物理學是一門以觀察、實驗為基礎的學科,物理實驗對于建立物理基本概念、基本規律,引出物理公式以及加深對它們的理解,有著不可替代的作用。物理實驗又是培養學生實驗技能和良好的實驗素養的主要手段。本文試就農村初中物理實驗教學改革與筆者的實踐結合談點看法和建議。
一、傳統物理實驗教學現狀的利與弊
傳統物理實驗教學現狀:在物理實驗教學中,無論是演示實驗還是學生的探究實驗,教師一般總要詳細地介紹和示范應該怎樣正確使用儀器、如何按書上的規定和說明去進行規范操作,總要強調許多“不允許”以求實驗任務能較好較快的完成,減少儀器損壞。而這種現狀卻存在一些弊端:①學生只允許按照書上寫的、教師講得嚴格去做,自作主張的試一試很少被準許,這樣就在一定程度上壓制了學生好奇好動的天性,學生雖然動手操作了,然而動腦卻很少,因此談培養學生的實踐能力和創新精神較多仍停在口頭上。例如:在測量小燈泡的額定功率時,電流表與電壓表在接入電路時按要求正負接線柱要接正確,學生都按正確的方法去完成,但一出現接錯時就無法對指針向左偏轉進行原因分析。對于額定電壓為2.5V的小燈泡,要求兩端加的電壓在不超過3V的條件下才能進行實驗,實際上小燈泡的成本也不高,若讓學生自主選擇所加的電壓,當燈泡在電壓過大的情況下燒斷時,可使學生加深對額定電壓意義的理解,同時并能對此時的電流表與電壓表狀態進行觀察,提高對電路的故障分析能力。②實驗冊等對學生實驗步驟設計得太具體,講得過細,學生實驗操作成了填空式實驗,不利于學生創新精神的培養,養成了依賴性。
就目前物理實驗教學的現狀,學生還是被動參與為多,這無論從培養學生的實踐能力,還是從提高分析與解決實際問題的能力方面來說,沒有起到較好的推動作用。
二、 物理實驗教學改革與實踐
為了更有效的培養學生創新精神和動手操作實踐能力,從物理實驗教學方面講,放開一點,給學生創造一個良好的學習實驗環境,框框條條少一點,約束少一點,讓學生動腦動手的機會多一些。
1.讓學生在邊學邊做中學會儀器操作
上海科學技術出版社初中物理課本對一些儀器的使用給出說明書(刻度尺、天平、電流表等都有使用說明書),使學生養成了正確的使用各種儀器的習慣,又與生活、生產實際緊密相聯系。
一些初中物理教學儀器,在不損壞與安全的前提之下,盡可能減少教師的重復介紹,多留一些時間讓學生邊看邊學,確實的學會使用。例如:滑動變阻器是初中學生必須掌握的儀器,可簡單的儀器使用卻成了學習的難點。教學實踐表明,若讓學生通過反復試用摸索,總結出使用變阻器時接線柱的正確選擇方法,理解掌握好當滑片移向遠離底下有接線的接線柱時電阻變大,靠近底下有接線的接線柱時電阻變小,不管是從記憶還是實際操作效果講,都比由教師反復講解的好,當然教師從中要給以適當的指導和小結。
2.充分利用身邊的物體做好演示實驗與學生隨堂實驗
物理實驗具有形象真實、生動有趣的特點,能為學生在形成物理概念、得出物理規律前營造出活生生的物理情景,使學生感受倍深。心理學研究表明:人的動作記憶效率比語言文字記憶效率要高好幾倍。作為一名物理教師,首要任務就是:盡一切可能,在課堂上為學生展現出豐富多采的物理現象和活生生的物理情景。教師不僅要做好課程標準上規定的演示實驗,甚至教材上的一段話、一幅插圖、一道習題也可以將它搬上“講臺”, 最好能充分利用身邊的物體做好演示實驗與學生隨堂實驗。 使學生的興趣和愛好能充分培養,特別是動手能力得到進一步提高,讓學生更深刻的體會到物理是來源于生活又要走向生活。
