物理學是自然科學的一門基礎學科,也可以說它是以實驗為基礎的。實驗在物理教學中占有極其重要的作用。實驗可以培養學生的實驗思維、實驗技能和實驗能力,促使學生更深刻、更牢固地掌握物理規律,激勵學生熱愛科學,培養科學素質,建立正確的世界觀。隨著社會的進步和新課程改革的進行,初中物理教材更注重了觀察和實驗能力的培養,知識的呈現主要是運用實驗手段使某些物理現象再現,學生通過觀察獲得感性認識,經過教師的分析、引導,上升到理性認識,為學生所理解和掌握。
一、激發學習興趣,培養觀察能力
興趣是影響學生學習積極性最直接的因素。那些新奇的、對生活有意義的知識和問題,能引起學生強烈的興趣。在觀察這些物理現象時,教師要引導學生注意觀察整個物理現象的發生過程、產生條件和特征等。如在觀察摩擦起電現象時,要提示學生注意:(1)手帕摩擦過的塑料膜對碎紙屑有什么作用? (2)手帕摩擦過的兩塊塑料膜,在相互接近時,會發生什么現象? (3)把用手帕和毛皮分別摩擦過的兩塊塑料膜靠近些,它們之間會產生什么現象?通過觀察,學生自己得出了“摩擦過的物體帶電及同種電荷相斥且異種電荷相吸”的結論。又如在演示水不善于傳熱的實驗時,把事先準備好的小魚放到試管底部,然后在試管上部加熱使水沸騰,魚卻在管底沒有什么異樣。學生感到十分驚奇,從而引起了學生的興趣,增添了學生學習物理知識的積極性。通過對上述物理現象的觀察,不僅成功地激發了學生的學習興趣,滿足了學生的求知欲望,而且有利于發展學生的觀察能力。
二、培養良好的實驗習慣,形成科學的實驗素養
實驗操作的全過程包括儀器調節、觀察操作、儀器整理。教師要有意識地培養學生良好的實驗習慣,使之形成科學的實驗素養。首先,實驗前要對儀器進行預備性調節,根據需要,有的儀器位置安裝底座要水平,有的要垂直。各儀器之間的聯系也應滿足一定要求,如在電學實驗中,電路連接要正確,還要考慮到觀察、操作、檢查的方便。在光具座上的儀器應保持共軸。測量儀表必須先進行調零。如天平位置變動、彈簧測力計拉力方向改變、萬用電表電阻檔量程變化等,都必須重新調零。使用各種儀器必須按一定操作規范進行,對于違反操作規定的要禁止。操作要有一定的條理性,例如,應在檢查電路后,再接上電源的另一個接線柱,然后閉合開關,觀察儀表時視線應與刻度平面垂直。儀器整理要有一定順序,如做電學實驗時,應先切斷電源然后拆除連接電源接線柱的導線。儀器整理要有利于儀器的保養維護。如托盤天平游碼歸零,橡皮圈墊上、學生電源刻度盤旋鈕旋到最小值,萬用電表刻度盤旋鈕撥離電阻檔,滑動變阻器滑臂滑至同一邊,有傳動裝置的儀器將傳動皮帶松弛等。
三、加強探究實驗,提高創造能力
美國芝加哥大學教授施瓦布倡導的探究學習,強調探究的過程和探究的方法,注重培養創造力,使教學過程成為一種在教師指導下開展的具有嚴密學術性的創造活動。
實際上,探究未知是人的天性,而生活中處處有問題待探究、可探究。科學探究是伴隨人一生的學習活動:幼兒的啼哭,各種表情是一種探究,不僅表現他的需要,也是與社會溝通的方式;許多兒童都觀察過陽光下和暮色中的貓眼,這也是探究,不僅可以了解貓的習性,還可以告訴我們光圈的作用;小學生的捉迷藏游戲仍然是一種探究活動,因為要分析同伴的心理,觀察周圍的環境,辨別各種跡象,然后再作出自己行為的決斷……學生們在這些探究活動中學習著、進步著。
正是由于探究活動不僅滿足了學生生存和發展的需求,而且滿足了學生心理發展的需要,所以新編初中《物理》教科書中的學生實驗是以“探究”為主要形式的。
例如,安排學生體驗科學探究的過程:取一只杯子,在杯子中裝滿水,第一步,若將一只回形針輕輕放入水中,請學生猜測水是否會溢出;第二步,請學生動手嘗試一下;第三步,請學生猜想一下,在水不溢出的情況下,最多能放多少只回形針;第四步,請學生試一試一共可放入多少只回形針?實際放入的數量與你的猜測的相差多少?第五步,與其他小組交流,比誰放得最多?猜一猜,能放入回形針的數量與哪些因素有關?
在這個實驗過程中,模仿了科學家的研究過程和研究方法,引導學生進行探究活動,讓學生自己動手探究,教師不失時機地對有標新立異想法的學生給予肯定、支持和幫助,鼓勵學生大膽猜想和獨立思考,并通過實驗否定錯誤的假設或修正不完善的猜想。即使最終學生可能得不到全面、準確的結論,但這樣更利于培養學生的思維能力和科學探究的精神。
學生物理實驗的培養是學好物理的關鍵,教師應要求學生做到持之以恒的訓練。這是初中物理實驗教學必須做到的,否則物理實驗教學就不能取得良好的效果。因而,教師應該把精力從單純傳授物理知識轉到對學生綜合能力的全面培養上來,切實加強物理實驗教學。
(作者單位:江西省贛州市開發區潭口中學)
責任編輯:周瑜芽