時(shí)間：2022-04-04 04:58:50
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一、物理實(shí)驗(yàn)的重要性
第一,有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力.
在新課程教學(xué)目標(biāo)明確指出了初中物理教學(xué)不但要給學(xué)生灌輸物理知識(shí)、物理概念,同時(shí)要注重培養(yǎng)學(xué)生探究能力的提升.在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中,針對(duì)所需要解決的問題能夠積極探究和思考,從而鍛煉和提高學(xué)生的科學(xué)探究能力,逐漸使學(xué)生能夠養(yǎng)成科學(xué)探究的精神.
第二,有利于幫助學(xué)生提高科學(xué)素養(yǎng).
在科學(xué)實(shí)踐的過程中會(huì)不斷地深化學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的概念,培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí),促進(jìn)學(xué)生分析、觀察物理現(xiàn)象的能力.
第三,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力.
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的過程中,突出了物理教學(xué)的方針、思想、實(shí)踐性.從多方面、多角度鍛煉了學(xué)生的思維能力和獨(dú)立思考的能力.在學(xué)生觀察、分析、推理的演示實(shí)驗(yàn)的過程中,提高了學(xué)生的思維能力、思考能力、觀察能力、探究能力,以及追求真理的意識(shí).
二、初中物理教學(xué)的建議
第一,要明確物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性,讓學(xué)生感知到物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值.
樹立正確的物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)觀念,充分認(rèn)識(shí)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У卮龠M(jìn)學(xué)生成長,幫助學(xué)生提高物理成績和以及提升物理教學(xué)的教學(xué)效率.
第二,完善物理教學(xué)器材,建立相對(duì)應(yīng)器材管理制度.
在物理教學(xué)過程中,器材的維護(hù)、保養(yǎng)、維修能夠保障器材的壽命,同時(shí)保障學(xué)生的安全性.相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)人員應(yīng)該妥善制定出物理器材的保管制度,要選擇責(zé)任意識(shí)強(qiáng)、堅(jiān)持原則的教師保管實(shí)驗(yàn)室,以保障學(xué)生能夠更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
第三,擺脫傳統(tǒng)教師演示、學(xué)生觀看的狀況,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)次數(shù).
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,要針對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體的演示、闡述、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),從而讓學(xué)生進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn).例如,在做“用量筒測(cè)5mL水的體積”實(shí)驗(yàn)時(shí),很多學(xué)生都出現(xiàn)過這樣的錯(cuò)誤,用量筒測(cè)水的體積時(shí)拿在手里讀數(shù),而且讀數(shù)時(shí)視線沒有與凹形水面相平,甚至量筒都沒放平就讀數(shù).這樣錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)過程,不能有效地幫助學(xué)生理解物理概念和知識(shí),而且讓整個(gè)實(shí)驗(yàn)變得沒有意義.但是,教師在觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過程中,并沒有指出學(xué)生的錯(cuò)誤.在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后,教師重復(fù)了實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生進(jìn)行觀察.首先,用左手拿住量筒,使量筒略傾斜,右手拿試劑瓶(里面放水),使試劑瓶口緊挨著量筒口,使液體緩緩流入.待注入的量快到5mL時(shí),把量筒放平,改用膠頭滴管滴加到所需要的量.這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué),不但不會(huì)挫傷學(xué)生的積極意識(shí)和自尊心,而且鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和觀察能力.
第四,將生活中的物理現(xiàn)象帶入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中.
物理來源于生活,更扎根于生活,它和生活的的關(guān)系是不可分割、不可抽離的.在實(shí)驗(yàn)過程中,教師可以將生活中的一些現(xiàn)象引入到課堂當(dāng)中,幫助學(xué)生樹立實(shí)驗(yàn)的意識(shí).例如,將雙手合攏,互相擊打會(huì)發(fā)現(xiàn)兩只手都有灼熱和疼痛感,這折射出了物理教學(xué)中所描述的力是相互作用的;讓學(xué)生拿出兩張相同的A4紙張,用嘴在兩張紙中間吹起,會(huì)發(fā)現(xiàn)兩張紙?jiān)诳繑n,這是在闡述氣體流速越快,壓強(qiáng)會(huì)變得越小.又如,生活中經(jīng)常會(huì)看見注射器,當(dāng)用手指堵住前端小孔,另一只手用力向外拉活塞,會(huì)感到很費(fèi)力.若停止用力,活塞就會(huì)退縮一段距離,這就驗(yàn)證了大氣壓的存在.以上例子說明,在生活中能夠發(fā)現(xiàn)很多物理現(xiàn)象.在實(shí)驗(yàn)過程中,教師可以有效地利用這些物理現(xiàn)象,說明物理在生活中的重要性,通過學(xué)生在生活中的發(fā)現(xiàn)和積極的探索,從而更好地學(xué)習(xí)物理知識(shí).總之,物理實(shí)驗(yàn)的探究是教育界一直關(guān)注的問題.從教育部所下達(dá)的各項(xiàng)關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)的通知和要求,能夠充分地了解物理實(shí)驗(yàn)的重要性.所以,采取有效的措施,認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)的價(jià)值,還原物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的重要地位,積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),有利于提高學(xué)生的物理成績,提升學(xué)生的探究能力,更有利于幫助學(xué)生樹立良好的創(chuàng)新意識(shí).
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中具有十分重要的作用。心理學(xué)研究表明,人的思維活動(dòng)是在感性材料的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,感性材料是思維活動(dòng)的源泉和依據(jù)。各種類型的物理實(shí)驗(yàn),具體形象地展示了物理知識(shí)的形成和發(fā)展過程,為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了豐富的感性材料,強(qiáng)化了學(xué)生的感知并糾正在感知中形成的錯(cuò)覺,從而達(dá)到豐富學(xué)生頭腦中感性材料的儲(chǔ)存及發(fā)展智力,培養(yǎng)能力的目的。
目前,由于升學(xué)壓力,不少教師在主觀或客觀上并不重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),因此,我認(rèn)為,初中物理教學(xué)應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)教學(xué),切實(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
一、引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)觀察能力
眾所周知,興趣是影響學(xué)習(xí)積極性的最直接因素。那些新奇的、對(duì)生活有意義的知識(shí)和問題,能引起學(xué)生強(qiáng)烈的興趣。在觀察這些物理現(xiàn)象時(shí),教師要引導(dǎo)學(xué)生注意整個(gè)現(xiàn)象發(fā)生的過程、產(chǎn)生條件和特征等。例如,在觀察“摩擦起電”現(xiàn)象時(shí),要提示注意:①手帕摩擦過的塑料膜對(duì)碎紙屑有什么作用?②手帕摩擦過的兩塊塑料膜,在相互接近時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?③把用手帕和毛皮分別摩擦過的兩塊塑料膜靠近些,它們之間會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象?通過觀察,學(xué)生自己得出了“摩擦過的物體帶電及同種電荷相斥,異種電荷相吸”的結(jié)論。通過對(duì)上述物理現(xiàn)象的觀察,不僅成功地誘發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,滿足了學(xué)生的求知欲望,還有利于發(fā)展學(xué)生的觀察能力。
二、引導(dǎo)學(xué)生通過畫圖、識(shí)圖來培養(yǎng)學(xué)生的想象能力
教材中各種各樣的電路圖、滑輪組裝配圖、物態(tài)變化圖像等,都是從畫圖、識(shí)圖及圖像與實(shí)物轉(zhuǎn)化的角度,訓(xùn)練學(xué)生對(duì)物理規(guī)律掌握的程度。換句話說,就是靠想象來認(rèn)識(shí)物理規(guī)律,然后靠作圖來進(jìn)行分析、判斷。例如,在學(xué)習(xí)“導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容時(shí),可啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想“右手拿鐮刀割麥子”的情形。根據(jù)右手定則,磁力線方向(麥子)、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向(鐮刀)、導(dǎo)體中感生電流方向(四指)的關(guān)系就十分明確了。由于想象材料來源于實(shí)踐并與感知、記憶密切相關(guān),因此教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用畫圖、識(shí)圖、觀察圖表和模型等,來幫助學(xué)生對(duì)沒有直接感知過的,或根本不能直接感知的事物,產(chǎn)生清晰的表象,以開拓學(xué)生的思路,擴(kuò)大知識(shí)范圍,促進(jìn)學(xué)生想象能力的發(fā)展。
三、鼓勵(lì)學(xué)生做好課外小實(shí)驗(yàn)、小制作,促進(jìn)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)
各種物理實(shí)驗(yàn),從某種意義上說,都是一種特殊的、直觀的實(shí)踐,學(xué)生在動(dòng)手完成各種小實(shí)驗(yàn)、小制作過程中,思維異?；钴S,學(xué)習(xí)欲望高漲,參與意識(shí)增強(qiáng),都迫切希望進(jìn)一步探索問題。通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)習(xí)到的物理知識(shí)就比較深刻、牢固。如教材中“紙盒燒開水”、“小風(fēng)輪”、“電鈴”等小實(shí)驗(yàn)、小制作,有很強(qiáng)的趣味性和知識(shí)性,十分貼近學(xué)生的生活,符合初中學(xué)生好奇、好問、好動(dòng)、好學(xué)的心理特征。教師要鼓勵(lì)學(xué)生做好這些課外小實(shí)驗(yàn)、小制作,并有意識(shí)地在教學(xué)中加以評(píng)價(jià)。
四、通過實(shí)驗(yàn)課教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)造性思維能力
物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)又是學(xué)生將來從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn)。因此,在物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,必須重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和獨(dú)立工作能力,使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。每次做實(shí)驗(yàn)時(shí),教師要指導(dǎo)學(xué)生弄懂實(shí)驗(yàn)原理,學(xué)會(huì)正確使用物理儀器,掌握計(jì)數(shù)、讀數(shù)和處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的技巧,能夠通過分析、推理得出正確結(jié)論。例如,在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)安培表、伏特表的連接特點(diǎn)及接線位置,讓學(xué)生學(xué)會(huì)用歐姆定律正確估算量程,避免量程過大使測(cè)量值誤差偏大,又避免量程過小使電流燒壞儀表。學(xué)生掌握了基本實(shí)驗(yàn)技能,就能獨(dú)立動(dòng)手操作,打好實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn),不僅有效幫助學(xué)生領(lǐng)會(huì)物理知識(shí),更重要的是通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析和解決實(shí)驗(yàn)中的問題,能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。
五、注意實(shí)驗(yàn)歸類,使學(xué)生儲(chǔ)備的知識(shí)進(jìn)一步系統(tǒng)化,應(yīng)用更加靈活
根據(jù)心理學(xué)研究,人的思維的敏捷性和知識(shí)的遷移能力,是以思維的條理性為前提,只有系統(tǒng)性、條理性強(qiáng)的知識(shí),才便于掌握和遷移。教材中有關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,是根據(jù)課文知識(shí)的章節(jié)安排的,各章節(jié)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,基本上無必然聯(lián)系。學(xué)生所掌握的有關(guān)實(shí)驗(yàn)方面的知識(shí),往往既多又亂。因此,在總復(fù)習(xí)中,可以將原教材中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的章節(jié)次序打亂,重新歸類為:觀察物理現(xiàn)象、基本儀器的使用、基本物理量的測(cè)量、驗(yàn)證物理規(guī)律等。實(shí)驗(yàn)歸類,是在學(xué)生掌握系統(tǒng)知識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)方法,由淺入深,由現(xiàn)象到本質(zhì)。打破教材中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的章節(jié),重新分組,目的是避免學(xué)生套用一種方法和方式學(xué)習(xí)物理知識(shí),使學(xué)生靈活運(yùn)用各種儀器、各種方法,從不同角度解決實(shí)際問題,從而使學(xué)生獲得新知識(shí)、新技能。在歸類實(shí)驗(yàn)中,還可以及時(shí)補(bǔ)充對(duì)比性或綜合性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),以提高學(xué)生的綜合、分析能力。
綜上所述,觀察物理現(xiàn)象和模型,進(jìn)行各種物理實(shí)驗(yàn),應(yīng)用畫圖、識(shí)圖的訓(xùn)練等都是發(fā)展學(xué)生思維,提高學(xué)生能力的有效方法。教師應(yīng)該把精力從單純傳授物理知識(shí)轉(zhuǎn)到對(duì)學(xué)生綜合能力的全面培養(yǎng)和訓(xùn)練上來,切實(shí)加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何進(jìn)行改革？筆者根據(jù)現(xiàn)代教育理論，結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)實(shí)行進(jìn)行了一些嘗試，制定了整體改革方案，這個(gè)方案的指導(dǎo)思想是：改革傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體功能，突出構(gòu)成整體的各個(gè)要素的相互作用，從而全面提高學(xué)生的能力。為了搞好整體改革，筆者首先從觀念上進(jìn)行更新，改變傳統(tǒng)的思維方式，建構(gòu)了思考問題要有整體觀念，從整體出發(fā)又以整體力歸宿的思維方式。其次，摒棄了傳統(tǒng)的質(zhì)量觀，以培養(yǎng)高素質(zhì)，全面發(fā)展的人才為目的，代替過去只強(qiáng)調(diào)智育發(fā)展，圍繞“兩考”（高考、中考）轉(zhuǎn)的質(zhì)量觀。在改革試驗(yàn)中，我們始終以全體學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的作用，把整個(gè)教學(xué)過程看成是師生共同合作共同探索的過程。整個(gè)教學(xué)讓學(xué)生意識(shí)到自己是學(xué)習(xí)的主體，自覺動(dòng)手、動(dòng)腦。
在整體改革試驗(yàn)中，我們堅(jiān)持教學(xué)的科學(xué)性原則，根據(jù)系統(tǒng)論原理——整體大于各部分的總和，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整性規(guī)律，把組成整體結(jié)構(gòu)的各個(gè)要素有機(jī)地組合起來，在總體上通盤考慮。這樣，注意各要素的功能，而且更注意各部分相互聯(lián)系形成整體結(jié)構(gòu)的新功能。
我們還把課內(nèi)和課外融為一體，把演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)統(tǒng)籌安排，把小制做、小發(fā)明、實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、專題講座適時(shí)調(diào)整。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上把科學(xué)知識(shí)、生活知識(shí)全面考慮、互相滲透，把獲取知識(shí)、科學(xué)觀察、獨(dú)立操作、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能、發(fā)揮聰明才智安排于合理的結(jié)構(gòu)中，充分發(fā)揮了各部分互相聯(lián)系、互相作用的整體功能。
經(jīng)過幾年的實(shí)踐探索，我總結(jié)了比較優(yōu)化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架，下面就是這個(gè)框架的要點(diǎn)。
一、進(jìn)行多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，建立立體交叉體系 如前所述，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)總的效果并不等于各個(gè)要素效果的機(jī)械總和。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)要素分為由課內(nèi)到課外，由演示實(shí)驗(yàn)到學(xué)生自制教具和學(xué)具等六 個(gè)方面。在實(shí)驗(yàn)中，我們把這六個(gè)要素進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為課堂教學(xué)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、教具學(xué)具的制做、小發(fā)明和小創(chuàng)造、實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、專題講座六個(gè)要素組成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的總功能不是各個(gè)部門各自直接地、單獨(dú)地體現(xiàn)出來的。而是通過它們之間的特殊聯(lián)系間接地、綜合地表現(xiàn)出來。例如，在《浮力》這一章的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們首先讓學(xué)生自制學(xué)具——一個(gè)茶水杯，幾塊形狀不相同的木塊，一塊鐵皮。
