物理學是一門以實驗為基礎的科學,物理實驗對培養學生的實驗能力(如:操作能力、觀察能力、創新能力、研究能力、想象能力、設計動手能力、歸納推理能力等。)、實事求是的科學態度、能引起學習興趣,以及對理解和掌握物理概念和規律,對物理知識的鞏固和運用都有至關重要的作用。物理教學大綱明確指出:要培養學生觀察和實驗能力,加強實驗教學,對學生的實驗能力進行考核。目前,高考實驗考查比重很大達到十八分,在考查實驗知識的同時,更注重了探究實驗和創新實驗的考查,對學生實驗能力考查進一步加強。顯示出了實驗教學的重要和對實驗教學要求的提高。
在十幾年的教學當中,我在挖掘教材上花了大功夫,總希望把所有的知識毫無保留地傳給學生,爭取把實驗講細講透,一節課下來人很累,而且感覺時間不夠用,效果不見得很好。比如:游標卡尺和螺旋測器的讀數從高一到高三不知講了多少遍,可是一考下來,學生還是基本不會。又比如:電學實驗實驗原理雖然講的很多,但學生只會課本的實驗,對于設計型實驗還是無從下手。
究其原因:1. 沒有考慮到學生的認知水平,講得太細學生覺得羅嗦,寶貴的上課時間浪費掉。講得太深則脫離了主體,效果更差。2. 不夠信任學生,總是想扶著他走路,心是好的,但造成他們依賴性太強而致于無法獨立行走;3. 實驗課教學大部分時間講實驗原理,生怕學生沒搞清楚,學生實驗操作的時間少了,與學生的交流就少了,沒有充分了解自己的學生,摸黑走路是容易摔倒的。4. 實驗不夠重視,一些設計性的實驗,只在黑板上講實驗,而沒有組織學生動手做實驗,使學生缺少動手的機會,只會死記硬背一些實驗,不知道實驗原理,對一些知識只是一知半解。因此,加強實驗教學,培養學生的實驗素質,提高實驗能力勢在必行,但要達到大綱的要求和素質教育目標并非易事,在此提幾點個人的看法。
一、重視學生實驗素質的教育和訓練
對學生進行物理實驗素質教育應該包括兩個方面:一是思想素質教育,如物理實驗在物理學中的地位,實驗的意義,重要物理實驗的來源與發展:尊重科學、尊重實驗事實,科學求實的實驗指導思想和從實踐到理論再到實踐的辯證唯物主義教育以及愛護實驗儀器遵守實驗規則的思想教育等。二是心理素質教育,要教育學生克服對實驗的神秘心理、膽怯心理、依賴心理,怕動手心理及懶惰心理等,培養他們認真細心、有條理、有層次的實驗心理素質,養成良好的勤于動手、仔細觀察(現象、讀數等)、嚴格操作的習慣,領略物理學家的物理思想、科學態度和研究方法。
二、加強學生實驗基本功的教育和培養
物理實驗基本功的訓練培養主要包括實驗理論和實驗技能,它是物理學科重點內容之一,在各類實驗型試題中均有充分體現。因此,切實加強對學生的實驗理論教育,設計操作、信息處理、知識遷移等能力的培養成為物理實驗教學的關鍵。
物理實驗理論的內容主要包括實驗原理、實驗步驟、數據處理和誤差分析。近年來物理實驗型試題對實驗理論的重視已日趨加加強。
實驗原理是實驗的靈魂,也是實驗的“綱”。實驗步驟、數據處理和誤差分析既是重要的實驗技能,又蘊含著理論問題,所以欲使每一個實驗成功,應讓學生對每一個實驗的原理,操作步驟、數據處理、誤差分析等深刻地理解,真正弄懂。在弄懂原理的基礎上,選擇符合標準要求的實驗器材,制定實驗步驟,分析誤差的成因,進行正確的數據處理,讓學生從理論上作深層次的準確理解,而對有些細節教師必須做出示范演示,使學生能夠從直觀感性認識上加深理解,融會貫通。
