摘 要: 實驗是初中物理教學不可或缺的重要教學內容,然而,限于各種條件,雖然學生對實驗表現出極高的興趣,初中物理實驗的效果仍然不盡如人意。在這樣的情況下,我們必須把握一定的方法來完成物理實驗教學。如何帶領學生進行物理實驗,教師有三點必須把握好:一要掌握原理,明確目標;二要科學選材,精心設計;三要激發思維,各顯其能。
關鍵詞: 初中物理;實驗教學;方法
實驗是自然科學的重要內容。在初中物理教學中,學生對實驗表現出了濃厚的興趣,然而,物理實驗仍然存在許多問題。雖然初中生積極主動樂于動手,但是他們在實驗操作中沒有養成良好的實驗習慣,操作也欠規范和科學。還有,限于客觀的實驗條件,初中物理實驗的質量也很難以保證,進行一場實驗需要的時間過長,擠占了更多的課堂教學的時間。那么,在現有的實驗條件和教育背景下,如何更有效地進行物理實驗呢?
一、掌握原理,明確目標
物理教學離不開實驗,在實驗室中因為學生比較分散,教師往往難以控制,這很容易使實驗失于松散,以至于很多學生自己做自己的,甚至“自得其樂”。這往往是疏于管理所致。教師在學生進入實驗室之前必須給學生明確本次物理實驗的目的,并讓學生熟悉實驗過程中需要運用到的物理原理。只有目標明確才能確保實驗的有效性,所謂的明確就是要學生清楚本次實驗要解決什么問題,還有要達到什么實驗目的。
此外,實驗的步驟也非常的關鍵。我通常的做法是先讓學生在教師寫出實驗的步驟,然后相互討論步驟的科學性、可行性和嚴謹性。等到相互討論之后再看教材上提供的實驗步驟,最后確保實驗步驟的可實施性。這樣做首先讓學生在頭腦中對實驗形成一個完整的過程,不至于在實際操作中慌手慌腳。
二、科學選材,精心設計
對于一場實驗來說,步驟固然重要,器材和實驗所用的材料也非常的關鍵。如果疏忽了這一點也往往容易造成整場實驗的失敗。在教學《熔化與凝固》那一節的時候,我和學生首先學習了熔化和固化的定義,在課堂中就很自然地過渡到了熔化和凝固過程中最關鍵的問題上來了,那就是在這個過程中吸熱和放熱的關系是怎樣的,以及溫度的變化有什么規律。在探究完這一問題后,我們決定進行相關的物理實驗。那天我選擇了冰塊進行實驗,在用之前學生將其用錘子敲碎了。學生都能認識到如果物體吸收熱量和釋放熱量不均勻的話很可能影響到實驗的效果。我將冰斜倒進大試管中,不停地用金屬鑷子攪拌來使其吸放均勻。然而實驗的最終效果并不理想。究其原因,本次實驗雖然不斷地攪拌促使冰熔化,但是溫度仍然有起伏,實驗的過程也太短,沒有給學生更形象的印象。而且,這個實驗沒有看到冰在低溫吸熱的過程中溫度的提升而其物理形態沒有變化的過程??梢哉f,這是最遺憾的事。
由此可見,實驗材料的選擇是非常值得引起注意的事情。除此之外,教師還必須精心地設計實驗的步驟。一節課時間有限,如果沒有精心設計實驗過程,沒有注意實驗中的細節,往往容易導致實驗的疏漏,或者實驗步驟的錯亂。同樣一個實驗,因為步驟的迥異會導致實驗效果的差異。所以,精心設計實驗步驟能避免很多問題。而且,教師嚴謹的設計也能無聲地對學生施以熏陶,讓他們養成嚴謹的科學作風。
三、激發思維,各顯其能
在上文中,雖然我強調了實驗步驟的嚴謹性,也提到了要精心設計實驗,但并不意味著實驗過程的唯一性,也不能就此束縛學生的思想。好的教師總是善于給學生一個相對自由的空間,激發他們的思維以培養他們的創造性。我這樣說有兩個意思:一是說在實驗的過程中允許學生犯錯,但是要讓他們懂得不同步驟的不同實驗結果。錯誤往往是正確的翹板,在科學家眼里,一次實驗的失敗恰恰預示了另外一次實驗的成功。二是說教師不要在實驗的結果上過于斤斤計較,也不能以結果來決定學生實驗的優劣。
在物理實驗中要充分調動學生的主動性,鼓勵他們創造性的思維。在教學《光的折射》那一節時,我為學生準備了以下實驗材料:一張硬的白色紙片,一只激光手電筒,還有一只吸管和空塑料杯等。這個實驗的目的是透過熱水的水霧來觀察光在空氣中的傳播,讓學生在掌握光直線傳播以及折射定理的基礎上進而了解光的折射規律。在認真觀察后,學生進行了激烈的討論,并且各抒己見,雖然是同樣一個實驗,他們卻注意到了不同的現象:①直立在水杯中的吸管在水中的部分好像變短了,而從旁邊看的話,好像變粗了;②當光斜射進入空水杯底部的時候慢慢注水,光點就會向法線方向靠近;③隨著入射角的增大,折射角也會相應的增大;④當光從水中斜射如空氣中的時候,光傳播的方向發生了改變,并逐漸偏離法線;⑤注滿水后,光進入水中發生了斜射,改變了傳播方向,向法線偏離;⑥全部沒入水中的光,其傳播途徑也是沿直線傳播;⑦如果光是從空氣中直射進水中的話,不會改變其傳播方向。在這節課中,我讓學生敞開了說,不去阻止他們的“胡言亂語”。你很難想到學生能看到什么,也想不到他們能說出什么“歪”道理來,我沒有進行批評,而是加以耐心地糾正。教師應該珍惜學生活躍的甚至是古怪的思維,不能因為一時的偏頗而去扼殺。
總之,物理是一門與生活實際緊密聯系的學科,體現于社會生活的各個方面,如走路、騎車、照鏡子……,這些看起來隨意的日常生活,其實包含著許許多多物理知識,這為學生學習物理提供了大量的生活經驗背景。在物理實驗教學中,如果能巧妙地運用學生身邊的一些學習、生活用品來進行實驗,比運用實驗室中器材做實驗更富有親切感,更帖近學生的生活實際,從而更容易激發學生的學習興趣,喚起學生的學習動機,深刻理解所學的物理知識。
雖然物理實驗是一門邏輯思維的藝術和活動,需要的是理智,是科學的、嚴謹的思考,但我認為仍然需要一些創造力和想象力。初中階段的物理實驗大都能夠通過器材實現,那些限于各種原因無法完成的實驗,或者部分不能完成的實驗就需要運用想象力去實現或者完成。當然,這里說的想象并不是詩意的天馬行空的想象,而是建立在無數次物理實驗和科學理論的基礎上的知識銜接和重新組裝。