在課堂教學(xué)中，教師利用演示實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生興趣，并根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，不斷提出問題，如，形狀不同的物體受到的浮力相同嗎？鐵皮放在水里，它一定會(huì)沉入水底嗎？同一物體分別放在水里、煤油里，它露在液面上的體積相同嗎？等等。課堂提出問題，要求學(xué)生利用自制的學(xué)具在課外活動(dòng)分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，回答上面提出的問題。學(xué)生通過自己做實(shí)驗(yàn)得出正確的結(jié)論，興趣很高，增添了學(xué)生積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的信心。在學(xué)完了這一章以后，教師還進(jìn)一步提出，浮力在生活、生產(chǎn)中的運(yùn)用有哪些？一公斤的水能浮起二公斤的物體嗎？裝在船里石頭，卸一部分在水池子里，水面會(huì)上升嗎？等問題。要求學(xué)生通過觀察生活或自己動(dòng)手回答問題。這樣，通過課內(nèi)、課外，演示實(shí)驗(yàn)和自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的有機(jī)聯(lián)系，學(xué)生既學(xué)到了物理知識(shí)，又會(huì)運(yùn)用于生活，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生利用物理實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問題的能力。這些效果只有通過整體結(jié)構(gòu)這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系才能取得。單靠演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)在有限的時(shí)間內(nèi)是難以達(dá)到的。因此，每個(gè)學(xué)期，根據(jù)教材進(jìn)度制定教改方案，確定總體目標(biāo)，建立配套的組織和確定專人負(fù)責(zé)。
使各個(gè)部分為達(dá)到這個(gè)目的要求而采取相應(yīng)的措施。從而發(fā)揮整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。
二、抓好課堂內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，寓實(shí)驗(yàn)課改革于趣味之中 實(shí)驗(yàn)教學(xué)能否達(dá)到最優(yōu)目的，系統(tǒng)各部分能否協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)鍵的問題是看我們?cè)谡n堂教學(xué)中能否引起學(xué)生較大的興趣。如果學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)感到乏味，那是難以達(dá)到目的的。興趣的培養(yǎng)必須是通過多種途徑，多種形式綜合進(jìn)行。物理學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，我們把中學(xué)物理的42個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，700多個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，逐一研究，在揭示物理規(guī)律的原則下，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都做一些趣味性改進(jìn)。如在演示水的不善于傳熱的實(shí)驗(yàn)時(shí)，把事先準(zhǔn)備好的小魚放到試管底部，然后在試管上部加熱使水沸騰時(shí)，魚卻在管底沒有什么異樣。學(xué)生感到十分驚奇。從而引起了學(xué)生的興趣，增添了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性。為了充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們吸收少數(shù)學(xué)生參加演示實(shí)驗(yàn)，為做學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)培養(yǎng)了一批骨干。這樣在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，同學(xué)們觀察十分認(rèn)真，收到良好的效果。
三、以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的學(xué)風(fēng) 通過演示實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，同學(xué)們躍躍欲試，但由于課堂時(shí)間限制只能吸收少數(shù)參加。在這種情況下，學(xué)生對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)就非常重視了。我們除了讓學(xué)生做完課本上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)外，還通過制做教具、學(xué)具，把許多演示實(shí)驗(yàn)也改成學(xué)生實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供了自己動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)。如演示浮力的大小，電流強(qiáng)度跟電壓的關(guān)系等實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們除了要求學(xué)生用科學(xué)的態(tài)度做好實(shí)驗(yàn)外，更重要的是要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這是將感性知識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)的一項(xiàng)重要工作。通過認(rèn)真檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，正確理解原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，認(rèn)真設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。特別是一些實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了誤差后，要求學(xué)生認(rèn)真討論，分析產(chǎn)生誤差的原因。使學(xué)生逐步形成了一 種嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍的學(xué)風(fēng)。
四、把課外活動(dòng)納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的范圍是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié) 為了從多方面培養(yǎng)學(xué)生做物理實(shí)驗(yàn)的興趣，在學(xué)生掌握了一些基本實(shí)驗(yàn)技能后，應(yīng)按統(tǒng)一計(jì)劃，組織好課外活動(dòng)，配合課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，具體措施，一是根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和青少年的心理要求，精心設(shè)計(jì)課外活動(dòng)的內(nèi)容。做到既注意內(nèi)容和形式的統(tǒng)一，又注意活動(dòng)的趣味性。保證兩課的內(nèi)在聯(lián)系。二是抓好落實(shí)，一 學(xué)期的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要事先確定，建立活動(dòng)小組，安排好輔導(dǎo)
老師，以保證課外活動(dòng)經(jīng)?；?、制度化。例如：在學(xué)習(xí)液壓機(jī)前，借來油壓千斤頂，利用課外活動(dòng)操作給學(xué)生看并讓學(xué)生自己操作，在學(xué)了光學(xué)后，指導(dǎo)學(xué)生自制望遠(yuǎn)鏡、潛望鏡等等。這樣把課內(nèi)和課外內(nèi)容銜接好，課內(nèi)課外就能相互補(bǔ)充。
此外，利用課外活動(dòng)這塊陣地，我們還舉行了許多別開生面的專題講座、專題答辯會(huì)、科技信息講座、小制作、小發(fā)明等，對(duì)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到了很好的作用。
五、舉辦綜合性實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，將知識(shí)性、趣味性、科學(xué)性和群眾性融為一體為了鞏固實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，使課外活動(dòng)具有更大的吸引力，每學(xué)期定時(shí)舉辦兩次規(guī)模較大的實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽活動(dòng)。如：每學(xué)年秋季，當(dāng)初三學(xué)生學(xué)完了電學(xué)知識(shí)后，舉行一次“自制直流電路接線板”的競(jìng)賽活動(dòng)，要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，同時(shí)用串、并混聯(lián)方法把三個(gè)燈泡接亮，?方法是以班編隊(duì)，每隊(duì)若干人。舉行物理實(shí)驗(yàn)60m接力賽。分別接力領(lǐng)取試題，畫電路圖，安裝，讀數(shù)，優(yōu)勝者給予獎(jiǎng)勵(lì)。在這一 活動(dòng)中，初三學(xué)生人人動(dòng)手就地取材，自己設(shè)計(jì)安裝，自己測(cè)試評(píng)價(jià)，當(dāng)電路接通，小燈泡以各種明暗程度發(fā)光時(shí)學(xué)生們都?xì)g呼雀躍。這樣既增加了學(xué)生學(xué)好電學(xué)知識(shí)的信心，又培養(yǎng)了學(xué)生集體主義的思想和設(shè)計(jì)能力。特別是有自卑心理的差生，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己能夠設(shè)計(jì)比較合理的電路圖，迅速安裝電路時(shí)，一種我不比別人差，我能學(xué)好物理的自信心油然而生。除了在初三年級(jí)舉行外，還在二年級(jí)和高中一年級(jí)進(jìn)行“小制作”，“小發(fā)明”競(jìng)賽活動(dòng)，五分鐘的實(shí)驗(yàn)操作競(jìng)賽活動(dòng)，一分鐘實(shí)驗(yàn)題競(jìng)賽活動(dòng)。
六、引導(dǎo)學(xué)生日制學(xué)具、教具，參加“小發(fā)明、小制做”活動(dòng)，培養(yǎng)創(chuàng)造型人才引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造，參加自制學(xué)具、教具的活動(dòng)，一方面可以鞏固課內(nèi)實(shí)驗(yàn)所學(xué)的知識(shí)和初步掌握的基本實(shí)驗(yàn)技能，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力。
在這個(gè)活動(dòng)中，學(xué)生們大膽設(shè)想認(rèn)真設(shè)計(jì)，精心操作，這是傳統(tǒng)的教學(xué)過程無法達(dá)到的。每學(xué)年開始，在各個(gè)教學(xué)班成立自學(xué)小組，進(jìn)行超前預(yù)習(xí)，引導(dǎo)他們自做學(xué)具、教具，鼓勵(lì)他們創(chuàng)新。在這一活動(dòng)中，應(yīng)始終堅(jiān)持真（原理科學(xué)）、新（設(shè)計(jì)新穎，采用新技術(shù)）、美（設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，主次分明），在整個(gè)活動(dòng)中自然形成以學(xué)生為主體，并由一批骨干隊(duì)伍帶動(dòng)，發(fā)展到全班學(xué)生紛紛動(dòng)手，大大提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和理論水平豐富了學(xué)生的課外活動(dòng)的內(nèi)容。幾年來師生共同研制成功學(xué)具、?教具500多件，價(jià)值1800多元，如帕斯卡定律演示儀、磁偏角演示儀、電流方向演示儀等30多件具有創(chuàng)新和實(shí)用價(jià)值的儀器分別獲盛市二三 等獎(jiǎng)，?還有100多件獲市科教委的發(fā)明創(chuàng)造獎(jiǎng)。這些活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力。特別是當(dāng)學(xué)生用自制的學(xué)具演示物理規(guī)律時(shí)，態(tài)度十分認(rèn)真，對(duì)儀器特別愛護(hù)這很自然地使學(xué)生進(jìn)入了“科學(xué)家的角色”，同時(shí)，一反往常，過去那些實(shí)驗(yàn)紀(jì)律換散，操作馬虎，敷衍了事，隨意亂放儀器和損壞儀器的現(xiàn)象大大地減少了。
我們所進(jìn)行的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整體改革試驗(yàn)是在三個(gè)中學(xué)進(jìn)行的。經(jīng)過四年兩個(gè)輪回的實(shí)驗(yàn)，這三個(gè)中學(xué)的物理成績明顯優(yōu)于其它學(xué)校，除了考試的平均成績比其他學(xué)校要高出十多分外，在實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)方法等方面部有明顯的提高。在1989年、1990年的全國物理競(jìng)賽中有2人獲全國三等獎(jiǎng)，4人次獲省二等獎(jiǎng)。在參加應(yīng)用物理競(jìng)賽中，有12人獲獎(jiǎng)。
物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中不可缺少的重要組成部分,也是物理教學(xué)中的重要內(nèi)容之一。而在初中階段的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)方法、思維能力、動(dòng)手能力等方面都有著舉足輕重的影響。筆者從事初中階段物理教學(xué)多年,在教學(xué)過程中,把做好物理實(shí)驗(yàn)始終放在備課上課的首要地位,不僅按要求做好教材中探究性實(shí)驗(yàn),演示實(shí)驗(yàn),更多地是啟發(fā)學(xué)生利用身邊的物品演示一些日常生活生產(chǎn)中的常見物理現(xiàn)象,也就是教材中所說的物理“小實(shí)驗(yàn)”,用以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增加課堂活力,實(shí)現(xiàn)物理課標(biāo)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的要求,達(dá)到提高課堂效率的目的。主要從三個(gè)方面著手:一是利用身邊物品直接做些觀察比較實(shí)驗(yàn)(準(zhǔn)確說是現(xiàn)象),二是利用身邊物品做些輔助實(shí)驗(yàn)。三是對(duì)教材中的有些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn),更加便于觀察。
利用身邊器物直接做些觀察實(shí)驗(yàn)
在教學(xué)中只要留意,隨手可用的器物做物理小實(shí)驗(yàn)是非常多的,下面摘取部分
1、講面鏡時(shí),利用學(xué)生吃飯的小勺子代替凸面鏡、凹面鏡觀察凸面鏡、凹面鏡對(duì)光線控制和成像情況,小勺都是雙面拋光的,對(duì)光線有較強(qiáng)的反射作用,既簡(jiǎn)單方便又彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室器材不足。
2、用三角板在梳子齒上以不同速度(力度相同)括過,比較音調(diào)的高低,注意的是木梳比塑料梳好,齒密的比齒稀疏的好,齒細(xì)的比齒粗的好,老師做演示時(shí)一定要注意選擇。
3、用一次性紙杯和線等物當(dāng)場(chǎng)做“土電話”在教室里驗(yàn)證固體傳聲。
4、在學(xué)習(xí)力時(shí),用左手背擊打右手背,或左手拉右手,體會(huì)物體間力的作用是相互的,將抽象的概念轉(zhuǎn)化為學(xué)生對(duì)概念的體驗(yàn),能有效地幫助學(xué)生對(duì)力的理解。
5 、用一根細(xì)竹棍,通過自由與學(xué)生手背接觸和老師施力形變后與學(xué)生手背接觸的比較,讓學(xué)生知道彈力的產(chǎn)生,糾正學(xué)生認(rèn)為有彈性的物體一定有彈力的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。
6、讓學(xué)生雙手食指指肚頂住鉛筆的兩端,體會(huì)筆尖與筆尾對(duì)手指的刺激感,幫助學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)的認(rèn)識(shí),以及壓強(qiáng)與壓力的區(qū)別。
7、利用一盆沙,大小不同的小石頭演示物體的勢(shì)能,通過同一高度或不同高度小石頭下落到沙盆,將沙砸出的深坑的大小比較小石頭的勢(shì)能,理解影響勢(shì)能的因素。
8、利用一次性水杯(紙質(zhì)塑質(zhì)均可)、酒精燈、水做“紙鍋燒水”實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生理解水對(duì)物體的著火點(diǎn)的影響。
9、利用水和平面鏡在太陽光下做光的色散實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生知道彩虹的形成。
10、利用一只25w的白熾燈泡和廢舊燈泡的燈芯(玻璃),組成串聯(lián)電路,接入220V電源,用酒精燈加熱,演示導(dǎo)體與絕緣體的相對(duì)性,讓學(xué)生能直接觀察到絕緣體變導(dǎo)體的事實(shí),加強(qiáng)學(xué)生用電的安全教育。
日常生活中有許多物品甚至是廢棄物如易拉灌、飲料管、橡皮筋等等都可用來做物理小實(shí)驗(yàn),只要我們注意觀察,注意收集;所做的小實(shí)驗(yàn)只要符合科學(xué)道理,能說明物理問題就行,并非是一說到物理實(shí)驗(yàn)非要進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)室不可,相反有許多小實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室里是做不成的,如導(dǎo)體與絕緣體的變化實(shí)驗(yàn)室里就沒有相應(yīng)的器材而做,只能用講授的辦法去告訴學(xué)生,所產(chǎn)生的效果遠(yuǎn)沒有從觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中來得好。
利用身邊的物品做些輔助性實(shí)驗(yàn)
在平時(shí)的物理教學(xué)中總會(huì)遇到有些物理問題學(xué)生想不出具體過程,或是不相信題中所述,不能正確的構(gòu)建物理模型,就能利用身邊的物品按照題意所述過程將物理問題給還原出來,通過實(shí)驗(yàn)輔助觀察而作出正確解釋,如:將“娃哈哈”純凈水瓶剪去底部,不要瓶蓋,里面放入一個(gè)乒乓球后瓶口朝下,用大燒杯向瓶中倒水,乒乓球?yàn)槭裁床簧细?用手堵瓶口,不讓水流出,球就會(huì)浮出水面。很多學(xué)生想不明白,不如找來相應(yīng)的器物當(dāng)堂一做,將過程還原出來,學(xué)生看得清楚,自然而然地想著要弄清楚為什么,起到事半功倍的作用,同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。
輔助性實(shí)驗(yàn)?zāi)芮宄剡€原物理問題過程,便于學(xué)生觀察,將理論的,抽象的物理問題具體化、實(shí)物化,有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、動(dòng)手能力以及隨時(shí)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣和正確的學(xué)習(xí)方法。將“要我學(xué),變成我要學(xué)”
改進(jìn)教材中的部分實(shí)驗(yàn)
教材中有部分實(shí)驗(yàn)由于條件或是器材的限制,學(xué)生不易觀察或觀察可見度較小,如用實(shí)驗(yàn)室的器材去做電流做功的實(shí)驗(yàn),由于實(shí)驗(yàn)室里配置的電動(dòng)機(jī)電流大,轉(zhuǎn)速快,學(xué)生不易看到做勻速運(yùn)動(dòng)的彈簧測(cè)力計(jì),若利用廢棄的錄放機(jī)上的電動(dòng)機(jī)來做這個(gè)實(shí)驗(yàn),效果就好得多,因?yàn)殇浄艡C(jī)上的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小,轉(zhuǎn)動(dòng)軸的線速度也較小,實(shí)驗(yàn)時(shí)做功時(shí)間長,便于觀察。
做好物理實(shí)驗(yàn),不僅是教學(xué)的需要,也是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的需要;所謂“創(chuàng)新”教育,在學(xué)生學(xué)習(xí)階段,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的理念是物理教學(xué)的重要任務(wù),要有對(duì)事物弄清楚“究竟”的毅力,在實(shí)際的學(xué)習(xí)過程中,一般而言就是對(duì)現(xiàn)有的東西通過“加一加、擴(kuò)一擴(kuò)、縮一縮、改一改、變一變”等方法動(dòng)手對(duì)日常接觸的東西進(jìn)行改進(jìn)以達(dá)到創(chuàng)新的目的,創(chuàng)新教育的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的一種思維、一種理念、一種能力,教給學(xué)生一種終身學(xué)習(xí)的方法,而不是在于學(xué)生一定要發(fā)明創(chuàng)造一個(gè)東西出來才算達(dá)到目的。
摘 要:物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生提供感性的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理理論。
關(guān)鍵詞:物理實(shí)驗(yàn) 觀察能力 物理理論
物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)始終是研究物理學(xué)的重要方法,因此在中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)是重要的教學(xué)方法,通過演示和實(shí)驗(yàn)不僅能提供學(xué)生對(duì)所研究的物理現(xiàn)象的感性材料,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,而且還可以使學(xué)生獲得一定的實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?
