陸靜曄
物理學是一門以實驗為基礎的科學。通過實驗培養能力是物理教學的重中之重。本文主要談在初中物理起始年級物理實驗教學中,除了認真訓練、培養學生的觀察能力和實驗能力外,還要有計劃地從興趣、態度等方面加強其他能力的培養。
初二年級是中學物理的起始年級,教師應該十分重視起始年級的學生實驗教學,有目的、有計劃、有步驟地在提高學生物理知識水平的同時,培養學生的實驗能力和良好的實驗習慣,以便為學生今后進一步做好物理實驗打下良好基礎。為此應該注意以下幾方面的工作:
從緒論課開始直至以后整個教學過程都要抓住有利時機,對學生進行教育,使他們認識到學好物理對今后參加祖國四化建設的重要作用。進而使他們認識到物理學中的規律性知識都是人們通過實驗觀察總結出來的,因此離開了實驗就沒有物理學。這里可以結合著名物理學家是怎樣通過認真細致的觀察實驗從而發現物理規律的事例,以及科學技術的發展與實驗的關系等,來加深同學們對實驗重要性的理解。還必須通過實例,說明實驗能力是學習和應用現代科學技術的重要基礎,使學生逐步認識掌握實驗技能和提高實驗能力的重要性。
此外,在課堂上多做有趣的演示實驗;布置學生自己在課外做有關實驗(如課本中的小實驗及練習題中的實驗性作業),舉行物理晚會;組織課外興趣小組;組織學生參觀科研及技術革新成果展覽,這些辦法都可以激發學生對物理實驗的興趣。
由于初二學生初次接觸物理儀器,對物理現象與儀器都覺得新鮮,有強烈的好奇心,什么東西都想動手摸摸看看。應該注意保護學生的這種積極性,正確加以引導。但是有些學生對實驗的目的、原理,步驟并不清楚,只是抱著“好玩”的心理來上實驗課,所以一進實驗室只顧玩弄桌上的儀器,不注意教師的實驗指導,甚至出現損壞儀器的現象。有的同學實驗過程中遇到困難,自己不先動腦筋,就要老師來幫助解決,有的同學雖然很守規矩,但是由于事先未預習,不懂整個實驗的目的、原理與方法步驟,實驗時只是根據教師講的或書上寫的“照方抓藥”,不知其所以然,甚至實驗得出荒謬的結果也不知錯。還有些同學(主要是一些女同學)膽小,怕損壞儀器,在整個實驗過程中只是當“觀察員”和“記錄員”,不敢動手操作,實驗技能也得不到提高。根據以上情況,教師必須十分重視上好第一節學生實驗課,并且從下列幾方面培養學生的態度和習慣:
首先,實驗課前要對同學進行思想教育。要求他們認真對待每一個實驗,克服單純為了“好玩”、“好奇”進實驗室的現象。
其次,要宣布實驗室的紀律。特別強調要保持實驗室的安靜,同組同學要通力合作,不許有袖手旁觀者。在教師宣布開始實驗前,必須專心聽教師實驗前的指導講解,未經教師許可不得隨意亂動桌上的器材。針對初二同學“好奇”、“好動”的特點,一些基本儀器如米尺、彈簧秤、天平、滑輪等都可以在實驗課前的有關課題中讓同學先接觸,初步了解使用方法。這樣到實驗課時亂動儀器情況就自然會大為減少。還必須規定實驗結束后自覺地將器材整理清楚,經組長和教師檢查無缺損后方能離開實驗室。
第三,實驗課前學生必須做好預習工作。為此,教師要在前一課留下一定時間,布置學生預習下一節實驗的任務,將實驗目的、原理、所用的器材及估計學生預習中有困難之處,簡略地介紹一下。同時要布置一些預習思考題。實驗課前學生必須寫好實驗報告的初稿,上課前教師必須進行檢查。
第四,要求學生以嚴謹的科學態度對待實驗。嚴格要求學生按正確的操作方法進行測定,不容許有半點馬虎,如實地記下數據,不許隨意涂改和臆想數據。在實驗中如遇困難,首先要自己思考,實在無法解決時才舉手請老師幫助。教師對同學的問題也不一定直接指出,可以提出思考方向,盡可能讓同學自己想法解決。以便培養同學手腦并用、勤于思考的良好習慣。
