實驗是物理科學的基礎,也是物理知識的源泉,加強實驗是物理教學的時代特征,又是提高物理教學質量的先決條件。物理教學過程中,物理教師對實驗教學的重視程度是影響教學質量的重要因素,學生對實驗的重視程度則是影響學習質量的重要因素。作為一名物理教師,不僅要能熟練地使用實驗室儀器來進行演示實驗,也應該善于用身邊的材料或低成本材料來設計小型的、新穎的、趣味的實驗。這些用簡易材料制作的趣味小實驗,課堂教學效果非常好,引起了中學生們的極大興趣與求知欲望。
筆者在教學中非常注重小實驗,只要條件允許,就指導學生動手做一些相關的小實驗,積累了一些經(jīng)驗。要使小實驗充分發(fā)揮作用,應從以下幾方面入手。
一、精選實驗內容
實驗內容的選取,應遵循以下原則。
1、重要性原則 小實驗的內容應是中學物理知識中的重要概念、規(guī)律、現(xiàn)象和公式等,或者是較抽象的、難于理解的內容和容易出錯的知識。如重心、電磁感應現(xiàn)象和規(guī)律、靜摩擦力的大小和方向等。
2、適度性原則 選擇的小實驗要有適當?shù)碾y度。不應過于簡單,太容易,學生會失去挑戰(zhàn)的興趣,實驗后也沒有成就感,應使學生必須通過一定的努力才能解決,即“跳一跳夠得到”;也不應過難,
那樣學生會遭受到打擊,達不到實驗的目的,也就失去了實驗的意義。
3、簡單性原則 所選擇的實驗應符合實際情況,最好能用身邊的材料來完成。心理學研究與教學實踐表明:如果實驗所用的材料是學生所熟悉的,就會富有親切感,從而較易克服思維障礙,較快地達到掌握物理概念的目的。如果學生親手擺弄過或制作過器具,不僅能提高學生的動手能力,而且還能建立起牢固的物理表象,敏銳地洞察其中發(fā)生的物理過程,使知識理解得更透徹。
4、趣味性原則 小實驗應具有一定的趣味性,它可以激發(fā)學生的好奇心和創(chuàng)造欲望。在實驗中,學生的直覺興趣和操作興趣上升為理論興趣,從而發(fā)展成探究興趣,使學生在實驗的過程中體會到創(chuàng)新的成就感,這也是高中學習所要培養(yǎng)的興趣。
5、探索性原則 所選擇的實驗應具有探索性。心理學表明:學生在探索未知答案時會表現(xiàn)出濃厚的興趣和強烈的求知欲望。富有探索性的實驗會激發(fā)學生的興趣和激情,他將全力以赴,樂此不疲。
二、精心組織實驗
雖不是學生的分組實驗,教師也應該精心組織,若只是布置給學生就放手不管,恐怕不能得到預期效果。組織小實驗的具體步驟是
1、獨立設計:學生根據(jù)實驗題目和要求,獨立思考,結合已有知識,進行分析、研究,設計出可行的實驗方案。
2、集體討論:分組或集中討論,就小組或個人提出的方案,各抒己見,甚至互相爭論,在教師的啟發(fā)和指導下,確定幾個方案,供學生實驗參考。
3、教師指導:學生確定實驗方案后進行的實際操作,可獨立完成,亦可分組進行。在實驗過程中,教師應予以適當?shù)闹笇?,特別是一些技術上的問題,阻礙實驗的順利進行,教師的適當指導是完成實驗的保證。
4、總結評價:教師對學生的實驗結論做出適當?shù)脑u價,對涉及到的物理知識進行有序的總結,是實驗的組成部分,是取得效果的點睛之筆。這些工作可以在學生總結的基礎上進行,目的是讓學生養(yǎng)成總結的習慣,鍛煉學生總結的能力。如果缺少總結,實驗的效果就會大打折扣,實驗的目的就不能達到。
三、做小實驗應注意的問題
1、充分發(fā)揮學生的主體作用 實驗中學生是主角,教師僅僅是一個指導者,不應喧賓奪主。實驗的目的是鍛煉學生的動手、動腦能力,通過實驗學習物理方法和物理知識,培養(yǎng)學生的物理興趣,若教師過多的參與就沖淡了實驗應有的作用,達不到實驗的目的。
2、正確發(fā)揮教師的主導作用 雖然實驗是以學生活動為主,但教師的主導作用不能削弱,否則學生的實驗方案就有可能失去可操作性和目的性,學生的活動將可能變得無序,影響實驗效果。
3、正確對待三個環(huán)節(jié) 精選實驗是基礎,精心組織是關鍵,課后總結最重要。精選實驗內容,可以幫助學生理解、掌握物理知識,培養(yǎng)學生的物理思維。精心組織實驗,可以保證學生有效地完成實驗,盡可能多地獲得操作經(jīng)驗,積累感性認識;進行課后總結,不但對所做實驗有了更深刻的認識,還對以后的實驗提供經(jīng)驗,對實驗所涉及的內容有了進一步的理解。通過總結使感性認識上升為理性認識,使直覺興趣變?yōu)槔碚撆d趣。
課外小實驗雖然形式簡單,但它能夠培養(yǎng)學生的物理思維,訓練學生的物理學習方法;培養(yǎng)學生愛動手、勤動手、感動手的習慣,提高學生動手、動腦的能力;有效地培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維,提高創(chuàng)新能力;極大地激發(fā)學生的探索精神,鍛煉探索能力;很好地培養(yǎng)學生學習物理的興趣,激發(fā)學生學習物理知識的欲望。
課外小實驗舉例:
1、趣味性實驗——橡皮走鋼絲:橡皮中穿過一根較粗鋁絲,折彎后橡皮就能立于鋼絲上。
2、探索性實驗——研究滑動摩擦力的大小與接觸面積的關系:例如使用磁帶盒或字典的不同側面作為接觸面,用橡皮條和直尺制做簡易彈簧秤進行操作。
3、研究性實驗——蛋殼的學問:取半個雞蛋殼,先讓它凸面朝上放在桌子上。取一支削得不太尖的鉛筆,在離凸面頂部15厘米高處垂直落下,撞在蛋殼頂部,結果蛋殼毫無破損。然后把蛋殼翻過來,使凹面朝上,放在一只玻璃瓶的瓶口上。仍用剛才用過的那支鉛筆,讓它在距蛋殼底部約10厘米高處垂直落下,結果蛋殼被筆尖戳穿了。指導學生研究其原理,并翻閱資料了解此原理的應用。
4、測定性實驗——測定普通白紙間的動摩擦因數(shù);