物理實(shí)驗(yàn)使指人們根據(jù)研究的目的,利用科學(xué)儀器設(shè)備人為的控制或模擬物理現(xiàn)象,排除干擾,突出主要因素,在最有利的條件下研究物理規(guī)律的一種活動(dòng)。物理實(shí)驗(yàn)可以簡(jiǎn)化和純化研究過程;可以強(qiáng)化研究條件;可以加速或延緩物理過程;可以重復(fù)再現(xiàn)物理過程;可以對(duì)物理現(xiàn)象或過程進(jìn)行定量研究?？偠灾?物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有十分重要的作用。下面從以下幾點(diǎn)加以說明:
一、物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
教師在演示實(shí)驗(yàn)中,首先要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)觀察的目的,其次要讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的裝置,認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)儀器的初始狀態(tài),了解各部分儀器、儀表的作用與功能,使學(xué)生對(duì)觀察的目的,實(shí)驗(yàn)的儀器裝置有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)。在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),要先讓學(xué)生看清電路。第三,要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生和變化過程,演示實(shí)驗(yàn)一般要重復(fù)做二至三次,以便于學(xué)生反復(fù)觀察,紀(jì)錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論,教師還要帶領(lǐng)學(xué)生分析思考逐步形成理論。這樣,學(xué)生的觀察能力得到了培養(yǎng),對(duì)理論知識(shí)建立的過程有了較清楚的認(rèn)識(shí),使知識(shí)具體化,幫助學(xué)生理解較抽象的理論物理知識(shí),能夠使其久久留與腦海之中,保持較長的記憶時(shí)間1。一般地,第一次演示時(shí),讓學(xué)生集中觀察發(fā)生的現(xiàn)象,第二次要求學(xué)生觀察老師的操作,以便明確現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的,第三次讓學(xué)生綜合觀察現(xiàn)象發(fā)生的過程及其結(jié)果如何。
為了增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的效果,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,教(文秘站:)師可以在演示實(shí)驗(yàn)前或演示實(shí)驗(yàn)過程中,提出一些思考性的問題,以便引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的現(xiàn)象及現(xiàn)象變化過程,把學(xué)生的無意注意轉(zhuǎn)化為有意注意,引導(dǎo)學(xué)生集中注意力觀察最需要觀察的事物,并在演示實(shí)驗(yàn)過程中指導(dǎo)學(xué)生觀察方法,以及觀察中應(yīng)注意的問題。
在演示實(shí)驗(yàn)的觀察訓(xùn)練中可以逐步減少教師的指導(dǎo),從開始時(shí)實(shí)驗(yàn)前做詳細(xì)的指導(dǎo)觀察逐步地變?yōu)橛兄攸c(diǎn)地指導(dǎo)觀察。在學(xué)生具備一定的觀察能力后,可運(yùn)用“無聲演示”的方法,即教師在演示前和演示過程中都不講解指導(dǎo),而只操作給學(xué)生觀察,演示結(jié)束后,讓學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象和過程用科學(xué)語言正確描述出來,可以先提一名學(xué)生回答,然后請(qǐng)其他學(xué)生補(bǔ)充,直至達(dá)到要求為止。也可以讓每個(gè)學(xué)生看完教師的無聲演示后,寫下自己所觀察到的現(xiàn)象和過程,這也是考察學(xué)生觀察能力的有效方法之一。經(jīng)過這樣反復(fù)多次的訓(xùn)練,即可不斷提高學(xué)生的觀察能力。
二、通過物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理理論。
在物理學(xué)中,物理規(guī)律一般都是通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的。一些物理學(xué)家為了探索自然的規(guī)律,不惜從事十年數(shù)十年的艱苦實(shí)驗(yàn),有的還要冒著生命的危險(xiǎn)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。例如法拉第電磁感應(yīng)定律是經(jīng)過十年的實(shí)驗(yàn)探索才發(fā)現(xiàn)的,在此之前1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),這使善于思考的法拉第由此得到啟發(fā)并提出“磁轉(zhuǎn)化為電”的設(shè)想,1822年法拉第就開始了艱苦漫長的轉(zhuǎn)磁為電的研究,經(jīng)過無數(shù)次的實(shí)驗(yàn),終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,接著又進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究,最后成功的實(shí)現(xiàn)了磁轉(zhuǎn)化為電的設(shè)想,并經(jīng)過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探索,總結(jié)出了法拉第電磁感應(yīng)定律,開創(chuàng)了人類的電氣化時(shí)代。美國科學(xué)家富蘭克林是冒著生命危險(xiǎn)進(jìn)行“捕捉雷電”實(shí)驗(yàn)的,并為電學(xué)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)也是發(fā)明家取得成功的必由之路。如美國發(fā)明大王愛迪生曾獲1093項(xiàng)發(fā)明專利,可以說,他的每一項(xiàng)發(fā)明都是通過實(shí)驗(yàn)取得的。例如愛迪生發(fā)明白熾燈時(shí)為了尋找燈絲的合適材料,曾先后用1600多種礦物和金屬材料進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn),歷時(shí)13個(gè)月,終于研制成功一只亮度達(dá)40燭光的炭化竹絲燈泡2。可以說科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)自然,改造自然的重要途徑。因?yàn)槿藗冎挥型ㄟ^變革自然界的活動(dòng)才能獲得關(guān)于自然界的現(xiàn)象和本質(zhì)的種種感性材料,并在概括大量感性材料的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)規(guī)律和建立理論。
三、通過物理實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證物理假說,檢驗(yàn)物理理論。
通過實(shí)驗(yàn)不僅可以發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理理論,而且還能驗(yàn)證物理假說,檢查物理理論的真?zhèn)?。因?實(shí)驗(yàn)既是建立理論的源泉,又是檢驗(yàn)理論真理性的標(biāo)準(zhǔn)。例如1956年李政道、楊振寧提出的“弱作用下宇稱不守恒”的假說,在被吳健雄的鈷—60實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后,才被公認(rèn)。法拉第由“電生磁”萌發(fā)的“磁生電”的假說,被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后才變?yōu)槲锢硪?guī)律。另一方面一些物理理論被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后不得不拋棄,如亞里士多德的“落體觀念”在統(tǒng)治了物理學(xué)兩千多年后被伽利略的實(shí)驗(yàn)證明是錯(cuò)誤的而被人們拋棄。有如“以太”和“燃素”雖在物理學(xué)中存在多年,最終還是被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)而宣告并不存在。
作為物理實(shí)驗(yàn),它之所以能夠充當(dāng)驗(yàn)證物理假說的依據(jù),檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn),是由于物理實(shí)驗(yàn)具備檢驗(yàn)科學(xué)真理性的根本屬性。物理假說和理論是人們的思維對(duì)于自然界規(guī)律性的反映,那么作為檢驗(yàn)這種反映正確與否的標(biāo)準(zhǔn)不能是理論本身,同時(shí)又不能是客觀對(duì)象本身,因?yàn)樽鳛榧兇獾目陀^對(duì)象并不能證明理論與對(duì)象是否符合一致;另一方面,作為標(biāo)準(zhǔn)又必須具有把人的思維同客觀世界聯(lián)系起來的特性。物理實(shí)驗(yàn)恰恰具備以上作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的條件,所以物理實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證假說,檢驗(yàn)理論的標(biāo)準(zhǔn)。
四、通過實(shí)驗(yàn)完善理論體系,發(fā)展物理理論。
通過實(shí)驗(yàn)?zāi)懿粩嗟赝晟评碚擉w系,發(fā)展物理理論。例如19世紀(jì)末20世紀(jì)初,人們相繼發(fā)現(xiàn)了X射線、電子、天然放射性現(xiàn)象等用經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的實(shí)驗(yàn)事實(shí),預(yù)告了新的物理理論的即將誕生。麥克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)否定了以太的存在,導(dǎo)致了相對(duì)論的建立,黑體輻射的實(shí)驗(yàn)事實(shí)最終導(dǎo)致了量子力學(xué)的產(chǎn)生3。
在中學(xué)教學(xué)過程中的實(shí)驗(yàn)多為演示實(shí)驗(yàn)、邊講邊實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn),無論是哪一種實(shí)驗(yàn)都有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的濃厚興趣,有利于學(xué)生注意力的集中,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,有利于學(xué)生更好的了解教材,掌握教材,通過各種感覺獲得更多的直接經(jīng)驗(yàn)和感性材料,有利于學(xué)生掌握知識(shí)和理解知識(shí)打好基礎(chǔ),以便學(xué)生很好的認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象,掌握物理規(guī)律和理論,能促進(jìn)良好教學(xué)效果的產(chǎn)生。因此,在教學(xué)過程中我們應(yīng)注意物理實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用。
1.物理實(shí)驗(yàn)課程按照層次的高低可以分為不同類型:
科學(xué)小實(shí)踐、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、基本實(shí)驗(yàn)。其中基本實(shí)驗(yàn)是最低層次,主要是接受知識(shí)的過程,屬于一級(jí)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)體系。綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)屬于二、三級(jí)的物理實(shí)驗(yàn)等級(jí),從接受知識(shí)發(fā)展到運(yùn)用知識(shí)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)。最高級(jí)的是科學(xué)小實(shí)踐,指在實(shí)際中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活和學(xué)習(xí)中的問題。新型物理實(shí)驗(yàn)課程體系更加注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,而非只是簡(jiǎn)單的重復(fù)和驗(yàn)證。不同級(jí)別的物理實(shí)驗(yàn)代表著實(shí)驗(yàn)技能發(fā)展水平是由低到高不斷進(jìn)步的。每一級(jí)的物理實(shí)驗(yàn)都需要一定的時(shí)間來學(xué)習(xí)和掌握,最終走向科學(xué)的高峰。
(1)基本實(shí)驗(yàn)是普及實(shí)驗(yàn),能夠滿足理、工、文、商等各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識(shí)的需求。它主要包括物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能的訓(xùn)練,基本測(cè)量方法以及對(duì)生活常見的物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),如力、熱、電、光等。一級(jí)物理實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行更高級(jí)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和前提,絮叨得到徹底的貫徹和全面的掌握。
(2)二、三級(jí)物理實(shí)驗(yàn)的難度和復(fù)雜程度都大于基本物理實(shí)驗(yàn),但它們也更具趣味性,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)是由教師提前擺好實(shí)驗(yàn)設(shè)備,準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需的材料,學(xué)生只是單純的做實(shí)驗(yàn),往往對(duì)實(shí)驗(yàn)原理卻不求甚解,背離了物理實(shí)驗(yàn)的初衷。新型的物理實(shí)驗(yàn)體系強(qiáng)調(diào)教師要以學(xué)生為主體,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí),自己設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)。在摸索和失敗中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),加深對(duì)物理原理的理解和掌握。二、三級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課程適于理工科學(xué)生對(duì)物理學(xué)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)。
(3)四級(jí)物理實(shí)驗(yàn)以科學(xué)小實(shí)踐為主,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究和開發(fā)運(yùn)用物理知識(shí)的能力。學(xué)生需要自己開發(fā)課程來進(jìn)行深入研究,難度比較大。因此,四級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課程一般作為物理類專業(yè)學(xué)生的必修課,而對(duì)非物理類專業(yè)的理科學(xué)生來說則可作為選修課。
2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)時(shí)代性和先進(jìn)性。隨著物理學(xué)的不斷更新發(fā)展,在各級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課程中,都應(yīng)該采用新的現(xiàn)代科技,與社會(huì)接軌,做到學(xué)以致用。
例如,在對(duì)全校工、商、文科學(xué)生一、二年級(jí)所開設(shè)的物理實(shí)驗(yàn)中,已涉及光譜技術(shù)、真空技術(shù)、磁共振技術(shù)、核物理技術(shù)、X光衍射的技術(shù)、光纖技術(shù)、傳感器技術(shù)、光學(xué)信息處理技術(shù)等。這些實(shí)驗(yàn)的開設(shè),可以讓學(xué)生實(shí)際、直觀了解物理新科技的原理,拓展學(xué)生知識(shí)面,提升物理思維高度。目前,中國科技大學(xué)開設(shè)多元化的實(shí)驗(yàn)類型,以滿足不同層次學(xué)生的需求,包括公共必修實(shí)驗(yàn)、選修實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)等。首先,學(xué)校開設(shè)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)”,利用現(xiàn)代高科技的信息技術(shù),讓學(xué)生能夠不受場(chǎng)地和時(shí)間的限制,通過互聯(lián)網(wǎng)來對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。學(xué)生可以更合理的安排自己的時(shí)間,甚至隨時(shí)隨地地展開物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。
教師在這里只是對(duì)學(xué)生進(jìn)行一些輔助和啟發(fā),讓學(xué)生有足夠的空間去探索和總結(jié),并找出自己的創(chuàng)新點(diǎn),加以論證。最后,學(xué)校為學(xué)生開設(shè)各類仿真實(shí)驗(yàn)室,充分運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù),把計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件和實(shí)際試驗(yàn)結(jié)合起來。這樣不僅能夠讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行試驗(yàn)操作,而且能夠提高那些復(fù)雜程度和困難程度高的物理實(shí)驗(yàn)的成功率。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用、管理和維護(hù)的工作中,改變了通常學(xué)生與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備單純的使用與被使用關(guān)系,使我們?cè)谧灾鬟M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的同時(shí),也是參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理和維護(hù)中,這不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備維護(hù)的常態(tài)化管理、減輕了實(shí)驗(yàn)室工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度,也提高了學(xué)生自覺維護(hù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的責(zé)任感和自覺性,培養(yǎng)了學(xué)生良好的工作習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)。
創(chuàng)新的實(shí)踐教學(xué)管理模式,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)約、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作、設(shè)備自動(dòng)管理、過程全程監(jiān)控。我們以自主式、合作式、研究式等方式完成各種實(shí)踐訓(xùn)練,有效鍛煉了我們的自主實(shí)踐能力,增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及工作責(zé)任心。
2.1充分利用教學(xué)資源,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量由于開放實(shí)驗(yàn)室允許同學(xué)們根據(jù)各自所需自主地選擇時(shí)間和方式進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn),這樣顯然可以最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室資源效益,實(shí)現(xiàn)資源共享,提高儀器設(shè)備的使用效率。開放實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)容形式多樣,我們既可以做實(shí)驗(yàn),也可以討論問題;既可以對(duì)上次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再做或者選做一些新實(shí)驗(yàn),也可以根據(jù)自己的興趣做一些課外實(shí)驗(yàn),這樣學(xué)生自主實(shí)驗(yàn),不僅可以消除傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中因?qū)嶒?yàn)時(shí)間不足而引發(fā)的問題,補(bǔ)充了課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足,也有利于培養(yǎng)我們的專業(yè)興趣,提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)能力,使同學(xué)們對(duì)知識(shí)的掌握更為深入更為系統(tǒng)。通過開放實(shí)驗(yàn)室讓部分實(shí)驗(yàn)放入學(xué)生自由時(shí)間中完成,不僅可以彌補(bǔ)理論課和實(shí)驗(yàn)課時(shí)的限制,也可以更合理地分配教學(xué)資源。同時(shí),還可以理論聯(lián)系實(shí)際,消除理論授課過程中的枯燥乏味感,從而更好的提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