實驗技能的訓練培養內容主要包括器材的選擇、儀器的使用與讀數、安裝調試等。在實驗教學過程中,首先讓學生了解基本儀器的原理、使用方法、讀數規則、注意事項等,并逐件動手過“關”;然后讓學生在對實驗原理透徹理解的基礎上,以誤差要小,實驗安全、操作方便為依據,根據實驗要求的分析和初步估算結果,逐步學會選擇恰當的器材和正確的實驗方法,使學生的實驗技能得到不斷提高。
三、充分注意學生設計實驗思想和方法的訓練和培養
在通常的實驗教學過程中,特別是學生實驗課,很多學生總是只動手不動腦,盲目的照課本或教師的步驟按部就班,機械操作,甚至采用“萬事俱備,只欠數據”的實驗冊,做起實驗來只是逐條操作,填上數據完事,實驗方法,實驗思路千組一律,千校一律,這樣使許多學生的實驗設計能力和思想方法得不到培養;教師也常因趕進度,不愿多花時間,或認為學生實驗的特點就是每個學生要親自動手,因此,只注意學生動手能力的培養,對實驗的設計能力和思維能力的培養不夠重視,這些都嚴重影響了學生思維能力、個性和創造力的發展,從而造成學生在校做了不少實驗,但在各類物理考試中卻拿不到分。
不同的物理實驗有不同的設計思想和方法,它們都來源于實驗原理;同一物理實驗也有不同的設計思想和實驗方案,但殊途同歸。因此教師應啟迪學生思維,鼓勵學生在實驗過程中能夠用不同的實驗方法,設計不同實驗方案進行實驗,學生實驗思路開闊,方法各異。這樣的實驗教學,將會使學生對實驗原理有較高層次的理解,對創造性實驗能力的培養大有裨益。
四、重視細節,規范操作,養成良好習慣
生活中的成功與失敗常與細節有關。這方面的例子舉不勝舉。醫生的一點小疏忽可能會使患者命喪黃泉,商海中一點算計不周可能會傾家蕩產。反之,一個小小的發現也許會成就一項重大的發明,一個不起眼的發明也可能創造巨大的商機。人們常說細節決定成敗就是這個道理。
實驗課除了對學生的能力進行培養以外,還要對實驗操作的規范進行嚴格訓練,使學生逐步樹立一絲不茍、嚴肅認真的實驗態度和精益求精的工作精神。實驗過程實際上就是由一個個細節組成的、每一個細節都應該按照要求認真對待,不可有疏漏,從一點一滴做起,由淺入深逐步養成良好的習慣是實驗成功的基礎,更是今后走向社會事業成功的基礎。因此不可忽視實驗中細節的訓練。當然,指導教師應當提高自身的素質,規范自己的行為,以身作則,不怕麻煩、不嫌繁瑣,勤指點不誤導、耐心細致地指導學生實驗。
一分耕耘,一分收獲,實驗課上所培養的嚴謹的科學態度、良好的行為習慣、規范的操作方法和精益求精的工作精神將會使學生們終生的受益。
五、課內與課外有機結合,對學生進行實驗素質的訓練和培養
課內實驗主要指教師的演示實驗和學生實驗。課堂教學是素質教育的主渠道,因此做好課內的各項實驗是對學生實驗素質訓練和培養的重要途徑。
對一些課后小實驗讓學生在家中自己設計,自己找實驗用品,自己動手,自己總結的簡單易行的實驗,它作為一種新的實驗形式,為提供了大量的動手、動腦機會,同時,也可以充分利用學校科技節活動的平臺,引導學生參加小發明,小制作比賽,也可以開展創新大賽活動,通過形式多樣,豐富多彩的活動,充分調動學生的積極性,對培養學生的觀察能力,自己獲取知識的能力、分析解決問題的能力以及訓練學生獨立的技能和技巧都大有益處,彌補了課堂的不足。實踐證明,如果對課后對這些活動加以重視,積極開展并進行正確的指導,對于培養學生的實驗素質和能力有不可估量的作用。
總之,培養高素質創新型人才是社會的需要,實驗教學為學生提供了不可多得的環境和條件,只要我們每一個教師和學生都能夠認真對待每一次實驗,實驗室將會成為學生走向成功的搖籃。