一、實驗驗證規律,激發學習興趣
實踐證明,物理概念的形成和規律的建立離不開對實驗事實的探討和驗證。物理實驗能夠營造出確實的,能排除干擾的物理環境。學生們在這種物理實驗環境中,在教師的引導下,通過自己細心觀察,獨立思考來獲取最典型的物理環境。通過一種最簡捷的思維活動來建立物理概念,總結物理規律,并把書本上的理論知識運用于實驗。這對高中生來說,他們對物理基礎知識獲得比較更加深入,能牢固的掌握和初步的運用。
從實驗本身來講,實驗具有趣味性,它可以充分利用學生們的各種感覺器官來激發學習的興趣。現代的認知心理學是這樣認為的,興趣是產生動機的必要條件。一個人獲得知識的多少,視野有多開闊,很大程度上室友興趣決定的。興趣是推動學習的一種內部強勁的動力,是整個人類認識客觀世界的一種心理表現。因此,在物理教學的過程中,實驗給學生們營造出生動直觀的學習環境氛圍,極大地吸引了學生們的注意力。這對學生去研究物理現象,探索物理規律,激發他們的興趣和求知欲有著積極的作用。
高中物理課本中有許多物理規律的得出和探索是建立在物理實驗基礎上的。如高二“法拉第電磁感應定律——感應電動勢的大小”這節內容中,法拉第電磁感應定律的得出是建立在三個演示實驗基礎上的。在教學過程中,通過演示導體切割磁感線,導體和磁體發生相對運動,閉合電路的磁場發生變化,從實驗現象得出“穿過閉合電路的磁通量變化越快,感應電流和感應電動勢就越大”這一結論。在這一實驗結論的基礎上得出了“電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比”這一法拉第電磁感應定律。這樣,學生在物理實驗基礎上在頭腦中建立了法拉第電磁感應定律,并且對這一定律的理解極為深刻。
二、高中物理實驗教學創新的探究
(一)加強探索性實驗教學,培養學生的創新意識
探索性實驗就是結合教材的特點和學生實際情況,在學生已有知識水平和初步具有實驗技能的條件下,由教師給出實驗課題,在教師引導幫助下,讓學生自己獨立操作。在實驗中仔細觀察實驗現象,主動探索實驗原理,然后總結得出物理規律的實驗方法。設計探索性實驗的目的,是把學生帶入科學探索的模式中,讓學生們在親身實踐中不斷探索新的知識,是學生經歷尋求并發現知識的過程。這將使他們的創新潛能得到開發,創新意識也得以培養。只有有了創新意識,才能真正地激發創新精神,真正獲得創新思維,從而引起學生探索和親自動手欲望,為創新提供了前提條件。具體說來可以通過以下兩種方式實現創新意識的培養。
1.精心設計探索性實驗,注意有目的地提出和啟發探索問題,引導學生們自行探索,在解決各種疑問和設想的過程中培養創新意識。
例如在探索“串并聯電路的功率與電阻的關系”的實驗中,給出“6v,3w和6v,6w”兩種燈泡,比較兩個燈在串并聯中,那個燈較亮,啟發學生思考,燈的亮暗表示什么?在學生認識電阻與電功率關系的基礎上,再多加兩個變阻器,讓學生再動手探索,如何在串聯電路中,讓兩個燈同時正常發光。這樣,學生在解決實際問題的過程中既培養了探索意識和探索精神又增強了應用科學知識解決實際問題的創新能力。
2.變課堂演示實驗為探索性實驗,培養學生的創新意識。
通常的課堂演示實驗一般都是以教師為主,學生只是充當觀察者的角色,并沒有直接參與到實驗中去。雖然這樣培養了學生的觀察力和思維能力,但是并不利于創新能力的培養。變演示性實驗為探索性實驗,可以讓學生在自己“探索”物理規律的實驗過程中將手腦結合起來,鍛煉并培養自己的創新意識。這就需要教師對實驗進行創新設計,包括實驗過程的安排,教具的改進,問題的設置及解決的辦法等。這種創新設計對學生將會起到很好的示范作用,對學生創新能力的培養將起到潛移默化的作用。
(二)注重實驗的開放性,多變性和創造性,培養學生的創新精神
在中學物理教材中安排了學生分組實驗和演示實驗,他們的方法都只有一種,比如以學生分組實驗為例,教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟等到注意事項,寫的可以說是面面俱到。但每次實驗課,教師還是一如既往地花相當長的時間根據實驗講實驗目的、原理……,然后學生也就照著現成的步驟,用同一種方法,相同的儀器,在規定時間內做完同一個實驗,最后得出同一結論。這對于教師來說當然是省事了,但是卻阻礙了學生創新精神的培養,不利于學生智能的發展。因此在實驗教學的環節中,我們可以適當地對實驗教學的內容進行合理的變化,通過改變條件、器材、變化數據處理方法,以及改變實驗原理、目的來增強學生的創新意識,培養其創新精神。
責任編輯 羅峰