2.2依托科技競(jìng)賽和大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃全方位培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力
2.3創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、卓越工程師人才培養(yǎng)體系建筑電氣與智能化創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)計(jì)劃以學(xué)生為主體,以創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)施為主線,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下以學(xué)生特長、興趣為出發(fā)點(diǎn),注重過程訓(xùn)練和自主設(shè)計(jì),激發(fā)我們的科學(xué)研究興趣,著重培養(yǎng)我們 自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。建筑電氣與智能化卓越工程師人才培養(yǎng)體系以提高我們的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo),從創(chuàng)新型高級(jí)工程應(yīng)用人才培養(yǎng)體系整體出發(fā),在對(duì)各教學(xué)環(huán)節(jié)整體優(yōu)化與提高的基礎(chǔ)上,以建筑智能化工程設(shè)計(jì)、工程開發(fā)、工程實(shí)施及工程管理四大主線,分層式、模塊化、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才培養(yǎng)新體系。
2.4大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)增益良多大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃的實(shí)施,有利于培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。創(chuàng)新型實(shí)踐計(jì)劃,可以鍛煉團(tuán)隊(duì)成員的默契度,以及團(tuán)隊(duì)的組織能力、協(xié)調(diào)能力和溝通能力。同時(shí),對(duì)提高大學(xué)生智能建筑工程實(shí)踐技能大賽水平,培養(yǎng)工科學(xué)生科技創(chuàng)新能力和工程適應(yīng)能力具有重要作用。
2.5大學(xué)生科技競(jìng)賽著眼于工程化項(xiàng)目訓(xùn)練成效創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)科技創(chuàng)新平臺(tái)的搭建,可以使我們?cè)谡n余時(shí)間進(jìn)行拓展練習(xí)。根據(jù)大學(xué)生科技競(jìng)賽的要求,我們可以模擬出基于特定工程場(chǎng)景的個(gè)性化訓(xùn)練項(xiàng)目,從材料準(zhǔn)備、節(jié)奏控制、戰(zhàn)術(shù)策略、時(shí)間把握、心態(tài)調(diào)整五個(gè)方面進(jìn)行訓(xùn)練,模擬比賽和工程實(shí)踐中可能出現(xiàn)的場(chǎng)景,對(duì)培養(yǎng)我們的應(yīng)變能力,提高我們的科技創(chuàng)新能力以及在大學(xué)生科技競(jìng)賽中的成績有著重要意義。
3.結(jié)語
我們應(yīng)該進(jìn)一步開展創(chuàng)新實(shí)踐技能訓(xùn)練,開發(fā)、設(shè)計(jì)出代表樓控領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的、具有實(shí)用意義和價(jià)值的工程化訓(xùn)練項(xiàng)目。該創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)科技創(chuàng)新平臺(tái)的搭建,打破了傳統(tǒng)封閉的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,順應(yīng)了現(xiàn)代教育、教學(xué)的發(fā)展要求,對(duì)培養(yǎng)我們的創(chuàng)新能力,全面提高綜合素質(zhì)水平起到了積極的作用
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，而我們目前的物理教學(xué)，基本上是停留在關(guān)于物理學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)的歸納和理論體系的闡述上，就連物理實(shí)驗(yàn)本身的教學(xué)，也是按教材的分析按部就班地進(jìn)行純理論的講解．其弊端是顯而易見的，如果考查的實(shí)驗(yàn)不是教材所限的實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的必要性 1996年上海高考第四（5）題要求測(cè)定陶瓷管上均勻電阻膜的厚度，就屬于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．但由于題目給出了全部實(shí)驗(yàn)器材和所有相關(guān)量，使實(shí)驗(yàn)定位在電阻或電阻率的測(cè)定上，又大大降低了實(shí)驗(yàn)難度，只屬于局部設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．無論命題者出于何種考慮，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了，這多少給教學(xué)工作者提了個(gè)醒．
1．從小處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué) 上海作為高考改革的試點(diǎn)城市，其成功的改革將為全國高考提供可能的改革方向，甚至一些新穎的題型和情境，都可能為全國高考所借鑒．如1996年全國高考第21題就是從1995年上海高考第一（5）題脫胎而來的．無疑上海高考關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查是又一個(gè)成功的改革舉措，極有在全國推廣的價(jià)值．而物理《考試說明》中要求“會(huì)用在這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法”，也為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查在全國的推廣提供了可能．
2．從大處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué) 著名核物理學(xué)家錢三強(qiáng)先生在為郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》所作的序中，曾嚴(yán)厲指出：“今天我們科學(xué)界有一個(gè)弱點(diǎn)，這就是思想不很活潑，這也許跟大家過去受的教育有一定關(guān)系……”我們常常教育學(xué)生“應(yīng)該……”“必須……”；我們的考試題目常常不惜筆墨描述背景、附加條件，最后只有一個(gè)小小的空格“是……”．這樣培養(yǎng)選拔出來的人才在學(xué)校是好學(xué)生，步入社會(huì)是好職員，大腦中只是機(jī)械地跳動(dòng)著兩個(gè)問題：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相當(dāng)漂亮，但思想僵化，毫無創(chuàng)見．這正是我們的悲哀！長期以來的這種教育選拔模式，致使我們現(xiàn)在仍只能在很羞澀地提到幾個(gè)美籍華人時(shí)才有一種借來的榮光與自豪！
思想不活躍，是因?yàn)槲覀兘o了學(xué)生太多的“必須”的限制；思想僵化，是因?yàn)槲覀兞艚o學(xué)生太少的“可能”的余地．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)，正是活躍思想，培養(yǎng)能力的一種好方法，授以實(shí)驗(yàn)的基本方法，讓學(xué)生自己去考慮有哪些可能的做法，自己會(huì)怎么做．
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法 1．明確目的，廣泛聯(lián)系 題目或課題要求測(cè)定什么物理量，或要求驗(yàn)證、探索什么規(guī)律，這是實(shí)驗(yàn)的目的，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_后，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，廣泛聯(lián)系，看看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過，與哪些物理現(xiàn)象有關(guān)，與哪些物理量有直接的聯(lián)系．對(duì)于測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，被測(cè)量通過什么規(guī)律需用哪些物理量來定量地表示；對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，怎樣的定量關(guān)系成立，才能達(dá)到驗(yàn)證規(guī)律的目的；對(duì)于探索型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，涉及哪些物理量……這些都是應(yīng)首先分析的．
舉例來說，要測(cè)定地球表面附近的重力加速度，我們就應(yīng)檢索：在所學(xué)知識(shí)范圍內(nèi)，哪些內(nèi)容涉及到重力加速度，它與其他物理量有何定量關(guān)系，并一一羅列出來：
（1）在靜力學(xué)中，靜止物體對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Υ笮【偷扔谥亓Γ碩＝N＝mg．若T（或N）和m能測(cè)出，則重力加速度g可測(cè)定．
（2）在超重或失重（但不完全失重）系統(tǒng)中，F(xiàn)－mg＝±m(xù)a．若F、a和m可測(cè)出，則重力加速度g可測(cè)定．
（3）在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從光滑斜面上由靜止下滑，s＝12gsinθt2．若s、θ和t可測(cè)定，則重力加速度g也可測(cè)定．
（4）在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從粗糙斜面上由靜止下滑，s＝12（gsinθ－μgcosθ）t2．若s、θ、μ和t可測(cè)，則重力加速度g也可測(cè)定．
（5）自由落體運(yùn)動(dòng)中，h＝12gt2．若h和t可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)定．
（6）用重力加速度測(cè)定儀測(cè)定．
（7）在平拋運(yùn)動(dòng)中，豎直方向在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之差Δy＝gt2．若Δy和t可測(cè)，重力加速度g同樣可以測(cè)出．
（8）在斜拋運(yùn)動(dòng)中，水平射程可以表示為x＝v02sin2θ／g．若x、v0和θ可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)出．
（9）單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，其周期可以表示為T＝2πl(wèi)／g．若T和l可測(cè)，則g可測(cè)．
（10）在焦耳測(cè)定熱功當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)中，若能測(cè)出水的質(zhì)量和升高的溫度，算出水增加的內(nèi)能，再測(cè)出重物的質(zhì)量和下落的高度，同樣可測(cè)定重力加速度．
（11）帶電粒子在的勻強(qiáng)電場(chǎng)平行板電容器中平衡時(shí)，mg＝qU／d．若U、d和帶電粒子的荷質(zhì)比（q／m）可測(cè)定，則g可測(cè)出．
（12）假設(shè)一物體在地球表面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，mg＝GMm／R2，g＝GM／R2．
2．選擇方案，簡(jiǎn)便精確 對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，都可能存在多條思路、多種方案．教材中關(guān)于某個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)驗(yàn)方案，也只是眾多方案中的一種，而且不一定是最好的一種，而只是較可行的一種．那么在眾多實(shí)驗(yàn)方案中，我們應(yīng)如何選擇呢？一般來說，選擇實(shí)驗(yàn)方案主要有三條原則：
（1）簡(jiǎn)便性原則即要求所選方案原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，各量易測(cè)．應(yīng)盡量避免實(shí)施那些原理復(fù)雜、操作繁瑣和被測(cè)量不易直接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方案．
（2）可行性原則實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，不會(huì)對(duì)人身和器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，不能脫離實(shí)際，不能超出現(xiàn)有條件．
（3）精確性原則不同的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)原理、所用儀器以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的．在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的實(shí)驗(yàn)方案．
以上三原則通常要綜合考慮．
在前述方案中，方案（1）中常用的測(cè)力計(jì)誤差較大；（2）中F和a均不易測(cè)定；（3）中θ和t不易測(cè)定且難以保證斜面足夠光滑；（4）中θ、t和μ均不易測(cè)定；（5）中若用秒表計(jì)時(shí)人為因素較大，若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，紙帶受振針阻力與通常小物塊所受重力相比不能忽略；（6）中儀器先進(jìn)但一般中學(xué)沒有；（7）中若用閃光照像技術(shù)則是一種好方案，但設(shè)備和技術(shù)都達(dá)不到要求，若用平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法誤差較大；（8）中θ和v0的測(cè)量難度較大；（9）中相對(duì)而言較切合中學(xué)實(shí)際；（10）中需測(cè)定的物理量多且很難采取絕熱措施；（11）中學(xué)階段不易測(cè)定荷質(zhì)比；（12）只是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，無法付諸實(shí)踐，但可估算，代入數(shù)據(jù)得g＝9．857m／s2，與標(biāo)準(zhǔn)值9．81m／s2只相差4．8．綜上所述，中學(xué)階段通常采用單擺法測(cè)定重力加速度．
3．依據(jù)方案，選定器材 實(shí)驗(yàn)方案選定之后，考慮該方案需要哪些裝置，被測(cè)量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系，這些物理量分別需用什么儀器來測(cè)定，從而確定整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材．
在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，是利用單擺裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，故需鐵架臺(tái)、細(xì)線和擺球等來組裝單擺．重力加速度可表示為g＝4π2l／T2，周期需用秒表測(cè)定；擺
長l是從懸點(diǎn)到擺球中心的距離，因此需用米尺和游標(biāo)卡尺分別測(cè)定擺線長度l和擺球直徑d．從實(shí)驗(yàn)原理表達(dá)式可以看出，實(shí)驗(yàn)與擺球質(zhì)量無關(guān)，故毋需使用天平．當(dāng)然，從實(shí)驗(yàn)方便性和精確性角度考慮，還需對(duì)所選器材作進(jìn)一步要求，以期把系統(tǒng)誤差降到最?。缟鲜銎鞑闹校瑪[線的伸縮性和質(zhì)量應(yīng)較小，擺球的質(zhì)量應(yīng)較大．?dāng)[線伸縮性大，其長度會(huì)隨拉力變化而變化；擺球與擺線質(zhì)量相差越小，系統(tǒng)（擺線和擺球）質(zhì)心偏離擺球中心越遠(yuǎn)，誤差就越大．為了便于觀察，擺球振動(dòng)的路徑宜長，但又要確保單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，故擺線宜長些，常取1米左右．
4．?dāng)M定步驟，合理有序?qū)嶒?yàn)之前，要做到心中有數(shù)：如何組裝器材，哪些量先測(cè)，哪些量后測(cè)，應(yīng)從正確操作和提高效率的角度擬定一個(gè)合理而有序的實(shí)驗(yàn)步驟．對(duì)一些可直接測(cè)量的物理量，可先行測(cè)量；對(duì)需通過實(shí)驗(yàn)裝置才能測(cè)定的物理量，須先組裝器材，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察和測(cè)量．
在“利用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中．原理表達(dá)式g＝4π2l／T2中的l和T分別為單擺的擺長和單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期．因此應(yīng)先組裝單擺，再測(cè)定擺長，最后讓單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，測(cè)定周期T．根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出重力加速度g的值．至于過程細(xì)節(jié)不再贅述．
5．?dāng)?shù)據(jù)處理，誤差分析高考對(duì)此要求不高，但常用的數(shù)據(jù)處理和誤差分析的方法還是應(yīng)該掌握，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)予考慮．
三、建議我們不能說全國高考對(duì)中學(xué)教學(xué)起一種指揮棒的作用，但也無法低估高考對(duì)中學(xué)教學(xué)的導(dǎo)向作用，正確認(rèn)識(shí)并充分利用這種導(dǎo)向作用，對(duì)改善中學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀是大有裨益的．因此在高考命題上做點(diǎn)文章，使試題內(nèi)涵精些，外延寬些，少些“是什么”，多些“怎么樣”，思想自然活躍，花樣自然增多．以1996年全國高考第15題為例，若把問題改為：“根據(jù)以上數(shù)據(jù)，能否驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律？試用必要的文字和簡(jiǎn)明的算式闡明你的觀點(diǎn)．”這樣一改，同樣可考查即時(shí)速度、ΔEP和ΔEK的計(jì)算，但為學(xué)生提供的可能性增多了．為什么非得從“第一個(gè)點(diǎn)”開始考慮呢？見微知著，我們完全可以通過證明ΔEP（BC）與ΔEK（BC）相等來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，至少可說明BC過程機(jī)械能守恒．
總而言之，要改善中學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀，培養(yǎng)思想活躍、有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的跨世紀(jì)人才，即需中學(xué)教育工作者的切實(shí)努力，也需全國高考的積極正確導(dǎo)向．
一、前言
近幾年來,隨著建構(gòu)主義理論的不斷發(fā)展,高校課程的教學(xué)理論及內(nèi)容的不斷改革,同樣也對(duì)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,高校物理實(shí)驗(yàn)已日益受到高校師生的重視。尤其是建構(gòu)主義理論的發(fā)展,大大推動(dòng)了國內(nèi)外高校教學(xué)的模式與方法及教學(xué)內(nèi)容的根本性變革,對(duì)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響。而各大高等院校也都逐步開始重視高校物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量,并且不斷地加大了對(duì)高校物理實(shí)驗(yàn)方面的資金投入,以適應(yīng)時(shí)代的要求。
