創新是事物發展過程中量的積累,是量變過程。同時創新又是事物的突變,是事物發展過程中的質變。物理的實驗教學能夠很好地體現這一質變過程。下面是筆者在初中物理實驗教學中探索創新教育的具體實施。
一、更新實驗教學的思路
創新是通過對客觀事物的觀察、分析、總結,在客觀事實的基礎上得到前人沒有得到的結果結論,或者是用前人的正確結論創建新的領域。如果把創新等同于建造空中樓閣,那是對創新的一個歪曲。
物理是以實驗為基礎的學科,物理的定義、定理、規律、定律都建立在大量的實驗和實踐活動中,我們所說的實驗也就不能僅僅局限于現行初中物理教科書中安排的19個學生分組實驗、211個演示實驗和若干課外小實驗。我們的實驗教學可以在課內,也可以在課外;可以使用實驗室所配備的器材。也可以自各自制教具。甚至可以使用日常生活中的現有物品做實驗。如用鉛筆和小刀做壓強實驗、用雪碧瓶做液體壓強與深度關系的實驗、用空汽水瓶做大氣壓實驗、用眼藥水瓶做物體的浮沉實驗、用水和玻璃做光的色散實驗等。這些器材學生更熟悉。更有利于使學生明白物理就在身邊,物理與生活聯系非常緊密。而且借助這些課本上沒有出現的器材,教師可以啟發學生的創新能力:“大家一起來想一想,還可以用什么來說明我們要知道的內容?”或者:“這種類似的方法我們可以用來解決其他什么問題?”等等。總之,我們不是為做實驗而做實驗,我們做實驗的目的在于學習這種研究事物內在聯系、研究問題的方法。
二、實驗教學方法的改革
觀察是實驗的第一步,也是創新的前提。實驗教學中首先應該使學生知道:所謂觀察就是要有目的地辨明觀察對象的主要特征。注意發現引起變化的條件和原因;其次要使學生了解觀察是要經過一定的努力,克服一定的困難,才能發現問題。得到對事物的正確認識和結論。需要指出的是:在教學中應該讓學生知道,觀察事物是科學方法中提取大量事實的第一步,也是我們要進行任何創造和超越的第一步,我們所需要的不僅是大家觀察到的結果,更重要的是觀察這個活動的本身。觀察在日常生活中無處不在。比如觀察水的沸騰實驗中,要求學生注意觀察在給水加熱的過程中能看到什么,在此基礎上引導學生討論觀察的方法和應注意的問題,可以提示看到的不同現象是由不同原因所引起的,但是具體是哪些原因,應該由學生通過多次的實驗得出一定的結論,而不是教師在黑板上把各種條件羅列出,再提供給學生實驗。否則會限制學生的思維。不利于學生形成創新思維。
人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地加以思索和總結得到的。如對于彩虹,在特定雨天后才能看到,平時看不到。在序言教學中用三棱鏡做光的色散實驗讓彩虹出現在教室里,學生會感到新奇。通過這段教學,師生共同討論,形成共識。知道什么是實驗。
實驗就是在人工控制條件下使物理現象重復出現供人們觀察的工作。通過實驗,人們能夠對物理事實獲得具體的明確的認識。有助于理解物理概念和規律。實驗中要有實事求是的科學態度,教育學生每做一個實驗,應該了解實驗目的,正確使用儀器,作必要的記錄,整理好實驗器材,根據實驗觀察到的現象和結果得出結論,做出正確的實驗報告。
實驗做完了,結果出來了,我們的實驗是不是就結束了?沒有。應用才是我們的最終目的,這也完全符合唯物主義方法論中關于從實踐到理論再由理論到實踐的辯證原則。當學生做了基本實驗后,教師應當對學生實驗提出較高層次的要求——做驗證性和設計性的實驗。比如在做完測平均速度的實驗后。應該總結實驗時所采用的物理方法:控制變量的方法,這種方法在物理實驗中是最常用的,是應該掌握的。這樣在學完密度知識后,根據實驗室所能提供的器材,可以要求學生解決如何測金屬塊的密度問題。學生可以根據控制變量的方法提出設計方案,也可以提出一些具體的問題。自己設計實驗方法進行實驗。這不僅是對所掌握知識的應用。而且是一種對物理方法的使用。運用現有的知識內容推論后面的學習內容,是一種物理研究的思路,更是學生應該掌握的物理方法之一。在這個研究的過程中也更容易有新的突破。在做固體融化的實驗過程中(直接加熱),開始的實驗結論和課本上總是不一致,學生甚至考慮了推翻課本的大膽想法。在引導學生考慮熱平衡知識后,就有學生考慮是不是加熱不均勻的問題,通過討論,最終想出了水浴的方法來解決問題。結論與課本基本一致,在探討中學生也嘗到了成功的喜悅。
三、實驗教學評價中的創新意識
教師對教學目標的完成情況進行評估,為制訂下一個目標做準備,這是一個學科目標的結束。如果說學生已經掌握了知識的重點、難點,形成了相應的技能技巧,那么教師應該對學生學習過程進行總結:學生掌握了什么,超越了什么,誰做得最好?由教師和學生總結這個經驗,從而形成再創新能力,這個環節是必不可少的。
在以往的教學評價當中。往往是以學生的一次次考試的成績來評價學生。在具有創新意識的教育教學過程中,這個評價方法自然也應該有所改進,實驗教學的評價應成為其中的重點。教師不僅應該看到學生在操作實驗中的熟練程度、準確程度。更應該重視實驗中解決問題的能力。由于這種評價正處在起步當中,在實際操作時教師更應該努力避免死板、缺乏創造力的觀點。這也是我們努力的方向之一。