還原物理實驗常態 提高學生探究能力

湯海英

摘要 物理學是一門實驗科學。在物理探究式教學中,實驗課堂是培養學生動手實踐能力和創新思維能力的重要教學模式。試從當前高中物理教學現狀出發,提出幾點對“還原物理實驗課堂的策略”的淺見。

關鍵詞 實驗課堂;探究式教學;實踐能力;創新能力

在傳統物理課堂教學中,教師是課堂的“主宰”,學生絕大部分時間處于被動接受狀態,學生學得累,而且不會自己思考問題,沒有主動學習,而是接受學習。在轟轟烈烈的課改和探究教學活動中,一個中心思想就是教師指導完全為學生主動學習服務,創造一切可能條件,使學生最大限度地發揮自己的潛能,學會學習。

物理學是一門實驗科學。物理實驗是獲得感性材料、探索物理規律、認識物理世界的基本手段,也是檢驗物理理論的唯一標準。物理學來自于生產、生活和科學實驗,所以觀察和實驗是學習和研究物理最基本的方法。通過物理實驗及其教學可以培養學生的觀察思維能力、動手操作能力、分析解決問題的能力和創造能力;更能培養學生實事求是的科學態度、良好的學習習慣和濃厚的學習興趣。特別是在加強素質教育的今天,實驗更是實施素質教育的一條主要途徑。

1 高中物理教學現狀

1.1 媒體實驗這是指學生通過媒體看“實驗”。過去的實驗“看黑板”,如今的實驗“看錄像”“看投影”。一些原本可以演示的實驗甚至可以讓學生動手做的實驗卻用多媒體來展示。

1.2 程式化實驗雖然學生動手,但以單純的機械操作為主。學生根據教師講解的實驗目的、器材、步驟等,像做廣播操那樣,按照規定的程式進行操作,去獲取教師或書本所要求得到的實驗數據,而不需要去考慮實驗為什么要這樣做,怎樣去做,更不必考慮實驗中可能會存在什么問題,以及需要如何去解決。

1.3 試題實驗這是指學生用筆“做實驗”。由教師編制的大量實驗試題不僅增加了學生的學業負擔,而且挫傷了學生動手實踐的積極性,使實驗教學在“應試的泥潭里越陷越深”。

1.4 實驗室硬件設備沒有及時補充、更新很多學校存在實驗儀器過于陳舊不能正常使用、儀器數量不夠、教學內容與儀器不配套等情況,使實驗教學不能正常開展。課本中已有的演示實驗和學生實驗能不做爭取不做,更不會去考慮創新一些實驗讓學生去探索。

2 還原物理實驗課堂的策略

物理實驗是探究性教學取得成功不可缺少的“橋梁”和“中介”。還原物理實驗課堂,具體地說可以從以下幾個方面入手。

2.1 轉變觀念學校物理教學缺乏實驗的現狀在很大程度上與觀念有關,要還原實驗課堂,轉變觀念是關鍵。學校領導應樹立新觀念,在課程設置、經費投入、師資調配和其他相關方面充分考慮物理教學實驗課堂的實際需要,并在一定程度上對實驗教學改革給予保證。教師要樹立以學生為主體、發展為中心的教學觀,把物理實驗教學作為物理教學過程的重要環節,認真改進、大力加強實驗教學,把實驗教學的重心真正轉移到以實驗為基礎上來。

2.2 增強信心還原物理實驗課堂,進行探究式教學,更多的是學生自己主動地設計實驗、操作實驗、分析實驗,從自己的實驗中總結規律和知識。這就需要學生具有深厚的學習興趣和學好物理的信心。所以探究式的實驗課堂要求教師在學生心理方面補上重要的一課,在課堂和課后都得有意識地提高學生學習心理的素質。

1)學習的動機。學習需要動機,由于學生的個人需要而產生的學習內驅力很重要。有人有旺盛的求知欲,對學習有深厚的興趣。教師要努力強化學生學習的動機,如:樹立遠大理想;參加各種競賽,挑戰強者,激起學習欲望;看到自己學習成果而受鼓勵,從而增強自信,經受挫折,有不甘失敗的精神。

2)學習的興趣。深厚的學習興趣與效率有密切關系,可以從好奇心和求知欲中激發學習興趣。如物理的實驗、化學的變化等,容易引起人的好奇和求知,培養對各門功課的興趣。另外把知識應用于實踐,激發興趣,用自己所學的知識分析解決出問題時,那種成功感易激發學習興趣。

3)學習的情感、意志和態度。將積極的情感同學習聯系起來,防止消極情緒的滋生,可以促進學習。善于控制自己,是學習意志力培養的關鍵。控制和約束自己的行動,控制不需要的想法和情緒,可以使思想集中到學習上來,這點尤為重要。