二、建構(gòu)主義理論的涵義與內(nèi)容
建構(gòu)主義是20世紀(jì)學(xué)習(xí)理論中行為主義進(jìn)一步發(fā)展而形成的理論,同時(shí)也是當(dāng)代教育心理學(xué)的一次重大革命與突破。該理論的提出給教學(xué)領(lǐng)域帶來了學(xué)習(xí)觀和教學(xué)觀的根本性變革。在建構(gòu)主義理論中明確提出,學(xué)習(xí)的過程是學(xué)生積極主動(dòng)地建構(gòu)認(rèn)知的過程,教師在整個(gè)教學(xué)過程中必須以學(xué)生為中心。建構(gòu)主義理論指出學(xué)習(xí)并不是被動(dòng)地對(duì)新知識(shí)的記憶和吸收,而應(yīng)當(dāng)是學(xué)習(xí)者根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)以及知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)新的問題與知識(shí)進(jìn)行的主動(dòng)建構(gòu)。學(xué)習(xí)是具有自主性、情境性和社會(huì)性的活動(dòng),在學(xué)習(xí)的過程中要以問題作為切入點(diǎn),積極獨(dú)立地進(jìn)行探索與發(fā)現(xiàn),并且在相互協(xié)商與討論中獲取知識(shí)。因此,我們必須將被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)者變?yōu)橹R(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者,將灌輸知識(shí)的教師變?yōu)橹R(shí)意義的建構(gòu)幫助者與促進(jìn)者。在高校物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中,我們不僅僅要把教材作為教師傳授的內(nèi)容,還應(yīng)當(dāng)把它作為學(xué)習(xí)者意義建構(gòu)的對(duì)象,利用原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)新知識(shí)進(jìn)行理解,并且通過自主學(xué)習(xí),賦予新知識(shí)新的意義,在順應(yīng)新知識(shí)的同時(shí),對(duì)原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的改造與重組,從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。
三、基于建構(gòu)主義理論的高校物理實(shí)驗(yàn)課程的作用
在理工科高校中,高校物理實(shí)驗(yàn)是一門必修的公共基礎(chǔ)課,同時(shí)也是培養(yǎng)高校學(xué)生系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)技能的主要途徑。而高校物理本身就是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科,與傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)相比,基于建構(gòu)主義理論的高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力,以及解決分析問題的能力,更加有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。通過基于建構(gòu)主義理論的高校物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),不僅能幫助學(xué)生形成正確的物理概念,在加深對(duì)物理概念與規(guī)律的理解的同時(shí),還能夠加強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的意識(shí),讓他們將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去,同時(shí)鍛煉他們動(dòng)腦與動(dòng)手的能力,以及發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力。
四、建構(gòu)主義理論對(duì)高校物理實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)作用
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程包括五大部分:創(chuàng)設(shè)情境、提高問題,自主學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)探索,協(xié)作學(xué)習(xí)、討論交流,教師講評(píng),學(xué)生反思、創(chuàng)新等。要想對(duì)高校物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)教學(xué)難點(diǎn)的突破,我們必須要按照建構(gòu)主義的指導(dǎo)去做,將學(xué)生由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),并且成為認(rèn)知學(xué)習(xí)過程的主體。在基于建構(gòu)主義理論的教學(xué)模式的指導(dǎo)下,我們應(yīng)當(dāng)做到以下幾點(diǎn)措施,以提高高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效率。
(一)創(chuàng)設(shè)一定的情境,提出問題
教師可以利用實(shí)驗(yàn)器材和多媒體教學(xué)系統(tǒng)以及實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的物理情境,讓學(xué)生身臨其境,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與研究的興趣,讓學(xué)生帶著問題去研究與實(shí)驗(yàn),并且在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題;還可以進(jìn)行小組討論,讓學(xué)生在交流的過程中解決問題。
(二)將高校物理教學(xué)生活化
物理是一門來源于生活,而又服務(wù)于生活或生產(chǎn)的學(xué)科,物理所涉及到的知識(shí)大多可以在生活中找到直觀的現(xiàn)象。因此,教師在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)將物理教學(xué)生活化,盡可能地將學(xué)生身邊熟悉的事物作為教學(xué)素材,使學(xué)生能夠從自己的生活經(jīng)歷和觀察中認(rèn)識(shí)到物理現(xiàn)象和物理規(guī)律,讓學(xué)生悉心觀察、發(fā)現(xiàn)問題,引起學(xué)生的情感共鳴,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。學(xué)生在充滿困惑和矛盾的好奇心理下,會(huì)主動(dòng)尋求問題的解決方法,進(jìn)而提高其自主學(xué)習(xí)能力,并利用所學(xué)的物理知識(shí)去解決這些問題,在逐步培養(yǎng)自身的創(chuàng)新與實(shí)踐能力的同時(shí),進(jìn)一步探究物理知識(shí)和規(guī)律。
(三)讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索中自主學(xué)習(xí)
在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的過程中,教師要先讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)背景、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作過程及注意事項(xiàng)等內(nèi)容有一個(gè)大體的了解。接著教師可以演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有初步的感性認(rèn)識(shí),引發(fā)學(xué)生對(duì)問題的思考,進(jìn)而激發(fā)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的興趣。最后讓學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,進(jìn)行自主探索與發(fā)現(xiàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索中自主學(xué)習(xí),同時(shí)培養(yǎng)他們的科學(xué)探索精神。
(四)加強(qiáng)學(xué)生間的協(xié)作學(xué)習(xí)以及討論交流
在實(shí)驗(yàn)過程中,教師應(yīng)當(dāng)提倡學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的疑點(diǎn)以及難點(diǎn)進(jìn)行小組討論交流。在學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的過程中,教師可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和控制,讓學(xué)生在相互交流的過程中共同學(xué)習(xí)。最后,教師要將沒有解決的疑點(diǎn)難點(diǎn)提出來,讓全班學(xué)生進(jìn)行討論解決。
五、結(jié)束語
綜上所述,物理實(shí)驗(yàn)在高校物理教學(xué)中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)意義,但是,在實(shí)際的教學(xué)環(huán)節(jié)中,這一課程常常會(huì)被忽視,沒有真正發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。因此,在高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際過程中,一定要以問題為切入點(diǎn),運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù),大力鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立探索,運(yùn)用建構(gòu)主義理論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程,多鍛煉學(xué)生的獨(dú)立操作能力,積極改革高校物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué),拓展物理的知識(shí)面,選用建構(gòu)主義的教學(xué)模式,加強(qiáng)師生之間的溝通和交流,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),進(jìn)而有效提高高校生的獨(dú)立實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
針對(duì)應(yīng)試教育情況下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，本文提出改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的策略，應(yīng)以改變高考物理實(shí)驗(yàn)考試方式為突破口，以營造物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的氛圍為重點(diǎn)，以推行“物理課專用教室”為目標(biāo)。
論文關(guān)鍵詞：物理,實(shí)驗(yàn)教學(xué),現(xiàn)狀,策略
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)?；仡櫸锢韺W(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過程，無論是經(jīng)典物理學(xué)的建立和發(fā)展，還是現(xiàn)代物理學(xué)的進(jìn)展都與物理實(shí)驗(yàn)息息相關(guān)。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開發(fā)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)造能力，在加強(qiáng)素質(zhì)教育的今天，顯得尤為突出，更加重要。然而，在現(xiàn)今物理教學(xué)中，由于受“應(yīng)試教育”及其它因素的影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)嚴(yán)重偏離了正常軌道，影響著物理教學(xué)健康發(fā)展。
1.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀
1.1.黑板上的實(shí)驗(yàn)。將學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程完全在黑板上講解，更有甚者直接用教科書講解，然后教師歸納出要點(diǎn)，讓學(xué)生死記硬背，并選取大量的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)練習(xí)題進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。因此出現(xiàn)了"做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)"，"講實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)"的荒謬作法，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“應(yīng)試”的泥潭里越陷越深。
1.2.大屏幕上的實(shí)驗(yàn)?？萍嫉娘w速發(fā)展，多媒體進(jìn)入課堂，使得部分教師過分追求、迷戀多媒體模擬物理實(shí)驗(yàn)，有的教師直接用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂實(shí)錄光盤或從網(wǎng)上下載的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還美其名曰現(xiàn)代化教學(xué)手段運(yùn)用。學(xué)生僅僅成為大屏幕上實(shí)驗(yàn)的觀看者，只能感受到課件的神奇畫面，忽略了實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作的本質(zhì)。
1.3.教師代替學(xué)生實(shí)驗(yàn)。為了省時(shí)省力，將大綱要求的必做學(xué)生實(shí)驗(yàn)改成課堂演示實(shí)驗(yàn)。教師從學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)儀器中拿出一套儀器在課堂上演示，用演示實(shí)驗(yàn)代替分組實(shí)驗(yàn)，教師的操作代替了學(xué)生的操作。本來是全體學(xué)生都要?jiǎng)邮謪⑴c其中的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，變成了教師一個(gè)人的獨(dú)角戲。教師雖然可以順利而完美將實(shí)驗(yàn)過程展示給學(xué)生，但喪失了學(xué)生親自體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作過程的機(jī)會(huì)。
2.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的根源分析
2.1.高考實(shí)驗(yàn)題的引導(dǎo)作用。高考物理實(shí)驗(yàn)考題畢竟是通過解答試卷，即筆試完成，盡管題型千變?nèi)f化，萬變不離其宗，內(nèi)容也始終離不開大綱規(guī)定的、教科書上的范圍。教師通過黑板上講實(shí)驗(yàn)、學(xué)生背實(shí)驗(yàn)，再通過大量的實(shí)驗(yàn)題反復(fù)鞏固訓(xùn)練，基本上可以達(dá)到高考應(yīng)試知識(shí)水平要求。
2.2.對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的不可替代性認(rèn)識(shí)不足。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅有助學(xué)生形成正確的概念，加深對(duì)規(guī)律的理解，增強(qiáng)分析、解決問題的能力，而且能直接培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和探索規(guī)律的能力，是其它任何手段不能替代的。
2.2.1.教師的功利思想。準(zhǔn)備一個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師需要事先熟悉實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)過程等，需要花費(fèi)比平時(shí)講課一倍或兩倍以上的時(shí)間和精力。一般學(xué)校，把上實(shí)驗(yàn)課和一般課等同看待，不多計(jì)工作量。另外，實(shí)驗(yàn)課主要是學(xué)生活動(dòng)，教師在組織教學(xué)上還要比平時(shí)上課更多的操心費(fèi)力。
2.2.2.學(xué)校的漠然置之。對(duì)教師不組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，學(xué)校方面往往是視而不見，置若罔聞。一是不做學(xué)生實(shí)驗(yàn)，不用配備更多的實(shí)驗(yàn)室，省資源；二是免得購進(jìn)足夠的實(shí)驗(yàn)儀器，省資金；最主要的是為應(yīng)對(duì)高考，教師講實(shí)驗(yàn)、學(xué)生用筆做“試題實(shí)驗(yàn)”不影響高考升學(xué)率。
3.改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的有效策略
3.1.改變高考物理實(shí)驗(yàn)的考試方式。
將高考物理實(shí)驗(yàn)的考試方式由單一的筆試變?yōu)楣P試+操作技能，也就是把考實(shí)驗(yàn)理論和考實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合起來?？荚嚦煽冇衫碚摽荚嚦煽兒筒僮骺荚嚦煽儍刹糠纸M成，二者的比例可為4∶6。操作考試是根據(jù)教學(xué)大綱的要求把實(shí)驗(yàn)操作能力要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)加以分解，并按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難易程度將考試分解為考基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)一般以大綱中規(guī)定必做的實(shí)驗(yàn)為主；綜合性實(shí)驗(yàn)考試是將不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行組合，綜合解決較復(fù)雜的問題，要求學(xué)生利用本實(shí)驗(yàn)手段去解決新的問題。實(shí)驗(yàn)操作技能考試（考核）的方式可以仿照各省市中考招生物理實(shí)驗(yàn)操作技能考試（考核）的模式，由省或市教育行政部門統(tǒng)一組織，在高考兩個(gè)月前實(shí)施。由于實(shí)驗(yàn)操作技能考試專業(yè)性很強(qiáng)，需要制定詳細(xì)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和事先培訓(xùn)物理教師等組成的專業(yè)監(jiān)考測(cè)試人員。為了防止考試作弊，可以在省內(nèi)各市之間交換專業(yè)監(jiān)考測(cè)試人員。
采用改變高考物理實(shí)驗(yàn)考試方式的方法雖然能一錘子定音，快捷有效，但操作方法很難，操作過程復(fù)雜。
3.2.營造物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的氛圍。
3.2.1.教育行政部門每年要對(duì)基層學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況進(jìn)行一次專項(xiàng)檢查，或者可以作為年度教學(xué)專項(xiàng)檢查中一項(xiàng)重要內(nèi)容進(jìn)行督導(dǎo)檢查。
3.2.2.定期開展學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能比賽，對(duì)獲獎(jiǎng)?wù)哌M(jìn)行表彰，對(duì)指導(dǎo)教師也要予以一定的獎(jiǎng)勵(lì)。
3.2.3.加強(qiáng)物理教師實(shí)驗(yàn)操作技能專題培訓(xùn)。雖然物理教師已經(jīng)具備一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論和技能，但隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)不斷更新，必然要求不斷提高教師的實(shí)驗(yàn)技能和專業(yè)水平。要求物理教師必須達(dá)到要求的實(shí)驗(yàn)操作技能標(biāo)準(zhǔn)，持證上崗，不達(dá)標(biāo)者不能再擔(dān)任物理課。
3.2.4.每節(jié)實(shí)驗(yàn)課工作量考核計(jì)分系數(shù)要大于平時(shí)上課的系數(shù)。比如，平時(shí)物理課系數(shù)為1.0，那么物理實(shí)驗(yàn)課的系數(shù)可為1.5.
