曹智芬,江蘇省常州市新北區(qū)龍虎塘中學(xué)高級教師,物理教研組長;常州市學(xué)科帶頭人、骨干教師;曾被評為常州市師德模范、新北區(qū)優(yōu)秀教師等。多次開設(shè)市、區(qū)級公開課及講座,多次獲市、區(qū)教學(xué)基本功競賽一等獎,多次指導(dǎo)學(xué)生參加常州市“青果在線”物理競賽獲得一等獎。在各級報刊發(fā)表論文8篇。
[摘? ?要]物理實踐活動包括課堂實驗活動和課外實踐活動,在物理教學(xué)中發(fā)揮著十分重要的作用。教師要充分利用物理實踐活動,幫助學(xué)生開發(fā)智力、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)觀察能力和實際動手操作能力,不斷提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
[關(guān)鍵詞]實踐活動;課堂實驗;課外實踐;物理學(xué)科素養(yǎng)
物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,現(xiàn)行的蘇科版教材中既有探究活動、學(xué)生分組活動,還在每一章中安排了綜合實踐活動,這些活動中有些可以在課堂內(nèi)進(jìn)行,有些則需要在課外完成。筆者將課堂實驗活動和課外實踐活動統(tǒng)稱為“物理實踐活動”。物理學(xué)科素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面,物理實踐活動的開展有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。充分利用物理實踐活動,可以達(dá)到開發(fā)學(xué)生智力、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和實際動手操作能力的目的。以下,將結(jié)合教學(xué)實踐對此加以探討。
一、通過課堂實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰?/p>
1.做好演示實驗,培養(yǎng)學(xué)生觀察能力
提高觀察能力是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ那疤岷突A(chǔ)。教師要利用每一個演示實驗,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣,對實驗過程進(jìn)行有主次、有步驟、有層次的觀察。教師在引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生觀察實驗時,可從以下幾個方面入手。
一是觀察物理器具和儀器。如在做“研究電流與電壓關(guān)系”的實驗時,要引導(dǎo)學(xué)生觀察電源(由幾節(jié)干電池串聯(lián)而成)、電阻箱、電壓表、電流表等,了解各種儀表的結(jié)構(gòu)、最小刻度、量程、用途等??刹捎脤Ρ扔^察、特點觀察等方法,使學(xué)生能夠認(rèn)識到電阻箱和滑動變阻器的不同,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的不同。
二是觀察物理現(xiàn)象及過程。在演示時,要積極引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵?,明確實驗操作要完成的主要任務(wù),縮小觀察范圍,聚集重點,以實現(xiàn)更高效的觀察。
三是激發(fā)學(xué)生的興趣。課本中的很多演示實驗難以激起學(xué)生的觀察興趣,有的是因為過于理論化而離現(xiàn)實較遠(yuǎn),有的是受實驗條件限制而效果不明顯。為此,教師可以適當(dāng)變換角度或方式。比如在教學(xué)“液體能傳遞壓強(qiáng)”時,可先讓學(xué)生觀察能否用空玻璃瓶作錘把鐵釘打進(jìn)木板:空瓶時,只敲一下,瓶子就裂開了;將空瓶裝滿水后擰緊蓋子,然后再試,這時釘子被穩(wěn)穩(wěn)地打進(jìn)木板,而瓶子卻安然無恙。這樣的實驗讓學(xué)生感到很新奇,激起了他們觀察與探究的興趣。
2.做好學(xué)生實驗,培養(yǎng)動手能力
