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针对新课程要求和具体实验教学实践中的矛盾,以及目前研究的可行性不足,笔者认为改革高中物理实验教学应以可操作性为前提,自主实验为突破口,立足培养学生的实验操作能力,逐渐加大改革力度,从而使课堂教学质量不断提高。下面笔者结合多年教学实践经验谈一点看法。
一、创设实验情景,激发探究欲望
在教学过程中,巧妙地创设实验情境,将会极大地激发学生的好奇心,激起他们内在的学习动机和探究欲望,在探究中获得成功的体验,从而树立学习的自信。
例如,在教学“物体内能的变化”时,笔者根据教材设计的方法创设了一个演示实验:压缩厚玻璃筒中的空气,使空气内能增加,温度升高,从而使筒内易燃物着火。实验中明亮的火花给学生以深刻的印象。然而实验过后,不少学生提出:“实验的研究对象是什么?压缩时筒内空气的温度到底是否变化?如何判断它是否变化?实验的目的是什么?”特别是在没有判断出筒内空气的温度是否变化而事先就放入易燃物来显示气温的升高,似乎不符合科学的探究过程。于是笔者改变教材一举成功的做法,实验时在厚玻璃筒内先不放易燃物,压缩筒内的空气,要求学生仔细观察筒内空气的内能有无增加。这时学生感到困惑了:空气内能增加与否怎能看得见?此时笔者便自然地引出一个实验设计时的问题情境:如何判断筒内空气内能是否变化?如何变“看不见”为“可见”?笔者组织学生顺着这个思路展开过程并上讲台实际操作。由于实验是学生主动参与设计的,设计目的明确,实验后学生对实验所揭示的结论和实验的设计思想均有深刻认识,从而激发了探究物理知识的欲望。
二、运用课外实验,提高学习兴趣
在教学中,物理实验不能仅局限于物理教材所安排的分组实验和演示实验,还要重视教材提供的课外小实验和学生自制实验器材进行的自主实验,培养他们的创新探究能力,这样有利于培养学生的学习兴趣。
例如,在学习“静电感应”时,笔者指导学生做“听话的乒乓球”的实验:把乒乓球放在水平桌上,用塑料笔杆或塑料直尺在毛衣上迅速摩擦几下后靠近乒乓球。当乒乓球被吸引而向笔杆或直尺滚来时,缓缓移动笔杆或直尺,乒乓球便顺从地追随着它们滚动。这个小实验既有游戏性,又有趣味性。又如:在学习“惯性”时,笔者让学生去感受车辆起步、刹车、转弯过程中人的倾斜情况。
课外实验既能够丰富学生的课余学习生活,又能够培养学生学习物理及其它学科的兴趣。尤其是在当代科技发展、信息多样化的时代,具有重要的现实和创新意义。
三、运用对比实验,探究物理规律
物理规律反映的是物理概念之间的相互联系,是物理现象和过程的本质联系,在一定条件下必然发生、发展和变化的规律性的反映。而中学生的理解能力是有限的,教师借助探究型课堂实验把规律的形成过程、思维过程充分展示给学生,一定能得到良好的教学效果。
例如:在教学《涡流》时,教师可以设计对比实验使学生感悟涡流的效应。笔者首先用变压器说明、演示强阻尼摆、弱阻尼摆(梳形摆)和无阻尼摆在磁场中的摆动时间,借此讲解涡流造成的阻尼效应。然后用自制的涡流演示仪演示磁体在铝管中(用两根铝管对比,一根是完好的,另一根在管壁割开一条豁口,使管中不能产生涡流)下落。学生可以看到,在完好的铝管中,磁体下落要缓慢得多。
四、多元设备实验,启发创新思维
所谓多元设备实验就是对于部分演示实验,教师采用不同的实验设备分别进行演示,然后要求学生对比这些实验设备演示效果的优劣,并思考这些演示方案都是如何设计出来的,从而不断培养学生的创新思维。
例如,在做楞次定律实验时,我校实验室里有现成的演示装置,但是效果并不明显,主要原因是单匝铝框的磁通量变化较弱,产生的感应电动势和感应电流不大,因此感应电流的磁场不强,原磁场与感应电流的磁场作用力不大。为了使演示现象更加明显,笔者用漆包线绕制两个匝数约为100匝,直径约为8cm的圆形线圈。其中一个线圈将线头上的漆刮掉,把两个线头连接起来形成一个闭合线圈,另一个不连接成闭合线圈。做演示实验时,笔者将学校实验室里原本的楞次定律演示器上两边的铝环取下,分别换上两个线圈。在利用这个演示实验讲解完楞次定律后,笔者取出原来配置的铝环,并告知学生这是“原配夫人”,是原来这个楞次定律演示器上的装置之一,然后用这个铝环再次进行演示,要求学生观察实验现象并对比前后两次实验现象的差别。学生很快指出了后者现象并不明显。笔者问:“你知道老师是怎样想出用这个线圈来替代铝环的吗?”这实际上是要求学生思考演示实验设计的思路,学生在笔者的引导下,不仅懂得了用线圈替代铝环的原理,更重要的是学会了一种设计演示实验的思路:发现原演示实验不足之处→从原理上找原因→针对原因改进演示实验。而这种思路亦是进行思维创新的途径之一。