3.2.5.定期舉行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)公開課比賽和教師實(shí)驗(yàn)操作技能比賽，對(duì)獲獎(jiǎng)教師進(jìn)行表彰，納入年度考核計(jì)分。
大力營造物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍的方法，是漸進(jìn)式的，方法簡(jiǎn)單，便于操作，但需要漫長的時(shí)間過程。
3.3.推行“物理課專用教室”。
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，學(xué)習(xí)物理知識(shí)需要從實(shí)驗(yàn)探究入手。所以，要能所有的物理課都在實(shí)驗(yàn)室里上課，即上物理課的教室就是實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室就是教室，教師邊講課邊實(shí)驗(yàn)，邊實(shí)驗(yàn)邊講課，學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊實(shí)驗(yàn)，邊實(shí)驗(yàn)邊學(xué)習(xí)，這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)到了物理知識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了操作技能和創(chuàng)造能力。
實(shí)施“物理課專用教室”的方法是最理想的方法，但需要足夠數(shù)量的實(shí)驗(yàn)室和配備足夠數(shù)量的實(shí)驗(yàn)儀器。
綜上所述，只有各方面形成共識(shí)，齊心協(xié)力，把物理教學(xué)真正移到以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)上來，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀才能得到改變。
以往的教學(xué)比較注重的是實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)中的操作，而忽視了實(shí)驗(yàn)后的反思和總結(jié)。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思，對(duì)進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)、深化實(shí)驗(yàn)、完善實(shí)驗(yàn)起者重要的作用。通過反思可總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，揭示實(shí)驗(yàn)本質(zhì)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。那么，物理實(shí)驗(yàn)之后應(yīng)反思些什么呢？
1、反思實(shí)驗(yàn)原理
圍繞實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行反思，可變通實(shí)驗(yàn)原理公式，使實(shí)驗(yàn)方案更為簡(jiǎn)潔，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確。例如，“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)原理公式是η＝Gh/Fs，需用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出重物的重力G，繩子自由端的拉力F，用刻度尺測(cè)出重物提升的高度h，繩子末端移動(dòng)的距離s。若反思一下實(shí)驗(yàn)原理公式可變通為：η= Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF 此時(shí)可只需用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出重物的重力G，繩子自由端的拉力F，觀察承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，即可方便地測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率。
2、反思實(shí)驗(yàn)方法
引導(dǎo)學(xué)生思維求異，尋求多種實(shí)驗(yàn)方案，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行反思，找出其特點(diǎn)和不足，從而優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，選取最佳策略。例如“測(cè)鹽水密度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可探求以下多種方法。方法一：⑴ 用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m1 ⑵ 燒杯內(nèi)倒入鹽水稱出總質(zhì)量m2 ⑶ 把燒杯內(nèi)的鹽水全部倒入量筒中，讀出鹽水的體積v ⑷計(jì)算：ρ=（m2－m1）/v；方法二：⑴用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1 ⑵把燒杯內(nèi)的水全部倒入量筒內(nèi)讀出鹽水的體積v ⑶用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m2 ⑷計(jì)算：ρ=（m1－m2）/v；方法三：⑴用天平稱出空量筒的質(zhì)量m1 ⑵量筒內(nèi)倒入適量的鹽水，讀出鹽水的體積v ⑶用天平稱出量筒和鹽水的總質(zhì)量m2 ⑷計(jì)算：ρ=（m2－m1）/v；方法四：⑴用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1 ⑵把燒杯內(nèi)的鹽水倒入量筒中一部分，讀出鹽水的體積v ⑶用天平稱出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m2 ⑷計(jì)算：ρ=（m1－m2）/v 引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以上四種方法進(jìn)行反思，方法一中，燒杯內(nèi)鹽水倒入量筒時(shí)，燒杯壁上沾有鹽水，使測(cè)出的鹽水的體積變小，密度變大；方法二中，燒杯內(nèi)鹽水倒入量筒后，燒杯內(nèi)壁沾有鹽水，用天平稱得空燒杯的質(zhì)量變大 ，算出鹽水的質(zhì)量變小。從而使所求鹽水的密度變??；方法三中，由于量筒高，放在天平上稱量易發(fā)生傾斜、歪倒，容易損壞儀器，不便于操作；方法四棄掉了以上三種方法弊端，使測(cè)量簡(jiǎn)潔而又準(zhǔn)確，確為最佳策略。
3、反思實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的現(xiàn)象，進(jìn)行深入地反思，可加深對(duì)物理規(guī)律的理解，增強(qiáng)學(xué)生分析判斷能力。例如“組成串、并聯(lián)電路”實(shí)驗(yàn)中，兩燈泡串聯(lián)時(shí)發(fā)現(xiàn)一只燈泡亮，另一只燈泡暗，學(xué)生提出疑問：“串聯(lián)電路中各處的電流相等，兩燈泡會(huì)同樣亮，怎么會(huì)一只亮一只暗呢？”為此，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思，決定燈泡亮暗的是燈泡的實(shí)際功率。根據(jù)P=I2R，串聯(lián)電路中電流相等，功率的大小取決于燈泡電阻的大小。一亮一暗是因?yàn)閮芍粺襞莸碾娮璨煌恋臒襞蓦娮璐?，暗的燈泡電阻小。如果其中一個(gè)燈泡電阻很小，實(shí)際功率很小，達(dá)不到亮的程度，則出現(xiàn)一亮一滅的現(xiàn)象。通過對(duì)上述現(xiàn)象的反思，使學(xué)生加深了對(duì)決定燈泡亮暗的是實(shí)際功率，而不單是電流或電阻大小的理解。
4、反思實(shí)驗(yàn)規(guī)律
讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)上，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因，深入反思實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，加深對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。例如在研究“凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中，把蠟燭放在2倍焦距以外，觀察到“倒立縮小的實(shí)像”，把蠟燭放在1倍焦距和2倍焦距之間，觀察到“倒立放大的實(shí)像”，把蠟燭放在焦點(diǎn)以內(nèi)，觀察到“正立放大的虛像”。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生反思，可總結(jié)出以下規(guī)律：⑴物體由2倍焦距向焦點(diǎn)移動(dòng)過程中，像逐漸變大。⑵物距小，像距大，像變大。反之亦成立⑶ 2倍焦距是成放大與縮小像的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，1倍焦距是成實(shí)像與虛像、正立與倒立的分界點(diǎn)。以上規(guī)律化的知識(shí)，學(xué)生印象深刻，為知識(shí)的遷移和靈活運(yùn)用打下了良好的基礎(chǔ)。
5、反思實(shí)驗(yàn)異同點(diǎn)
對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)，可進(jìn)行聯(lián)系與比較，反思實(shí)驗(yàn)異同點(diǎn)，更易使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，理解實(shí)驗(yàn)規(guī)律，鞏固知識(shí)與技能。例如做過“伏安法測(cè)電阻”，“伏安法測(cè)電功率” 實(shí)驗(yàn)后，提出以下問題引導(dǎo)學(xué)生反思：⑴兩實(shí)驗(yàn)根據(jù)的原理各是什么？⑵兩實(shí)驗(yàn)的電路圖是怎樣的？⑶兩實(shí)驗(yàn)共同用到的實(shí)驗(yàn)儀器有哪些？⑷兩實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的相同物理量是什么？通過以上問題，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，發(fā)表見解，展開討論，分析對(duì)比尋找異同點(diǎn)，有效地培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性和批判性。
6、反思實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有其操作的注意事項(xiàng)，引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行反思，認(rèn)清錯(cuò)誤操作的危害，從而規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，為順利完成實(shí)驗(yàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。例如“用電流表測(cè)電流”實(shí)驗(yàn)中，注意事項(xiàng)為：正負(fù)接線柱接法要正確，電流表串聯(lián)在電路中。讓學(xué)生反思：若正負(fù)接線柱接反了會(huì)產(chǎn)生什么后果？若電流表并聯(lián)在燈泡的兩端，會(huì)造成什么后果？
總上所述，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全方位、多角度反思，對(duì)深化實(shí)驗(yàn)，完善實(shí)驗(yàn)，拓展實(shí)驗(yàn)，活化實(shí)驗(yàn)，形成實(shí)驗(yàn)操作的技能與技巧有著重要的作用。教學(xué)中，教師注重引導(dǎo)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的發(fā)思和總結(jié)，不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，努力提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象、理解物理概念、驗(yàn)證物理公式定律、培養(yǎng)觀察能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的互動(dòng)教學(xué),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力,合作意識(shí),促進(jìn)學(xué)生物理創(chuàng)新思維的形成具有重大意義。農(nóng)村初中物理教學(xué)因?yàn)槭軐W(xué)校實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、學(xué)校師資力量、學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力等方面影響,在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中存在諸多問題。例如,一些邊遠(yuǎn)山區(qū)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不能滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求,教師為提高學(xué)生的考試成績,往往進(jìn)行“紙上談兵”式的實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓學(xué)生背實(shí)驗(yàn),這種教學(xué)不利于學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和物理科學(xué)素養(yǎng)的提升。針對(duì)農(nóng)村初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀,下面結(jié)合案例對(duì)農(nóng)村初中開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行分析探討。
一、教學(xué)背景
農(nóng)村初中物理教學(xué)與城市學(xué)校相比存在以下差異。
1.儀器設(shè)備不足
由于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件與城市的差異,部分農(nóng)村學(xué)校實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備陳舊、數(shù)量不足,不能滿足新課改后的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的要求。
2.教師重視不足
由于長期受應(yīng)試教育影響,部分農(nóng)村學(xué)校教師,對(duì)物理實(shí)驗(yàn)重視不夠,有的教師為了應(yīng)對(duì)考試,采取教師“做”實(shí)驗(yàn),學(xué)生“背”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。學(xué)生通過背記住實(shí)驗(yàn)儀器、步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)論,雖然一樣能考出好成就,但是這樣的教學(xué)只能培養(yǎng)出高分低能的學(xué)生,根本沒有發(fā)揮出物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)有作用。
3.學(xué)生差異較大
與城市學(xué)生相比,農(nóng)村學(xué)生動(dòng)手能力相對(duì)較差,且知識(shí)面窄。這就給物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)增加了難度。教師要尊重學(xué)生的差異,并通過引導(dǎo),讓學(xué)生大膽實(shí)踐,如通過增加家庭實(shí)驗(yàn)、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)。
二、教學(xué)特點(diǎn)
開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新性突破。開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),是對(duì)素質(zhì)教育的一種大膽探索,其教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和能力的研究型人才,這種教學(xué)方式是建立在學(xué)生主動(dòng)探索基礎(chǔ)上
的,鼓勵(lì)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí),在填鴨式的應(yīng)試教育模式下,課堂是教學(xué)的唯一場(chǎng)所,實(shí)驗(yàn)室是上實(shí)驗(yàn)課的唯一去處,教師設(shè)定的實(shí)驗(yàn)程序也是依據(jù)教材高設(shè)定的,忽略了學(xué)生的發(fā)散思維,創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性得到了充分發(fā)揮,能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
三、教學(xué)策略
1.營造開放環(huán)境
開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué),首先要營造開放的教學(xué)氛圍,教師應(yīng)尊重學(xué)生的主體作用,讓學(xué)生發(fā)揮自主潛能,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大膽設(shè)想、大膽實(shí)踐。避免教師“照本宣科”,學(xué)生“依樣畫葫蘆”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在教學(xué)中,教師可通過問題引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究,讓學(xué)生在開放的氛圍中學(xué)習(xí),這樣可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
2.自制儀器教具
自制儀器設(shè)備,一方面能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,另一方面也能解決農(nóng)村初中物理教學(xué)儀器設(shè)備不足的問題。例如,在學(xué)習(xí)了連通器原理之后,可要求學(xué)生用廢舊的飲料瓶、輸液器制作連通器;學(xué)習(xí)了杠桿原理后,讓學(xué)生自己動(dòng)手制作天平、桿秤、大力鉗、蹺蹺板等。
3.創(chuàng)設(shè)生活情境
物理來源于生活,同時(shí)又應(yīng)用于生活。在開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,通過生活情境的創(chuàng)設(shè),能豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,有效幫助學(xué)生理解物理現(xiàn)象。例如,在進(jìn)行水的三態(tài)變化教學(xué)中,我以冰糕“出汗”、冰糕熔化進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),并向?qū)W生提出“夏天的冰糕為什么‘出汗’”、“冬天的井水、泉水為什么‘冒熱氣’”、“為什么冬天戴眼鏡進(jìn)屋時(shí),眼鏡片上會(huì)出現(xiàn)水汽”等問題。這些問題來源于生活,能有效幫助學(xué)生理解相關(guān)的物理知識(shí),從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
4.神奇魔術(shù)實(shí)驗(yàn)
物理實(shí)驗(yàn)中充滿神奇,通過設(shè)計(jì)小魔術(shù)能引發(fā)學(xué)生的好奇心,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,使學(xué)生全身心地融入課堂。例如,在講氣體的壓強(qiáng)時(shí),可設(shè)計(jì)“會(huì)吃雞蛋的瓶子”的小實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)材料:剛煮熟的雞蛋、一個(gè)塑料瓶、一壺?zé)崴?
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)首先在細(xì)口塑料瓶(耐高溫)中到入開水;
(2)將剛煮熟的雞蛋剝?nèi)?
