葉德順
物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是物理知識教學(xué)的基礎(chǔ),也是實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。實(shí)踐證明:通過動手動腦的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動,可以使學(xué)生在加深對物理知識理解的同時,也潛移默化地形成良好的科學(xué)素養(yǎng),讓學(xué)生獲得自尊、自信,提高獲取知識的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中,應(yīng)該從以下幾個方面注重對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)方案和方法,培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力
通常在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中,學(xué)生都是根據(jù)教師和教材的要求,按照同一種方法,用同樣的儀器,統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)步驟,來完成同一個實(shí)驗(yàn),以至于有些學(xué)生在還沒有完成實(shí)驗(yàn)操作過程的情況下,就可以憑經(jīng)驗(yàn)或估計(jì)把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果寫出來。沒有達(dá)到實(shí)驗(yàn)的真正目的,學(xué)生沒能得到為解決問題而進(jìn)行探索性和創(chuàng)造性的訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),更重要的是通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究意識,去有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)新。因此,教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的不同情況,在課堂實(shí)驗(yàn)和課后實(shí)驗(yàn)中,對學(xué)生提出一些創(chuàng)設(shè)性的活動方案,要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),采用不同的實(shí)驗(yàn)儀器和方法來完成實(shí)驗(yàn),以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
例如,要測量一個電阻的大小,在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中一般是采用的伏安法測電阻,即用一個電流表和一個電壓表測出通過電阻的電流和其兩端的電壓,然后根據(jù)歐姆定律R=U/I計(jì)算出電阻的大小。如果現(xiàn)在只有一個電壓表(或電流表)、一個已知阻值的定值電阻(或電阻箱),能否測量出未知電阻的阻值呢?可以請學(xué)生根據(jù)串、并聯(lián)電路的規(guī)律,設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。即便是采用伏安法測電阻,也有電流表內(nèi)接和外接兩種方法,從理論上來講,兩種接法都可以。但就具體情況來說,兩種接法對同一電阻的測量結(jié)果有差異,這是因?yàn)殡娏鞅砗碗妷罕泶嬖趦?nèi)阻,具體是采用哪種方法測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,教師可以要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來探究,找出其中的規(guī)律,設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案。
總之,教師要善于啟發(fā)學(xué)生發(fā)散思維,引導(dǎo)學(xué)生多想、多議、多動手,逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而加深對知識的理解和應(yīng)用。
2探索實(shí)驗(yàn)裝置和原理,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力
在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,同一個實(shí)驗(yàn)可以用不同的實(shí)驗(yàn)裝置來完成,同一個實(shí)驗(yàn)裝置也可以做不同的實(shí)驗(yàn)。所以,只有明確實(shí)驗(yàn)裝置的原理,才能恰好地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)?;蛘咝枰獙?shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),從而取得更好的實(shí)驗(yàn)效果。
例如,“測定小燈泡的功率”和“測定小燈泡的電阻”,其實(shí)驗(yàn)裝置一樣,實(shí)驗(yàn)操作過程也相同,但實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌治龅姆椒ê徒Y(jié)論也不同。都是通過測出小燈泡的電壓和通過小燈泡的電流,然后由P=IU和R=U/I來計(jì)算出不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,達(dá)到不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。在這兩個實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)小燈泡兩端的電壓發(fā)生變化時,其電流也相應(yīng)變化,小燈泡的亮度也隨之改變,說明小燈泡的實(shí)際功率也不同。由計(jì)算可知,小燈泡的電阻也是變化的。而我們知道,物體的電阻是由其自身的屬性決定的,多數(shù)情況下其阻值一般不隨電壓和電流的變化而改變,而小燈泡則不同。對于這些重難點(diǎn)問題,要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入的研究,通過實(shí)驗(yàn)分析找出它們變化的規(guī)律和原因。
3開展物理小實(shí)驗(yàn)、小制作活動,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力
在初中物理教材中安排了一些“想想議議”、“想想做做”、“動手動腦學(xué)物理”等課內(nèi)外物理小實(shí)驗(yàn)、小制作活動。通過這些活動,讓學(xué)生動手動腦、自主探究、交流合作,來提高學(xué)生的思維和創(chuàng)造能力。對于這些小實(shí)驗(yàn),教師要有明確要求,積極認(rèn)真組織,給予正確指導(dǎo),使其體現(xiàn)出生活化、簡單化、趣味化、綠色化的特點(diǎn)。
3.1指導(dǎo)學(xué)生善于觀察生活中的物理現(xiàn)象
利用生活中的常用物品來進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)、小制作,更能啟發(fā)學(xué)生的思維,體會探究的樂趣。如用易拉罐、飲料瓶、一次性注射器做力學(xué)實(shí)驗(yàn);用漆包線、磁鐵塊、鐵片、銅片、鐵釘做一些電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)等。只要我們細(xì)心觀察,善于思考,就可以發(fā)現(xiàn)身邊能用來做實(shí)驗(yàn)的物品無處不在。1把梳子、1個硬幣、1個鋼尺、1張紙、1支筆,都可以用來解釋一種物理現(xiàn)象,說明一個科學(xué)道理。這些物品取材容易、制作簡單,卻能取得好的實(shí)驗(yàn)效果。
3.2充分利用課外活動時間和學(xué)科興趣小組來開展小實(shí)驗(yàn)、小制作活動,對學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室
學(xué)生課內(nèi)的學(xué)習(xí)時間是有限的,而且有些實(shí)驗(yàn)更適合在室外的條件下去完成,如有些光學(xué)實(shí)驗(yàn)需要陽光,有些力學(xué)實(shí)驗(yàn)需要開闊的場地。組織學(xué)科興趣小組,讓興趣愛好一致的學(xué)生在一起進(jìn)行研究探討,交流合作,發(fā)揮每個人的智慧特長,開展小實(shí)驗(yàn)、小制作,能有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識,掌握實(shí)驗(yàn)技能的水平。
3.3引導(dǎo)學(xué)生利用家庭的有利條件來開展小實(shí)驗(yàn),而這些條件是在學(xué)校所不具備的
利用電冰箱、微波爐做一些熱學(xué)小實(shí)驗(yàn),研究雞蛋在鹽水中的沉浮,觀察電能表轉(zhuǎn)動的快慢與家庭用電器功率大小或數(shù)量多少的關(guān)系,等等。開展家庭小實(shí)驗(yàn)既豐富了學(xué)生的業(yè)余生活,又拓展了學(xué)生探索知識、培養(yǎng)能力的時間和空間。
4結(jié)束語
總之,按照新課改理念,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中,不僅是簡單地要求學(xué)生能驗(yàn)證所學(xué)的知識和學(xué)會一些規(guī)范的操作技能,而是要關(guān)注學(xué)生的發(fā)展,體現(xiàn)出對科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。使學(xué)生不但能學(xué)到物理知識,更能學(xué)會提出問題、研究問題、解決問題的思想和方法,改變被動的接受式學(xué)習(xí)為主動的探究式學(xué)習(xí),從而促進(jìn)學(xué)生整體素質(zhì)的提高。