例如:利用粉筆做演示實驗,在物體浮沉的應用中,學生對于潛水艇與孔明燈的工作原理無法理解,此時若把一段粉筆用力丟在盛有水的燒杯中,粉筆剛開始由于慣性會下沉在水中,隨即又上浮至漂在水面上,一會兒又開始下沉了,可讓學生根據看到的現象進行分析,上浮是由于粉筆受到的浮力大于重力,最后下沉是由于粉筆吸水了,粉筆受到的重力大于浮力而下沉,通過對所觀察與粉筆的受力分析就會對潛水艇與孔明燈的工作原理有很好的理解;讓學生利用文具來完成一些隨堂實驗,如在聲音的產生與樂音的特性教學中,可讓學生把尺子的一端壓的桌角并露出一部分,讓學生通過拔動尺子發出聲音,學生就會發現聲音是由物體振動產生的,并讓學生用尺子發出不同的聲音,從而讓學生總結出聲音的響度與聲源振動的幅度有關、音調與發聲體振動的快慢有關;在減小摩擦力教學中可引導學生把文具盒放在幾根圓珠筆上來推動,學生將體驗到滾動時的摩擦力較小。
3、將部分固定步驟的測定性實驗變為開放性實驗
對于測定性實驗如果按照課本的固定模式,按班就序地進行,限制了學生的探索精神和創新思維的發展。例如:在《用天平和量筒測固體和液體密度》中,為了培養學生的動手能力,進行開放式實驗,即發給學生實驗用具,講明實驗目的,不告訴具體的實驗步驟和方法,讓學生獨立探索,通過不斷動手實驗來研究實驗過程。在測石塊的密度時,有的小組先測體積后測質量,通過實際操作使他們明白先測體積石塊會粘有一定質量的水,再測質量會使質量增大,通過不斷地動手實踐,探索出最合理的測量步驟是先測質量后測體積。在《測滑輪組機械效率》實驗中,除了書上提到的物重會影響到滑輪組機械效率,有的學生還會分析到動滑輪的重、線的粗細、輪軸的摩擦力(有沒有加點潤滑油)等因素會影響到滑輪組機械效率;還有《測電流》、《測電阻》等實驗,開放式實驗,使學生的手腦并用,動手能力和創新思維能力得到鍛煉和提高。
4.積極倡導第二課堂活動
在日常教學實踐中,我體會到,第二課堂活動作為教學的繼續,無論對促進學生的實踐能力,還是對發展學生的身心健康,都起到重要作用,這對全面提高物理教學質量具有重要的意義。通過課外物理實踐活動和小制作的完成,可激發學生學習物理知識的興趣,進一步培養和加強學生的實驗技能與運用物理知識的能力。
根據學校的實際情況,我們組織過學生課外的物理實踐活動有:①學校用電的安全隱患調查②分析自行車的力學問題與用車安全③用物理知識來提高體育竟技成績④學校看臺滑塌的調查等等。每學期通過兩三次的課外物理實踐活動無論在提高能力還是培養興趣上都取得意想不到的效果,同時還對學生進行安全與科普教育。
小制作活動,例如:自制針孔照相機、平行光源、潛望鏡、簡易望遠鏡、水三棱鏡、量筒、電鈴、樓道電燈開關電路等。既能鍛煉學生的動手制作能力并由此達到升華知識,又能為學生將來工作后自制簡易用具打下良好的基礎。同時還可教育學生樹立獻身科學的精神,實施理想教育和愛國主義教育。
培養學生良好實驗技能和創新精神,不能只停留在書上的幾個演示實驗,需從各方面努力,開創實驗教學改革的新思路,少一點約束,多一些開放,面向未來,給學生一個全新的教育。