初中物理实验教学与学生能力培养的探索

钱 秀

(苏州市第33中学,江苏 苏州 215000)

《中学百科全书·物理卷》中说:“在物理教学中运用实验给学生学习物理创造一个基本环境,使学生主动获取物理知识,发展能力,以促进科学品质和辨证唯物主义世界观形成的教学谓之物理实验教学.”由此看出,科学地开展物理实验教学,不仅可以提高教师对实验教学的认识,而且可以使实验真正成为学生主动观察、质疑、好问、体验和探索问题的综合实践活动,并通过实验教学的创新来培养学生的能力,以下是笔者在实验教学中的一些做法.

1 变演示实验为边学边做实验

演示实验是课堂上经常采用的一种教学手段.但是演示实验是教师一个人做或少数几个同学做的,大部分学生处于被动的观察者,没有成为实践的操纵者,那么,他们的实验动手能力就没有能得到训练,他们也就不会遇到实验过程中的一些异常突发问题,这就不利于学生动手能力的培养,也不利于学生学习主体性的发挥.俗话说:“看一看,不如做一做”.因此,为了增强实验的效果,增加学生实验动手的机会,我改组了部分演示实验,使之成为学生边学习边操作的实验.这种改革,在上课时间上要比原来用得多,在上课组织上也比原来难以控制,但是它更好地显示了实验教学的效果,每个学生都能体会到了实验过程,也都能观察到了清晰、真实的现象,学生的学习积极性、主动性、合作性等都得到了相应的提高和培养.例如,《杠杆》一节内容在导入“拔图钉”活动时,演示实验可见度差,于是让每个学生从家里带一些工具,每人都去看一看,做一做,想一想,增强了实验的效果,对什么是杠杆有了充分的实践认识,同时也进一步加深了对硬棒、支点、动力、阻力等关键词的认识.

2 加强课外小实验

课外小实验不仅可以培养学生学习物理的兴趣,更重要的是它对培养学生的动手能力,思考问题的能力,处理问题的能力,应用创新能力等都有极大的帮助.任何事物的发展是在实践过程中徘徊进展的,实践中所遇到的问题、挫折和矛盾等都将成为新起点的开端,成为创新火花的碰撞之源,成为发明创造的源泉.例如《自制水果电池》实验,实验器材比较好找,学生回去寻找材料、制作、演示、写好记录的过程,会引发学许多的思考和探索.有的学生用苹果做了以后,又换用了西红柿、土豆等器材来做,实验的积极性非常高涨.奇怪的现象引起了学生的好奇和思考,为什么把铜片、铁片插入水果中就会变成电源呢?有些同学还会想到这个电源的电压值会是多少呢,这个电压的大小跟什么因素有关呢?还有如果用水果制成电源,应用于日常生活中,那该多好啊!不是减少了环境污染吗?这些问题的产生,是多么的自然,多么的富有新意.再比如:让学生做“电刻锡箔”的小实验,通过用干电池模拟实际生产中的电刻,激发学生的好奇心,培养学生学习物理的兴趣.

3 变化课本实验器材

平时教学中,教师一般是按照课本上的实验器材和要求来组织学生做实验的.这种实验过程,学生只要认真阅读教材,按部就班,实验就会很顺利地完成,会达到教师预定的教学目的.然而,我们认为,学生的思维能力得不到充分训练,学生处理新问题的能力得不到造就.为此,有必要对有些实验作了调整和修改,例如,学生在做《研究电磁铁的磁性跟哪些因素有关》时,课本给出的器材是干电池两节,开关、滑动变阻器各一个,两个电磁铁,大头针和导线若干.而我们在上这节课时却没有给学生滑动变阻器,实验过程中,学生都举手向我要滑动变阻器,此时,我就引导学生去思考,没有滑动变阻器是否可以做这个实验.学生在启发下展开了讨论,最后学生都能找到了实验的新思路.通过这种改革,学生有更多的机会参与讨论,参与思考,同时也告诉学生:解决同一个问题,其途径是多样化的.这对培养学生的开放性思维,创新思维将有很大益处.