第五,要及時進行講評。教師必須認真批改同學的實驗報告,下一節課對同學遵守實驗室規則情況、預習情況、實驗操作情況、儀器整理情況、實驗報告等都要進行講評。根據初二同學的特點,應多從正面表揚,同時也要批評一些不好的現象。不符合要求的,要他們課外補作,這樣上好了第一次實驗課,對以后的實驗課就樹立了榜樣。
我們考慮問題不能只限于本年級某個具體的實驗要達到什么樣的要求,或某件儀器使用要達到什么樣的要求,而是要從整個中學物理實驗的目的任務來全面考慮。通過具體的實驗,有目的,有計劃、有步驟地培養學生下列基本實驗能力:
1)使用基本儀器的能力。在本年級教材中規定學生必須學會正確使用米尺、天平、彈簧秤、量筒等基本測量儀器。教師首先要讓同學了解這些儀器的構造、原理。在介紹這些基本儀器使用方法時,不能只局限于某一具體儀器,面應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導;
①會正確讀數。要能把測量儀器的精確度表示出來;要學會正確讀數的姿勢。還要求學生對長度、體積、力、重量、質量等基本量有一定的估測能力,例如讓學生知道1米有多長?1千克有多少?1牛頓力有多大?學生有了一定的估測能力后,當實驗計算出現了荒謬的結果時就會自己發覺,并予以糾正。
②能根據儀器的構造原理理解和掌握它的安全操作方法和規則。例如天平是根據等臂杠桿原理制成的,因此為了保持兩邊力臂相等,就必須嚴格保護刀口。為了讓同學理解保護刀口的重要性,可利用損壞的舊天平,將其中央刀口磨平些,把它與好的天平對比就可看出它們精確度相差很大。從而使同學理解并遵守課本上指出的那些天平安全操作方法和規則。
2)讓學生明確做實驗的一般過程和基本要求。
新教材這樣要求,可以更有效地培養同學的獨立實驗能力和讀書能力。為了做好過渡工作,必須通過起始年級的實驗有意識地進行培養,逐步地向能獨立地寫出實驗報告的方向努力。為此,首先要求學生明確各個實驗的目的,原理或理論依據(雖然實驗報告中并不要求寫出每個實驗的原理,但必須要求學生明確原理)。明確要測定哪些物理量,從而確定要選用什么器材(包括數量和規格),然后再按實驗本身的程序擬出實驗步驟(雖然課本上有寫明步驟,但要求同學理解為什么必須這樣做,自己如有更合理的步驟也可以提出,不必機械照抄課本條文)。
可以向同學指出,實驗的步驟雖然各有不同,但一般都包括下列五方面內容:
1)裝配(或擺好):就是將器材按要求合理裝好(或擺好),電學中表現為連接好電路。
2)調整:就是測定前要將各個測量儀器零點調準或將某些實驗部件位置按要求調好。(以上兩步均為準備工作)
3)測記:按先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。
4)處理:即數據處理,將有關數據經過分析,計算得出有關結果。
5)結論:就是通過實驗得出的實驗結論。實驗結論應與實驗目的前后呼應。一定要糾正一些同學做實驗后無結論的壞習慣。
總之,在教學實踐中,我們認識到實驗設計作業可以將基礎知識的應用和基礎技能的訓練與各種能力的綜合訓練結合起來,有利于有計劃有目的地培養學生。從理論分析,實驗設計和實驗測試到科學探索的前沿,讓學生在初中階段培養研究習慣,學習如何探索知識,培養實驗中的實踐能力。
(作者單位:江蘇省太倉市浮橋中學)