物理这门学科,其知识来源于生活,是前人在反复实践的基础上总结出来的科学真理,隐含着实践——认识——再实践——再认识直至获取真知的全过程。许多物理学上的重大发现曾多次推动了其他学科的发展,推动经济的振兴、社会的进步,改变了人们生活的方式和环境。实验是物理的灵魂,物是一门自然科学,实验是最能发挥学生主观能动性的践行方式。物理实验让学生有了亲身参加实践的机会,在获得知识的同时,还培养了学生动手动脑的习惯与能力。实验是物理的魅力和激发学生学习兴趣的主要源泉,物理实验是实验科学的重要组成部分,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验,没有物理实验就没有物理学,因此,在物理教学中,尤其在物理实验教学中,不断激发学生通过实验、观察、比较、类比、归纳等手段,提高各方面的能力。
心理学研究表明,人的思维活动是在感性材料的基础上产生的,感性材料是思维活动的源泉和依据。各种类型的物理实验,具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程,为学生的学习提供了丰富的感性材料,强化了学生的感知并纠正在感知中形成的错觉,从而达到丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。
但是,应该指出,目前由于升学考试的压力,不少教师在主观或客观广并不十分重视物理实验教学,因此,笔者认为,初中物理教学应十分注重实验教学、切实加强实验教学。
一、引导学生观察物理现象,激发学生的学习兴趣,培养他们的观察能力
众所周知,兴趣是影响学习积极性的最直接的因素。那些新奇的、对生活有意义的知识和问题,能引起学生强烈的兴趣。在观察这些物理现象时,教师要引导学生注意整个现象发生的过程、产生条件和特征等。如在观察“摩擦起电”现象时,要提示注意:①手帕摩擦过的塑料膜对碎纸屑有什么作用?②手帕摩擦过的两块塑料膜,在相互接近时,会发生什么现象?③把用手帕和毛皮分别摩擦过的两块塑料膜靠近些,它们之间会产生什么现象?通过观察,学生自己得出了“摩擦过的物体带电及同种电荷相斥,异种电荷相吸”的结论。通过对上述物理现象的观察,不仅成功地诱发了学生的学习兴趣,满足了学生的求知欲望,而且有利于发展学生的观察能力。
二、引导学生通过画图、识图来培养学生的想像能力
课本中各种各样的电路图、滑轮组装配图、物态变化图像等等,都是从画图、识图及图像与实物转化的角度,训练学生对物理规律掌握的程度的,换句话说,也就是靠想象来认识物理规律,然后靠作图来进行分析、判断的。如“电磁感应现象”这一节,在学习“导体做切割磁力线的运动”这一内容时,可启发学生联想“右手拿镰刀割麦子”的情形。根据“右手定则”,磁力线方向(麦子)、导体运动方向(镰刀)、导体中感生电流方向(四指)的关系就十分明确了。从上述例子中可以看出,想像使学生头脑中出现一些超乎他们自己经验的形象;由于想像的材料来源于实践并与感知、记忆密切相关,因此教师应引导学生运用画图、识图、观察图表和模型等,来帮助学生对没有直接感知过的,或根本不能直接感知的事物,产生清晰的表象,以开拓学生的思路,扩大知识范围,促进学生想像能力的发展。
三、鼓励学生做好课外小实验、小制作,促进学生对教学内容的学习
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就比较深刻、牢固。如课本中“纸盒烧开水”、“日光灯启辉器中双金属片的自动控制作用”、“小风轮”、“电铃”、“楼梯开关”等小实验、小制作,有很强的趣味性和知识性,十分贴近学生的生活,符合初中学生好奇、好问、好动、好学的心理特征。教师要鼓励学生做好这些课外小实验、小制作,并有意识地在教学中加以讲评。
课堂讲评小实验、小制作,可以创设活跃的课堂学习气氛,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。同时,教师可以根据教材的要求,引导学生把对教学内容的学习和对小实验、小制作的学习结合起来,从而使教学内容的学习和小实验、小制作的学习达到某种程度的互补。这样,既促进了学生对教师所讲授内容的学习,加深了对所学内容的理解和记忆,又促进了一系列附带内容的学习。
四、通过实验课的教学,培养学生的实验技能和创造性思维能力
物理是一门实验科学,中学物理实验又是学生将来从事科学实验的起点。因此,在物理实验课的教学中,必须重视培养学生的实验技能和独立工作能力,使学生养成良好的实验习惯。每次作实验时,教师要指导学生弄懂实验原理,学会正确使用物理仪器,掌握计数、读数和处点及“+”、“一”极的接线位置,让学生学会用欧姆定律正确估算量程,避免量程过大使测量值的误差大,又避免量程过小使电流烧坏仪表。学生掌握了基本实验技能,就能独立动手操作,打好实验的基础,学到课本上没有的或者是一带而过的知识。通过实验,不仅有效地帮助学生领会物理知识,更重要的是通过观察实验现象,分析和解决实验中的问题,能够培养学生的创造性思维能力。
