摘 要 提出高中物理實驗教學的重要性,以及加強高中物理實驗教學的對策和建議,與同行教師一起研究探討。
關鍵詞 高中物理;實驗教學;實驗設計
在物理學的發展過程中,實驗起著重要作用。但是在目前的高中物理教學中,筆者感到物理實驗仍未得到充分的重視,物理實驗教學還有待進一步加強,當然其中有多方面的原因。
1 高中物理實驗教學得不到重視
在物理學中,每個概念的建立、定律的發現,都有其堅實的實驗基礎。物理實驗及其教學是物理課程和教學的一個重要組成部分,是學生理解基礎知識,形成基本技能,樹立科學思想,形成科學態度所不可或缺的。在中學物理教學中實驗教學長期得不到重視,有其深刻的原因。
首先,有很多教師對實驗教學的意義認識不足,狹隘地認為實驗教學費時又費力,而高考分值只有十幾分,遠不如騰出時間多做題來得實惠。殊不知實驗教學的成敗不僅直接關系到實驗題的解答水平,更重要的是它是物理教與學的不可分割的有機組成部分。
其次,物理實驗教學是一項長效的教學行為,不會產生立竿見影的效果(相比于做10道實驗題),而這恰恰是與考試制度、升學率相矛盾的。即使一些教師認識到實驗的重要作用,迫于現實的壓力,依然會選擇做10道題。
再次,考試制度是紙上考實驗,更多的考查的是學生相關的理解能力、邏輯推理能力,動手能力則完全不能體現。這就對命題者提出更高的要求,怎樣才能兼顧,既能考查到學生平時是否真正動手操作了實驗,又能考查學生應用理論解決問題的能力?事實證明,似乎是魚與熊掌不能兼得。
2 探索有效的、多樣化的實驗學習方式
在物理實驗活動中,學習方式應該多樣化。單一、被動的實驗會使學生感到枯燥、乏味,必須增強實驗的趣味性、問題性、探索性和應用性,讓學生成為實驗活動的主人,教師成為學生實驗的組織者和合作者,而不是權威的講授者和示范者,特別關注學生親身的感悟與體驗。基于不同的學生對象和不同的實驗環境,有多種形式可以選擇,各有側重,又互不割斷。
2.1 自主活動
通過學生自覺地參與實驗活動,確定實驗目標,制訂實驗方案,選擇實驗方法,監控實驗過程,評價實驗結果,從而完成實驗任務。活動過程特別強調的是學生實驗的主動性,教師的作用是對學生實驗的困難提供必要的指導和幫助。高一年級學生開展“落體運動加速度的研究”,要求學生二人一組,運用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學生必須完成以下任務:方案設計(直接測什么、如何測);裝置調試;標尺制作;實地拍攝;照片分析;實驗報告。教師提供的幫助:方案設計提示;頻閃技術指導;參與討論,提供器材,進行質疑,點撥思維。學生在實驗活動中扮演的是主角,以實踐者、研究者的身份積極參與,主動性得到充分的發揮。
2.2 合作學習
合作與交流是一種高效的學習方式。教師在實驗教學過程中采用小組合作的學習方式,讓學生在合作交流中獲得知識,促進理解,提高能力,增長才干,形成學習團隊,對學生的發展會產生積極的促進作用。
2.3 課題作業
適當布置類似于課題研究的課題作業,讓學生經歷一個收集信息、處理信息和得出結論的過程,在過程中學習一些探索的方法,對改善學生學習方式具有重要作用。如選用傳感器制作控制電路;用變阻器設計幾種不同的控制電路,并說明其原理及特點等。
2.4 實驗設計
實驗設計是高中物理實驗學習能力的較高要求,是對學生操作技能和思維品質的綜合檢測,是有效的實驗學習方式之一。實驗設計的特點是情景新、方法活,具有開放性,要求學生對實驗的原理有透徹的理解,對實驗器材有所取舍和組合,能根據設計的要求和條件,進行分析和判斷,制訂實驗的方案,通過實驗全過程的描述和具體步驟的實施,得出有關的結論并做出必要的說明。如研究單擺及其規律之后,提出如何測重力加速度的課題,要求學生自行設計測定重力加速度的方案。學生可根據學過的物理場景,如運動學中的自由落體、豎直上拋,動力學中的超重、失重現象,斜面上的勻變速運動等確立實驗方案,并走進實驗室,通過實驗活動去體驗真實,檢驗設計方案的合理性,分析測量結果的可靠性,而不是僅僅停留在理論的假設上。
3 開展課外自助實驗
有的學校實驗器材嚴重不足,使分組實驗面臨很多困難,這樣就可以開展課外自助實驗。在做光的色散實驗時,筆者先上一節課后將3個三棱鏡留在教室,課間偷偷觀察發現許多學生在走廊道里觀察色散實驗,他們邊做邊談,輕松自如,色散后的光照在墻上非常好看!特別是色散后的單色光順序很清楚。于是筆者就把三棱鏡放在教室一個星期,最后三棱鏡全部完璧歸趙,一點兒也沒有損壞。后來了解每個學生都親自做了一遍,對色散的光色排列印象很深。筆者發現學生課外自己動手去做實驗效果很好,只用很少的器材也能達到很好的效果,真正做到事半功倍。
學生在進行一些分組實驗時不能互相指導,都在探索操作、探索結論,時間緊任務重,有的根本沒有動手,而是課后編寫數據,抄寫結論,沒有什么效果。但課外用少量的器材使學生做,從時間上有了先后順序,前面的學生做完可以指導后面的學生,同時可以反復去做,加深印象,從而對實驗器材、現象、結果都記憶深刻,避免了分組演示時的曇花一現。而且學生課外去做,可以充分體味實驗現象,有充足的時間去討論、去研究,在操作上有積極的主動性、創造性,不拘泥于教師的指導,而大部分實驗中間出現的問題學生自己通過操作可能已經消化了。而多數學生在課堂的分組實驗時,由于教師在場,他們很受拘束,不敢動手,沒有主觀能動性,只是機械地去做,至于為什么這樣做,在實驗完后根本不去想,特別是一些女生。
另外,在課外讓學生自己動手實驗,可以節省課內的時間,又可豐富課外的活動,培養學生的實驗興趣。學生在課外通過討論、互助完成實驗,實質是一種課外的自助式的學習,更能發揮學生的主觀能動性,培養學生的能力以及良好的實驗、教學效果,這一點筆者體會很深。
(作者單位:河北省遷安市第二中學)