物理实验与人文教育

【摘 要】物理是一门以观察、实验为基础的学科.虽然物理是一门自然学科,但初中物理实验却是培养学生人文素养的重要渠道.探索性的物理实验可以培养学生学习兴趣、观察力、思维力,还可培养学生的想象力和正确的人生观.

【关 键 词】物理实验人文教育

物理是一门以观察、实验为基础的学科.虽然物理是一门自然学科,但初中物理实验却是培养学生人文素养的重要渠道.现以探索性的物理实验为例说明.探索性的物理实验有观察水的沸腾、凹透镜的成像规律、研究杠杆的平衡条件等等.这类探索性的物理实验,使学生通过探索各物理量的关系,总结出物理规律.做好这类实验对培养学生的观察力、实验能力、抽象思维能力及应用数学知识解决物理问题的能力起着很大的作用.指导这类实验,要注意以下几点：1.实验前,要引导学生明确研究对象及相关联系物理知识,指出思考的方向和线索.这样使学生有实验的方向,对“实验些什么”,“如何实验”心中有数.对实验的结论也会留下深刻的印象.2.指导学生科学的处理实验中涉及的物理量,对物理实验中涉及的多个因素相互应变的情况,要指导学生掌握常规处理的科学方法.3.指导学生处理实验数据,记录实验数据,要通过抽象思维,应用数学知识进行分析、概括,才能探索出物理规律.实验数据的处理,一般有两种：一种是把数据列表比较指出规律.另一种是将测得的实验数据画成图像,直观图像看出规律.

探索性的物理实验可以培养学生哪些人文素养呢?

首先是人文知识,包括培养物理兴趣、观察力、思维力.物理实验是培养学生对物理兴趣的重要手段,学生对口若悬河的教学模式深感厌烦.实验教学是学生求知的良药.如讲授初二物理“大气压”这课时,做小试管沿大试管上升的实验前,让学生猜想用一根较细的试管放在一根粗细适当的试管内,将试管倒过来,管口朝下,会看到什么现象呢?学生意外地看到水向,小试管不是落下,而是上升了.这个现象大大出乎学生意料之外,使课堂气氛顿时活跃,这样利用实验的直观性,使抽象的理论直观化,便于学生对定理定律的理解.又如压强与受力面积和压力的关系,用四条腿的小板凳放在海绵上观察海绵的变化,研究力的作用效果,使学生一目了然,印象深刻,实验具有趣味性,可以唤起学生的好奇心,激发学生的求知欲.

物理实验要求学生细致观察,例如讲牛顿的第一定律,演示斜面实验,让学生观察小车从同一高度的斜面滑下,在三种不同表面上滑行,距离远近有什么不同,看到这一现象,让学生认真分析原因,得出牛顿第一定律.如在上面实验中打乱三个表面的滑行顺序,就会影响学生思维的逻辑性,在让学生观察现象时,注意让他们与日常生活中积累的感性知识比较,引导学生从日常生活中常见的现象,探索事物的本质,将物理知识生活化,使学生明白：人们生活离不开物理,学好物理可以使我们的生活更美好.

实验过程中启发学生思维,使学生思维处于亢奋状态,既活跃了课堂气氛,又促进了学生思维发展,有利于提高课堂效率.如讲阻力的决定因素时,先让学生明确研究方法,在研究一个物理量与几个物理量的关系时,要让被研究的两个量以外的量相同,得出电阻与长度成正比,与横截面积成反比的结论.在温度材料相同时,在演示电阻受温度影响后,接着就日常生活中遇到的物理现象,如白炽灯炮为什么在刚合上开关一瞬间灯丝易烧断?通过点拨使学生加深对电阻受温度影响这一因素的认识,从而培养学生的发散思维能力.

物理中的一些规律概念获得,一般都是实验在前,结果在后.英国物理学家法拉第,经过十年努力,通过各种实验,发现导体在做切割磁感线时会产生电流,并进一步研究电流与磁感线和导体运动的方向有关.所以实验可使学生学会对实验现象和结论进行分析,推理等方法.实验过程,要求学生按实验步骤和实验要求认真操作,如实记录实验现象和实验数据,认真分析实验现象和实验数据分析误差产生的原因,从而培养学生一丝不苟的工作作风和实事求是的科学态度.

其次,物理实验培养学生的人文精神,特别是培养学生的想象力.前面提到的在实验中加上学生的猜想环节.猜想就是根据实际进一步想象后果.在实验中教师在演示实验前让学生猜想实验的结果,这个猜想是培养学生想象力的大胆举措.无数事例证明,人们通过猜想,获得了许多的真理,进而推动了科学进步和社会进步.所以爱因斯坦说：想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉.爱因斯坦凭想象力创造的理论给科学带来了革命,许多科学家都由猜想起步,获得了想象力,推动科学研究,创造了丰硕的科学成果,所以在初中物理实验中切入的猜想环节,是必要的.初中物理实验中的猜想环节,是培养学生想象力的重要举措,对培养学生人文精神起着重要作用.

物理实验是培养学生正确人生观的重要渠道.每个物理实验都能反映科学家在某方面艰苦斗争的精神,显示了他们辉煌的人生,在物理实验中灵活机动地切入科学家的故事,可以滋润学生的心灵,这就是物理实验的人文精神教育所在.如用伏安法测电阻的实验就渗透法拉第的磁能生电的十年探索,百折不挠的精神.我们运用科学家们的故事感染学生,使学生明确人要活得有意义,就得对社会,对人类有所贡献,进而树立学习为人民的思想.总之物理实验中不时切入科学家的故事或科学故事,对学生的人格教育是相当有用的.