物理是一門以實驗為基礎的自然科學,以實驗為基礎是物理學科的重要特征。物理實驗在中學物理教學中有不可替代的地位和作用,它不僅是物理教學的方法和手段,也是學生獲取直觀信息、認識物理世界的窗口。物理實驗為學生的學習提供了豐富的感性材料,可以幫助學生認識物理規律、形成物理概念、理解物理知識等。
實驗是物理的生命線,是物理科學賴以生存和發展的基礎,“沒有實驗,任何新的東西都不能深知”。物理實驗是物理教育的基礎和必由之路。物理新課程改革將物理實驗提到一個全新的高度,物理教學中要十分注重實驗教學,切實加強實驗教學。
1 搞好實驗教學,進一步激發學生的學習興趣,
增強課堂教學效果
實驗教學能否達到最優的目的,關鍵的問題是看教師在課堂教學中能否引起學生較大的興趣。愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”學生只有對物理感興趣,才想學、愛學,才能學好,從而才能用好物理。實驗教學是物理課堂上的重要內容,它不僅能激發學生的學習興趣,而且直接影響教學效果。因此,要增強物理教學的效果,教師必須搞好物理實驗教學。
教師可以通過新奇的演示實驗,激發學生的好奇心理,從而調動學生學習的欲望。例如,在講“圓周運動的向心力”時,可以用易拉罐做成的“水流星”實驗:水會不會流出來?按平時的認知,當易拉罐運動到最高點時,水肯定會往下灑;但從實驗的結果看,卻出乎意料,水并沒有灑落;當轉速漸漸慢下來,會發現慢到一定程度后水會往下灑。出人意料的“實驗現象”,使學生好奇,從而激發學生的興趣,教學效果可想而知。
通過演示實驗調動學生的積極性,但受課堂上限制,只能有少數學生參與。這時,學生實驗就更能顯示出它的優越性。除了讓他們做好學生實驗,還可以把許多演示實驗改為學生實驗,給學生提供自己動手動腦的機會,充分激發學生學習的興趣。例如,在講“牛頓第二定律”時,探究“加速度與力的關系”和“加速度與質量的關系”兩個演示實驗就可以改為學生實驗,這樣做既激發學生的學習興趣,又比教師一個人操作效果要好得多。
為了更好地培養學生學習物理的興趣,多做、做好物理實驗是比較不錯的方法。這時,教師可以把課外活動納入實驗教學的范圍。在學生掌握了一定的基本實驗技能之后,教師應統一計劃,配合課堂實驗教學,組織好課外活動。教師要注意活動的趣味性、與課堂教學的聯系性等。例如,引導學生進行“紙盒燒開水”“顫動的燈絲”等小實驗,用廢舊的材料制作望遠鏡、指南針等,對已有的實驗裝置進行改造和創新;在學習電學之后,指導學生自制驗電器;學完動量之后,自制小火箭;等等。在這樣的活動中,學生大膽設想、精心設計、認真操作,這是傳統的教學過程無法達到的效果。
2 創設情境,進行探究式實驗教學
新課程的基本理念之一就是注重科學探究,科學探究是物理課程的重要內容,而實驗探究是科學探究的重要形式。通過創設科學探究的情境,讓學生經歷發現問題、猜想和假設、設計實驗、進行實驗、搜集分析實驗數據、表達和交流等過程,主動去發現物理規律等。在這個過程中,學生既學習了科學知識,又可以學到各種技能,鍛煉各種能力;在學習科學知識的同時,又學習科學的方法,培養了科學態度和科學精神。
例如,在學習“摩擦力”一節時,可以用實驗探究的方法探究“決定滑動摩擦力大小的因素”。學生通過測量小車在不同的物質表面運動時需要的拉力,改變小車的質量再測拉力,然后通過同學之間的交流和合作,討論之后得出結論。在學習“決定電阻大小的因素”時,在學習“密度”時,也是利用了實驗探究的方法,使學生經歷探究的全過程,這樣學生通過自己動手動腦,觀察到的實驗現象、總結出的結論印象更深,學習效果更佳。
美國教育家杜威說過,最好的教育就是“從生活中學習”。新課標的理念是從生活走向物理,從物理走向社會。在教學過程中圍繞基礎知識和基本規律,讓學生觀察身邊熟悉的現象,利用身邊的物品去演示、實驗,探究其內在的物理規律。在新課程標準理念下的小實驗、小制作,有更大的自主性、開放性、創造性,使學生在生成問題、解決問題的探索中成長。這樣既促進學生理論與實踐的聯系,也培養了學生的創新意識、探究精神和實踐能力。實踐證明,新課程改革下的實驗教學更有助于增強課堂教學效果,更符合物理新課程標準的要求。
3 利用現代技術手段,完善物理實驗教學
新課程標準理念為物理實驗教學改革提供了新的思想理論,現代媒體、數字技術的普及則為物理教學提供了全新的技術手段和教學平臺。在新的技術平臺上,將會創造出全新的物理實驗教學。
實驗教學是物理課堂上的重頭戲,實驗的“好”與“壞”直接影響學生對一些問題的理解。但在課堂演示實驗中,有的實驗可見度差,有的實驗時間太長,有的實驗極不易做成功……例如,在講“磁感線”時,“磁場”和“磁感線”的概念比較抽象,很難理解。在傳統的實驗中,由于條件的限制,教師只能在講桌上進行演示,后面的學生看不清楚實驗現象,這就增加了學生理解的難度,直接影響教學效果。這種情況下,教師可以利用投影設備將演示的實驗現象放大,在屏幕上清晰地顯示出來,這樣有利于學生觀察,增強演示實驗的效果。又如,在講“焦耳定律”時,“焦耳定律演示器”的可見度差,實驗時間還很長,看錄像效果也不好。這時可以把實驗的錄像加以剪輯,再加入適當的聲音動畫,借助大屏幕投影,效果很好。在做一些實驗之前先看一遍該實驗的錄像,熟悉實驗步驟和各種儀器的使用注意事項,然后再動手操作實驗就感到得心應手。
現代技術手段不但可以極大地擴展實驗的可視性和可重復性,同時,計算機和傳感器等手段的介入,可以更快更準地得到實驗數據和處理實驗數據,從而節省更多寶貴的教學時間。
總之,在新課程改革的標準理念之下,物理實驗教學必將呈現出多姿多彩的新景象。作為一名物理教師,一定要搞好實驗教學,實現物理實驗教學的人性化、探究化、綠色化和現代化。
參考文獻
[1]楊介信,張大同.中學物理實驗大全[M].上海:上海教育出版社,1995.
[2]彭耀.新課標下高中物理實驗教學探討[D].武漢:華中師范大學,2008.
(作者單位:河北省唐山市豐潤區新軍屯中學)