(3)把塑料瓶中的熱水倒掉;
(4)將雞蛋放在細(xì)口瓶的瓶口上。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:雞蛋被吸入瓶中。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生充滿好奇。為什么雞蛋能鉆進(jìn)細(xì)口瓶中?是誰給它神奇的力量?為了給學(xué)生揭開這種現(xiàn)象的神秘面紗,可不失時(shí)機(jī)地導(dǎo)入《空氣的壓強(qiáng)》。因?yàn)橐粋€(gè)小小的魔術(shù),讓課堂變得妙趣橫生。為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的好奇心,可結(jié)合生活實(shí)際,讓學(xué)生尋找生活中的壓強(qiáng)問題,為此將全班學(xué)生分成若干個(gè)小組,各小組展開競(jìng)賽,讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)自行設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)。通過課堂小魔術(shù)導(dǎo)入,及課后開放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)教學(xué)收到很好的效果。
5.設(shè)計(jì)家庭實(shí)驗(yàn)
開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué),打破了傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,并將實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到生活實(shí)踐中。初中物理新課程增加了課后實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)物理問題,尋找實(shí)驗(yàn)材料,自行設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)。例如,在學(xué)習(xí)了光的折射與散射后,可安排學(xué)生課后自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證光的色散。同學(xué)們各顯其能,充分利用生活中的實(shí)驗(yàn)材料,有的學(xué)生利用碎玻璃條黏結(jié)自制三棱鏡,利用三棱鏡進(jìn)行光的散射實(shí)驗(yàn);而有的學(xué)生利用一盆水、一面鏡子,將光的折射與散射結(jié)合起來,讓太陽光照到鏡子上,然后將鏡子反射的光照射到水盆中,水盆中的水再將鏡子的折射光反射到墻上,發(fā)現(xiàn)墻上出現(xiàn)彩虹一樣的顏色。因?yàn)榧彝?shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行,不受實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)空間、時(shí)間的限制,隨時(shí)都可以做。家庭小實(shí)驗(yàn)是一種完全自主開放的實(shí)驗(yàn),能充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。
6.組織社會(huì)實(shí)踐
社會(huì)是開放的大課堂,生活中的物理現(xiàn)象無處不在,教師可通過組織學(xué)生進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),豐富學(xué)生生活,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐能力。一些邊遠(yuǎn)山區(qū),學(xué)生家中沒有空調(diào)、沒有冰箱,但他們利用自己的智慧,一樣能享受到夏日的清涼。如利用周末時(shí)間組織學(xué)生去農(nóng)家小院,體驗(yàn)夏日清涼。院中一個(gè)壓水井,學(xué)生可以體驗(yàn)剛從井中提取的水特別涼。我們走進(jìn)地窖,一股涼風(fēng)從地下襲來,明顯感覺到地窖的溫度比外面低十多度。有的學(xué)生提出了問題:“為什么井水和地窖都是冬暖夏涼?”經(jīng)過一番辯論后,學(xué)生認(rèn)識(shí)到“冬暖夏涼”是我們自身對(duì)氣溫變化的感知。農(nóng)民朋友向我們講,其實(shí)井水的溫度和地窖的溫度,在冬天和夏天的溫度基本是一致的,只是因?yàn)楹屯獠繙囟炔罹嗵?我們才感覺到“冬暖夏涼”。農(nóng)民把地窖當(dāng)成天然的冰箱,把蔬菜水果放在地窖中保鮮。通過生活實(shí)踐活動(dòng),學(xué)生在開放的環(huán)境中,輕松學(xué)習(xí)物理知識(shí),提高了學(xué)習(xí)物理的興趣。
四、結(jié)束語
開放式教學(xué)促進(jìn)師生關(guān)系的和諧,提高了教師教學(xué)能力,讓學(xué)生在開放的物理實(shí)驗(yàn)中找到了學(xué)習(xí)的樂趣,也解決了農(nóng)村學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器不足的問題,培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的日新月異，知識(shí)在社會(huì)生活和社會(huì)發(fā)展中的含量越來越高，而以知識(shí)為基礎(chǔ)的知識(shí)經(jīng)濟(jì)越 來越受到世人矚目。決定個(gè)人命運(yùn)的主要因素，也已不再是掌握知識(shí)的多少，而在于更新知識(shí)創(chuàng)造知識(shí)的能力的大小 。創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力為基本價(jià)值取向的教育，它能夠使學(xué)習(xí)者通過對(duì)已有知識(shí)的學(xué)習(xí)，了解前人是怎樣解決具體問題的，從而模擬前人解決問題的思考方式，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上積累經(jīng)驗(yàn)，拓展視野，孕育創(chuàng)新。也就是說創(chuàng)新教育要求學(xué)生學(xué)習(xí)的是解決問題的方式方法，而不僅僅是知識(shí)的本身。因此，創(chuàng)新教育不應(yīng)只是一個(gè)時(shí)髦而響亮的口號(hào)，而應(yīng)落在工作的實(shí)處。
創(chuàng)新是事物發(fā)展過程中量的積累，是量變過程。同時(shí)創(chuàng)新又是創(chuàng)造，是事物的突變，是一個(gè)全新事物和方法，是事物發(fā)展過程中的質(zhì)變。物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠很好的體現(xiàn)這一質(zhì)變過程。我們下面就在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來探索創(chuàng)新教育的具體實(shí)施。
一、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路
創(chuàng)新不是憑空的胡編亂造，而是通過對(duì)客觀事物的觀察、分析、總結(jié)，在客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上來得到前人沒有得到的結(jié)果結(jié)論，或者是用前人的正確結(jié)論創(chuàng)建新的領(lǐng)域。如果把創(chuàng)新等同于建造空中樓閣，那是對(duì)創(chuàng)新的一個(gè)歪曲，是非常容易誤入唯心主義的泥潭的。
物理就是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，也就是物理的定義、定理、規(guī)律、定律都建立在大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)中，那么我們所說的實(shí)驗(yàn)也就不僅僅局限于現(xiàn)行初中物理教科書中所安排的十九個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，兩百一十一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)和若干課外小實(shí)驗(yàn)。我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在課上，也可以在課下；可以使用實(shí)驗(yàn)室所配備的器材，也可以自備自制教具，甚至可以使用我們?nèi)粘Ｉ钪械默F(xiàn)有物品，經(jīng)常用學(xué)生身邊的物品做實(shí)驗(yàn)，如用鉛筆和小刀做壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，用雪碧瓶做液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，用汽水瓶做大氣壓實(shí)驗(yàn)用眼藥瓶做物體的浮沉實(shí)驗(yàn)，用水和玻璃做光的色散實(shí)驗(yàn)等，這些器材學(xué)生更熟悉，更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊，物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力：大家一起來想一想，還可以用什么來說明我們要知道的內(nèi)容?；蛘?，這種類似的方法我們可以用來解決其他什么問題，等等。調(diào)動(dòng)學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新的意識(shí)和創(chuàng)新的精神。
總之，我們不是為做實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)，我們做實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)這種研究事物內(nèi)在聯(lián)系，研究問題的方法。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革
1、觀察是創(chuàng)新的前提
觀察是實(shí)驗(yàn)的第一步，也是創(chuàng)新的前提。沒有對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)是談不到創(chuàng)新的。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中首先應(yīng)該使學(xué)生知道：所謂觀察就是要有目的地辨明觀察對(duì)象的主要特征，注意發(fā)現(xiàn)引起變化的條件和原因，其次,要使學(xué)生了解觀察是要經(jīng)過一定的努力，克服一定的困難，才能發(fā)現(xiàn)問題，才能得到對(duì)事物的正確認(rèn)識(shí)和正確的結(jié)論。
需要指出的是：在教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生知道，觀察事物是科學(xué)方法中提取大量事實(shí)的第一步，也是我們要進(jìn)行任何創(chuàng)造和超越的第一步，我們所需要的不僅僅是大家觀察到的結(jié)果，更重要的是觀察這個(gè)活動(dòng)的本身，觀察在生活中無處不在。比如觀察水的沸騰實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生注意觀察在給水加熱的過程中，能看到什么?在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)同學(xué)討論觀察的方法和應(yīng)注意的問題?？梢蕴崾究吹降牟煌默F(xiàn)象是由不同的原因引起的，但是具體到是哪些原因，應(yīng)該由學(xué)生通過多次的實(shí)驗(yàn)得出一定的結(jié)論，而不是老師在黑板上把各種條件羅列出，再提供給學(xué)生實(shí)驗(yàn)。那樣做實(shí)際限制了學(xué)生的思維，是不利于學(xué)生形成創(chuàng)新思維的。
2、實(shí)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新。
人們的許多物理知識(shí)是通過觀察和實(shí)驗(yàn)認(rèn)真地加以思索和總結(jié)得到的。如對(duì)于彩虹，自然界在特定雨天后才能看到，平時(shí)看不到。在序言中教學(xué)中用三棱鏡做光的色散實(shí)驗(yàn)讓彩虹出現(xiàn)在教室里, 使學(xué)生感到新奇，通過這段教學(xué)師生共同討論，形成共識(shí)，知道什么是實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)就是在人工控制條件下使物理現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)供人們觀察的工作。通過實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)ξ锢硎聦?shí)獲得具體的明確的認(rèn)識(shí)，有助于理解物理概念和規(guī)律。那么在這里學(xué)習(xí)的就不是色散的知識(shí)，更重要的學(xué)習(xí)了這種探索事實(shí)根本的方法——實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)中要有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教育學(xué)生每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該：了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，正確使用儀器，作必要的記錄，得出相應(yīng)的結(jié)論整理好實(shí)驗(yàn)器材。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象和結(jié)果得出結(jié)論，做出正確的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。向?qū)W生適當(dāng)介紹一些物理學(xué)大師所做的物理實(shí)驗(yàn)以及所取得的成績，而在以后的學(xué)習(xí)中能夠運(yùn)用這些方法來探索知識(shí)。
3、重視方法的總結(jié)，動(dòng)手動(dòng)腦
科學(xué)方法提出這樣幾個(gè)步驟：收集大量資料，證據(jù)；總結(jié)分析；得出結(jié)論；提出意見和建議。實(shí)驗(yàn)做完了，結(jié)果出來了，我們的實(shí)驗(yàn)是不是就結(jié)束了？沒有。應(yīng)用才是我們的最終目的，這也完全符合唯物主義方法論中關(guān)于從實(shí)踐到理論再由理論到實(shí)踐的辨證原則。
當(dāng)學(xué)生做了基本實(shí)驗(yàn)后，教師應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)提出較高層次的要求－－做驗(yàn)證性的和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。比如在做完測(cè)平均速度的實(shí)驗(yàn)后應(yīng)該總結(jié)實(shí)驗(yàn)時(shí)所采用的物理方法：控制變量的方法，這種方法在物理的實(shí)驗(yàn)中是最常用的，是應(yīng)該掌握的。這樣在學(xué)完密度知識(shí)后根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所能提供的器材可以要求學(xué)生解決如何測(cè)金屬塊的密度問題，學(xué)生可以根據(jù)控制變量的方法提出設(shè)計(jì)方案，也可以提出一些具體問題，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這不僅對(duì)前面知識(shí)的應(yīng)用，也是一種對(duì)物理方法的使用。
運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)內(nèi)容推論后面的學(xué)習(xí)內(nèi)容是一種物理研究的思路，更是學(xué)生應(yīng)該掌握的物理方法之一。在這個(gè)研究的過程中也更容易有新的突破。在做固體融化的實(shí)驗(yàn)過程中（直接加熱），開始的實(shí)驗(yàn)結(jié)論和課本上總是不一致，學(xué)生甚至考慮了推翻課本的大膽想法。在引導(dǎo)學(xué)生考慮小學(xué)學(xué)習(xí)的熱平衡的知識(shí)后，就有學(xué)生考慮是不是加熱不均勻的問題，通過討論，最終使用了水浴的方法來解決了問題，結(jié)論與課本基本一致。這就是運(yùn)用來探討新知識(shí)新方法，在探討中學(xué)生也品嘗到了成功的喜悅。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)中的新意識(shí)
教師對(duì)教學(xué)目標(biāo)的完成情況進(jìn)行評(píng)估，為制訂下一個(gè)目標(biāo)做準(zhǔn)備，這是一個(gè)學(xué)科目標(biāo)的結(jié)束。如果說學(xué)生 已經(jīng)掌握了知識(shí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，形成了相應(yīng)的技能技巧，那么教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行總結(jié)，學(xué)生掌握了 什么，超越了什么？誰做得最好，由教師和學(xué)生總結(jié)這個(gè)的經(jīng)驗(yàn)，從而形成再創(chuàng)新能力，這個(gè)環(huán)節(jié)是必不可少的。
在以往的教學(xué)評(píng)價(jià)當(dāng)中，往往是以學(xué)生的一次次考試的成績來評(píng)價(jià)每一個(gè)學(xué)生，在具有創(chuàng)新意識(shí)的 教育教學(xué)過程中，這個(gè)評(píng)價(jià)方法自然也應(yīng)該有所改進(jìn)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)似乎成了其中的重點(diǎn)。新的評(píng)價(jià)觀點(diǎn)不僅僅應(yīng)該看到學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)中的熟練程度、準(zhǔn)確程度，更應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)中解決問題的能力。由于這種評(píng)價(jià)還在起步當(dāng)中，在實(shí)際操作時(shí)就更應(yīng)該努力避免死板缺乏創(chuàng)造力的觀點(diǎn)(文秘站:)，這也是我們努力的方向之一。
總之,創(chuàng)新教育能使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),開發(fā)智力提高素質(zhì), 增加了鍛煉的機(jī)會(huì),增強(qiáng)了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的意識(shí)。而其在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體實(shí)施，也會(huì)給我們培養(yǎng)大量的適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)需要的人材提供一個(gè)可行的方式方法。
搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)是全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑,也是利用和開發(fā)課程資源的表現(xiàn)。怎樣更好地開發(fā)和利用實(shí)驗(yàn)資源呢?筆者結(jié)合自己實(shí)際教學(xué)略談三點(diǎn),希望老師們提出意見。
一、挖掘?qū)嶒?yàn)室資源,提高實(shí)驗(yàn)器材的利用率
1.開放實(shí)驗(yàn)室,增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)次數(shù)。
要充分地開發(fā)和利用實(shí)驗(yàn)室的豐富課程資源,必須改變實(shí)驗(yàn)室的封閉式管理狀態(tài),通過建立開放性實(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)利用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行各種探究活動(dòng)。探究題目可來源于教材或課外習(xí)題,根據(jù)題目猜想假設(shè)、制定計(jì)劃、選擇器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析論證、評(píng)估交流,讓學(xué)生自由探究。這一活動(dòng)對(duì)突破教學(xué)難點(diǎn)和提高學(xué)生探究能力大有裨益。
2.開發(fā)實(shí)驗(yàn)器材,力爭(zhēng)做到一物多用。
如何能充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,讓實(shí)驗(yàn)器材的性價(jià)比更高,這是新課改對(duì)實(shí)驗(yàn)老師提出的新課題。在教育教學(xué)中,我們開動(dòng)腦筋,不斷嘗試將實(shí)驗(yàn)室里的器材加以組合或開發(fā),可以讓一個(gè)器材完成更多的實(shí)驗(yàn)探究。比如:試管,我們可以充分發(fā)揮試管在教育教學(xué)中的作用,利用試管探究音調(diào)問題。用嘴對(duì)著空試管吹,讓其發(fā)聲,再在試管中加一些水,再對(duì)著試管口吹氣,讓學(xué)生去體會(huì)聲音的不同,從而去感覺音調(diào);在學(xué)氣壓強(qiáng)的時(shí)候,可以做“大小試管”的實(shí)驗(yàn)(圖1),讓學(xué)生體會(huì)大氣壓強(qiáng)的存在。在學(xué)習(xí)浮力的時(shí)候,可以利用試管制作浮沉子(圖2)演示上浮、懸浮、下沉。還可以制作潛水艇模型演示潛水艇原理(圖3);再如:激光筆和平面鏡是用來探究光的反射規(guī)律的,我們還可以用它改變光傳播路徑的功能將桌面發(fā)生的微小形變加以放大(圖4),使學(xué)生看的更清楚。以上實(shí)例說明其實(shí)只要我們開動(dòng)腦筋、多思考、充分利用實(shí)驗(yàn)器材,開發(fā)更多的實(shí)驗(yàn),讓實(shí)驗(yàn)器材可以發(fā)揮更大的作用。
二、挖掘生活資源,體會(huì)生活處處皆物理
1.用身體做實(shí)驗(yàn)。
身體是學(xué)生自身的物理實(shí)驗(yàn)資源,每個(gè)人都有且不受時(shí)間、地點(diǎn)的影響,隨時(shí)隨地可以進(jìn)行。通過切身的體驗(yàn)更能加深理解所學(xué)知識(shí)。例如:在研究聲音產(chǎn)生的條件時(shí),可讓學(xué)生用手摸自己發(fā)聲時(shí)聲帶的振動(dòng);在學(xué)習(xí)杠桿的應(yīng)用時(shí),可讓學(xué)生用手拿字典,感受費(fèi)力杠桿省距離;在研究摩擦力的時(shí)候,可讓學(xué)生兩手心相對(duì),感受兩手滑動(dòng)時(shí)摩擦力的存在。通過增加兩手的壓力,感受摩擦力的變化;學(xué)習(xí)做功改變物體內(nèi)能時(shí),可讓學(xué)生雙手互相搓一搓,體會(huì)溫度變化;學(xué)習(xí)氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系時(shí),讓學(xué)生吸氣和呼氣體會(huì)體積變化等等。實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單,又加深印象,一舉兩得。
2.用生活、學(xué)習(xí)用品做實(shí)驗(yàn)。
用日常器具做實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)便、直觀、原理單一,有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新意識(shí)。在實(shí)際教學(xué)中我力爭(zhēng)壇壇罐罐當(dāng)儀器,拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)。例如用生活用品做實(shí)驗(yàn):用飯盆研究聲音產(chǎn)生的原因;用尺做實(shí)驗(yàn)說明弦樂器的音調(diào)與長度的關(guān)系;用塑料尺研究摩擦起電;用手表的鬧鐘功能研究材料的隔聲性能;用美術(shù)課用的顏料研究顏料的混合;用易拉罐研究小孔成像;用小鋼勺研究凸面鏡和凹面鏡的成像規(guī)律;用籃球、足球、乒乓、研究日食、月食;用玻璃水杯研究凸透鏡的會(huì)聚作用和慣性;近視眼鏡研究凹透鏡的成像;塑料尺觀察光的折射;音樂卡研究電路的組成等等。再如用學(xué)習(xí)用品做實(shí)驗(yàn):學(xué)習(xí)流體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)時(shí),可以讓學(xué)生拿兩張白紙做實(shí)驗(yàn);學(xué)習(xí)慣性時(shí)可以用小紙條和鋼筆帽做實(shí)驗(yàn);學(xué)習(xí)壓力作用效果時(shí),可以用手抵住削尖的鉛筆兩端來感受面積不同效果不同;學(xué)習(xí)滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦?xí)r,可利用幾根鉛筆放在文具盒下面拉動(dòng)文具盒體會(huì)相同條件下滾動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦等等。
