實驗是物理科學(xué)的基礎(chǔ),也是物理知識的源泉,加強實驗是物理教學(xué)的時代特征,又是提高物理教學(xué)質(zhì)量的先決條件。物理教學(xué)過程中,物理教師對實驗教學(xué)的重視程度是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素,學(xué)生對實驗的重視程度則是影響學(xué)習(xí)質(zhì)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(yīng)該善于用身邊的材料或低成本材料來設(shè)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(xué)效果非常好,引起了中學(xué)生們的極大興趣與求知欲望。
筆者在教學(xué)中非常注重小實驗,只要條件允許,就指導(dǎo)學(xué)生動手做一些相關(guān)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(yīng)從以下幾方面入手。
一、精選實驗內(nèi)容
實驗內(nèi)容的選取,應(yīng)遵循以下原則。
1、重要性原則 小實驗的內(nèi)容應(yīng)是中學(xué)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(nèi)容和容易出錯的知識。如重心、電磁感應(yīng)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(dāng)?shù)碾y度。不應(yīng)過于簡單,太容易,學(xué)生會失去挑戰(zhàn)的興趣,實驗后也沒有成就感,應(yīng)使學(xué)生必須通過一定的努力才能解決,即“跳一跳夠得到”;也不應(yīng)過難,
那樣學(xué)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(yīng)符合實際情況,最好能用身邊的材料來完成。心理學(xué)研究與教學(xué)實踐表明:如果實驗所用的材料是學(xué)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(xué)生親手?jǐn)[弄過或制作過器具,不僅能提高學(xué)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(yīng)具有一定的趣味性,它可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造欲望。在實驗中,學(xué)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(xué)生在實驗的過程中體會到創(chuàng)新的成就感,這也是高中學(xué)習(xí)所要培養(yǎng)的興趣。
5、探索性原則 所選擇的實驗應(yīng)具有探索性。心理學(xué)表明:學(xué)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(xué)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(xué)生的分組實驗,教師也應(yīng)該精心組織,若只是布置給學(xué)生就放手不管,恐怕不能得到預(yù)期效果。組織小實驗的具體步驟是
1、獨立設(shè)計:學(xué)生根據(jù)實驗題目和要求,獨立思考,結(jié)合已有知識,進行分析、研究,設(shè)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(dǎo)下,確定幾個方案,供學(xué)生實驗參考。
3、教師指導(dǎo):學(xué)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(yīng)予以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),特別是一些技術(shù)上的問題,阻礙實驗的順利進行,教師的適當(dāng)指導(dǎo)是完成實驗的保證。
4、總結(jié)評價:教師對學(xué)生的實驗結(jié)論做出適當(dāng)?shù)脑u價,對涉及到的物理知識進行有序的總結(jié),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(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上進行,目的是讓學(xué)生養(yǎng)成總結(jié)的習(xí)慣,鍛煉學(xué)生總結(jié)的能力。如果缺少總結(jié),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(yīng)注意的問題
1、充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用 實驗中學(xué)生是主角,教師僅僅是一個指導(dǎo)者,不應(yīng)喧賓奪主。實驗的目的是鍛煉學(xué)生的動手、動腦能力,通過實驗學(xué)習(xí)物理方法和物理知識,培養(yǎng)學(xué)生的物理興趣,若教師過多的參與就沖淡了實驗應(yīng)有的作用,達不到實驗的目的。
2、正確發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用 雖然實驗是以學(xué)生活動為主,但教師的主導(dǎo)作用不能削弱,否則學(xué)生的實驗方案就有可能失去可操作性和目的性,學(xué)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(chǔ),精心組織是關(guān)鍵,課后總結(jié)最重要。精選實驗內(nèi)容,可以幫助學(xué)生理解、掌握物理知識,培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。精心組織實驗,可以保證學(xué)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(jié),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(nèi)容有了進一步的理解。通過總結(jié)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(xué)生的物理思維,訓(xùn)練學(xué)生的物理學(xué)習(xí)方法;培養(yǎng)學(xué)生愛動手、勤動手、感動手的習(xí)慣,提高學(xué)生動手、動腦的能力;有效地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維,提高創(chuàng)新能力;極大地激發(fā)學(xué)生的探索精神,鍛煉探索能力;很好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)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(guān)系:例如使用磁帶盒或字典的不同側(cè)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(xué)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(jié)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(jié)果蛋殼被筆尖戳穿了。指導(dǎo)學(xué)生研究其原理,并翻閱資料了解此原理的應(yīng)用。
4、測定性實驗——測定普通白紙間的動摩擦因數(shù);