还原物理实验常态 提高学生探究能力

汤海英

摘要 物理学是一门实验科学。在物理探究式教学中,实验课堂是培养学生动手实践能力和创新思维能力的重要教学模式。试从当前高中物理教学现状出发,提出几点对“还原物理实验课堂的策略”的浅见。

关键词 实验课堂;探究式教学;实践能力;创新能力

在传统物理课堂教学中,教师是课堂的“主宰”,学生绝大部分时间处于被动接受状态,学生学得累,而且不会自己思考问题,没有主动学习,而是接受学习。在轰轰烈烈的课改和探究教学活动中,一个中心思想就是教师指导完全为学生主动学习服务,创造一切可能条件,使学生最大限度地发挥自己的潜能,学会学习。

物理学是一门实验科学。物理实验是获得感性材料、探索物理规律、认识物理世界的基本手段,也是检验物理理论的唯一标准。物理学来自于生产、生活和科学实验,所以观察和实验是学习和研究物理最基本的方法。通过物理实验及其教学可以培养学生的观察思维能力、动手操作能力、分析解决问题的能力和创造能力;更能培养学生实事求是的科学态度、良好的学习习惯和浓厚的学习兴趣。特别是在加强素质教育的今天,实验更是实施素质教育的一条主要途径。

1 高中物理教学现状

1.1 媒体实验这是指学生通过媒体看“实验”。过去的实验“看黑板”,如今的实验“看录像”“看投影”。一些原本可以演示的实验甚至可以让学生动手做的实验却用多媒体来展示。

1.2 程式化实验虽然学生动手,但以单纯的机械操作为主。学生根据教师讲解的实验目的、器材、步骤等,像做广播操那样,按照规定的程式进行操作,去获取教师或书本所要求得到的实验数据,而不需要去考虑实验为什么要这样做,怎样去做,更不必考虑实验中可能会存在什么问题,以及需要如何去解决。

1.3 试题实验这是指学生用笔“做实验”。由教师编制的大量实验试题不仅增加了学生的学业负担,而且挫伤了学生动手实践的积极性,使实验教学在“应试的泥潭里越陷越深”。

1.4 实验室硬件设备没有及时补充、更新很多学校存在实验仪器过于陈旧不能正常使用、仪器数量不够、教学内容与仪器不配套等情况,使实验教学不能正常开展。课本中已有的演示实验和学生实验能不做争取不做,更不会去考虑创新一些实验让学生去探索。

2 还原物理实验课堂的策略

物理实验是探究性教学取得成功不可缺少的“桥梁”和“中介”。还原物理实验课堂,具体地说可以从以下几个方面入手。

2.1 转变观念学校物理教学缺乏实验的现状在很大程度上与观念有关,要还原实验课堂,转变观念是关键。学校领导应树立新观念,在课程设置、经费投入、师资调配和其他相关方面充分考虑物理教学实验课堂的实际需要,并在一定程度上对实验教学改革给予保证。教师要树立以学生为主体、发展为中心的教学观,把物理实验教学作为物理教学过程的重要环节,认真改进、大力加强实验教学,把实验教学的重心真正转移到以实验为基础上来。

2.2 增强信心还原物理实验课堂,进行探究式教学,更多的是学生自己主动地设计实验、操作实验、分析实验,从自己的实验中总结规律和知识。这就需要学生具有深厚的学习兴趣和学好物理的信心。所以探究式的实验课堂要求教师在学生心理方面补上重要的一课,在课堂和课后都得有意识地提高学生学习心理的素质。

1)学习的动机。学习需要动机,由于学生的个人需要而产生的学习内驱力很重要。有人有旺盛的求知欲,对学习有深厚的兴趣。教师要努力强化学生学习的动机,如:树立远大理想;参加各种竞赛,挑战强者,激起学习欲望;看到自己学习成果而受鼓励,从而增强自信,经受挫折,有不甘失败的精神。

2)学习的兴趣。深厚的学习兴趣与效率有密切关系,可以从好奇心和求知欲中激发学习兴趣。如物理的实验、化学的变化等,容易引起人的好奇和求知,培养对各门功课的兴趣。另外把知识应用于实践,激发兴趣,用自己所学的知识分析解决出问题时,那种成功感易激发学习兴趣。

3)学习的情感、意志和态度。将积极的情感同学习联系起来,防止消极情绪的滋生,可以促进学习。善于控制自己,是学习意志力培养的关键。控制和约束自己的行动,控制不需要的想法和情绪,可以使思想集中到学习上来,这点尤为重要。

