摘要: 本文分析了中職物理實驗課存在的問題及原因,并就如何提高中職物理實驗教學質量,進行了探索和實踐,提出提高中職物理實驗教學質量的方法措施。
關鍵詞:中職物理;實驗教學
實驗是人們認識自然、研究自然的重要手段,也是物理學賴以生存的基礎,物理概念的建立、物理規律的發現都建立在實驗的基礎上。中職物理實驗綜合了實驗原理、設計思想和方法、實驗操作和觀察以及數據分析處理等多個方面的知識和能力,物理實驗能培養學生分析問題和解決問題的能力,激發學生的學習興趣,使學生養成實事求是的科學態度和嚴謹細致的工作作風,并為以后的專業課學習打下良好的能力基礎,因此,實驗課是中職物理教學的重要組成部分,是提高中職物理教學質量的重要環節。但是,受各種因素的影響,當前中職物理實驗教學的現狀不容樂觀。
一、中職物理實驗課的現狀
1.抑制學生學習的自主性。
物理實驗教學過程大概可分為三步:第一步,教師講解實驗目的、原理、器材、步驟和注意事項;第二步,教師示范操作;第三步,學生按照步驟操作并完成實驗報告。在物理實驗教學過程中,教師的教學占據的時間過長,學生只是被動地重復實驗步驟,導致教師忽視學生在認知過程中的主觀能動性,這嚴重抑制學生自主性的發揮。
2.抑制學生學習的創新性。
物理實驗教科書上明確列出了實驗目的、原理、器材、步驟及記錄表格等實驗項目,因此,學生進行物理實驗時,只是依葫蘆畫瓢地機械性地完成整個實驗,整個過程中缺乏細致分析和深入研究,學生缺乏獨立思考的機會,嚴重抑制學生個性的發揮以及學習的積極性,不利于對學生創新能力和創新精神的培養。
3.實驗與實踐脫節。
中職物理的實驗內容不能體現中職學校的特色,與實踐或生活聯系不大 ,純理論性或驗證性內容較多,部分物理實驗與學生的實踐教學嚴重脫節,導致部分學生認為實驗課對以后的專業課學習幫助不大,故而對物理實驗缺乏興趣。
二、提高物理實驗課質量的措施
鑒于上述物理實驗課出現的種種問題,如何上好中職物理實驗課,為學生以后的專業學習及走上工作崗位奠定良好的基礎,成為了擺在中職物理教師面前的一道迫切需要解決的難題。在教學實踐中,對于如何提高中職物理實驗教學質量的方法,筆者主要從以下幾方面著手:
(一)分清實驗類型。
當前,中職物理實驗一般分為以下幾種:一是練習使用物理儀器如游標卡尺、螺旋測微器以及多用電表等;二是觀察和研究物理現象如光的衍射、電磁感應等;三是測定物理量如測單擺的重力加速度、測勻變速直線運動的加速度等;四是驗證物理規律如牛頓定律等。不同類型的學生實驗具有各自的特點,因此,在教學中,教師要采用不同的教學方法。
1.對于練習使用物理儀器的實驗,注重講解示范。
第一,教師要對儀器的操作方法、讀數及使用時應注意的問題等做好講解和示范。對于一些特殊情況如在練習使用螺旋測微器時,由于尺寸、刻度很小,學生難以觀察清楚,教師可用幻燈機將測量過程投影到大屏幕上,或者課前用攝像機錄制測量過程,上實驗課時通過多媒體教學平臺放映出來,使學生清楚螺旋測微器的使用及讀數方法。第二,做好練習。教師可以讓學生測量與實踐相關的如頭發絲的直徑、白紙的厚度等,以激發學生學習興趣。第三,做好總結。在學生測量之后,教師要引導學生進行及時總結,找出難點所在,并找出解決方法。如在螺旋測微器讀數時,學生一般會對“半刻度線”是否露出的判斷不太準確,這時教師要從螺旋測微器的原理出發,分析判斷“半刻度線”是否露出的方法:可動刻度的零刻度線在固定刻度的準線之上,固定刻度的半線未露出;可動刻度的零刻度線在固定刻度的準線之下,固定刻度的半刻度線已露出。
2.對于觀察和研究物理現象的實驗,注重指導分析。
這個實驗的目的是使學生了解現象產生的條件,觀察現象發生的過程,從而加深對現象的理解,可以較好地培養學生的觀察能力。教師首先要指導學生認真觀察物理現象,深入了解物理現象發生、發展以及變化的全過程,然后引導學生對物理現象產生的原因和條件進行分析,找出物理現象產生的條件,解釋現象產生的原因,最后指導學生對觀察實驗的方法與技巧、物理現象的本質以及如何利用這個物理現象解釋有關物理問題進行歸納和總結,從而提高學生觀察實驗的能力、分析問題和解決問題的能力。
3.對于測物理量的實驗,注重具體分析。
