物理实验作为物理教学的基本手段和内容,有其特殊的教学功能。因此,我们应抓住物理学科教学与其他学科教学的不同特点,转变观念,努力改进教学方法,把培养学生的创新精神和实践能力作为物理教学的目标,实施创新教育。对此,笔者就自己多年的教学实践,谈几点粗浅的做法。
一、在课外实验中培养学生理论联系实际的意识
物理学科的一个重要特点就是它与生产、生活实际紧密联系,学生物理知识应该结合实际、解决一些实际问题。学生在课外实验中,教师应给予引导,不让学生过多地碰壁而无所适从。但是,也不可包办代替,应让学生经受挫折,教师从中鼓励及指导总结经验教训,不断加以改进实验方法,增加学生的乐趣并得到更多锻炼,从而获得成功。
例如在初二年级学习“惯性”时,让学生去感受乘车过程中的启动、刹车、转弯等环节中的倾倒情况;测量课本中一张纸的厚度,测矿泉水瓶中空气的质量,解释杠杆、滑轮、摩擦等在自行车上的应用。开展一些简易小制作活动,如制作量筒、天平、弹簧秤、压强计等,培养学生的动手实践能力;设计课外小实验加深对物理知识的理解。如用铅笔压气球,气球接触笔尖端更容易破裂等情况,说明压力和压强的关系。
二、充分利用物理趣味实验,创设乐学情境
初中学生对生动形象的物理实验普遍怀有好奇心和神秘感,合适的实验不仅能帮助学生理解和掌握知识,而且能激起学生的兴趣,启迪其思维探究。
例如:“大气压”是比较抽象的概念,新课引入先演示窄口瓶“吞”鸡蛋的实验,这奇迹般的现象一下子就吸引了学生们的注意力,我先把答案告诉学生,这就是大气压现象,那么什么是大气压呢?在学生兴趣被激发的情况下转入新课教学。当学生明白大气压的概念后,为了加深印象,我将一只玻璃杯灌满水,用一张塑料卡片盖在杯口上,再按住卡片把水杯倒过来。问,当把手移开后,会产生什么现象?松手后的现象学生会惊讶不已。纷纷议论,这大气压到底有多大?为了满足学生的好奇心和求知欲,我将抽去空气的马德堡半球出示,叫学生推选两个力气最大的男同学来拉,结果用尽力气也拉不开,再换四个不服气的同学,还是没有拉开,当我把进气阀门打开后,一个人就很轻松地把两半球拉开了。学生既惊奇又信服,对“大气压不但确实存在而且又很大”的结论深信不疑了。
又如:在讲授 “浮力”一节时,为了引发浮力的产生是由于液体对物体上下表面的压力差而形成的,我设计了一个这样的实验:用一只塑料可乐瓶剪去底部(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径)把一只乒乓球放入瓶内,从上面倒入水,观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,但乒乓球并不上浮,在这种情况下,老师设问:乒乓球是否受到了浮力?有的学生认为受到了浮力,有的认为没有受到浮力。这时我叫一位学生用手堵住瓶的下部流水处,可观察到乒乓球浮起,学生感到好奇,也坚信此时乒乓球受到了浮力,那第一次实验为什么没受到浮力?学生感到疑惑。于是,我慢慢引导他们,学生很快理解了浮力产生的原因。这样通过实验情景,提出问题。使教学信息具有新奇性,从而使学生产生好奇心和求知欲,极大地激发了学生的探索动机和兴趣,有利于培养学生的创新意识和解决问题的能力。
三、在设计性实验中培养学生的创新意识
在实验教学中,既要考虑给学生更多的锻炼机会,又要学生遵照循序渐进的原则。
例如:通过演示实验给学生技能示范,再让学生自己动手操作,经过一定的训练,再给出一些小型新课题,使学生实现技能和方法的掌握及灵活运用,对于课本中的实验步骤和示范报告,可以抽取一些操作步骤和实验过程的某一阶段,留给学生去设计,并逐步要求学生写出完整的实验报告。
在自测设计中,提出问题,引发思考是十分重要的,只有产生了问题,才会有寻找解决问题的欲望,有了解决问题的欲望,才有可能归纳出解决问题的方法。在教学中要注意营造发现问题的情境,并鼓励学生大胆提出猜想和判断,针对各种猜想和判断,鼓励学生积极参与设计出验证的方案。例如在讨论影响导体电阻大小的因素时,学生们认为导体的长度、村料、粗细、形状、温度、颜色等会影响导体的电阻,如何对这些可能的影响因素做出判断呢?这就要进行实验验证,如何验证?这就要设计实验方案,通过这类实验还可以使学生理解控制变量的方法在物理实验中的应用。
四、在演示实验中培养学生的探索意识
课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,这样不利于学生创新能力的培养。教师应启发学生提出问题,做出猜想,预示现象的发生过程,再进行实验;或者发现问题,提出解决问题的方案,再观察实验现象。这样做,虽然没有增设什么新内容,但引发了学生的思维冲突,能增强学生的探索欲。
例如,在教学“焦耳定律”一节时,在学生认识到电流在通过导体的过程中会产生热量后,教师不急于按照文本内容立即演示,而是把实验结论交给学生,提出“电流通过导体产生热量的多少可能会与哪些因素有关?”让学生发表自己的意见,学生围绕着电流强度有关的量,提出电流、电压、电阻、通电时间等,教师再帮助学生从中提取出相互独立的有关量后再提问:这几个物理量与电热应该是怎样的关系?让学生猜想、讨论,在形成了比较一致的意见后,再演示验证,充分利用演示实验培养学生的探索意识。
总之,在物理实验教学中,教师就是要积极创造条件让学生参与实验活动,使学生通过实践活动体会和了解物理知识在生产生活中的广泛应用,不断探索,培养学生的创新精神和实践能力,进而达到巩固知识和加深知识的目的。