初中物理實驗教學與學生能力培養的探索

錢 秀

(蘇州市第33中學,江蘇 蘇州 215000)

《中學百科全書·物理卷》中說:“在物理教學中運用實驗給學生學習物理創造一個基本環境,使學生主動獲取物理知識,發展能力,以促進科學品質和辨證唯物主義世界觀形成的教學謂之物理實驗教學.”由此看出,科學地開展物理實驗教學,不僅可以提高教師對實驗教學的認識,而且可以使實驗真正成為學生主動觀察、質疑、好問、體驗和探索問題的綜合實踐活動,并通過實驗教學的創新來培養學生的能力,以下是筆者在實驗教學中的一些做法.

1 變演示實驗為邊學邊做實驗

演示實驗是課堂上經常采用的一種教學手段.但是演示實驗是教師一個人做或少數幾個同學做的,大部分學生處于被動的觀察者,沒有成為實踐的操縱者,那么,他們的實驗動手能力就沒有能得到訓練,他們也就不會遇到實驗過程中的一些異常突發問題,這就不利于學生動手能力的培養,也不利于學生學習主體性的發揮.俗話說:“看一看,不如做一做”.因此,為了增強實驗的效果,增加學生實驗動手的機會,我改組了部分演示實驗,使之成為學生邊學習邊操作的實驗.這種改革,在上課時間上要比原來用得多,在上課組織上也比原來難以控制,但是它更好地顯示了實驗教學的效果,每個學生都能體會到了實驗過程,也都能觀察到了清晰、真實的現象,學生的學習積極性、主動性、合作性等都得到了相應的提高和培養.例如,《杠桿》一節內容在導入“拔圖釘”活動時,演示實驗可見度差,于是讓每個學生從家里帶一些工具,每人都去看一看,做一做,想一想,增強了實驗的效果,對什么是杠桿有了充分的實踐認識,同時也進一步加深了對硬棒、支點、動力、阻力等關鍵詞的認識.

2 加強課外小實驗

課外小實驗不僅可以培養學生學習物理的興趣,更重要的是它對培養學生的動手能力,思考問題的能力,處理問題的能力,應用創新能力等都有極大的幫助.任何事物的發展是在實踐過程中徘徊進展的,實踐中所遇到的問題、挫折和矛盾等都將成為新起點的開端,成為創新火花的碰撞之源,成為發明創造的源泉.例如《自制水果電池》實驗,實驗器材比較好找,學生回去尋找材料、制作、演示、寫好記錄的過程,會引發學許多的思考和探索.有的學生用蘋果做了以后,又換用了西紅柿、土豆等器材來做,實驗的積極性非常高漲.奇怪的現象引起了學生的好奇和思考,為什么把銅片、鐵片插入水果中就會變成電源呢?有些同學還會想到這個電源的電壓值會是多少呢,這個電壓的大小跟什么因素有關呢?還有如果用水果制成電源,應用于日常生活中,那該多好啊!不是減少了環境污染嗎?這些問題的產生,是多么的自然,多么的富有新意.再比如:讓學生做“電刻錫箔”的小實驗,通過用干電池模擬實際生產中的電刻,激發學生的好奇心,培養學生學習物理的興趣.

3 變化課本實驗器材

平時教學中,教師一般是按照課本上的實驗器材和要求來組織學生做實驗的.這種實驗過程,學生只要認真閱讀教材,按部就班,實驗就會很順利地完成,會達到教師預定的教學目的.然而,我們認為,學生的思維能力得不到充分訓練,學生處理新問題的能力得不到造就.為此,有必要對有些實驗作了調整和修改,例如,學生在做《研究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關》時,課本給出的器材是干電池兩節,開關、滑動變阻器各一個,兩個電磁鐵,大頭針和導線若干.而我們在上這節課時卻沒有給學生滑動變阻器,實驗過程中,學生都舉手向我要滑動變阻器,此時,我就引導學生去思考,沒有滑動變阻器是否可以做這個實驗.學生在啟發下展開了討論,最后學生都能找到了實驗的新思路.通過這種改革,學生有更多的機會參與討論,參與思考,同時也告訴學生:解決同一個問題,其途徑是多樣化的.這對培養學生的開放性思維,創新思維將有很大益處.

