物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科。物理概念的建立、規律的發現、基本理論的創立,都是通過實驗觀察和認真總結思索得來的。學好物理離不開實驗,要在物理教學中鍛煉學生的動手能力、思考能力,實現由應試教育向素質教育的轉變,更離不開觀察與實驗。因此,教師要上好每一堂演示、實驗課,在觀察與實驗中培養學生的能力。
一、培養學生的觀察能力
第一,要注意培養學生觀察事物的興趣。
初中生好奇心很強,要使他們積極主動觀察,首先要激發學生觀察事物的興趣。物理教學中演示觀察實驗較多,我們應以趣味實驗為先導,引起學生興趣。比如在講大氣壓強時,首先讓幾名學生做馬德堡半球實驗,使學生產生疑問:“為什么小小半球有這么在的力量呢?”于是對于什么是大氣壓有了強烈的求知欲,使教學收到良好的效果。
第二,教給學生正確的觀察方法。
觀察方法正確與否,直接影響教學目標能否實現。學生觀察不是看熱鬧,而是在觀察中發現和思考問題,所以老師必須教給學生正確的觀察方法。
(一)已知實驗現象觀察法。即首先向學生指出觀察對象、內容、現象,而后通過實驗觀察分析得出結論。如在壓縮氣體使氣體液化實驗中,觀察對象是注射器內部的氣體,內容是觀察壓強過程中壓強變化對內部氣體狀態的影響,現象是內部氣體一部分變成液體,使學生對壓縮體積對氣體液化的影響留下深刻的印象。這種方法適宜于現象較復雜或不十分明顯的實驗。
(二)預測現象觀察法。即學生先預測出可能出現的現象,然后在實驗中觀察求證。例如教師把雞蛋用細線高高吊在鐵架臺上,下方墊一厚海棉墊,然后問學生:剪斷細線,雞蛋落地會不會碎?有的則認為下面墊了軟墊,可能不碎。教師用實驗驗證,分析易碎的雞蛋為什么不碎,使學生對壓強有所理解。
(三)發現性觀察法。即不告訴觀察的具體現象,讓學生自己觀察,發現尋找規律,分析原因。這樣可以培養學生獨立思考的能力,引起學生對于實驗中細微環節的注意。如牛頓第一定律教學中,讓學生自己對比三種條件下小車行進距離,分析推理得出:阻力越小,小車滑行越遠。教師引導學生分析研究如無任何阻力將會發生的現象,推導出牛頓第一定律內容。這一演示通過三種阻力條件對小車滑行距離的影響,鍛煉了學生的觀察能力和歸納總結能力。
二、培養學生的實驗能力
實驗能力的培養,即動手動腦能力的培養。整個初中階段涉及到九十多個演示實驗、十幾個分組實驗。物理教學中絕大多數物理現象、物理規律,都是通過實驗歸納總結出來的。實驗效果的好壞,直接影響學生對物理知識的記憶、理解與運用,甚至影響到學生對物理的學習興趣。實驗能力的培養有得于學生更好地掌握知識,并能提高其觀察能力。為了使學生更好地完成實驗,真正掌握操作技能,提高實驗能力,教師要注意以下幾點:
第一,要求學生做好實驗前的預習,事先弄清實驗的方法、步驟和要求。
第二,實驗前教師要針對實驗中易出現的問題重點提醒,對于操作難度較大的實驗,教師可以先示范,再讓學生去做。同時教師要在實驗過程中糾正學生的錯誤操作。
第三,搞好實驗總結。實驗結束后對學生抽查提問,讓他們敘述實驗步驟,回憶實驗情景,分析實驗結果,歸納出正確結論。對于重點實驗,有條件的可以把實驗過程與注意事項制成光盤,演示給學生,以加深他們的印象。
第四,對于實驗中出現的較大誤差和失敗實驗,教師要幫助學生認真分析原因,糾正錯誤。
培養學生的實驗能力,是物理教學中的一項重要任務。針對于學生實驗能力的培養可分三個階段。
第一,模仿性階段。教師首先演示。演示時應注意操作的規范性和示范性,使用的儀器要整潔,放的位置要合適,既要便于操作,也要使學生熟練掌握實驗技能。演示完畢后,讓學生模仿操作,如:天平的使用,在教師嚴格按照操作規則演示完畢后,讓學生獨立操作。通過實驗過程,使學生對實驗器材、實驗過程有了感性認識,增加了對實驗的了解、熟悉程度,并對天平的結構、用途有了初步了解。
第二,獨立實驗階段。主要由學生按實驗要求的方案、步驟獨立完成實驗。通過預習,先讓學生對實驗的目的、原理、步驟以及器材的使用有清楚的了解,然后,教師給予適當提示,講明實驗中應注意的事項,再由學生操作。教師巡回指導,及時解決實驗中出現的問題,如:用天平和量筒測小石塊密度的實驗中,應提醒學生注意:1.砝碼取用一定要用鑷子夾取;2.視線一定要與量筒凹液面相平;3.石塊一定要慢慢放入水中等。實驗完畢后要求學生以實事求是的科學態度認真填寫實驗報告,不能編造數據,對誤差認真分析原因,探討減小誤差的方法。通過獨立性實驗,使學生對天平的認識從感性上升到理性,對質量、密度的理解也大大加深。
第三,設計實驗階段。學生利用學過的知識與相關的實驗器材,自行設計實驗方案,進行實驗,達到運用所學知識解決實際問題的目的。這一階段對學生要求較高,教師可做適當指導。如:一位同學設計“用天平測一堆大頭針的數量”這一實驗,此實驗既涉及到了天平的使用,又涉及到減小誤差的問題。實驗結束后,組織學生討論減小誤差的方法,最后得出結論。這樣既能培養學生嚴謹的科學態度,又能提高分析問題、解決問題的能力。
通過以上三個階段的訓練,學生對實驗的作用、意義有了清楚的認識,就會激發實驗興趣,提高利用知識解決實際問題的欲望,培養他們的實驗能力。
綜合上述,我們要注意培養和提高學生的實驗能力,真正做到理論聯系實際。另外,為了把學到的知識與生活實踐聯系起來,教師要鼓勵學生觀察生活、發現生活中的物理問題,自己去分析解決,把課本知識應用到生活實踐中去,教師要認真幫助學生解答疑難,使他們的觀察能力與實驗能力進一步提高。