物理學是一門以實驗為基礎的自然學科。在物理學發展史中,每個物理概念的建立,每個物理定律的發現,都有堅實的實驗基礎。法拉第為了找出“磁生電”,歷經十多年,做了無數個實驗,終于找到了“磁生電”的規律。可以說,離開了物理實驗,就沒有物理學的發展。
物理實驗作為物理教學的基本手段,有其特殊的教學功能:不僅能夠為學生提供學習的感性材料,還能培養學生的動手操作能力,讓學生感受、經歷、體驗物理概念和規律的形成過程,從而更好地理解和掌握物理知識,而且能夠提供科學的思維方法,加深對基本知識的認識程度,激發學生的求知欲,培養學生的探索能力和創新能力。
但當前的物理教學在高考指揮棒的作用下,片面追求升學率,偏重知識的傳授而輕視技能的訓練,為了應付高考而忽視學生能力培養的現象還十分嚴重。同時受實驗器材及操作者的實驗技能等因素的制約,不少學校變“做實驗為講實驗”,把演示實驗和學生分組實驗一律改為教師在課堂上講實驗。可以說不少學校物理實驗課形同虛設,實驗教學的功能完全沒能發揮出來。因此物理實驗教學急需改進。
如何改進物理實驗教學,充分發揮實驗教學的功能呢?我們可以從以下幾方面著手:
第一,針對課堂演示實驗,我們要明確:課堂演示實驗不僅要向學生提供學習某些知識所需的背景材料,更應注重通過演示實驗培養學生的理論思維能力。因此課堂演示實驗不應將其僅僅視為引入新課,激發學生學習興趣的手段,而更應多挖掘其在培養學生的創新精神和能力方面的作用。
所以在教學中,教師要較好地運用“先做后說,師生共作”為主、多法配合的課堂教學模式,并經常性地滲透創新思維方法,大膽創新,改進演示實驗,極大地帶動和激發學生的創新活動。只要教師能因勢利導,著力開發學生的活動時間、思維空間、表現空間,就能培養他們的創新意識,挖掘他們的創造潛能。學生通過每一次實驗,發現相關的物理規律,建立正確的概念,既滿足了他們的好奇心和求知欲,又使他們從中學習到了探究方法,體會到了成功的樂趣。
第二,針對學生實驗,我們也要明確:學生實驗不僅要讓學生學會具體的做法,掌握一些基本的實驗技能,更重要的是要引導學生學會研究問題的方法,培養學生的探索精神。學生在實驗中通過觀察、動手,發現問題,再通過思考、分析、動手解決問題,從而不斷提高創新思維能力。充分發揮學生的主體作用則很容易調動他們學習物理的積極性,讓學生積極主動地參與到各類實驗活動中,從而激發他們的創新意識,提高創新能力。
在教學中,教師只講重點、關鍵點和注意事項,充分發揮教師的主導作用,讓學生存疑、質疑。在存疑和質疑的過程使學生產生濃厚的學習興趣。要做到:實驗讓學生做,問題讓學生提,疑難讓學生議。在學生在提出問題的基礎上,教師應在原有實驗基礎上通過改變實驗目的和要求,提出新的實驗課題,并適當增加實驗器材,對原有實驗進行創新改進,設計完成新課題的方案。這樣不僅能最大限度地調動學生自主學習的積極性和主動性,使學生逐步樹立問題意識和創新意識,還可以培養學生改進實驗和設計新實驗的創新能力。例如,在“用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內阻”的實驗教學結束后,可向學生提出:本實驗運用了ε=U+Ir的公式通過測電流和電壓的方法測電池電動勢ε和內阻r的值,那么能否運用我們學過的其他知識測定ε、r的值呢?事實上,根據閉合電路歐姆定律I=ε/(R+r)利用電流表和電阻箱可以測定ε、r的值,此時公式改為ε=I(R+r)或利用電壓表和電阻箱,也可以測定ε、r的值,公式為ε=U+(U/R)r。
第三,針對一些無法完成實驗,可以充分利用多媒體。有一部分近代物理實驗物理實驗在中學階段因條件的限制是無法完成的,如“α粒子散射實驗”、“天然放射現象”、“查德威克實驗”。我們可以利用現代化的資源——網絡,下載一些圖像、文字、聲音、動畫、視頻影像,甚至是一些課件,并將這些形式有機地融為一體進行模擬實驗,則可產生生動、形象、準確的演示效果,從而突破教學難點。
物理學是一門以實驗為基礎的科學。在教學實踐中一定要加強演示實驗和學生實驗的教學,充分發揮物理實驗教學的功能。只有這樣才能培養學生的各種思維能力、動手實踐能力及創新精神。