葉送迎
物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。初中物理實驗分為教師的演示實驗和學生的驗證性實驗、探究性實驗和小實驗。物理實驗是教學的重要組成部分,它是建立物理定義、概念、規律、理解和掌握物理知識不可缺少的環節,是培養學生的觀察能力、操作能力、思維能力、探索精神的良好學習方法。實驗是中學物理考試中的考點之一。如何改革物理課堂實驗教學。本文就此談談筆者的心得體會。
一、改革物理實驗教學的必要性
回顧物理實驗教學的發展,18世紀德國、法國建立了學校的演示實驗室,從此便開始了世界上的物理實驗教學,成為物理教學中重要的教學手段和有效的教學形式,是學生喜愛且積極參與的一種教學形式。近年來中考物理試卷對實驗的考查,不僅由考查學生的驗證性實驗發展到考查學生演示實驗和探究性實驗。而且從背誦實驗原理、方法的考查轉向實驗的設計、探究,重在考查學生的實驗操作能力和綜合分析能力。例如,2001年中考考查驗證性實驗“用天平和量筒測量物質的密度”,2005年中考考查“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗。但是實驗題的得分率都不高,這反映了目前許多物理教師都不同程度地只重視理論的講授,而忽視了對學生操作能力的培養。不少學校教學經費不足,儀器設備陳舊簡陋,數量少,對于課標規定的實驗,不僅開出率低,學生實際操作的機會少,動手實驗的能力普遍較低,嚴重制約了實驗教學的正常開展。因此,為了培養學生的實驗技能、觀察能力、思維能力和科學的思維方法,提高他們發現問題、分析問題和解決問題的能力,進一步提高學生學習物理的興趣和愛好,調動他們的學習積極性,我們應進一步改善實驗條件,發揮物理實驗教學直觀形象的特點,為學生提供感性材料。
二、改革物理實驗教學的措施
1、重視演示實驗教學,加強能力培養
演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示,在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式。傳統的課堂教學,演示實驗通常是教師演示,學生看,但是很多實驗學生根本看不清,不同程度地限制和阻礙了學生參與實驗的興趣,直接影響學生實驗心理素質的提高。因此,教師在演示實驗中,應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結,甚至在實驗操作上讓學生積極參與,讓學生充分了解實驗的內容,多次重復,加深印象,鞏固記憶。例如,在“功的原理”一節的教學中,筆者變原來的課堂演示實驗為邊做邊講實驗,每兩位學生發一套實驗器材,讓學生測量鉤碼被提起的高度、測力計移動的距離、鉤碼的重力、測力計的讀數,引導學生計算重力做的功、拉力做的功。然后讓學生討論、研究、對比、總結,最后訓練學生用科學的語言描述,從而順理成章地得出“使用任何機械都不省功”這一原理。可見,演示實驗在教師指導下讓學生參與,不僅能讓學生展示實驗技能的機會,又能得到科學方法的訓練,加深理解和掌握物理概念和規律,同時可領略物理學的思想,培養科學態度和科學方法。
2、變驗證性實驗為探究性實驗
初中物理課堂實驗可分為驗證性實驗和探究性實驗,驗證性實驗占絕大部分。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證,鞏固和加深對基本規律和基本原理的認識。它能讓學生掌握操作儀器的科學方法和科學態度。如“用天平測物質的質量”、“電壓表測電壓”、“電流表測電流”等驗證性實驗,通過對電壓表、電流表、天平、刻度尺等器材使用,掌握操作儀器的科學方法,驗證性實驗為學生準備了探究性實驗前必要的技術支持,但不利于培養學生主動探索物理規律的能力,而探究性實驗對培養學生思維能力、創造能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的能力有獨到的作用。因此,在教學中可把一些驗證性的實驗變為探究性實驗。在實驗教學中,要盡量讓學生想想:“為什么要這樣做?”以此滲透物理思想,啟迪學生思維。例如在“測量小燈泡的電阻”驗證性實驗一節的教學中,筆者將這個驗證性實驗變為探究性實驗。主要原因是:(1)學生已掌握了電壓表和電流表、滑動變阻器的使用方法。(2)學生應用R—U/I時,常錯誤理解為R與U成正比,與I成反比。然后讓學生設計好實驗,畫出實驗電路圖,明確要測量的物理量。按探究性實驗的要求記錄。最后讓學生討論:(1)小燈泡的電阻是多少?(2)電壓變大時,電阻變大嗎?(3)電流變大時,電阻變小嗎?這一改變,學生由學知識變為主動探索自然規律,對知識學得更扎實更牢固,同時使學生受到科學方法的熏陶。對學生理解R=U/I有很好的幫助。
3、合理運用多媒體,優化演示實驗教學
利用常用儀器、教具進行演示是一種最基本的手段,而利用多媒體教學,是教學現代化的重要標志,是教學改革的重要組成部分。因為多媒體教學是指在教學過程中運用系統科學的觀察和方法,組織多媒體信息,形成合理的教學結構,以實現教學優化,使學生真正體會到物理學科的學習方法,提高學生觀察及分析問題的能力。如應用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程,從而突破時間以及空間的束縛,進行逼真的模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現于學生眼前,使學生認識加強,理解透徹。例如用多媒體播放“托里拆利實驗”,既可解決水銀可能對教室的污染,又能很好展示實驗操作的情景。利用多媒體進行物理實驗教學,不但為教和學增添了信息的傳輸和接收通道,而且為教學創設了良好的情境,師生們置身于“情”、“景”中,以“物”思“理”,又以“理”認“物”,這對物理的各種題型的實驗教學有著積極的意義,對提高物理課的素質教育教學有著廣泛的前景。
4、重視物理小實驗的教學
在初中物理課本中安排的21個小實驗,是課堂教學的延伸和補充,實驗教學的不可忽視的重要組成部分。有的側重于操作,有的側重于設計,有的側重于對物理知識的理解和應用,各有各的特點和作用。這些小實驗適應了初中學生的心理特點和知識水平。一方面,簡單易做,可以由學生自己取材,自己動手實驗,如“讓線圈轉起來”,把一段漆包線繞成3cm×2cm的矩形線圈,漆包線在線圈的兩端各伸出約3cm。把線圈放在銅支架上,接上電源,置于磁場中,線圈晃了兩晃便停下來,把線圈兩端伸出部分的絕緣漆刮掉半圈,再把線圈放在銅支架上,置于磁場中,接上電源,線圈便轉起來。這小小的實驗可幫助學生理解換向器的作用。另一方面有利于進一步挖掘學生的創造潛能,培養學生分析問題和解決問題的能力,有利于培養學生的科學創新能力。
總之,物理課堂實驗要與學生的分組實驗有機地結合起來,努力培養學生的基本實驗要素:一是儀器使用的一般知識;二是測量誤差與數據處理的知識,其中特別是圖線處理數據中,區分已知規律與未知規律的不同方法;三是間接測量的基本知識,要從測量出發理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數據的記錄與處理;四是驗證性實驗的驗證思想,特別是要懂得將理論結論與實驗結論比較的思想。同時加強學生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力的訓練,多角度、全方面地讓中學物理實驗教學提高到一個新的水平。
責任編輯:黃春香