摘要: 物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,在物理教學中實驗教學顯得特別重要,本文闡明了實驗教學重要性和如何開展實驗教學,通過對本文的閱讀讀者能夠明確在實驗教學中教師該怎么做。
關鍵詞: 物理教學 物理實驗 觀察能力
物理實驗是在人工控制的條件下,運用儀器、設備,使物理現象再現,從而有目的地進行觀測研究的一種方法。實驗是物理學的基礎,是檢驗物理學理論的唯一標準。在物理學的研究中,運用實驗的目的就在于形成、發展和檢驗物理理論,并使理論在實踐中得到應用。而在物理教學中運用實驗的目的就在于給學生學習物理創造一個基本的環境,使學生主動獲取物理知識,發展能力,促進科學世界觀的形成。初中物理教學必須以實驗為基礎,這是由實驗本身的特點及實驗在物理教學中的作用決定的,如果離開了物理實驗,物理學就成了無源之水,無本之木。
1.物理實驗能為學生學習物理提供符合學生認識規律的環境
在學習物理的過程中,要形成物理概念和認識物理規律,首先必須有一定的感性認識,這種感性認識來源于學生的生活環境,也可以來源于物理實驗提供的物理事實。而從日常生活中得到的感性材料大多來自于復雜的運動形態,本質與非本質的因素交織在一起。因此僅通過這種途徑使學生建立概念和認識規律有時會遇到困難。如果運用實驗就可以提供精心選擇的素材,它能夠使學生對物理事實獲得明確、具體的認識。如人們生活在大氣中,卻很難感受到大氣壓的作用。做一個覆杯實驗或馬德堡半球實驗,就可以建立大氣壓的概念,學生在認識上產生沖突,再通過教師的點撥,學生對這個概念就易于理解和掌握了。
2.物理實驗能培養學生學習物理的興趣,激發學生的求知的欲望
不少教師在物理教學中把本來十分有趣的物理學教成了枯燥無味的、刻板的東西,使不少學生對物理厭煩。事實上物理實驗具有真實、形象、生動的特點,尤其對初中學生有很強的吸引力,很容易喚起學生的直覺興趣。如讓學生觀察“紙盒燒水”、“煮金魚”、“裝滿水的杯子能放多少回形針”等生動有趣的小實驗,學生的注意力會高度集中,新奇的實驗現象常常出乎意料之外,使他們的興趣高漲,容易喚起他們的好奇心,激發學生的求知欲望,學生的興趣就不是只停留在被觀察的物理現象的表面上了。
另外物理實驗是一種有目的的操作行為,學生在觀察的基礎上很自然地會產生一種自己親自操作的欲望。讓學生動手實驗,不但可以滿足學生的操作的欲望,還可以發展學生對探索知識和規律的興趣,從而發展學生的認識興趣。
當學生對物理產生濃厚興趣的時候,他們的學習欲望強烈,學習就會感到輕松愉快,從而有利于形成主動的、正確的學習方法,不斷地體會到發現問題與戰勝困難獲得成功的喜悅,學生學好物理的信心就會越來越強。更為重要的是,由此可以轉化為一種熱愛科學的素質和志向,這對學生的個性發展具有重要的意義。
3.物理實驗是發展學生能力和使學生得到科學方法訓練的重要途徑
學生的實驗活動是按照一定的流程進行的,它常常是由教材實驗資料與控制觀測對象作用于感覺器官,而感覺器官對所感覺的內容進行思維加工,然后進入人腦的信息庫,再將信息庫中的內容反作用于思維,從而作用于語言器官形成語言表達,另一方面作用于操作器官形成文字表達。從這個流程我們可以看到:學生通過閱讀實驗資料,培養閱讀、自學能力;通過感覺器官接受形象和數據信息,并傳遞給大腦,一方面進行思維加工,另一方面輸出反饋信息、控制觀察和操作器官,以獲取更多的信息。在這個過程中可以培養學生的觀察能力和手腦并用的能力,與此同時,在人的大腦中抽調出貯存的有關信息,進行更深入的思維加工,從而加強了思維能力的培養;此外,將思維加工的結果以語言和文字的形式表達出來,又培養了學生的語言表達能力和文字表達能力,所以物理實驗是一種綜合的能力培養過程。
4.實驗有利于培養學生良好的道德素養和科學的作風
由于物理實驗本身就是一個嚴格的科學過程,要想獲得實驗的成功,必須一絲不茍,來不得半點虛假,并把活動安排得井井有條,這對培養學生實事求是的態度和嚴謹的科學作風十分有益。此外,在實驗過程中也不總是一帆風順的,它以很強的吸引力磨煉著學生的意志;加之實驗中存在著辯證唯物主義教育的豐富素材,這對學生科學世界觀的形成起著促進作用。因此我們在物理教學中要以實驗為基礎。
教師要認真做好演示實驗的教學。在教學中,物理實驗的種類可以有一些不同的劃分方法,按主體分可分為演示實驗和學生實驗,按時空分可分為課內實驗和課外實驗,等等。演示實驗是以教師為主要操作者的表演示范實驗。它主要是把要研究的物理現象展示在學生眼前,引導學生觀察思考。成功的演示實驗常常給學生難以磨滅的印象,使課堂氣氛異常活躍,從而獲得很好的教學效果。
教師在做演示實驗的時候一般有以下幾點要求:一是明確的演示目的,在課堂教學中要考慮要不要演示實驗,選擇什么樣的演示實驗,以及如何設計包括演示實驗在內的教學過程,這些都要從教學目的出發,只有有了明確的教學目的才能使演示實驗有預期的教學效果。二是演示實驗要明顯和直觀,因為演示實驗是教師一人演示眾多學生在觀察,所以必須使現象明顯,必要時要采取一定的放大措施來增強效果。三是演示實驗要力求簡單可靠,做好充分的準備。力求簡單的目的在于突出物理原理,排除非本質因素的干擾,在教學中要提倡用簡單的方法自制教具進行演示,這樣有利于激發學生的興趣和從其心理上消除對實驗研究的神秘感。此外,課堂上的每一分鐘都是十分寶貴的,這就要求在演示教學時,教師要在課前做好充分的準備。
教師在演示中還要對學生進行觀察指導,要讓學生明確觀察的目的,突出觀察對象,找尋觀察的目標,并從整體到局部、局部到整體,以培養學生的觀察思路。
學生的分組實驗是學生在教師的指導下利用課堂時間在實驗室中進行實驗的教學形式,它是學生學習物理知識、培養實驗技能和良好的品德的重要環節。它的一般要求可分為三個階段:準備、操作和總結。在分組實驗中教師的作用在于要求學生做到:理解實驗方案,嚴格遵守操作規程,以思維為指導,手腦并用,有條不紊,細心觀察,處理數據、分析結果,以完成實驗報告。
總之,教師在實驗教學中,一定要注意使學生的觀察和思維活動緊密結合起來,用觀察促進思維活動的展開,又用思維指導觀察活動的進行,使學生逐步認識物理概念、規律,逐步發展觀察和思維能力。