首先,教師要引導學生分析測量與什么因素有關?用什么方法測量最方便、準確?如何去測量?如在測勻變速直線運動的加速度的實驗時,測加速度有多種方法,即:a=Δv/Δt,a=2s/t2和v-t圖像的斜率這三種方法,在分析這三種方法的特點之后,可知:用v-t圖像的斜率求加速度的方法最好。然后,教師指導學生按照實驗步驟進行操作,測出相關的數據。最后,教師要及時指導學生對實驗數據進行分析處理。處理實驗數據通常有兩種方法:解析法和圖像法。解析法準確,但運算繁瑣;圖像法形象直觀,但不夠精確,教師應指導學生,根據具體實驗要求選擇不同的數據分析方法,從而得出被測物理量的準確結果。
4.對于驗證物理規律的實驗,注重綜合分析。
這個實驗的目的是用實驗驗證物理規律,讓學生深入理解物理規律。因此,教師首先要向學生詳細介紹這個物理規律發生的條件和作用等,如氣體等溫變化的玻意耳定律,是英國科學家玻意耳在研究氣體的壓強和體積的關系時發現的,其成立的條件是:需要一定質量的氣體,溫度不能太低,壓強不能太高。然后是實驗驗證,學生通過具體的實驗去驗證物理規律,加深對物理規律的認識和理解,并且通過實驗訓練,學生能夠逐步掌握實驗方法與技巧,提高實驗能力。最后,教師要引導學生進行綜合分析:一方面總結實驗方法與技巧;另一方面要從理論和實驗兩個方面來理解和認識物理規律,這樣學生對玻意耳定律的理解能夠更加深刻。
(二)增加探索性實驗力度。
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,物理實驗包含了實驗原理、設計思想和方法、實驗操作和觀察以及數據分析處理等多方面的知識和能力,是學好物理也是培養學生能力的重要途徑。驗證性實驗是根據已知的理論,對一些現象的存在原因或規律檢驗其是否正確而設計的實驗,它在實驗目的、方法以及原理等方面起到示范作用,但不利于學生的創新精神和創新能力的培養,而探索性實驗是指人們在結果未知的情況下,通過實驗去探索,進而獲得結論,它更能培養學生的創新能力。例如,結合多年的教學實踐,筆者在教學中將一些驗證性實驗改為探索性實驗,以充分發揮學生的主體性,培養學生的創新思維和學習能力。
將驗證性實驗改為探索性實驗應注意以下幾點:第一,目的要明確。在進行實驗前要明確知道要測定什么物理量,探索什么規律。第二,方案要簡單。改為探索性實驗后,學生會提出多種實驗方案,教師要告訴學生選擇的原則是方案要簡單,操作要簡便,實驗實施要安全可靠,同時設備等引入的誤差要小。第三,器材要合適。方案確定之后,要明確知道需要哪些儀器,什么儀器測定什么物理量,從而確定整個實驗需要哪些器材。第四,操作要合理。如何組裝儀器,先測哪些物理量,后測哪些物理量,操作步驟要先擬好,這樣才能有序進行。
(三)大力開展課外活動。
為了解決課時不足、投入不足等問題,從多方面激發學生學習物理的興趣,提高學生的綜合能力,筆者主要采取了以下幾方面的措施:
1.組織好第二課堂活動,配合課堂教學。
學期之初,根據教材實驗特點和中職生的心理要求精心設計課外活動的內容,做到既有實用性,也有趣味性,同時建立活動小組,確定活動時間和地點,保證課外活動的經常化和制度化。每學完一部分內容即布置任務,如學生學完“光學”的內容后,筆者讓學生自制望遠鏡、潛望鏡等,這樣既能鞏固課本的知識,又能提高學生的動手能力,激發學生的學習興趣。
2.鼓勵學生積極參加比賽。
我校和科技局合作,在課余時間組織學生利用所學的物理知識和實驗技能,并積極參加四會市和肇慶市的青少年發明創作大賽。如近年來學生制作的電子生日蛋糕等很多作品都獲得了獎項,通過參加這些比賽,學生既學到了知識,鍛煉了自己,同時還因多次獲獎而獲得極大的成就感和滿足感,從而更喜歡物理實驗課。
3.針對活動中出現的問題和新聞熱點,舉辦專題講座。
如去年高錕獲得了諾貝爾物理學獎,我校針對這個新聞熱點,及時舉辦《高錕與光纖通信》的專題講座,通過舉辦專題講座,既能拓寬學生的知識面,還能激發學生對物理的學習興趣,從而提高物理實驗的教學質量。
(作者單位:肇慶市四會中等專業學校)
參考文獻:
王金雨.物理(第四版)[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2005.
責任編輯朱守鋰