【摘要】新課程改革背景下,物理實驗教學(xué)應(yīng)有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,激發(fā)他們探索的興趣和動力,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)方法、創(chuàng)造性思維以及實驗?zāi)芰Φ奶嵘R虼?,?chuàng)新物理實驗教學(xué)以提升學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新能力具有十分重要的意義和價值。本研究探索了在物理實驗教學(xué)中提高學(xué)生科技創(chuàng)新能力的主要方法和策略:增強(qiáng)物理實驗的新、奇、特,讓學(xué)生在震撼中感受到物理實驗的創(chuàng)意;創(chuàng)設(shè)問題情景,突出實驗的生活化、社會化;重視實驗方法的教育和實驗思想的挖掘;引進(jìn)數(shù)字化實驗和虛擬實驗,使學(xué)生在體驗中學(xué)習(xí)物理;利用廢舊材料和玩具做實驗,開發(fā)實驗教學(xué)資源;改變實驗的形式,培養(yǎng)思維的靈活性。
【關(guān)鍵詞】物理實驗 科技創(chuàng)新 問題情境
傳統(tǒng)的物理實驗一般分為兩類:一是以“老師做,學(xué)生看”為主的演示實驗;二是在教師指導(dǎo)下,以驗證性實驗為主的學(xué)生分組實驗??梢哉f,傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)模式是以“接受式教學(xué)”為主,有一定的局限性,演示實驗是老師動手做的,學(xué)生只能被動接受演示過程和得出的結(jié)論,這影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;傳統(tǒng)的分組實驗?zāi)J酵ǔJ怯衫蠋熤v授實驗原理,準(zhǔn)備好實驗器材,給出固定的實驗方案,學(xué)生所做的往往只是照方抓藥,而很少進(jìn)行選擇、創(chuàng)造甚至思考更好的測量和實驗探究方法的機(jī)會。
新課程對實驗的要求不僅僅是進(jìn)行一些操作的訓(xùn)練,更重要的是通過學(xué)生獨立自主地完成實驗探究的過程,使其科學(xué)方法、創(chuàng)造性思維和實驗?zāi)芰Χ嫉玫缴A。為此,在實驗教學(xué)中,我們力求喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識,激發(fā)他們探索的興趣和動力。
一、增強(qiáng)物理實驗的新、奇、特,讓學(xué)生在震撼中感受到物理實驗的創(chuàng)意
物理實驗可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,但做了物理實驗,就一定能夠激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣嗎?這是一個很值得思考的問題。國內(nèi)外的各種調(diào)查顯示,很多中學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣正在明顯降低,導(dǎo)致這一狀況的原因比較復(fù)雜,物理實驗的枯燥性是一個方面的原因。為此,我們創(chuàng)設(shè)了許多“趣味實驗”,并注意積累、總結(jié),使趣味實驗系列化、多樣化。
例如,演示“內(nèi)能對外做功” 實驗,實驗室沒有這方面的實驗裝置,所以我們用膠卷盒和打火機(jī)開關(guān)做了如上圖所示的裝置,演示時候,用棉花球涂一些酒精在膠卷盒的內(nèi)壁擦一擦。然后蓋上蓋子,等酒精蒸發(fā)完了,一打火,“砰”的一聲,塞子被崩出去很遠(yuǎn),這個實驗對學(xué)生很有震撼力(見圖1)。
再如,演示“電動機(jī)”實驗,實驗室的裝置很復(fù)雜,連接起來很不方便,我們一個干電池、一個線圈、一塊磁鐵就制成了簡易的電動機(jī)模型(見圖2)。
通過這個小發(fā)明,學(xué)生不但感覺到了實驗的驚奇,也對這個教具的創(chuàng)意感到新奇!在玩的過程中學(xué)習(xí)了物理知識,增強(qiáng)了探索的興趣。
二、創(chuàng)設(shè)問題情境,突出實驗的生活化、社會化
物理情境是蘊(yùn)涵物理知識和物理思想方法的情境,是物理知識產(chǎn)生的背景,是發(fā)現(xiàn)和提出物理問題的重要前提。只有當(dāng)創(chuàng)設(shè)的物理情景進(jìn)入學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,并且在內(nèi)容上具有“挑戰(zhàn)性和探索性”,才能激發(fā)學(xué)生在已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上產(chǎn)生創(chuàng)新欲,促進(jìn)其與同學(xué)、與教師互動合作,從而提出問題,探究問題,解決問題,進(jìn)而不斷發(fā)展和完善自己的知識結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新能力。因此,我們創(chuàng)設(shè)了許多生活化情境,設(shè)計出與此相關(guān)的實驗探究,這不僅使我們的教學(xué)內(nèi)容更真實、親切,更能體現(xiàn)“從生活走向物理”的理念,更重要的是,貼近生活、社會的問題情景對實驗設(shè)計還具有指導(dǎo)作用。
例如,在八年級下冊“大氣的壓強(qiáng)”的探究中,我們使用提瓷磚的工具(見圖3),創(chuàng)設(shè)探究情境,引導(dǎo)學(xué)生提出為什么能夠提瓷磚。通過解決情境中的問題,學(xué)生認(rèn)識到大氣壓強(qiáng)的存在,并且啟發(fā)學(xué)生提出:“大氣壓強(qiáng)有多大”的問題供學(xué)生思考。為了測量大氣壓強(qiáng)的大小,學(xué)生利用針筒,通過二力平衡測量大氣壓強(qiáng)的大小。
聯(lián)系學(xué)生的生活情境、社會情境,是中學(xué)物理實驗教學(xué)改革的出發(fā)點和落腳點。它可以使學(xué)生感到物理就在自己的身邊,無處不體現(xiàn)物理,進(jìn)而使學(xué)生認(rèn)識并理解物理學(xué)對個人和社會的作用與價值。同時,還可使學(xué)生形成運(yùn)用物理知識解決“生活”問題的思維方式,培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
三、重視實驗方法的教育和實驗思想的挖掘
李遠(yuǎn)哲說過,動手能力實際上是動腦能力,做實驗時你先要深刻地動腦思考,動手只是動手,真正起作用的還是動腦。所以,實驗教學(xué)不僅是“做中學(xué)”,還要“做