五、注意实验的分组归类,使学生知识的储备进一步系统化,知识的应用更加灵活
根据心理学的研究,人的思维的敏捷性和知识的迁移能力,是以思维的条理性为前提的,只有系统性、条理性强的知识,才便于掌握和迁移。教材中有关实验内容,是根据课文知识的章节安排的,各章节的实验内容,基本上无必然的联系。学生所掌握的有关实验方面的知识,往往既多又乱。因此,在总复习中,可以将原教材中实验内容的章节次序汀乱,重新归类为如下几部分:观察物理现象、基本仪器的使用、基本物理量的测量、验证物理规律等。实验分组归类,是在学生掌握系统的知识基础上,进一步用实验的方法,由浅入深,由现象到本质配合学生的学习的。打破教材中实验内容的章节,重新分组,目的是避免学生套用一种方法和方式学习物理知识,使学生灵活地运用各种仪器、各种方法,从不同的角度解决实际问题,从而使学生获得新知识、新技能。
在归类分组实验中,还可以及时补充对比性或综合性强的实验,以提高学生的综合、分析能力。
综上所述,观察物理现象和模型,进行各种物理实验,应用画图、识图的训练等,都是发展学生思维,提高学生能力的有效方法。教师应该把精力从单纯传授物理知识转到对学生综合能力的全面培养和训练上来,切实加强物理实验教学。当前,在初中物理教学中存在着“重讲解、轻实验”,“重结论、轻过程”,“重知识、轻方法”的错误倾向。其产生的原因可归结为:(1)教育思想不端正。由于只重考试分数的片面追求升学率的干扰,有些教师黑板上画实验,学生本子上练实验。(2)教改实验顾此失彼。由于一些教改实验项目具有普遍适用性,难以突出物理学科的特点。如果简单照搬,势必造成忽视实验的倾向。(3)主客观条件的制约。有的地方实验设施十分短缺,有的地方教师随意取消教材、大纲中要求的实验内容的现象仍然存在。
要解决上述问题,除采取行政手段外,迫切需要设计一条突出实验教学的课堂思路。
教学有法,教无定法。教学内容的确定受教材内容、学生基储教师水平等方面因素的影响,不可能有一个简单的模式。但课堂教学思路的清晰、科学与否,是影响课堂教学效率的主要因素。物理学是一门实验科学,初中生由于受抽象思维的局限,开展实验探索教学不仅能为学生提供丰富的感性认识,为思维加工提供大量的素材,而且为学生能力培养创造了良好的条件。根据学生的认知规律,依据启发教学原则,我们设计了以突出实验教学为宗旨,能充分体现知识的发生、形成和发展过程的课堂教学思路,即:情境→问题→猜想→探索→结论→深化→运用→练习→作业。
其各个环节的说明如下:
1 情境:是教学准备阶段,教师可通过列举生产、生活中的实际事例,展示实物、模型、挂图、漫画或进行演示实验、分组实验来创设物理情境。如《浮力的利用》一节,可先安排“空心牙膏片在水中的浮沉”的学生小实验,起到激发求知欲和复习旧知识的作用。
2 问题:从物理情境中提出本节课要研究的问题,使学生进入悱愤状态。如在《什么是力》一节,在列举大量实例的基础上,可问学生:“我们平常接触了不少力的现象,谁能给力下个定义?”引导学生进入积极的思维状态。
3 猜想:要求学生在已有知识的基础上,展开联想和想像,猜想可能的结论。如讲《阿基米德原理》一节时,浮力的大小与哪些因素有关,可先让学生猜想:可能与深度有关,也可能与物体的密度有关,还可能与物体的形状等有关。本环节可激发学生热情,培养直觉思维能力。
4 探索:在猜想结论的基础上,引导学生设计实验方案,并进行演示或随堂实验。如讲《蒸发》一节,研究影响蒸发快慢的因素,可引导学生利用控制变量的方法设计三个小实验:(1)在手背上滴两滴相等的水滴,把一滴涂开,看那个干得快?(2)在桌子上和手背上涂上大孝面积相同的水渍,看哪个干得快?(3)在桌面上涂上大小面积相同的水渍,对其一片吹风,看哪滴干得快?虽然教材中未出现该实验,但它不仅使学生懂得影响蒸发快慢的知识,而且渗透了物理研究的方法。
5结论:通过实验,引导学生归纳得出结论。在这个环节,可先让学生根据实验现象,用自己的语言表达实验结论,再通过看书对比,培养学生运用物理语言的能力。
6深化:可让学生反复朗读,或默读黑体字所表述的结论,分析条件与结论的对应关系,抓住核心,再进行反例辩论,逆变分析。
7运用:即根据得到的结论,联系实际进行举例或解释现象。如《压强》一节,可让学生列举生活中、生产中哪些情况要增大压强,采取的方法是什么?哪些情况要减少压强,采取什么方法?这样,既让学生理解了知识,又加强了与实际的联系。
8练习:教师精心设计题组,进行概念或规律的变式训练,达到巩固知识、反馈矫正的目的。在设计题组时要确定好难易度,使各类学生都能在其最近发展区得到充分发展。内容提要:应试教育偏重课本知识,造成学生动手能力,创造能力偏差,在素质教育的大前提下,加强实验教学,充分发挥实验教学的作用,挖掘学生的潜能,培养学生动手能力、创造力。