4 注重学生的主动探究

将有些分组实验作教学方法的改变,增加了学生主动探究的成分,给足学生实验的时间,给足学生讨论的时间,给足学生发现问题、解决问题的时间.学生在做、思、议、改的过程中,对实验的目的、实验的过程、实验现象就有了深刻的理解.例如,在做《欧姆定律》的实验时,我们的基本做法是:教师对实验的过程先不作讲解,只是对实验中该注意的方面作一强调,如电表量程的选择、正负接线柱的接法等,放手让学生去看书、讨论、提问、实验,在实验的基础上,教师再根据出现的问题作解释,或再让学生讨论、实验,最后得出正确的结论.实验的过程不出所料,出现了很多问题,这是过去教学中所发现不了的.如:很多学生在研究电流跟电阻关系时,不知道移动滑动变阻器,而是换了电阻后就马上进行读数;在得出电流跟电阻关系时,有许多学生都认为“保持电压不变时,电阻跟电流成反比”是正确的.出现这些问题,是正常的教学现象,从中也给了我们一些启发:教学不能仅仅停留在告诉的层面上,要创造教学情景,让学生主动去探索和发现,从而让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识.

5 在复习中运用开放性实验

在复习课上,采取一题多实验的方法来进行实验复习,即通过一道题目,要求学生能回忆和组合出过去所学习过的实验,并且要能写出实验的名称,实验的器材,实验的步骤和实验的结论等.这种实验题,是一种开放性物理实验题,它不但可以帮助学生复习,提高学生的综合能力,而且可以培养学生的发散性思维.例如在进行电学复习时,我们给出了这样一道题:

现在给你干电池 2节、开关3只、小灯泡 2盏、5欧定值电阻2只、10欧定值电阻1只、滑动变阻器1只、电流表和电压表各1只、导线若干,你能用以上器材研究哪些问题,请你写出实验目的、实验所需器材、实验主要步骤和实验的结论.

学生看到这道题时,开始有点不知所措,此时,教师先作适当引导,然后再让学生去思考并完成.学生通过该题的训练,就把电学中的大部分实验作了系统、详细的复习.许多学生做完之后都有这样的感叹:电学实验做了很多,原来他们所需的器材却这么少,真想不到如此简单!

6 进行设计性实验训练

设计性实验是对所学物理原理和所做物理实验的综合、应用、迁移和创造.它是对学生应用能力、设计能力和创新能力等的全面考查.这就使得我们在教学中要注重培养学生的应变能力,再迁移、再应用的能力,比如上面所讲到让学生做课外小实验、变化课本实验器材等手段,对培养学生的设计能力有极大的帮助,除此之外,我们还让学生做一些具体的开放性实验设计题,如:要测一只未知电阻Rx的阻值(估计约几十欧).现有器材是学生用电压表、电流表各一只,已知阻值为10 Ω的电阻 1只,滑动变阻器(0-20 Ω)一只,电源、开关、导线等.请根据以上器材和下列要求,用不同的方法测出未知电阻 Rx的阻值.

要求:(1)电压表、电流表、已知阻值为10欧的电阻、滑动变阻器(0-20欧)四个器材中,每次只能用两个;(2)测量器材在一种方法中可使用两次(即可测出电路中两个不同部分的值);(3)至少要设计5种方法.

学生在做这类题目时,平时的各种能力都会得训练、整合和提升,单凭死记硬背,简单模仿的同学,对于这种题是没有头绪,摸不着头脑.这就要求我们在平时的教学中,要引导学生重知识发生的过程,重实验的过程,重理解记忆,重一题多解,重自我创造而不是简单模仿;要教会学生会学,乐学和精学.

总之,在施教过程中,我们向学生开放了物理实验室.教师为学生创造各种便利条件,使学生能够充分利用实验室的各种器材,学生在教师的指导帮助下,可以进行各种物理实验(不是仅仅限于课本中的实验).这样做的益处在于:调动了学生的学习积极性,培养了学生的实验能力,引导学生对物理世界进行了更深层次的探索.

1 张伟.中学物理实验教学研究与演示教具设计.呼和浩特:内蒙古人民出版社,2001.4.

2 阎金铎,田世昆主编.中学物理教学概论.北京:高等教育出版社,1999.5.