物理是一門以實驗為基礎的學科,物理實驗是物理課的魅力所在,是物理的靈丹妙藥。
剛參加工作時,由于種種原因,學校的教育教學條件有限,物理實驗器材更是殘缺不全,就是有也是陳的、舊的,屬于上世紀八十年代的老古董。想讓學生完成一次分組實驗也是心有余而力不足。很多實驗只能靠自己唱獨角戲,“盆盆罐罐做器材,拼拼湊湊做實驗”,這樣很難達到預期的效果。
如今,教育教學條件有了很大的改善,“四配套”工程給學校配送了一些物理實驗器材和一些相關的物理實驗資料,越來越多的學者和教師也參與研究物理實驗,對一些實驗進行器材合理搭配,學校的物理實驗教學和課堂也活躍起來了,效果很顯著。
從剛開始無從下手,到現在的得心應手,尤其是在物理教學中的小實驗教學方面,筆者有一些心得,想與同仁分享。
各地的調查反饋表顯示,學生小實驗的教學形式優于傳統的教學方式,對提高物理教學質量、培養學生的能力起到了重要的作用。針對當前初中物理教學的現狀,我覺得仍然應加強小實驗教學,充分發揮小實驗的教學功能。
所謂小實驗,是指參照課本實驗方案,用常見的物品對課本上的實驗加以改進和創新,要求簡單而又能說明問題。
哪怕是瓶蓋和不起眼的被人當成垃圾的泡沫,在我的眼中都是小實驗的好材料。讓物理來自生活,再利用這些材料對生活中的現象進行實驗說明,從而使物理再回到生活中去,同時學生對這些現象和實驗也感到親切。
1.有利于調動學生的學習興趣和積極性
培養和提高學生學習興趣是當前物理教學改革研究中的重要課題之一。小實驗不僅可以提高學生的學習興趣,而且能夠極大地調動學生的學習積極性。
2.有利于學生理解和掌握知識
心理學研究表明,學生對學習內容的鞏固程度,與學習方式有很大關系。一般來說,學生通過聽教師講授,能夠記住10~20%;學生如能看到實物或現象,能夠記住30%;如果學生既能聽教師講,又能看到實物或現象,能記住50%;如果學生看到實物或現象,自己又描述過,便能記往70%;如果學生既動手做過,又描述過,則能記住90%。
小實驗既讓學生動手,又能讓他們討論、分析,最后自己歸納出物理概念和規律。顯然,這樣的學習過程屬于上面所說的最后一種情況。可見,小實驗有利于學生理解和掌握知識。
3.有利于培養學生的實驗能力
開展小實驗,極大地增加了學生實驗操作的機會,因此十分有利于培養學生的實驗能力。
4.有利于學生掌握學習和研究物理的方法
小實驗的學習探索過程,更接近人類認識客觀規律的過程。因此,發揮學生的主體作用,把學生的興趣(情感領域)、知識(認知領域)、能力(動作領域)等各種心理因素融為一體,使他們在直接參與小實驗的過程中,逐漸認識到實驗是獲得物理事實的根據;實驗是檢驗假設真理性的標準;逐步領會科學家是如何通過實驗獲得物理事實,并從而得出概念和規律的。
可見,通過長期小實驗的訓練,學生將會逐步掌握物理學習和研究的基本方法。
一、精選內容
1.根據中學物理教學大綱對能力、技能的具體要求,安排小實驗的內容。
例如,教學大綱中要求學生通過學習,會使用某些基本物理實驗儀器,那么就應該采取小實驗教學的形式,努力增加學生對這些儀器的使用頻數,逐步提高學生使用這些儀器技能方面的要求 。
2.對器材的要求不是很高的演示實驗,可以改為學生小實驗。
例如,課本上用鋁皮和鋁盒來演示物體浮沉條件的實驗,若改為小實驗,就可以讓學生在課前準備好一支空牙膏管(尾端剪開)和一只玻璃杯。實驗時,先讓學生把牙膏管捏扁放在盛水的玻璃杯里,它就在水中下沉,然后將牙膏管鼓起一些,它就能上浮。
3.將課本上的小實驗和一些實驗習題改為小實驗。
例如,制作橡皮筋測力計的小實驗,可以配合“力的測量”進行小實驗教學。橡皮筋反復拉長來研究機械能與內能的轉化。再如,用紙盒可以將水燒開的小實驗,反復彎折鐵絲后彎折處會發燙等實驗習題,都可以配合新課教學作為學生小實驗的內容。
二、備好儀器
由于初中物理實驗儀器一般都比較簡單,多數實驗都是定性的,有些定量的實驗精確度要求不高。因此,大部分初中物理實驗儀器都可以自制,可供選擇的器材也很廣泛。
例如,沒有平底試管,可用廢舊的平底小藥瓶來代替;沒有彈簧秤,可發動學生用廢鋼絲繞制,沒有溢水杯,也可以用在玻璃杯上套兩個橡皮圈的方法代替;等等。
引導學生積極參與自制教具學具的活動,不僅為小實驗教學提供了一定數量的實驗儀器,為物理教學創設了良好的實驗條件,而且學生通過自制教具和學具,增長了才干,提高了動手能力。
三、靈活應對
實驗教學中可能出現各種意想不到的問題和困難,這要求教師做好準備。
例如,進行物體浮沉條件的實驗時,教材的安排是先把雞蛋放在濃鹽水中,觀察它的漂浮;然后在濃鹽水中加清水,觀察雞蛋的懸浮和下沉;再加入濃鹽水,觀察雞蛋的上浮。
在實際操作時,加入清水的量不易掌握。由于一下子倒入過多的清水,雞蛋就下沉到杯底,而看不到懸浮現象,再加濃鹽水時,雞蛋就可能上浮不起來。
為了保障實驗效果,我在設計小實驗方案時,做了如下改動:讓學生先把雞蛋分別浸沒在清水和濃鹽水中,觀察雞蛋的下沉和上浮,分析雞蛋的受力情況,得出下沉和上浮的條件。接著讓學生緩緩地向濃鹽水中加入清水,觀察懸浮現象,分析得出懸浮條件,然后討論為什么雞蛋在清水中和在濃鹽水中受到的浮力大小不同?為什么漂浮時和懸浮時雞蛋排開液體的體積不同而受到的浮力卻相同?這樣處理,不但實驗成功的把握大、效果好,而且學生容易理解。
總而言之,小實驗的教學方法使我在這十幾年的工作中取得了較好的教學效果,雖然這種教學方法增加了教師的工作量,上好一節課需要花更多精力,但是為了學生綜合能力的提升,為了給學生創造更為廣闊的學習天地,這樣的付出是值得的!