在物理教學實踐中,我一直致力于培養學生的創新思維,并努力探索物理教學中的一些規律性的東西,以提高學生綜合能力為最終教學目標。教師在中職物理教學中必須遵循三條原則:多做實驗,追尋根本,綜合訓練。
一、多做實驗:提高動手能力
物理學是一門實驗科學,物理學中的很多概念、規律的發現和確立主要依賴于實驗。因此,在高中物理教學中加強學生實驗方面的訓練,無疑是提高物理教學質量的一條必由之路。
1.增加實驗數量。
不論是在課堂演示實驗,還是學生實驗或小實驗,平均增加了30%的實驗。其中有一部分新實驗沒有現成的儀器,教師可安排學生自己制作儀器,激發學生的學習興趣。
2.加強實驗方法教學。
在實驗領域中有一些重要的方法,比如減小實驗系統誤差的方法、減小實驗偶然誤差的方法、實驗探究規律的方法、迂回測量的方法等,這些方法不是在個別實驗中,而是在很多實驗中都有應用,因此具有一定的普遍意義,這些方法一定要讓學生很好地掌握。必要時,我們可根據實驗方法安排實驗內容,集中安排幾個典型的實驗,這樣便于學生深刻領會和熟練掌握某一種實驗方法。在實驗教學方法改革方面,我們做了以下嘗試。
(1)在課堂上設計一些實驗問題讓學生研究。
在講功率一節時,設計了這樣一個實驗題目:要求測定一個人騎自行車的功率。在自行車由靜止啟動的過程中,人做的功除了增加人和車的動能之外,還要克服空氣阻力和地面的摩擦力,其中哪些因素是主要的,哪些因素是次要的?學生根據自己騎自行車的經驗,認為空氣阻力是很明顯的,不能忽略,而地面和車輪之間的滾動摩擦一般比較小,可以忽略。接下來的問題是怎樣測量人克服空氣阻力做的功?學生都有這樣的體會:頂風騎車時,騎得越快風的阻力越大,因此可以設風的阻力和車的速度成正比。車的速度怎樣測?風的阻力和車速成正比的比例因數是多少?問題一個接著一個地出現,又被大家一個又一個地解決,終于找到了一個大家都比較滿意的實驗方案。接著全班學生興高采烈地到操場上做實驗,最后再回到教室里,師生一起處理實驗數據,作出圖像,得出實驗結果。
(2)對課本中一些重要實驗進行深入研究。
在做直流電路的實驗時,我讓學生對伏安法測量導體的電阻這個實驗進行了深入研究。用簡單的伏安法電路,不論是采用電流表內接還是電流表外接,都有系統誤差。結合這個問題,我給學生介紹了補償的思想,然后由學生自己設計了電流補償和電壓補償兩種線路。補償法解決了由于實驗電路不完善帶來的系統誤差,但這個矛盾解決了,電流表和電壓表不夠準確的問題又上升為主要矛盾。怎么辦?經過進一步研究改進,大家認為可以用準確度高得多的電阻箱取代電壓表和電流表,再輔以靈敏度很高的電流表,便可以明顯提高實驗結果的準確度,這就是常用的惠斯通電橋。接下來學生分別用簡單伏安法、補償伏安法和惠斯通電橋測量了同一個標準電阻,比較測量結果,可以證實先前的想法。在歷史上,從伏安法到惠斯通電橋經歷了一個很長的過程,而在這堂實驗課中,學生就經歷了這樣一個發現問題、分析問題、解決問題的完整過程。這樣的實驗課對增強學生的能力很有幫助。
二、追尋根本:提高動腦能力
在進行某一物理定律教學時,有意識補充了大量的與這一定律的建立過程有關的內容,任何一個重要物理定律的建立,都要經歷一個艱辛而漫長的過程。探索定律的工作之所以能成功,這個定律最后之所以能夠確立起來,是因為其中一定有很多科學的研究方法和正確的推理思維方式,這些內容毫無疑問是物理學科中最重要的東西,是人類一筆寶貴的知識財富,也是物理教學的寶貴財富。
在講授牛頓萬有引力定律時,從第谷對行星進行幾十年的觀測積累的大量第一手資料講起,然后是開普勒在擁有這些數據的基礎上,通過大量計算總結出描寫天體運動的經驗規律(開普勒三定律),最后才是牛頓用定量的動力學原理對這些規律予以解釋,終于發現了對天上、地上的物體具有普遍意義的萬有引力定律。
在學習歐姆定律的過程中,學生一開始都以為研究通過導體的電流和導體兩端的電壓之間的關系不難,只要用電流表、電壓表再加電源和可變電阻器等組成電路即可。可是我告訴他們,在歐姆那個年代,非但沒有電流表、電壓表等儀器,連電壓、電流和電阻的定義和單位都沒有,歐姆所面臨的困難之大是可想而知的。他到底是怎樣得到這個電學中最重要的定律的呢?學生頓時產生了濃厚的學習興趣。
三、綜合訓練:提高解決問題的能力
就本質來說,物理習題是人們編制的一些假想物理場景。毫無疑問,物理學家是不會做物理習題的,而他們是在研究那些真實的、尚未發現的物理規律。同樣,發明家也是不會做物理習題的,他們是在力圖應用已有的物理規律去解決一系列實際問題,那么我們為什么要讓學生做那么多人為假想的物理習題呢?目的無非是培養學生的理解、分析、推理等能力。所以物理習題教學應該圍繞這個目標進行。
1.按照解題方法組織習題教學。
一般的習題都是按力、熱、電、光的順序講授的,但我們比較傾向于按照解題方法講解物理習題。例如理想化法、整體法、隔離法、等效替代法、小量分析法、疊加法、對稱法、圖像法等,這樣有利于學生掌握一些重要的解題方法。到學習的某一階段,集中將一批用解決方法相同的習題安排給學生練習,使他們由不會用到會用這種方法。在以后的學習中,每隔一定階段讓這種方法再出現一次,加深這種解題方法在大腦中的印象,達到牢固掌握、應用自如的目的。
2.采用“臺階法”,幫助學生掌握一些難度較高的解題方法。
學生有一道難題不會做怎么辦?老師不是直接告訴他怎么做,而是另外出幾道與這道難題內容相似,難度較小一點的題讓他去做,或者是出一道內容完全不同,但所用方法有某些類似之處的題讓他去做,直至他領悟出這道難題應該怎樣解為止。我們稱這種方法是搭一個臺階讓學生自己往上爬,用這種“臺階法”進行習題教學,能使學生自己提高學習水平,比被動地聽老師講解的效果要好得多。
總之,在物理教學中,只要堅持以上三條原則,對激發學生的學習興趣、提高學習成績、培養綜合能力大有益處。