章紫卿
(福建省泉州市永春縣玉斗中學 福建 永春 362600)
初中物理要引導學生認真觀察,培養學生親自動手實驗,促進創新能力的發展。人們在觀察和實驗的基礎上不斷地創新,從而推動了物理學的不斷發展。從古到今,在物理學上有成就的人都要經過觀察、實驗和創新這三個階段。例如,法拉第由于觀察沃拉期頓的實驗受到啟發,在實踐中制成了世界上第一個馬達,實現了人類歷史上第一次將電磁運動向機械運動的轉換。隨后,他10年如一日地進行實驗,想要轉磁為電,經過無數次的失敗,最后他獲得了成功,從而產生了一門新的物理學——電磁學??梢?,觀察能力、實驗技能和創新精神的培養對物理學科教育來說有多么的重要。
觀察是發明創造的源泉,千百年來,人們從自然界中得到各種啟示,創造了許多有益于人類的發明。那么,如何培養學生的觀察能力呢?讓我們先來看一看在物理學上有成就的科學家是怎樣進行觀察的。伽利略小時候就喜歡觀察和動腦思考。一天晚上,他看見掛在教堂梁上的燈被風吹得搖搖擺擺,當他把窗子關上時,發現燈仍在有規律地擺動。他就試著按住自己的脈搏認真去數著,通過觀察發現燈的每次擺動所用時間是相同的。這盞燈在教堂里不知擺動了多少年,并非只有伽利略一個人看到,而伽利略之所以能獨具慧眼,發現了這一秘密,我想,這并非偶然,而是因為他善于觀察、思考的緣故。可見,觀察不只是用眼睛簡單地看,而是要仔細地看;要深入地看;要會思考地看;要有目的地看;要看到點子上。在教學過程中,多提些問題讓學生思考回答,這對培養學生的觀察能力無疑是很有幫助的。
電磁場理論的奠基者法拉第之所以能有那么大的成就,除了他勤奮好學外,更重要的是他具有非凡的實驗才能。他只讀了兩年半小學,12歲就上街賣報,13歲當學徒,借工余時間自學電學和化學。在學習中,他總是不滿足書上的現有結論,常常自己因陋就簡地動手設計制造儀器做實驗,以檢驗書本中的內容。比如,在物理課本中,編寫了不少的小制作、小實驗,如自制量筒,自制天平,自制彈簧稱,自制潛水艇模型,自制平行光源,自制望遠鏡,自制潛望鏡,自制指南針,自制電磁鐵,自制電鈴。通過這些小制作和小實驗,學生在親自體驗過程中促進學生實驗技能的提高。我想,因此教師不僅要重視課本中編排的這些小制作、小實驗,還應充分利用課外活動時間,組織興趣小組,發動學生因陋就簡地制作實驗儀器,自己設計實驗。如,在光初步知識的教學過程中,由于我校儀器不足,有些儀器的演示效果也不是很理想,因而我利用課外時間指導部分學生自己制作了一個能清晰地顯示出光路的實驗箱。起初,為了讓學生看到光的直線傳播現象,我們把實驗箱的背景涂黑,但還是顯示不出光線。后來,因觀察通過天窗射入屋里的太陽光受到啟發,我們就設計了一個煙霧器。當我們往實驗箱里注入煙霧時,光線終于很清晰地顯示出來了。我們用自己研制出來的實驗箱做實驗,證實了光的直線傳播規律。同學們無不為自己的成功感到高興。隨后,我們在實驗箱里又加了一個可以研究光的反射定律的演示板,終于,我們又很好地完成了證實光反射規律的實驗。后來,我們對實驗箱進行改遭,并通過不斷的試驗,攻克了一個難度較大的難題,也就是光的折射的演示實驗。我們在實驗箱里裝了半箱水讓光線從一種物質射入另一種物質,可是卻看不見水中的光線。經過多次試驗,我們發現在水中加入瑩光粉后,就能清晰地看到光在水中的傳播路徑。這樣我們就很好地完成了光的折射的演示實驗。為更進一步地研究光的折射規律,我們還設計了一個能讀出入射角和折射角大小的演示板。把這個實驗板插入實驗箱,就能用它來研究光的折射規律,還可以證實在折射中光路是可逆的。自制教具一方面彌補了我校教學儀器的不足,另一方面,更重要的是通過自制教具充分地調動了學生動手、動腦的積極性,從中培養了學生的實驗技能,激發了學生對物理學的興趣和學習的積極性,并在不知不覺中把物理知識傳遞給學生。
創新來源于大膽的設想,大膽的設想需要有豐富的想象力和全新的思維方式。法拉第不僅有非凡的實驗才能,還有大膽而豐富的想象力。當時,人們只知道萬物均由原子構成,但他卻提出電和磁不是由原子組成,而是以空間中場的形式存在,電力和磁力的作用可以用場中的力線來表示。他還認為自然界各種各樣的力歸根到底是統一的。他的這種新穎思想為19世紀以后自然科學的發展指出了方向。愛因斯坦善于運用思維的洞察力,深入揭露事物本質,以徹底創新的精神革新了經典物理學的舊觀念。如果沒有象他們這種敢于打破常規框框的創新精神和全新的思維方式,那么,科學將會永遠停滯不前。
我認為,我們在教學過程中要經常提出一些超出人們思維習慣的例子。例如,在講完重力后,我畫了一個單擺,這可能嗎?很多同學感到驚訝!可當我在上方畫出地球時,大家恍然大悟。還有,課本中也編寫了不少可培養學生思維想象能力的內容,我們只要稍加注意,就能挖掘出很多可培養學生思維想象力的內容。此外,我們在設計學生練習時,也應經常變個樣子,以利于打破常規思維習慣,建立全新的思維方式。如關于光的折射,很多同學習慣于兩種不同物質一上一下的情況,我們可以把它變成一左一右的情況。至于創新精神的培養,我認為,我們首先應在平常的教學過程中,從小處做起,不要好高騖遠,重在培養學生的創新精神。如在解題過程中,我們應要求學生不要滿足于一種解法,要深入探討,力求找出更好的解法。也可以要求學生對題目進行交換,深入下去,以求了解題目的本質。這對培養學生的創新精神能夠起到潛移默化的作用,使學生從小就養成敢于創新的好習慣。