物理學是以實驗為基礎的學科。隨著課程改革,新課程的實施,教材的結構發(fā)生了變化,特別是物理實驗教學,實驗的要求越來越高,培養(yǎng)學生探究知識的能力越來越高,做好實驗教學就顯得十分重要。下面,就我的教學過程談談探究性實驗教學的實施方法和步驟。
一、 培養(yǎng)學生使用基本儀器的技能
掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基礎。在初中物理中,基本儀器主要有:溫度計、刻度尺、秒表、天平、量筒、彈簧測力計、壓強計、電流表、電壓表、滑動變阻器等。物理課程標準要求學生學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù),要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則,以達到熟練地、正確地讀數(shù)、記錄,并能對實驗結果進行初步分析。
二、 培養(yǎng)學生掌控實驗過程中采用的方法
巴甫洛夫認為:“重要的是科學方法,科學是思想的總結,認識一個科學家的方法遠比認識他的成果價值要大。”進行物理活動的科學方法有許多,下面談談探究性實驗教學中常采用的方法:控制變量法。控制變量法,是普遍使用的,最為科學的方法。當研究一個物理量與多個物理量之間的關系時,往往先控制住其中幾個物理量不變,研究一個物理量變化所產生的影響,這種方法就是控制變量法。由此可見,控制變量法所研究的問題一定是一對多,一是一個物理量,多是多個變量。中學物理課本中,蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關,滑動摩擦力的大小與哪些因素有關,液體壓強與哪些因素有關,研究浮力大小與哪些因素有關,壓力的作用效果與哪些因素有關,動能、勢能大小與哪些因素有關,導體的電阻與哪些因素有關,研究電流與電壓和電阻的關系,研究電流做功的多少跟哪些因素有關,研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關等,均應用了這種科學方法。
三、 培養(yǎng)學生明確探究性實驗遵循的一般步驟
雖然并不是所有探究性實驗都遵循相同的步驟和順序,但其基本模式大多相同。
(1)發(fā)現(xiàn)并提出問題。敢于并善于提出問題是創(chuàng)新型人才的一種可貴的品質。同樣,發(fā)現(xiàn)問題和提出問題也是進行科學探究的前提,科學問題是指能夠通過收集證據(jù)而回答的問題。教學中引導學生對物理現(xiàn)象的成因提出問題,而不是對所陳述的現(xiàn)象直接提問,逐步提高學生提出問題的質量。
(2)猜想與假設。假設是根據(jù)日常觀察和以往的知識經驗對實驗結果的預測。假設必須能夠被檢驗,嚴格的假設應該采用“如果……那么……”的句式。這樣的假設其實就是對你要進行的實驗的一個粗略概括。猜想與假設為制訂探究計劃、設計探究方案奠定基礎,在整個探究活動中起到引導性作用。
(3)制訂計劃與設計實驗。設計一個實驗來檢驗你的假設,在計劃中應該寫明詳細的實驗步驟,以及在實驗中要進行哪些觀察和測量。探究實驗教學過程中,要讓學生經歷獨自選擇實驗器材,設計實驗驗證猜想的過程。若設計的實驗不合理,有時甚至是錯誤的情況下,盡量讓學生在小組交流、合作的基礎上,自己發(fā)現(xiàn)錯誤之處,自己訂正,提高學生在探究過程中的自主意識,教師只要在適當?shù)臅r候加以引導、點撥。
(4)進行實驗與收集數(shù)據(jù)。通過觀察收集數(shù)據(jù)時,首先要有明確的觀察目標,知道如何進行觀察,要改變哪些因素,哪些因素保持不變,要量度什么和如何收集、記錄數(shù)據(jù)。除了收集預定關注的信息外,還應善于捕捉意外的信息。
(5)分析與論證。教學中要讓學生認識到實驗數(shù)據(jù)并不等于實驗結論,實驗數(shù)據(jù)是客觀事實的反應,而實驗結論是在實驗數(shù)據(jù)的基礎上經科學分析的結果。引導學生能夠對實驗數(shù)據(jù)進行描述,并能對數(shù)據(jù)進行簡單比較或進行因果推理,啟發(fā)學生自己得出結論或發(fā)現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)之間的規(guī)律。
(6)評估。教學中要培養(yǎng)學生有評估探究過程的意識,在對探究的結果進行評估、反思的過程中增長知識、提高技能、養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。要使學生獲得對評估的正確認識,應該讓學生經歷評估的過程。教學中往往會出現(xiàn)學生對實驗的結論不會評估,或不知道怎樣評估的現(xiàn)象,這時就需要教師對評估的方法、依據(jù),原理、策略等方面加以引導。同時,要發(fā)揮小組的力量,通過小組交流,或全班討論,分析探究中可能存在的問題,才能有新的發(fā)現(xiàn)。
(7)交流與合作。教學中要引導學生表述自己的觀點,在探究過程中能尊重他人意見,有團隊精神和合作意識。
總之,在全面實施素質教育的今天,如何培養(yǎng)學生科學的探究思想和方法,是每一個物理教學工作者所面臨的問題。在實際的工作中,我們要讓學生親自動手做實驗,并從實驗中得到規(guī)律、獲得知識,使探究性實驗成為學生在物理課堂中獲取知識的重要陣地。
(連云港市東海縣山左口中學)