物理是一門實驗學科,改革物理實驗的教學模式,可以為學生的親身體驗創(chuàng)造更多的機會。由于我們長期徘徊在“做實驗不如講實驗,講實驗不如背實驗”的應試教育的怪圈里,教師在物理教學中較多地進行公式推導,學生看不見真實的物理現(xiàn)象,將會產(chǎn)生一種錯覺,似乎理論是憑空推想出來的,使物理的教學內(nèi)容變得有“理”無“物”。
課程改革更注重學生對周圍世界與生俱來的探究興趣和需要,強調(diào)用符合學生年齡特征的方式學習科學。實驗教學應以此為依據(jù),讓學生親身經(jīng)歷以探究為主的學習活動,學生學得開心,玩得痛快,又從中悟到了科學道
理,這也是課改對我們提出的希望。充分認識和發(fā)揮演示實驗的作用,為提高中學物理教學創(chuàng)造了有利條件。
一、演示實驗分類
根據(jù)物理演示實驗在新授課中的時間安排,把演示實驗分為以下三種:
1. 引入實驗
這類實驗的目的在于引入新課題,引起學生對即將學習和研究內(nèi)容的興趣,點燃激情,激發(fā)求知欲。如在講摩擦力時,可以選一根鋼管,讓一胖一瘦兩名同學進行拔河比賽,事先在較胖學生的一端涂上潤膚露。比賽結果出人意料,讓學生談談失利感受。教師對于這樣的實驗,一定要課前認真分析,精心設置,不能選擇平淡無奇的內(nèi)容,要緊扣主題,要結果“詫異”,這樣才能讓學生震撼,在興奮點中學習物理內(nèi)容。
2. 新授中的演示實驗
這類實驗的目的在于提供感性材料,借以形成概念,建立規(guī)律。如在平拋物體的運動中,用平拋豎落儀就是為了定性地完成平拋運動在豎直方向是自由落體的運動實驗。在進行這類演示實驗時,教師應注意讓學生明確實驗目的,突出觀察對象,分明實驗層次。
3. 新授后的演示實驗
該類實驗的目的在于深化、鞏固物理概念和規(guī)律,加強理解和記憶,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。如在運動的合成和分解中,最后談到化曲為直的思想時,關于兩個相互垂直的直線運動也可能合成曲線運動,就可以參照課后練習,使用引入實驗儀器重新做,學生通過描點作圖得到曲線運動的軌跡。教師在選用此類實驗時,應注意與本節(jié)知識的聯(lián)系,對難點的突破和對知識的鞏固。
二、演示實驗的作用
1. 可以激發(fā)學生的學習興趣和求知欲
這是演示實驗最大的功效。演示實驗真實、生動、形象和直觀,不但能賦予學生豐富的感性認識,而且能通過感官刺激,喚起他們的熱情和深入思考。如用雞蛋演示動量定理實驗,在講臺下放一合適的海綿,在學生的一聲驚嘆中,雞蛋完好無損,為什么呢?學生自己就會想著去主動解決這個問題。
2. 培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力
培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力是教學的一項重要任務,但它不是一朝一夕能夠形成的,在演示實驗中,讓學生在觀察思考中學會知識,在動手實驗中學會創(chuàng)造。
3. 促進學生對物理規(guī)律的掌握,破除學生頭腦中已經(jīng)存在的一些錯誤認識
從記憶的角度來看,結合演示實驗講解的物理規(guī)律遠比用單純的語言講解給學生留下的印象深刻得多。物理教育學家朱正元曾經(jīng)說“千言萬語說不清,一看實驗便分明”。演示實驗恰好是用不可辯駁的事實給學生烙下痕跡的,并且也使學生頭腦中存在的一些錯誤觀念被徹底打破,使學生在事實面前不得不信。
三、演示實驗中應注意的問題
1. 儀器簡單、方法直接、節(jié)約時間、保證成功
演示實驗中應盡可能使所選器材生活化、簡單化,讓學生一看就懂,一學就會,切忌用龐然大物擾亂學生的注意力。生活中的許多東西可以選用。如在自由落體運動中,一張紙片,一片羽毛,超重與失重中的礦泉水瓶,反沖里的玻璃燒杯等。這些儀器用最經(jīng)濟的方法和時間讓學生明白深刻的道理,也讓學生體會到生活中處處都有物理的玄機。但無論用什么實驗,什么方法操作,必須保證一次成功。
2. 現(xiàn)象明顯
演示實驗要取得良好的直觀效果,教師須使演示現(xiàn)象明顯。必須使研究對象與周圍環(huán)境有差異,有對比,使被觀察的主體對比強烈,有利于所有學生看清目標、易于分辨。通常可采用染色、背景襯托、照明、對比實驗等方法。如儀器位置要有適當高度,尺度要大。又如,研究曲線運動的條件時,小鋼球要在磁鐵的作用下面對學生左右偏轉(zhuǎn),便于觀察。
3. 在演示實驗中向?qū)W生滲透一些重要的物理思想和方法
如“以大見小”的思想,所謂“以大見小”,通俗地講就是放大思想,這在物理中常常出現(xiàn),布朗運動、微小形變、萬有引力常量的測定等都采用了這種思想。再如“控制變量法”,所謂控制變量法,就是某個物理量與幾個物理量有關,控制其他不變,只研究與一個量的關系。最典型的例子就是牛頓第二定律,可以將本節(jié)改為實驗探究課,強調(diào)這種方法的使用。在潛移默化中,學生已經(jīng)學到了這些解決物理問題的重要手段。
4. 與電教手段相結合,提高演示效果
在物理學中會有一些實驗在現(xiàn)實中無法或很難完成,這時不妨考慮與電教手段相結合。(1)理想實驗,牛頓第一定律中伽利略理想斜面實驗,若用課件完成,學生更容易接受。(2)復雜典型的運動,如小船過河可以通過課件將過程分解,并保留整體畫面。(3)動態(tài)變化,瞬間完成現(xiàn)象。
5. 變化實驗、改革實驗、自創(chuàng)實驗
物理中有許多典型題目可以改造成演示實驗,如滴水小車,以此來研究其中的物理內(nèi)涵,也可以將經(jīng)典實驗更換角度去研究。
總之,在物理實驗教學中,設計和選擇演示實驗要緊緊圍繞學生興趣,開發(fā)智力,培養(yǎng)能力,提高效率來進行,努力做到每一個實驗都像魔術一樣精彩紛呈,都像磁石一樣引力無窮,培養(yǎng)學生學習科學的興趣,以提高教學質(zhì)量。
(樂亭第二中學)