陳來
物理是一門以實驗為基礎的學科,通過演示實驗和學生實驗,能夠培養(yǎng)學生學習物理的興趣,幫助學生理解物理概念和規(guī)律。實驗教學在物理學科中有著舉足輕重的作用,雖然教材中設置了眾多的“小實驗”和“實踐性習題”,然而,迫于升學的壓力,且課外小實驗不在考試范圍之內,所以常常被老師忽略。其實,科學合理地設計學生的課外小實驗,既不與有限的課時沖突,又能把物理實驗操作與理論講授相結合,正可謂“課外小實驗揭示深奧大道理”。筆者認為,物理教師應重視課外小實驗的作用。學生通過課外實驗,把物理知識和生活實際緊密結合起來,可以大大豐富感性認識,加強對課內知識的理解和鞏固,也能更好地鍛煉觀察力、想象力和創(chuàng)造力。下面筆者就結合具體的實驗案例,談談在初中物理教學中開展課外實驗的具體優(yōu)勢,以期能給學生提供多觀察、多動手、多思考的機會,激發(fā)學生學習物理的興趣,提高學生的綜合實踐與創(chuàng)新能力。
一、學生通過課前實驗,有效提高自主學習能力
自主學習是近年來學習領域討論得最為廣泛的話題之一,也是素質教育本質的體現(xiàn)。然而,學生在自學過程中常會遇到一些疑難問題,對某些新的物理概念似懂非懂,對某些物理規(guī)律將信將疑,一旦想不通就會產生畏難情緒,影響自學效果。課外小實驗可以起到“引導”、“解惑”的推動作用,讓學生在自主探索、思考中消除對知識的模糊認識,幫助學生認識和理解物理知識,更好地增強聽課效果。
例如在教學“探究凸透鏡成像的規(guī)律”內容時,教師可以先安排學生做凸透鏡成像實驗。通過實驗,讓學生了解凸透鏡不僅可以成倒立縮小的實像,還可以成倒立放大的實像和成正立放大的虛像。這個課前實驗可增加學生的感性知識,使其理解物距、像距的概念。教師還可以通過畫圖,讓學生探究同一個凸透鏡成各種像的條件。如圖1所示,凸透鏡成倒立縮小的實像;圖2所示,凸透鏡成倒立放大的實像;圖3所示,凸透鏡成正立放大的虛像。
教師可以繼續(xù)讓學生思考如下問題:(1)兩條光線的折射光線相交則凸透鏡成實像,兩條折射光線的反向延長線相交則凸透鏡成虛像。請思考,有沒有凸透鏡不成像的情況?如果有不成像的情況,分析其位置所在。(2)圖1和圖2所示分別是凸透鏡成倒立縮小的實像和倒立放大的實像,請思考,有沒有成等大實像的情況?如果有,分析其位置所在。
二、學生通過課后實驗,及時鞏固和加深對概念的理解
課外實驗與課堂教學是密切聯(lián)系的,課外實驗作為課堂演示實驗和分組實驗的補充與延伸,可以大大豐富感性認識,彌補課堂教學的不足,讓學生在課外自己設計、自己動手、自己總結中,深化與活化在課堂上掌握的物理知識。尤其對于課堂教學中的重難點,如果實驗能在課外取得成功,就能幫助學生有效突破在學習過程中遇到的重難點,加深對概念的理解。
例如教師在講解完“光的直線傳播”之后,要求學生課外做利用小孔成像原理制作針孔照相機的小實驗。通過學生自己動手做實驗,得出實驗結果,教師可再結合生活中的一些現(xiàn)象,如利用太陽光經過茂密的樹葉會在地上形成光斑等例子分析,讓學生更好地理解光的直線傳播規(guī)律和小孔成像的原理,還有小孔所成像的特點等。類似的方法在其他章節(jié)也可以運用,如在講解“氣體的壓強”之后,教師可以要求學生做小實驗“紙片托杯”,鞏固學生對大氣存在壓強的知識點的認識。又比如在講解“變阻器”之后,教師可以要求學生做“自制滑動變阻器來控制小燈泡的亮度”的小實驗,加深學生對課本知識的理解和鞏固。
三、學生通過課外實驗能加強創(chuàng)新思維訓練
由于課堂教學的時間、進度等限制,使得課堂實驗教學過于中規(guī)中矩,學生的創(chuàng)新能力得不到發(fā)展和提高。課外小實驗因其小型、靈活、生動、多樣等特點,可以讓學生不受大綱、教材的限制,通過課外實驗接受新的信息,活躍思維。因此,教師可以設計一些開放性實驗題讓學生進行設計,并在課外完成。通過課外小實驗或觀察性實驗,可以培養(yǎng)學生的觀察、動手、動腦能力,也能更好地鍛煉學生的觀察力、想象力和創(chuàng)造力。
例如在講解“電阻”時,可以讓學生設計一個測電阻的方案,一般學生都可以很快畫出電路圖,教師進行檢查肯定后,可以要求學生進一步設計一個測未知電阻的方案,器材有一只電表、一個定值電阻、一個電池組、導線若干、開關若干。為了避免學生進入思維定勢,教師可以進行一定的啟發(fā),學生會給出很多設計方案。這種開放式的實驗設計可以大大激發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造力。
總之,推行課外實驗是提高教學質量和培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一種重要途徑。課外實驗可以不受時間、教材的限制,可以根據學生的喜好、能力、實驗條件而改變,教師可根據教學進度,分階段給出一張課外小實驗課題清單,供同學選做,也可讓能力強的學生自定課題??梢宰寣W生自行獨立完成,也可以以小組合作的形式完成,讓學生在自由的體驗空間中發(fā)揮想象,極大地提高他們的創(chuàng)新能力。如果能將物理實驗從課內延伸到課外,學生一定會在實驗探究中迸發(fā)出創(chuàng)新的火花。