在初中階段的物理教學(xué)中,有16個必做實驗。實驗的具體要求包括:明確實驗?zāi)康暮驮?,了解儀器性能,掌握實驗步驟;遵守操作規(guī)程,學(xué)會觀察實驗現(xiàn)象,并設(shè)計表格,認(rèn)真做好數(shù)據(jù)記錄;能對實驗結(jié)果進(jìn)行計算和分析,得出結(jié)論;完成實驗報告。筆者引導(dǎo)學(xué)生采取了小組合作探究的形式,每4人一組完成實驗,結(jié)束后每組選出一位代表進(jìn)行匯報交流。這樣,學(xué)生們既動手又用腦,同時還鍛煉了語言的組織與表達(dá)能力,增強(qiáng)了團(tuán)隊協(xié)作意識。
3.加強(qiáng)設(shè)計實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
設(shè)計實驗是近年來在教學(xué)研究和教學(xué)改革中越來越受到重視的一種實驗形式,強(qiáng)調(diào)把理論知識和日常生活實際相聯(lián)系,要求學(xué)生自己設(shè)計、自己尋找儀器、自己動手實驗或完成作品。進(jìn)入科技日新月異的新時代,學(xué)校要培養(yǎng)具有全面科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、可持續(xù)發(fā)展能力的人才,而設(shè)計實驗的著力點就在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師要更新理念,轉(zhuǎn)變角色,幫助和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自主設(shè)計實驗,其基本流程如下:提出與生活相關(guān)的真實問題或要求,提出設(shè)計實驗的原理,選擇實驗器材(不局限于實驗室的標(biāo)準(zhǔn)化器材),考慮怎樣合理安排實驗步驟,親自動手實驗,觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗數(shù)據(jù)或拍照留存,分析實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論,探究造成實驗誤差的原因,改進(jìn)實驗方案。比如,在研究“彈性勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化”時,教師指導(dǎo)學(xué)生利用易拉罐、橡皮筋和一件重物自行設(shè)計制作一個簡單實用的實驗器材(見圖1)。學(xué)生將易拉罐的側(cè)面剪開,增加了實驗的可視性,提高了探究的效果。
二、重視物理課外實踐活動,提高學(xué)生綜合素質(zhì)
1.激發(fā)學(xué)生的求知欲與創(chuàng)新思維
盡管物理教材圖文并茂,但圖畫與實物必然存在差別。在物理課外實踐活動中可以安排一些小實驗,使學(xué)生能夠自主參與或選擇,激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新思維。例如在“小孔成像”的學(xué)生實驗中,教師只要求學(xué)生參考課本上的實驗照片,并不給出具體的解釋,結(jié)果很多學(xué)生的實驗沒有成功。當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷了失敗后,會主動向教師提出問題,這時教師再給出提示。后來,學(xué)生選擇了在第一個紙筒外再加套一個紙筒,使實驗達(dá)到了滿意的效果。
物理課外實踐活動有利于學(xué)生在選材上的創(chuàng)新,并出現(xiàn)了很多精致之作。筆者指導(dǎo)學(xué)生在課外實踐活動中參考教科書內(nèi)容完成了一些小制作和小實驗,如“簡易小天平”“籠中小鳥”“口吹噴霧器”“潛水艇模型”“小孔成像”等。圖2是學(xué)生用薯片桶和粗水管制作的“小孔成像”實驗器材,其中薯片桶用來制造黑暗環(huán)境,使成像更清晰;移動水管位置可以改變小孔與像的距離,以便研究像與實物的大小關(guān)系。該實驗器材的材料容易獲取,使用方便,不易損壞,而且學(xué)生可以隨身攜帶并隨時研究。教師可將這些作品用作課堂教學(xué)中的直觀教具,引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實驗裝置分析其中的物理原理。這些小制作看似簡單,但是卻能清晰地展示教科書中難以反映出來的構(gòu)造和細(xì)節(jié),尤其是當(dāng)學(xué)生親自參與了設(shè)計和制作,經(jīng)歷了失敗并終于獲得成功的過程,這些作品便有了特別的意義。學(xué)生通過實物制作,不僅深刻理解了相關(guān)物理知識,還提高了動手實踐能力。
2.培養(yǎng)學(xué)生的合作意識