2.3 加強指導即在教學過程中,在遵循基本科學知識的前提下,把實驗作為提出問題、探究知識的重要途徑和手段,要求學生根據實驗事實或實驗史實,運用實驗方法論,來探究物理規律,構建物理概念,提高實驗的智力價值。在教學中,一方面注意激發和培養學生探究的興趣,給學生提供較多的機會。如在“運動的合成和分解”中,把紅蠟燭運動的演示實驗改為學生自己動手實驗,激發學生的學習興趣,給學生自主探究、自主學習的空間,為學生提供動手動腦的機會。學生親自實驗、仔細觀察、精確計時,這樣物理概念的建立和物理規律的發現就顯得自然而然。同時,學生享受到學習之后的成功感和愉悅感,實現知、情、意、行的統一,大大激發學習物理的興趣以及求知欲,這是創新的靈魂與動力。

另一方面,通過問題啟發、討論啟發等方式,引導學生積極思維、大膽想象,使學生始終處于探究之中。在“牛頓第二定律”的教學中,筆者引導學生設計實驗探索規律,重溫科學家的探索之路,在探究過程中不斷完善自己的思維,改進設計方案;同時,學生實驗操作時,教師還應做到給學生操作時間、思考時間、發問時間、批判時間。總之,凡是學生能夠自己做的,應該讓他們自己做;凡是學生能夠自己想的,應該讓他們自己去想。

2.4 充分運用現代化教學手段多媒體技術應成為高中物理實驗課堂的重要補充手段。

1)利用多媒體技術可以仿真傳統實驗,這可以作為真實實驗的事前準備,使學生在做真實實驗之前對實驗設備和內容有深刻的了解,從而提高物理實驗的教學效果。

2)可以仿真中學物理實驗室內所無法完成的實驗(如α散射實驗),同時可仿真宏觀或微觀的自然現象(如地球繞太陽轉、分子運動),還可以仿真極快或極慢的實驗過程(比如自由落體等),從而突破實驗條件、空間以及時間對高中實驗的束縛,進行逼真的模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現于學生眼前。

3)采用攝像機和電子計算機等手段來演示實驗,進行現場直播,可以提高實驗可見度,增強實驗的效果。如在“電學”實驗中,實驗儀器較多,實驗中既要改變線路連接方法,又要讀出電流表、電壓表的讀數,學生很難觀察,而且只用實物投影儀,不能將實驗操作過程和電表讀數全部投影到大屏幕上。針對這種情況,結合電教設備,采用攝像機對演示實驗的操作過程進行課堂實錄,再將信號直接送到計算機中,通過大屏幕現場直播。全班學生對實驗線路的連接、教師的操作過程、電表指針偏轉情況及讀數,都看得一清二楚,提高實驗可見度,收到非常好的效果。

對于內容豐富、信息量大的教材,如“行星、恒星、星系和宇宙”,可組織成網絡課的形式,充分利用網絡上異常豐富的教學資源和全球化的學習資料,培養學生自主探索學習的能力和收集、分析、處理、合成、交流信息的能力。

2.5 鼓勵學生充分利用課余時間做好課外小實驗、小制作,調動學生的興趣和積極性各種物理實驗,從某種意義上說,都是一種特殊的、直觀的實踐,學生在動手完成各種小實驗、小制作的過程中,思維異常活躍,學習欲望高漲,參與意識增強,都迫切地希望進一步探索問題。通過實驗,學生學習到的物理知識比較深刻、牢固。在學校開設的探究活動課中,嘗試“測沙子間的動摩擦因數”“高空落蛋”“拍攝自由落體頻閃照片”“電阻的測量”等課本內外的一些趣味性實驗,并有意識地在教學中加以講評。它可以活躍課堂學習氣氛,給學生提供參與學習的機會,并使班級中不同認知水平的學生的求知欲都能得到滿足。

2.6 注重學生實踐能力的培養杜威認為“生活和經驗是教育的生命線,離開了生活和經驗就失掉了教育”,“只有當人真正與環境相互作用時,人才獲得真知”。所以要培養學生的實踐能力,就必須讓學生置身于社會的實踐之中,使學生動手做實驗,盡量把演示實驗變成學生實驗,進行儀器的改進;到社會中調查研究,選擇切合實驗的小課題進行研究,讓學生通過親身實驗來感受學習科學知識的成就感。通過實驗對所學的知識有更深一層的認識和鞏固,并通過實驗來培養學生的實踐能力。

教師要適時、適量地改進實驗課的教學組織形式,創設一些開放型的探究式實驗。當學生已經熟悉實驗的流程后,應該嘗試讓學生適當地親自經歷設計方案、選擇儀器、制訂步驟、設計表格、收集信息、處理數據、得出結論、實驗評價等實驗過程中的某個環節,使學生真正進入科學學習的狀態和角色。當然,在實驗中,教師應適當地引導和幫助學生樹立自主實驗的信心,并對他們的實驗進行評價,指出學生在實驗中操作上或思維上的“閃光點”。對于實驗過程中出現的異常現象,要激勵學生進一步探索、分析原因,從中有所發現。

3 小結

總之,為適應時代和學生發展的需要,物理教師要努力提高自身素質,對物理實驗教學進行全方位深入的研究,在實驗教學中不斷摸索和改進,真正以學生為主體,把學生動手實驗作為整堂物理課的中心來展開研究。只有這樣,才能切實提高物理教學的效果,造就出一批具有創新能力和實踐能力的高素質人才。■

(作者單位:江西省萍鄉市湘東中學)