物理课程标准指出,物理教师要鼓励学生积极动手、动脑,通过自主进行探究活动,学习物理概念和规律,使学生体验到学科学的乐趣,了解科学方法,获取科学知识,逐步树立科学创新精神.物理学由实验和理论两部分组成.物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础;物理学理论则是人类对自然界最基本、最普遍规律的认识和概括.在物理实验教学中,教师不仅要引导学生学习物理学的初步知识,更重要的是指导学生学会适宜的学习研究方法,为学生的终身学习打下良好的基础.为了上好中学物理实验课,我们可从以下方面入手.
一、从教学方式的趣味性出发激发学生的实验兴趣
教学目标是教与学的依据,学生实验教学应制定科学、准确、清楚、具体的教学目标,使实验教学和考核有章可循.可以通过改变和增加一系列物理实验,包括为初二物理入门学生表演物理魔术,加强实验观察与操作中的趣味性,充分利用青少年好动心理特征的正面效应,用实验的趣味性,激发学生的学习兴趣,进而转化成学生的求知动力,以取得明显的教学效果.
教师要在熟悉物理教学课标,驾驭所学教材的前提下,根据所做实验的内容和要求,学生已有的基础和发展水平以及学校的设备等,制定出所做实验的认知目标、操作技能目标、实验素养目标,使实验课教学目标明确、可测性强,并在实验前或实验过程中展示给学生,使学生在实验过程中有章可循,有的放矢.教师应因地制宜地设计各种类型的简单实验.如通过搓手发热的活动来感受摩擦生热;用手将空杯子慢慢压入盛水的盆中,让学生感受手掌受力的变化,从而初步体验物体排水多少与浮力的关系.还可以用盛水的玻璃杯和球形烧瓶代替凸透镜来研究成像规律;用盛水玻璃杯代替三棱镜观察太阳光的色散;透过小水滴观察电视荧光屏上的三原色等.
二、从物理学与生活实际来优化实验设计
物理来源于生活,又怎么写作于生活.这就要求教师反思物理背景的现实性和“物理化”,必须以学生熟悉的现实生活为问题背景,让学生从具体问题情境中抽象出物理现象,并能用物理知识加以解释,最终解决实际问题.在中学物理实验中,有不少实验如果单从物理原理和现象考虑,似乎已令人满意,但若仔细地分析研究学生对实验的理解,就能发现新的问题,这样的反馈信息往往可以为物理实验的改进提供新的思路.
使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验,可以拉近物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到科学和社会、科学和日常生活的关系.另一方面,由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验,所以这种做法本身就是一种创新,不能把低成本实验仅仅看作解决设备不足问题的权宜之计.教师必须从学生的角度去理解,对那些可能让学生产生疑问的实验,尽量改进它的设计,给学生一个明显、直观的实验现象.
例如,在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,教师首先用多媒体演示一个气功表演中的例子:气功师平躺在地面上,身上压了一块大石板,然后让助手用大铁锤打击石板,学生看到石板碎了而气功师安然无恙.这种情境与学生原有的知识产生冲突──被锤打怎么不受伤?学生头脑中有了疑问.教师适时引导:如果气功师身上不压大石板,而让大铁锤直接打击其腹部,气功师愿意吗?学生根据问题情境展开了激烈的讨论,产生了想探究压力的效果与什么因素有关的.这时教师引导学生用身边的学习用品如铅笔进行探索:两指压紧铅笔两端时感觉一样吗?如果不一样,哪一端效果更明显?如果把铅笔的一端固定在桌面上,用大小不同的力压另一端,感觉又怎样?学生经过探究体验后,对影响压力作用效果的两个因素──压力和受力面积产生了深刻的印象,继而引发他们更深一步进行定量探索的热情.
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三、从多样性实验中让学生“动”起来
物理课程标准已经把过去教学中的许多演示实验,如阿基米德原理、欧姆定律的演示等,明确写成学生的探究活动,让学生通过实验自己归纳出规律.教学中应该多做“试一试”、“动动手”之类的随堂小实验,通过观察和感受,使学生受到启发并归纳出结论.还应该让学生多做一些家庭小实验.演示实验应该与学生随堂小实验相结合,不要用演示来替代学生动手的操作,也不要将学生实验仅仅作为验证规律的手段.
实验操作是把实验方案变为实践的关键环节.在实验过程中,要人人动手、独立操作,按照操作规则和实验步骤进行实验,注重实验的注意事项,避免操作上的错误,以减小误差.在实验过程中,教师要让学生意识到自己是学习的主体,充分发挥学生的主观能动性,促使他们手脑并用、多动手、细观察、勤思考、及时发现问题、解决问题,把整个教学过程看成是师生共同合作、共同探索的过程.教师也要密切注意学生做实验的情况,帮助学生解释、解决一些问题,鼓励个别不敢动手的学生积极参与.