新一輪的課程改革要求在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的合作意識,體現(xiàn)團(tuán)隊精神以及民主決策等,促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成自主探索、主動獲取知識、合作學(xué)習(xí)的習(xí)慣。要在物理課外實踐活動中落實合作學(xué)習(xí),可引導(dǎo)學(xué)生以小組合作的方式完成任務(wù),加強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的組內(nèi)交流與合作。要引導(dǎo)小組成員通過討論確定一個共同的探究主題,要給學(xué)生留出充分思考的空間,教師不能代替學(xué)生做決定。在小組內(nèi),每個學(xué)生都要承擔(dān)不同的任務(wù),教師可適度參與,對小組的學(xué)習(xí)情況給予必要的提示與點撥。教師要選擇恰當(dāng)?shù)臅r機(jī),從細(xì)微處和關(guān)鍵處給予指導(dǎo)。對于思維較活躍的學(xué)生,鼓勵其主動闡述自己的意見;對于不愛發(fā)言的學(xué)生,可先在小范圍內(nèi)為其創(chuàng)造表現(xiàn)的空間,強(qiáng)調(diào)在個人獨(dú)立思考基礎(chǔ)上的合作,以及通過合作與交流不斷開拓思路。
三、促進(jìn)物理學(xué)科與其他學(xué)科的融合
跨學(xué)科融合正在成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要模式。中考改革也加大了對學(xué)生跨學(xué)科綜合能力的考查,以便引導(dǎo)學(xué)校教育注重對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
1.物理與化學(xué)的融合
物理與化學(xué)在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式或方法上都可以融合。如化學(xué)中物質(zhì)的分類和組成、物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)、納米技術(shù)的應(yīng)用等;同樣,物理學(xué)科的實驗活動也常離不開化學(xué)知識的應(yīng)用,如物質(zhì)的組成、硫酸銅溶液在物質(zhì)導(dǎo)電性實驗中的應(yīng)用、玻璃加熱后會變成導(dǎo)體等。
2.物理與生物的融合
生物學(xué)科的很多內(nèi)容,如眼睛結(jié)構(gòu)、近視與遠(yuǎn)視形成的原因等知識,為物理課外實踐活動中研究近視眼、遠(yuǎn)視眼的形成及矯正提供了理論基礎(chǔ)。例如,可利用圓底燒瓶、兩個凸透鏡、一個凹透鏡、適量的水建立物理實驗?zāi)P?,使其與眼睛的構(gòu)造對應(yīng),探究造成近視或遠(yuǎn)視的原理及矯正方法。
3.物理與環(huán)境保護(hù)的融合
環(huán)境保護(hù)問題已經(jīng)成為全世界必須面對的問題,也是衡量一個國家文明程度的重要標(biāo)志,保護(hù)環(huán)境已成為全人類的共同呼聲。為此,關(guān)于水污染、地球上的“溫室效應(yīng)”和城市中的“熱島效應(yīng)”等問題也頻繁出現(xiàn)在中考物理試題中,強(qiáng)調(diào)了環(huán)境保護(hù)不分學(xué)科,全體公民都有義務(wù)。
實踐表明,僅靠課堂的四十五分鐘無法真正提高學(xué)生的綜合素養(yǎng),而物理實踐活動可使傳授知識為主的課堂得到豐富與延伸。無論是課堂實驗活動還是課外實踐活動都不可能孤立存在,它們之間是相互依托、相互促進(jìn)的,并且與其他學(xué)科也有著緊密聯(lián)系。教師要在教學(xué)過程中注重課內(nèi)外活動的設(shè)計和開展,才能更好地發(fā)揮物理實踐活動在物理教學(xué)中的作用。教師要不斷探索“寓樂于學(xué)”“以學(xué)為樂”的符合中學(xué)生心理發(fā)展規(guī)律的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生穩(wěn)定、積極的學(xué)習(xí)態(tài)度,這是促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮主體作用,發(fā)展物理學(xué)科素養(yǎng),提高綜合能力的根本動力。
(責(zé)任編輯? ?郭向和)