中学物理教学中实验是基础

王卫江

物理学是从科学实验中发展起来的自然科学,从伽利略(Galileo Galilei 1564～1642意大利)创立用实验方法研究物理现象以来,物理学得到了飞速的发展。近代物理学的兴起和发展都是在实验的基础上取得的,实验是物理学研究的一个重要方法,也是物理学的重要基础。

中学物理教学的目的,是使学生比较系统地掌握学习现代科学技术和从事社会主义建设需要的物理基础知识,了解这些知识的实际运用,要培养学生的观察,实验能力,思维能力,分析和解决实际问题的能力。因此,中学物理教学必须以实验教学为基础,这也是由这门学科的本身特点以及实验教学在中学物理教学中的重要作用所决定的。

一、实验在学习物理的过程中,为学生提供了认识物理规律,形成物理概念的环境

在学习物理过程中,要形成正确的物理概念和正确认识物理规律,首先要有一定的感性认识。这种感性认识可以来源于学生的实际生活环境,也可以来源于实验提供的物理事实。学生从生活中得到的感性认识是力的、热的、电的、光的、磁的各种现象互相交织在一起的,有的甚至是错误的感性认识。因此,学生通过生活中获得的感性认识来建立物理概念和认识物理规律会遇到困难,甚至会建立错误的物理概念。而运用实验则可以给学生提供比较直观的物理现象反复再现,能够使学生对物理事实获得明确、具体的认识,例如,在实际中把两个轻重不同的物体从同一高度释放时,往往会看到重的物体先落地,就会形成落地时间与物体的质量有关的错误认识,而通过教师做物体在真空中的下落试验,就可以把不同的物体从同一高度下落时,同时落地的实验展现在学生眼前,可以帮助学生建立自由落体运动概念、规律,并使学生对这个概念容易理解和掌握,纠正以前的错误的感性认识。

二、在学习物理的过程中实验培养了学生学习物理的兴趣,激发了学生的求知欲

首先,物理实验具有直观、形象、生动的特点,对中学生有很强的吸引力。在物理教学中运用实验极易唤起学生的直观兴趣,学生的注意力会高度集中,新奇的实验结果又常常和学生的猜想不同,使他们兴趣盎然,就容易唤起他们的好奇心,激发他们的求知欲望,使学生由感性认识向理性思考上发展。例如圆周运动中,教师演示“水流星”实验,当瓶子运动到最高点时,只要运动速度合适,瓶中的水就不会流出,学生观察之后很兴奋、激动、惊讶,纷纷要求自己动手演示,并在我的引导下根据所学知识对此提出解释,我乘机就提出了实际中的过山车问题:当山车运动到最高点时什么情况下人最安全,对安全带没有压力?同学们积极发言回答,他们真正理解了圆周运动的临界问题。

其次,实验是一种有目的性的操作行为。学生在观察物理实验的基础上,很自然地会产生一种自己操作的欲望,让学生自己动手做试验,不但可以满足学生的操作愿望,还可以发展学生对探究知识和规律的兴趣,进而发展学生的认识兴趣。当学生对物理产生浓厚兴趣的时候,他们的学习欲望强烈,学习中会感到轻松愉快,从而有利于形成主动的、正确的学习方法。不断地品尝“发现”与“战胜困难获得成功”的喜悦,学生学好物理的信心就会越来越强,就可以学好物理。更重要的是,由此可转化为一种热爱科学的素质和志向。这对学生的个性发展也很重要。例如在做金属的电阻率随温度升高而升高,电阻随温度升高而增大的演示实验中,我大致说了实验的设计原理,然后让学生来进行操作,学生遇到了接线错误而电路中的灯泡不亮的现象,经过老师的指导实验成功了,当学生操作打火机给日光灯灯丝加热,电路中的灯泡亮度变暗时,全班同学都流露出了成功的喜悦,也记住了金属灯丝的电阻率随温度升高而增大的知识。

三、实验的过程是一种综合能力的培养过程

在物理实验的流程中,学生首先通过阅读实验资料,培养学生的阅读、自学能力;通过观察试验和获得实验数据,使学生通过感觉器官接受现象和数据信息。并传到大脑,一方面进行思维加工,一方面输出反馈信息、控制观察和操作器官,以获取更为广泛和深入的信息。在实验的过程中培养着学生的观察能力和手脑并用的能力。与此同时对大脑中的信息进行思维加工,并用语言文字表述出来。不仅培养了思维能力,而且又培养了表达能力。由此可说:实验的过程是综合能力的培养过程。

四、实验有利于培养学生良好的道德素质和科学作风

实验过程是一严格的科学过程,要想获得实验的成功,必须认认真真,来不得半点虚假,并且必须提前预习,提前准备各项实验器材,这对培养学生实事求是的态度和严谨的科学作风十分有益。此外,在实验过程中学生总会遇到困难,积极的想办法解决困难,最终获得成功,不仅磨练了学生的意志,而且培养了学生的技能,提高了学生的素质。伽利略正是本着实事求是的态度,才否定了亚里士多德(Aristo letes前382～前322)的许多谬论。牛顿正是本着实事求是的科学态度,才登上了自然科学史上的第一座山峰。物理实验教学首先推崇实事求是,如果不是求是精神,那么实验观测就失去意义。倘若胡乱编几个数据来敷衍,物理学就永远也不会向前发展,科学将停滞不前。

实验教学应该注意培养学生尊重事实、严肃认真、按科学规律办事的科学态度。教师应该按实验规则操作,实事求是地对待实验结果。鼓励学生从实际出发,独立思考,精心实验,如实记录,严肃地对待学习。

我们要通过实验教学培养学生严谨的科学态度与踏实肯干、兢兢业业的科学作风,这将能使学生建立科学的世界观。我国著名科学家钱三强曾在《要重视物理实验课》一文中说道:“科学态度和科学作风是一个人优良品德的重要组成部分。……对于一个人成就事业的重要性,丝毫不亚于他们的知识和能力,甚至可以说更重要”。

因此,实验在物理教学中有着非常重要的作用。中学物理教学就应该以实验为基础、为主体,围绕实验来展开物理教学,改变不重视实验的旧观念,始终坚持物理教学以实验为基础的教学方向。