能夠豐富學生的課余學習生活,又能夠培養(yǎng)學生學習物理及其它學科的興趣。尤其是在當代科技發(fā)展、信息多樣化的時代,具有重要的現(xiàn)實和創(chuàng)新意義。
三、運用對比實驗,探究物理規(guī)律
物理規(guī)律反映的是物理概念之間的相互聯(lián)系,是物理現(xiàn)象和過程的本質聯(lián)系,在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律性的反映。而中學生的理解能力是有限的,教師借助探究型課堂實驗把規(guī)律的形成過程、思維過程充分展示給學生,一定能得到良好的教學效果。
例如:在教學《渦流》時,教師可以設計對比實驗使學生感悟渦流的效應。筆者首先用變壓器說明、演示強阻尼擺、弱阻尼擺(梳形擺)和無阻尼擺在磁場中的擺動時間,借此講解渦流造成的阻尼效應。然后用自制的渦流演示儀演示磁體在鋁管中(用兩根鋁管對比,一根是完好的,另一根在管壁割開一條豁口,使管中不能產生渦流)下落。學生可以看到,在完好的鋁管中,磁體下落要緩慢得多。
四、多元設備實驗,啟發(fā)創(chuàng)新思維
所謂多元設備實驗就是對于部分演示實驗,教師采用不同的實驗設備分別進行演示,然后要求學生對比這些實驗設備演示效果的優(yōu)劣,并思考這些演示方案都是如何設計出來的,從而不斷培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。
例如,在做楞次定律實驗時,我校實驗室里有現(xiàn)成的演示裝置,但是效果并不明顯,主要原因是單匝鋁框的磁通量變化較弱,產生的感應電動勢和感應電流不大,因此感應電流的磁場不強,原磁場與感應電流的磁場作用力不大。為了使演示現(xiàn)象更加明顯,筆者用漆包線繞制兩個匝數(shù)約為100匝,直徑約為8cm的圓形線圈。其中一個線圈將線頭上的漆刮掉,把兩個線頭連接起來形成一個閉合線圈,另一個不連接成閉合線圈。做演示實驗時,筆者將學校實驗室里原本的楞次定律演示器上兩邊的鋁環(huán)取下,分別換上兩個線圈。在利用這個演示實驗講解完楞次定律后,筆者取出原來配置的鋁環(huán),并告知學生這是“原配夫人”,是原來這個楞次定律演示器上的裝置之一,然后用這個鋁環(huán)再次進行演示,要求學生觀察實驗現(xiàn)象并對比前后兩次實驗現(xiàn)象的差別。學生很快指出了后者現(xiàn)象并不明顯。筆者問:“你知道老師是怎樣想出用這個線圈來替代鋁環(huán)的嗎?”這實際上是要求學生思考演示實驗設計的思路,學生在筆者的引導下,不僅懂得了用線圈替代鋁環(huán)的原理,更重要的是學會了一種設計演示實驗的思路:發(fā)現(xiàn)原演示實驗不足之處→從原理上找原因→針對原因改進演示實驗。而這種思路亦是進行思維創(chuàng)新的途徑之一。
總之,在物理教學中,教師要多設計演示實驗,讓學生動手、動腦、動口,多觀察實驗現(xiàn)象。對同一問題,教師應要求學生善于全方位、廣角度、多途徑去分析思考,從而發(fā)展學生的形象思維與求異思維,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,使學生逐步實現(xiàn)由學會到會學的轉變,使高中物理實驗教學向著有效性的方向發(fā)展。