总之,在物理教学中,教师要多设计演示实验,让学生动手、动脑、动口,多观察实验现象。对同一问题,教师应要求学生善于全方位、广角度、多途径去分析思考,从而发展学生的形象思维与求异思维,培养学生的创新能力,使学生逐步实现由学会到会学的转变,使高中物理实验教学向着有效性的方向发展。
一、创设实验情景,激发探究欲望
在教学过程中,巧妙地创设实验情境,将会极大地激发学生的好奇心,激起他们内在的学习动机和探究欲望,在探究中获得成功的体验,从而树立学习的自信。
例如,在教学“物体内能的变化”时,笔者根据教材设计的方法创设了一个演示实验:压缩厚玻璃筒中的空气,使空气内能增加,温度升高,从而使筒内易燃物着火。实验中明亮的火花给学生以深刻的印象。然而实验过后,不少学生提出:“实验的研究对象是什么?压缩时筒内空气的温度到底是否变化?如何判断它是否变化?实验的目的是什么?”特别是在没有判断出筒内空气的温度是否变化而事先就放入易燃物来显示气温的升高,似乎不符合科学的探究过程。于是笔者改变教材一举成功的做法,实验时在厚玻璃筒内先不放易燃物,压缩筒内的空气,要求学生仔细观察筒内空气的内能有无增加。这时学生感到困惑了:空气内能增加与否怎能看得见?此时笔者便自然地引出一个实验设计时的问题情境:如何判断筒内空气内能是否变化?如何变“看不见”为“可见”?笔者组织学生顺着这个思路展开过程并上讲台实际操作。由于实验是学生主动参与设计的,设计目的明确,实验后学生对实验所揭示的结论和实验的设计思想均有深刻认识,从而激发了探究物理知识的欲望。
二、运用课外实验,提高学习兴趣
在教学中,物理实验不能仅局限于物理教材所安排的分组实验和演示实验,还要重视教材提供的课外小实验和学生自制实验器材进行的自主实验,培养他们的创新探究能力,这样有利于培养学生的学习兴趣。
例如,在学习“静电感应”时,笔者指导学生做“听话的乒乓球”的实验:把乒乓球放在水平桌上,用塑料笔杆或塑料直尺在毛衣上迅速摩擦几下后靠近乒乓球。当乒乓球被吸引而向笔杆或直尺滚来时,缓缓移动笔杆或直尺,乒乓球便顺从地追随着它们滚动。这个小实验既有游戏性,又有趣味性。又如:在学习“惯性”时,笔者让学生去感受车辆起步、刹车、转弯过程中人的倾斜情况。
课外实验既能够丰富学生的课余学习生活,又能够培养学生学习物理及其它学科的兴趣。尤其是在当代科技发展、信息多样化的时代,具有重要的现实和创新意义。
三、运用对比实验,探究物理规律
物理规律反映的是物理概念之间的相互联系,是物理现象和过程的本质联系,在一定条件下必然发生、发展和变化的规律性的反映。而中学生的理解能力是有限的,教师借助探究型课堂实验把规律的形成过程、思维过程充分展示给学生,一定能得到良好的教学效果。
例如:在教学《涡流》时,教师可以设计对比实验使学生感悟涡流的效应。笔者首先用变压器说明、演示强阻尼摆、弱阻尼摆(梳形摆)和无阻尼摆在磁场中的摆动时间,借此讲解涡流造成的阻尼效应。然后用自制的涡流演示仪演示磁体在铝管中(用两根铝管对比,一根是完好的,另一根在管壁割开一条豁口,使管中不能产生涡流)下落。学生可以看到,在完好的铝管中,磁体下落要缓慢得多。
四、多元设备实验,启发创新思维
所谓多元设备实验就是对于部分演示实验,教师采用不同的实验设备分别进行演示,然后要求学生对比这些实验设备演示效果的优劣,并思考这些演示方案都是如何设计出来的,从而不断培养学生的创新思维。
例如,在做楞次定律实验时,我校实验室里有现成的演示装置,但是效果并不明显,主要原因是单匝铝框的磁通量变化较弱,产生的感应电动势和感应电流不大,因此感应电流的磁场不强,原磁场与感应电流的磁场作用力不大。为了使演示现象更加明显,笔者用漆包线绕制两个匝数约为100匝,直径约为8cm的圆形线圈。其中一个线圈将线头上的漆刮掉,把两个线头连接起来形成一个闭合线圈,另一个不连接成闭合线圈。做演示实验时,笔者将学校实验室里原本的楞次定律演示器上两边的铝环取下,分别换上两个线圈。在利用这个演示实验讲解完楞次定律后,笔者取出原来配置的铝环,并告知学生这是“原配夫人”,是原来这个楞次定律演示器上的装置之一,然后用这个铝环再次进行演示,要求学生观察实验现象并对比前后两次实验现象的差别。学生很快指出了后者现象并不明显。笔者问:“你知道老师是怎样想出用这个线圈来替代铝环的吗?”这实际上是要求学生思考演示实验设计的思路,学生在笔者的引导下,不仅懂得了用线圈替代铝环的原理,更重要的是学会了一种设计演示实验的思路:发现原演示实验不足之处→从原理上找原因→针对原因改进演示实验。而这种思路亦是进行思维创新的途径之一。
总之,在物理教学中,教师要多设计演示实验,让学生动手、动脑、动口,多观察实验现象。对同一问题,教师应要求学生善于全方位、广角度、多途径去分析思考,从而发展学生的形象思维与求异思维,培养学生的创新能力,使学生逐步实现由学会到会学的转变,使高中物理实验教学向着有效性的方向发展。