我十多年來的課堂教學經驗可以總結成兩句話:追根尋源真一點,實驗研究多一點。
一、追根尋源真一點
在進行某一物理定律教學時,這就是所謂的“溯源”教學。任何一個重要物理定律的建立,都有一個艱辛而漫長的過程。探索定律的工作只所以能成功,這個定律最后只所以能夠確立起來,其中一定有很多科學的研究方法和正確的推理思維方式,是人類一筆寶貴的知識財富,也是我們物理教學的寶貴財富。在講牛頓萬有引力定律時,通過大量計算總結出描寫天體運動的經驗規律,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.在學習牛頓萬有引力定律的過程中,我們還著重向學生介紹了“歸納法”、“理想化”和“間接驗證”三種科學研究的重要方法。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是不困難的,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興趣.在學習歐姆定律誕生過程的同時,我們還結合歐姆的實踐,介紹了用圖線探究新規律的方法。
此外,我們還結合牛頓運動定律介紹了“理想實驗”、“推理”、“實驗研究”等方法,結合氣體定律介紹了“分析法”,結合能量的轉化和守恒定律介紹了“綜合法”。有的同學深有體會地說:物理定律是寶貴的,但研究物理定律的科學方法更寶貴。誰掌握了這些方法,誰就能不斷地去探索大自然層出不窮的奧秘。我們在課堂上經常采用設問的方法,不是直接告訴學生某個定律是怎樣建立起來的,而是不斷地提出問題讓學生去思考,擺出困難讓學生去克服,提出任務讓學生去完成,制定目標讓學生去實現。這樣可以有效地發展學生的創造性思維和解決問題的能力。
我們要求學生在課外進行大量自學。那么自學為什么會對提高學生的能力起這么大的作用呢?從心理學角度來看,自學與聽課可能有以下兩點不同:
(1)人類的思維活動表現為分析、綜合、比較、抽象、概括等過程.一個學生在自學某一個新的物理內容時,少不了理解、思考、建立正確的物理模型等工作,這里面充滿了分析、綜合、比較等過程.因此相對聽課而言,對學生的思維活動提出了更高的要求。
(2)人們的注意可分為無意注意、有意注意和有意后注意三種。也就是說興趣是最好的老師。一個學生在自學的時候,他的目的一定是十分明確的,而且需要一定的意志努力,因此學生在自學時,可保證在絕大多時間內都處于有意注意的狀態,這一點對提高學習效率和學習能力都是很有好處。學生一旦進入這種狀態,他們的物理學習效率就會大大提高,學習成績就會有明顯進步。
二、實驗研究多一點
物理學是一門實驗科學,物理學中的每一個概念、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。目前中學物理教學大綱中安排了相對數量的學生實驗和演示實驗,我們對實驗教學內容和教學方法進行了改革,使實驗教學為發展學生的智力,提高學生的素質服務.在實驗內容的改革方面,我們主要采取了以下三條措施:
(1)增加實驗數,不論是在課堂演示實驗,還是在學生實驗或小實驗方面,其中有一部分新實驗,學校沒有現成的儀器,安排學生自己制作,對學生有較高的要求。
(2)重視實驗誤差討,物理實驗離不開測量,測量是實驗科學最本質的東。從某種意義上講,結果準確的實驗就是成功的實驗,反之就是不成功的實驗.因此在培養優秀學生的過程中,應該讓他們掌握一些必要的實驗誤差的基本知識。在選擇實驗器材時要考慮它的精確程度;在處理實驗數據時,要采用盡量科學的方法。
(3)加強重要實驗方法教,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)在課堂上創設一些實驗問題讓學生研究
在高中階段,充分利用物理課中碰到的各種各樣問題,可設計一些供學生討論的實驗題目,并引導他們一步一步地探索、解決。我在講功率一節時,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,被大家一個又一個地解。接著全班同學興高采烈地到操場上去做實驗,最后再回到教室里,師生一起處理實驗數據,作出圖象,得出實驗結果。
(2)對課本中一些重要實驗進行深入研究。
物理課本中有大量現成的實驗,在做直流電路的實驗時,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來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,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。而在我們這堂實驗課中,學生經歷了這么一個碰到問題、分析問題、解決問題的完整過程。
以上只是我們分別從物理定律、物理實驗以兩方面介紹了我們在高中物理課堂教學中的一些行之有效的做法。