4 注重學生的主動探究

將有些分組實驗作教學方法的改變,增加了學生主動探究的成分,給足學生實驗的時間,給足學生討論的時間,給足學生發現問題、解決問題的時間.學生在做、思、議、改的過程中,對實驗的目的、實驗的過程、實驗現象就有了深刻的理解.例如,在做《歐姆定律》的實驗時,我們的基本做法是:教師對實驗的過程先不作講解,只是對實驗中該注意的方面作一強調,如電表量程的選擇、正負接線柱的接法等,放手讓學生去看書、討論、提問、實驗,在實驗的基礎上,教師再根據出現的問題作解釋,或再讓學生討論、實驗,最后得出正確的結論.實驗的過程不出所料,出現了很多問題,這是過去教學中所發現不了的.如:很多學生在研究電流跟電阻關系時,不知道移動滑動變阻器,而是換了電阻后就馬上進行讀數;在得出電流跟電阻關系時,有許多學生都認為“保持電壓不變時,電阻跟電流成反比”是正確的.出現這些問題,是正常的教學現象,從中也給了我們一些啟發:教學不能僅僅停留在告訴的層面上,要創造教學情景,讓學生主動去探索和發現,從而讓學生經歷科學探究過程,學習科學研究方法,培養學生的探索精神、實踐能力以及創新意識.

5 在復習中運用開放性實驗

在復習課上,采取一題多實驗的方法來進行實驗復習,即通過一道題目,要求學生能回憶和組合出過去所學習過的實驗,并且要能寫出實驗的名稱,實驗的器材,實驗的步驟和實驗的結論等.這種實驗題,是一種開放性物理實驗題,它不但可以幫助學生復習,提高學生的綜合能力,而且可以培養學生的發散性思維.例如在進行電學復習時,我們給出了這樣一道題:

現在給你干電池 2節、開關3只、小燈泡 2盞、5歐定值電阻2只、10歐定值電阻1只、滑動變阻器1只、電流表和電壓表各1只、導線若干,你能用以上器材研究哪些問題,請你寫出實驗目的、實驗所需器材、實驗主要步驟和實驗的結論.

學生看到這道題時,開始有點不知所措,此時,教師先作適當引導,然后再讓學生去思考并完成.學生通過該題的訓練,就把電學中的大部分實驗作了系統、詳細的復習.許多學生做完之后都有這樣的感嘆:電學實驗做了很多,原來他們所需的器材卻這么少,真想不到如此簡單!

6 進行設計性實驗訓練

設計性實驗是對所學物理原理和所做物理實驗的綜合、應用、遷移和創造.它是對學生應用能力、設計能力和創新能力等的全面考查.這就使得我們在教學中要注重培養學生的應變能力,再遷移、再應用的能力,比如上面所講到讓學生做課外小實驗、變化課本實驗器材等手段,對培養學生的設計能力有極大的幫助,除此之外,我們還讓學生做一些具體的開放性實驗設計題,如:要測一只未知電阻Rx的阻值(估計約幾十歐).現有器材是學生用電壓表、電流表各一只,已知阻值為10 Ω的電阻 1只,滑動變阻器(0-20 Ω)一只,電源、開關、導線等.請根據以上器材和下列要求,用不同的方法測出未知電阻 Rx的阻值.

要求:(1)電壓表、電流表、已知阻值為10歐的電阻、滑動變阻器(0-20歐)四個器材中,每次只能用兩個;(2)測量器材在一種方法中可使用兩次(即可測出電路中兩個不同部分的值);(3)至少要設計5種方法.

學生在做這類題目時,平時的各種能力都會得訓練、整合和提升,單憑死記硬背,簡單模仿的同學,對于這種題是沒有頭緒,摸不著頭腦.這就要求我們在平時的教學中,要引導學生重知識發生的過程,重實驗的過程,重理解記憶,重一題多解,重自我創造而不是簡單模仿;要教會學生會學,樂學和精學.

總之,在施教過程中,我們向學生開放了物理實驗室.教師為學生創造各種便利條件,使學生能夠充分利用實驗室的各種器材,學生在教師的指導幫助下,可以進行各種物理實驗(不是僅僅限于課本中的實驗).這樣做的益處在于:調動了學生的學習積極性,培養了學生的實驗能力,引導學生對物理世界進行了更深層次的探索.

1 張偉.中學物理實驗教學研究與演示教具設計.呼和浩特:內蒙古人民出版社,2001.4.

2 閻金鐸,田世昆主編.中學物理教學概論.北京:高等教育出版社,1999.5.