2.3 加强指导即在教学过程中,在遵循基本科学知识的前提下,把实验作为提出问题、探究知识的重要途径和手段,要求学生根据实验事实或实验史实,运用实验方法论,来探究物理规律,构建物理概念,提高实验的智力价值。在教学中,一方面注意激发和培养学生探究的兴趣,给学生提供较多的机会。如在“运动的合成和分解”中,把红蜡烛运动的演示实验改为学生自己动手实验,激发学生的学习兴趣,给学生自主探究、自主学习的空间,为学生提供动手动脑的机会。学生亲自实验、仔细观察、精确计时,这样物理概念的建立和物理规律的发现就显得自然而然。同时,学生享受到学习之后的成功感和愉悦感,实现知、情、意、行的统一,大大激发学习物理的兴趣以及求知欲,这是创新的灵魂与动力。

另一方面,通过问题启发、讨论启发等方式,引导学生积极思维、大胆想象,使学生始终处于探究之中。在“牛顿第二定律”的教学中,笔者引导学生设计实验探索规律,重温科学家的探索之路,在探究过程中不断完善自己的思维,改进设计方案;同时,学生实验操作时,教师还应做到给学生操作时间、思考时间、发问时间、批判时间。总之,凡是学生能够自己做的,应该让他们自己做;凡是学生能够自己想的,应该让他们自己去想。

2.4 充分运用现代化教学手段多媒体技术应成为高中物理实验课堂的重要补充手段。

1)利用多媒体技术可以仿真传统实验,这可以作为真实实验的事前准备,使学生在做真实实验之前对实验设备和内容有深刻的了解,从而提高物理实验的教学效果。

2)可以仿真中学物理实验室内所无法完成的实验(如α散射实验),同时可仿真宏观或微观的自然现象(如地球绕太阳转、分子运动),还可以仿真极快或极慢的实验过程(比如自由落体等),从而突破实验条件、空间以及时间对高中实验的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前。

3)采用摄像机和电子计算机等手段来演示实验,进行现场直播,可以提高实验可见度,增强实验的效果。如在“电学”实验中,实验仪器较多,实验中既要改变线路连接方法,又要读出电流表、电压表的读数,学生很难观察,而且只用实物投影仪,不能将实验操作过程和电表读数全部投影到大屏幕上。针对这种情况,结合电教设备,采用摄像机对演示实验的操作过程进行课堂实录,再将信号直接送到计算机中,通过大屏幕现场直播。全班学生对实验线路的连接、教师的操作过程、电表指针偏转情况及读数,都看得一清二楚,提高实验可见度,收到非常好的效果。

对于内容丰富、信息量大的教材,如“行星、恒星、星系和宇宙”,可组织成网络课的形式,充分利用网络上异常丰富的教学资源和全球化的学习资料,培养学生自主探索学习的能力和收集、分析、处理、合成、交流信息的能力。

2.5 鼓励学生充分利用课余时间做好课外小实验、小制作,调动学生的兴趣和积极性各种物理实验,从某种意义上说,都是一种特殊的、直观的实践,学生在动手完成各种小实验、小制作的过程中,思维异常活跃,学习欲望高涨,参与意识增强,都迫切地希望进一步探索问题。通过实验,学生学习到的物理知识比较深刻、牢固。在学校开设的探究活动课中,尝试“测沙子间的动摩擦因数”“高空落蛋”“拍摄自由落体频闪照片”“电阻的测量”等课本内外的一些趣味性实验,并有意识地在教学中加以讲评。它可以活跃课堂学习气氛,给学生提供参与学习的机会,并使班级中不同认知水平的学生的求知欲都能得到满足。

2.6 注重学生实践能力的培养杜威认为“生活和经验是教育的生命线,离开了生活和经验就失掉了教育”,“只有当人真正与环境相互作用时,人才获得真知”。所以要培养学生的实践能力,就必须让学生置身于社会的实践之中,使学生动手做实验,尽量把演示实验变成学生实验,进行仪器的改进;到社会中调查研究,选择切合实验的小课题进行研究,让学生通过亲身实验来感受学习科学知识的成就感。通过实验对所学的知识有更深一层的认识和巩固,并通过实验来培养学生的实践能力。

教师要适时、适量地改进实验课的教学组织形式,创设一些开放型的探究式实验。当学生已经熟悉实验的流程后,应该尝试让学生适当地亲自经历设计方案、选择仪器、制订步骤、设计表格、收集信息、处理数据、得出结论、实验评价等实验过程中的某个环节,使学生真正进入科学学习的状态和角色。当然,在实验中,教师应适当地引导和帮助学生树立自主实验的信心,并对他们的实验进行评价,指出学生在实验中操作上或思维上的“闪光点”。对于实验过程中出现的异常现象,要激励学生进一步探索、分析原因,从中有所发现。

3 小结

总之,为适应时代和学生发展的需要,物理教师要努力提高自身素质,对物理实验教学进行全方位深入的研究,在实验教学中不断摸索和改进,真正以学生为主体,把学生动手实验作为整堂物理课的中心来展开研究。只有这样,才能切实提高物理教学的效果,造就出一批具有创新能力和实践能力的高素质人才。■

(作者单位:江西省萍乡市湘东中学)