所謂“物理”,就是通過“物”——物理實驗引入物理概念,研究物理規律。隨著課程改革的進一步深入,高考越來越側重于對實驗的考察,實驗教學尤顯重要,它更能有效地引導學生自主學習。物理實驗是學生獲取知識、進行知識創新的重要手段,是培養學生的科學興趣、科學態度和提高學生終身學習能力的重要途徑。因此,在教學中就不得不重視發揮物理實驗在提高學生科學素養及終身學習中應有的作用。
實驗教學方法是我們在實驗教學活動中進行個體行為的依據和指導,所有的教學活動都是教師和學生雙邊活動,失去任何一方,都不能成為完整的、有效的教學活動。
一、理論與實驗相結合
結合實驗教學的實際,理論與實驗相結合的原則,可以用“實驗——分析——再實驗——再分析”,這一教學模式來體現。
例如,“平拋運動”一課,教學中通過曲線運動的知識點回顧引入,引導學生思考如何分析平拋運動。學生可能會猜想水平方向上的運動與豎直方向上運動的合成,這時可以讓學生自行設計實驗,教師引導利用實驗儀器“平拋豎落儀”進行驗證,分析出豎直方向上的運動情況。這個演示實驗不但揭示現象,引導學生觀察問題,學生進入相對思維興奮狀態。然后請學生提出自己的猜想,并通過設計實驗積極進行驗證,學生得到結論。教師只隱在學生的思維過程后面,在他們需要具體的幫助時進行技術上的或是理論上的指導。
接著再做一個實驗,將平拋運動與水平方向上的勻速直線運動進行對比,這時學生自然地會想到如何將這一曲線運動分解,學生運用推理自己解決了問題。使得整個教學過程從簡單到復雜,從感性知識逐步過渡到理性知識,它符合學生接受新知識的規律,能夠充分激發學生的思維活動,而教學內容中有具體的、有抽象的,而且是從具體出發,在具體事實的基礎上進行抽象概括,就能攻破難點。因此,學生對于從實驗推得的結果,能夠獲得深刻的印象,對問題的理解比較透徹。
二、注重簡單性和實效性的結合
簡單性和實效性相結合,要求我們的實驗,取材簡單,源于生活;裝置明了,操作方便;重點突出,現象明顯。
我們的實驗教學不同于科學研究,通常實驗教學注重的不僅僅是結果,更注重的是實驗的過程。有時,先進的方法或手段,在教學實驗中未必合適。在實驗教學中,往往采用比較簡單的實驗裝置和手段,更有利于學生仔細觀察儀器和實驗的過程。如果在操作中機械化成分多,反而達不到培養學生能力的預期目標。著名物理學家朱正元先生說:“壇壇罐罐當儀器,拼拼湊湊做實驗”。他提出了因陋就簡、器材代用的可能性。但是,簡單并不一定具有實效。在我們的教學中,要切實做到簡單性和實效性相結合,這需要我們有創新的意識和鉆研的精神,結合教學內容設計新穎實用的實驗。例如,在“磁場對運動電荷作用”的教學中,我們設計這樣一個實驗:將一個透明容器(中間及邊緣分別固定一根鐵絲)放在一塊圓柱形磁鐵上,往容器中倒入水,撒上碎紙屑,接通電源,沒有明顯的變化。再往水中加入食鹽,再次接通電源,可以看到碎紙屑往同一個方向旋轉起來。能很好的解釋定向運動的微觀離子在磁場中的受力情況。這個實驗取料簡單,構思奇巧,充分體現了簡單性和實效性相結合的優點。本實驗在參加第七屆全國中學物理教學改革創新大賽福建省選拔賽時,獲得了評委的一致好評。
三、注重啟發性和趣味性
啟發性是各種教學方法的指導原則,也是唯物辯證法在教學原則中的具體體現,它要求教師充分調動學生學習的主動性,激發他們積極要求學習的心理狀態,引導他們生動活潑地學習,讓他們通過自己的獨立思考,融會貫通地掌握知識技能。趣味性能激發學生學習興趣,興趣能使學生傾注熱情。因此,教學必須堅持趣味性原則,啟發學生觀察分析和研究周圍的事物,不斷發展學生的觀察和思維能力。例如,在講到向心力的時候,讓學生去自己設計實驗來體驗。學生想出了非常多的方法,有些方法是非常有效,創意非常新穎獨到。有一位學生提出了這樣一個方案:用一個玻璃杯怎么把乒乓球搬動(不能用手接觸乒乓球),并采用游戲競賽的方式,我們現場做了這個實驗,有位男同學很快利用小球在玻璃杯內做圓周運動,將球搬到指定的區域,實驗現象很好,學生的興致很高,也對小球做圓周運動的規律留下了深刻的印象。
四、讓學生自己動手
物理實驗功能的體現,不僅僅在于獲得所謂的“正確”實驗結果,更重要的是使學生經歷和體驗獲得實驗結果的探索過程。只有親身經歷這樣的過程,學生才能受到科學過程和科學方法的訓練,形成科學的態度、情感和價值觀。
例如,“超重與失重”這一節課是“牛頓第二定律”的應用課,所以在課前布置學生做了充分的預習。預習包括:課本內容;事先到電梯里測量電梯上升下降過程中,人對體重秤壓力的變化;將整個班級分成4個小組,每個小組設計一個實驗進行操作觀察超重與失重的現象,并在課堂上展示出來。通過學生實驗探究,培養學生的觀察能力和實踐動手能力、學生實驗面向全體學生、人人參與,讓學生體驗到了學習的快樂,把空洞抽象的物理知識通過學生探究獲得,加深了學生的理解,提高了學習效率。學生認為物理有趣、有用,能夠主動學習、快樂接受。從根本上徹底改變“教師講,學生聽;教師問,學生答;教師演示,學生看”的狀況,變被動接受的教學模式為激發學生主動學習的模式。
教師的教學理念和教學方法,使教師角色發生了重大變化,實驗探究過程一定要發揮教師的主導和學生的主體作用。利用實驗教學設置,改進、補充原來的教學方法,能更好地激發學生的學習興趣,提高學習效率,幫助學生形成良好的科學素養,養成實事求是的科學態度。作為新形勢下的物理教師,我們只有不斷發展,不斷探索,不斷學習,處處以學生學習能力的提高為最高目標,才可能將學生培養成社會所需要的有用人才。
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