三、開展自制教具活動(dòng),培養(yǎng)師生創(chuàng)新能力
新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)、探究、實(shí)踐活動(dòng)提出了更高、更新的要求。學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材配置雷同、整齊劃一,不利于教師個(gè)性化教學(xué),同時(shí)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展也受到了極大限制。所以我與學(xué)生,群策群力,大力開展自制教具活動(dòng)。例如:在研究阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)中,需要用溢水杯來完成實(shí)驗(yàn),但由于實(shí)驗(yàn)室溢水杯數(shù)量很少,分組實(shí)驗(yàn)的可能性極小,這樣我動(dòng)員學(xué)生自制溢水杯。學(xué)生找來易拉罐和氣嘴,做出很有實(shí)用價(jià)值的溢水杯,不但解決了難題而且提高學(xué)生動(dòng)手能力。再如:在學(xué)習(xí)電磁繼電器時(shí),課本上沒有安排什么相應(yīng)實(shí)驗(yàn),學(xué)生分析和接受起來有一定的難度。為此我指導(dǎo)學(xué)生利用廢舊起輝器中的雙金屬片(受熱彎曲)、紅綠發(fā)光二極管、電磁繼電器、電源計(jì)了一個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器來演示電磁繼電器電路的工作情況(電路圖如圖5)。制作完成后,把該裝置分別放在各班教室,讓學(xué)生們課下自己觀察、實(shí)驗(yàn),極大地激發(fā)學(xué)生的熱情,同時(shí)制作者也有一種成就感。這一舉措備受廣大學(xué)生的青睞。
有些課本上的實(shí)驗(yàn)按課本上的裝置來操作很難完成,這樣我就和學(xué)生一起研究如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)出新的教具,順利完成實(shí)驗(yàn)。如:“探究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)教師采取講實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行教學(xué),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中要求勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),只有這樣物體在水平方向上才受平衡力,摩擦力才等于拉力,而實(shí)際操作中很難實(shí)現(xiàn)勻速拉動(dòng),成功的可能性非常小。
搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)是全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑,也是利用和開發(fā)課程資源的表現(xiàn)。怎樣更好地開發(fā)和利用實(shí)驗(yàn)資源呢?筆者結(jié)合自己實(shí)際教學(xué)略談三點(diǎn),希望老師們提出意見。
一、挖掘?qū)嶒?yàn)室資源,提高實(shí)驗(yàn)器材的利用率
1.開放實(shí)驗(yàn)室,增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)次數(shù)。
要充分地開發(fā)和利用實(shí)驗(yàn)室的豐富課程資源,必須改變實(shí)驗(yàn)室的封閉式管理狀態(tài),通過建立開放性實(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)利用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行各種探究活動(dòng)。探究題目可來源于教材或課外習(xí)題,根據(jù)題目猜想假設(shè)、制定計(jì)劃、選擇器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析論證、評(píng)估交流,讓學(xué)生自由探究。這一活動(dòng)對(duì)突破教學(xué)難點(diǎn)和提高學(xué)生探究能力大有裨益。
2.開發(fā)實(shí)驗(yàn)器材,力爭(zhēng)做到一物多用。
如何能充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,讓實(shí)驗(yàn)器材的性價(jià)比更高,這是新課改對(duì)實(shí)驗(yàn)老師提出的新課題。在教育教學(xué)中,我們開動(dòng)腦筋,不斷嘗試將實(shí)驗(yàn)室里的器材加以組合或開發(fā),可以讓一個(gè)器材完成更多的實(shí)驗(yàn)探究。比如:試管,我們可以充分發(fā)揮試管在教育教學(xué)中的作用,利用試管探究音調(diào)問題。用嘴對(duì)著空試管吹,讓其發(fā)聲,再在試管中加一些水,再對(duì)著試管口吹氣,讓學(xué)生去體會(huì)聲音的不同,從而去感覺音調(diào);在學(xué)氣壓強(qiáng)的時(shí)候,可以做“大小試管”的實(shí)驗(yàn)(圖1),讓學(xué)生體會(huì)大氣壓強(qiáng)的存在。在學(xué)習(xí)浮力的時(shí)候,可以利用試管制作浮沉子(圖2)演示上浮、懸浮、下沉。還可以制作潛水艇模型演示潛水艇原理(圖3);再如:激光筆和平面鏡是用來探究光的反射規(guī)律的,我們還可以用它改變光傳播路徑的功能將桌面發(fā)生的微小形變加以放大(圖4),使學(xué)生看的更清楚。以上實(shí)例說明其實(shí)只要我們開動(dòng)腦筋、多思考、充分利用實(shí)驗(yàn)器材,開發(fā)更多的實(shí)驗(yàn),讓實(shí)驗(yàn)器材可以發(fā)揮更大的作用。
二、挖掘生活資源,體會(huì)生活處處皆物理
1.用身體做實(shí)驗(yàn)。
身體是學(xué)生自身的物理實(shí)驗(yàn)資源,每個(gè)人都有且不受時(shí)間、地點(diǎn)的影響,隨時(shí)隨地可以進(jìn)行。通過切身的體驗(yàn)更能加深理解所學(xué)知識(shí)。例如:在研究聲音產(chǎn)生的條件時(shí),可讓學(xué)生用手摸自己發(fā)聲時(shí)聲帶的振動(dòng);在學(xué)習(xí)杠桿的應(yīng)用時(shí),可讓學(xué)生用手拿字典,感受費(fèi)力杠桿省距離;在研究摩擦力的時(shí)候,可讓學(xué)生兩手心相對(duì),感受兩手滑動(dòng)時(shí)摩擦力的存在。通過增加兩手的壓力,感受摩擦力的變化;學(xué)習(xí)做功改變物體內(nèi)能時(shí),可讓學(xué)生雙手互相搓一搓,體會(huì)溫度變化;學(xué)習(xí)氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系時(shí),讓學(xué)生吸氣和呼氣體會(huì)體積變化等等。實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單,又加深印象,一舉兩得。 2.用生活、學(xué)習(xí)用品做實(shí)驗(yàn)。
用日常器具做實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)便、直觀、原理單一,有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新意識(shí)。在實(shí)際教學(xué)中我力爭(zhēng)壇壇罐罐當(dāng)儀器,拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)。例如用生活用品做實(shí)驗(yàn):用飯盆研究聲音產(chǎn)生的原因;用尺做實(shí)驗(yàn)說明弦樂器的音調(diào)與長度的關(guān)系;用塑料尺研究摩擦起電;用手表的鬧鐘功能研究材料的隔聲性能;用美術(shù)課用的顏料研究顏料的混合;用易拉罐研究小孔成像;用小鋼勺研究凸面鏡和凹面鏡的成像規(guī)律;用籃球、足球、乒乓、研究日食、月食;用玻璃水杯研究凸透鏡的會(huì)聚作用和慣性;近視眼鏡研究凹透鏡的成像;塑料尺觀察光的折射;音樂卡研究電路的組成等等。再如用學(xué)習(xí)用品做實(shí)驗(yàn):學(xué)習(xí)流體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)時(shí),可以讓學(xué)生拿兩張白紙做實(shí)驗(yàn);學(xué)習(xí)慣性時(shí)可以用小紙條和鋼筆帽做實(shí)驗(yàn);學(xué)習(xí)壓力作用效果時(shí),可以用手抵住削尖的鉛筆兩端來感受面積不同效果不同;學(xué)習(xí)滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦?xí)r,可利用幾根鉛筆放在文具盒下面拉動(dòng)文具盒體會(huì)相同條件下滾動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦等等。
三、開展自制教具活動(dòng),培養(yǎng)師生創(chuàng)新能力
新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)、探究、實(shí)踐活動(dòng)提出了更高、更新的要求。學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材配置雷同、整齊劃一,不利于教師個(gè)性化教學(xué),同時(shí)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展也受到了極大限制。所以我與學(xué)生,群策群力,大力開展自制教具活動(dòng)。例如:在研究阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)中,需要用溢水杯來完成實(shí)驗(yàn),但由于實(shí)驗(yàn)室溢水杯數(shù)量很少,分組實(shí)驗(yàn)的可能性極小,這樣我動(dòng)員學(xué)生自制溢水杯。學(xué)生找來易拉罐和氣嘴,做出很有實(shí)用價(jià)值的溢水杯,不但解決了難題而且提高學(xué)生動(dòng)手能力。再如:在學(xué)習(xí)電磁繼電器時(shí),課本上沒有安排什么相應(yīng)實(shí)驗(yàn),學(xué)生分析和接受起來有一定的難度。為此我指導(dǎo)學(xué)生利用廢舊起輝器中的雙金屬片(受熱彎曲)、紅綠發(fā)光二極管、電磁繼電器、電源計(jì)了一個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器來演示電磁繼電器電路的工作情況(電路圖如圖5)。制作完成后,把該裝置分別放在各班教室,讓學(xué)生們課下自己觀察、實(shí)驗(yàn),極大地激發(fā)學(xué)生的熱情,同時(shí)制作者也有一種成就感。這一舉措備受廣大學(xué)生的青睞。
有些課本上的實(shí)驗(yàn)按課本上的裝置來操作很難完成,這樣我就和學(xué)生一起研究如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)出新的教具,順利完成實(shí)驗(yàn)。如:“探究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)教師采取講實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行教學(xué),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中要求勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),只有這樣物體在水平方向上才受平衡力,摩擦力才等于拉力,而實(shí)際操作中很難實(shí)現(xiàn)勻速拉動(dòng),成功的可能性非常小。
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,其理論規(guī)律都建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上.有效開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生探索物理的興趣,加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解.實(shí)際教學(xué)中,很多教師以演示類或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,局限了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式,不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,不能有效培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力,教學(xué)效果并不顯著.本文從改變教學(xué)模式、加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、開展課外活動(dòng)等方面談在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中落實(shí)創(chuàng)新教育的一點(diǎn)體會(huì).
一、改變教學(xué)模式,激活學(xué)生思維
演示性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一直是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所固有的教學(xué)模式,實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生總是在教師一個(gè)口令一個(gè)動(dòng)作的具體指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)總是以教師為主,學(xué)生思維得到束縛,創(chuàng)新能力得不到有效培養(yǎng).因此,教師應(yīng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,增加探究性實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生自主探究,提高教學(xué)效果.例如,教學(xué)中的“歐姆定律”:“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”時(shí),教師可以讓學(xué)生分組討論:(1)猜想電流與電壓、電阻的關(guān)系是什么?(2)采用什么樣的實(shí)驗(yàn)方法,為什么要用這樣的方法?我們學(xué)過的實(shí)驗(yàn)還有哪些用此方法?(3)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:①實(shí)驗(yàn)需要的器材?②如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟?③如何設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)?④如何用圖像法分析數(shù)據(jù)并歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?老師要讓各組學(xué)生討論出每組的實(shí)驗(yàn)方案并指出實(shí)驗(yàn)要注意的問題是什么?指出各個(gè)器材在實(shí)驗(yàn)中的用途,最后老師與學(xué)生共同探討出最好的實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)于每組同學(xué)的方案老師可以指導(dǎo)學(xué)生指出對(duì)方的不足或錯(cuò)誤及如何改進(jìn).這樣的實(shí)驗(yàn)課堂,既能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,又能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體地位;既可以打破傳統(tǒng)僵化的教學(xué)模式,用電流、電壓和電阻之間的奇妙關(guān)系來激發(fā)學(xué)生的求知欲,可以大大激活學(xué)生思維,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力墊下良好的基礎(chǔ).
二、加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是學(xué)生自主開展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),也是學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)形成的基本過程,對(duì)提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)有著積極的促進(jìn)作用.因此,教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的基本技能和能力,加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手練習(xí),促使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ).例如,教學(xué)“伏安法測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)中,教師要先從小處入手,讓學(xué)生討論電路中電流表和電壓表的連接方法和使用特征,引導(dǎo)學(xué)生通過歐姆定律的估算法,確保實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇合適的量程,并讓學(xué)生對(duì)比歐姆定律的實(shí)驗(yàn)電路圖找出兩實(shí)驗(yàn)的異同點(diǎn).促使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)和探索電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)就可以在一定程度上拋開課本,不必完全按照課本所要求的實(shí)驗(yàn)方法來動(dòng)手操作,對(duì)促使學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新有一定的益處.通過這種方法,既可以幫助學(xué)生深化實(shí)驗(yàn)原理,掌握電學(xué)方面的物理知識(shí),又可以通過促使學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦中學(xué)會(huì)觀察和思考,提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)驗(yàn)問題的能力,繼而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維.
三、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,無論是演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生實(shí)驗(yàn),給出的實(shí)驗(yàn)步驟往往是固定和單一的,致使學(xué)生習(xí)慣在教材中尋找實(shí)驗(yàn)方法,按照步驟一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不利于學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng).為改變這種現(xiàn)象,教師可以有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,給學(xué)生提供更多思維發(fā)展的空間,在不違反實(shí)驗(yàn)基本規(guī)律的前提下讓學(xué)生來設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)步驟,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).例如,在 “探究物體質(zhì)量和其體積之間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),教師可以提出這樣的問題:“我們可以選擇哪些物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)象”、“實(shí)驗(yàn)時(shí)我們需要哪些工具”、“為了更好地探究物體質(zhì)量和其體積之間的關(guān)系,我們需要哪些實(shí)驗(yàn)步驟”等.學(xué)生根據(jù)教師循序漸進(jìn)的問題會(huì)逐步思考實(shí)驗(yàn)所需的對(duì)象、工具以及步驟等,從而對(duì)實(shí)驗(yàn)得出一個(gè)相對(duì)完整的認(rèn)識(shí),這樣,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)根據(jù)自己的理解,獨(dú)立思考添加一些步驟或工具等,完成探索物體質(zhì)量和體積之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn).通過這種方法,既可以深化學(xué)生對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)的理解,又可以引導(dǎo)學(xué)生初步完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),落實(shí)創(chuàng)新教育有積極作用.
四、拓展課外實(shí)驗(yàn)探究,延伸學(xué)生創(chuàng)新精神
實(shí)施創(chuàng)新教育不是一蹴而就的,物理課時(shí)有限,教材內(nèi)容繁多,簡(jiǎn)單地依靠物理實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力并不實(shí)際,因此,教師應(yīng)打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式,有意識(shí)地開展課外實(shí)驗(yàn),在引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的同時(shí),為學(xué)生拓展創(chuàng)新平臺(tái),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神,提高教學(xué)效果.如,在教學(xué)“測(cè)定鹽水的密度”實(shí)驗(yàn)時(shí),可以組織學(xué)生開展一個(gè)“探索測(cè)定鹽水密度最好方法”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位,設(shè)計(jì)出自己認(rèn)為最好的實(shí)驗(yàn)方法,然后讓教師評(píng)比哪個(gè)小組的方法最好最實(shí)用.如,根據(jù)ρ=m/V的原理,使用天平和量筒、燒杯進(jìn)行測(cè)量,討論找出誤差最小的實(shí)驗(yàn)步驟;使用天平、燒杯、水和鹽水,用等積法測(cè)量鹽水密度;使用密度計(jì)直接測(cè)量液體密度的方法;通過彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、金屬塊、水、鹽水、細(xì)線并利用浮力的知識(shí)也可以探討出測(cè)量方法.通過這些方法,既可以做好課堂教學(xué)的延伸,鞏固學(xué)生知識(shí),又可以以小組活動(dòng)的形式激發(fā)學(xué)生探索興趣,拓展學(xué)生想象力,有效培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神.
總之,傳統(tǒng)僵化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,嚴(yán)重束縛了學(xué)生思維能力的發(fā)展,打擊了學(xué)生主動(dòng)探索的積極性,無法有效落實(shí)創(chuàng)新教育.為了激活學(xué)生思維、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、激活學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神,為落實(shí)創(chuàng)新教學(xué)打下基礎(chǔ),教師應(yīng)從改變教學(xué)模式、加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和拓展課外實(shí)驗(yàn)探究等方面入手,改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神,提高學(xué)生設(shè)計(jì)問題、解決問題的能力,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索求知的欲望,提高教學(xué)效果.
