美国着名的物理学家密立根曾说过:“科学靠两条腿走路,一是理论,一是实验,有时一条腿走在前面,有时另一条腿走在前面,但只有两条腿才能前进。”可见理论基础,与实验在物理的学习中具有同样的重要性的,但实验部分往往是在中学阶段的教师最容易忽略的部分。物理科学是一门实验科学,在义务教育阶段应让学生通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,逐步学习物理规律,构建物理概念,学习科学方法,逐步树立科学的世界观。
中学物理教学过程是培养学生学习物理兴趣,使其逐步具备初步观察事物、分析问题解决问题能力的关键环节。中学阶段的学生对概念的理解能力还不是很强,这就使物理教学中的演示实验成为中学教学的一种重要手段,是学生学习物理知识的一种基本方法和途径,在教学中起着非常重要的作用。
一.适当改变实验方法
由于现在的学生思维开阔,以及现在网络的普及大量的信息都涌入学生们头脑中,他们有自己的思想,对书本上的知识都有自己独到的见解,这就要求教师不断的向学生学习,不断的扩充自己的知识含量,想出课堂试验中会发生的各种问题及相应的对策。就拿我们在初中学过的“吞鸡蛋的瓶子”这个很普通的实验来说。通常情况下,教师都是按照教学大纲和教材上的内容按部就班的来完成这个实验:首先用镊子夹取一块酒精棉,然后将酒精棉点燃放入事先准备好的一个恰当的圆口瓶中,最后将一个煮熟的鸡蛋放在瓶口。实验的现象马上就会出现, 瓶口将鸡蛋一点一点的“吞”了下去。这个实验的目的在于告诉大家一个关于大气压强的原理:当瓶中燃烧的酒精棉消耗氧气的时候,瓶内的压强会随之减小,当瓶外的大气压高于瓶内的大气压时,就能将鸡蛋压倒瓶内。这个演示实验在教材上用了很多年了,也许有的同学在上这节课之前就已经了解或知道了这个实验,老师如果做到这里为止,那么学生可能就会感到很无趣,这使得老师很难达到预期的教学效果,也不易将学生的注意力集中在课堂上,接下来的教学任务也会很难完。这就得需要教师多动动脑筋了。教师可以将前面的实验当成一个铺垫,而实验的重点可以放在后面,这是教师可以提出这样一个问题:“请问,谁能告诉我一个方法,可以将鸡蛋取出来,当然前提是不能将我的瓶子打碎,当然也不能将鸡蛋弄坏。”这里教师需要注意自己的语言,最好能做到幽默有趣,故作神秘,掉足学生的胃口。将课堂放手给学生自己,将学生们分成若干小组,按班级的人数多少每组人一般为5—8人,在教师的引导下让学生们用这节课所学到的相关知识来解答问题,最后每组选一名代表来阐述组内的讨论结果。教师应肯定学生们的正确想法,而错误的想法也应给予肯定,并指出其错误的原因。教师在最后将自己的想法接受给大家, 在这里可以随意发挥,在语言上动作上幽默些,将瓶子倒过来,将鸡蛋尽量把瓶口密封,然后运足了气,对瓶口猛的吹气,迅速的移开,瓶子里的鸡蛋会猛地飞出, 在做这个实验时用瓶子越大效果会越明显。最后教师再试着让学生们用所学的知识来解答这一现象,进行分组讨论后由学生们来总结原因。将老试验用新的方法做出来会受到意想不到的效果,可以激发学生的兴趣,让学生们主动思考,活跃课堂气氛,由原来被动的听课变为主动的思考。一个热烈的课堂气氛使在课堂中的学生们变得生气勃勃,产生积极的学习动机,同时在和谐的气氛中也不知不觉的培养出了学生的能力。
二.培养学生自己动手
随着传统的教学方法逐渐顺应当今学生的发展水平,新的课程改革在全国各地普遍的实行起来,探究式学习方式成为了现在课堂教学的主要方式。探究学习是学生从问题或任务出发,通过形式多样的探究活动,以获得知识和技能、发展能力、培养情感为目的的学习方式,能够多方面的培养学生的动手、观察和思维的能力。原来课堂教学中由老师进行的演示实验,现在,在有条件的情况下要进行学生的分组实验,让学生对知识进行探究式学习,由学生得出结论,总结出知识。教师要调动学生学习的兴趣,激励学生主动的去思维、探索和创新。然后针对情景让学生提出问题,教师适当的整理问题,并揭示教学目标。像初中物理大气压强那节课,书上有个叫“吹不出去的乒乓球”的课堂演示实验。教师总是会按照书上的要求从瓶口处使劲吹气,让学生设想产生这种现象的原因。可是,吹乒乓球的方法有很多种,例如如果不用力吹的话,会怎样呢?如果不是从瓶口吹又是怎样的呢?这就是我们需要多加思考的地方,要考虑到多方面的内容,在课堂上对学生进行讲解。但是,根据课堂要求的不同教师也可以让学生自制简易试验装置,将废弃的矿泉水瓶剪掉一半再加上乒乓球,就可以完成简易的实验装置。然后让学生进行两到三人为一组的小组实验,让学生用所能想出的各种方法的去吹乒乓球。通过一系列的实验学生会发现,用不同的方法去吹乒乓球,产生的现象各不相同。接着让学生试着猜想用不同的方法去吹乒乓球所产生各种不同现象的原因。然后教师依据学生提出的问题,激发学生继续发散思维并大胆猜想,教师适时给予必要的引导,从而确定实验要探究的问题。这样不仅可以培养学生的独立创新能力,还可以培养学生对问题的分析和探究能力。
三.恰当运用先进教学设备
传统的物理教学中的实验具有局限性。安全方面:有些实验可能会使学生发生意外并造成对自身的伤害,又或者由于实验操作不当对一起实验人员带来损害,为此, 则会有诸多的实验要求,而一些难度较大或是需要珍贵仪器的实验就不会让学生亲自来做。客观方面。有些实验会因为需要的时间较长,无法在有限的教学时间内实现从而不在课堂进行演示,像布朗运动等。有些教师也会因为学校缺少实验所需的设备以至于在教学过程中用“口述”或“笔画”来代替。实验的效果方面:有些实验则由于实验效果不理想或很难成功等等因素,容易对学生所学习知识的正确性产生误导作用,增加学生理解知识的难度,像机械波的相关演示实验。这事就需要使用多媒体设备,将实验过程直观的演示给学生。多媒体设备所演示的实验具有动画的立体效果、直观的各种图形、清净的相互交融等优势,能给学生带来丰富的感官享受,适合中学生的学习情况,更加容易的让中学生接受。多媒体课件中的图像、图表、动画音响等都能够激发学生的形象思维,发展学生的空间想象能力,给学生以立体感受,让学生能够通过自己的认知冲突更好的理解记忆知识。多媒体课件可以模拟某些试验中的环境及条件,将现实生活中很难见到的景象呈现在学生面前。它还可以将一些课堂演示效果不明显的实验,直观、清晰的展现出来,让学生更易理解,以便达到更好的教学效果。
物理学是一门以观察和实验为基础的学科,而物理实验更是物理课的魅力所在,并在物理教学中占据着不可替代的重要地位。而且,通过实验,不仅仅提高了学生学习物理的兴趣,培养了他们的实践能力、分析能力,更重要的是可以使他们形成严谨的、实事求是的世界观、规律等重要作用。所以,在中学的教学过程中,应更注重物理实验的重要性,要以学生为主合理的进行实验教学,这样才能培养出更适合当今社会的人才。
