在我们从事物理实验教学过程中,经常会遇到这些情况:由于某件关键器材短缺而无法开展实验,由于实验效果不太明显而影响教学效果;由于没有对实验进行归纳、分析,总会出现一些混淆;过分强调学生学做实验,忽略学生去感受和经历实验,没有给学生科学探究的机会等等。为此,可以采用一些替代实验,增效实验,来克服这些不足,同时,把科学探究的主动权交还给学生自己,让学生真正从认识实验、观察实验和科学探究中获得真知,教师注重教给学生科学探究的一些技能和方法,培养他们创造思维和实践应用的能力。
一、 实验创新,把抽象、复杂的理论具体化、简单化
物理作为一门实验科学,应该特别重视实验。没有实验,课本中有些理论显得非常抽象,因此把一些抽象的理论通过切实可行实验来说明,让学生从有趣的实验中去轻松地理解掌握抽象的理论。
例如,在学了“浮力是怎样产生的”这一知识后,学生很容易理解“物体要受到浮力,物体必须浸在液体中”,而很多学生不是很理解“为什么有的物体浸在液体中却没有受到液体的浮力”。书中虽然用一蜡块放入平底容器中,分别以其平整面和粗糙面与容器底面接触来说明浮力产生的原因,但还是让人费解。在不断教学实践中,教师发现有一个新颖的小实验可以达到事半功倍的效果。这实验取材简单,用两个普通乒乓球,一只废旧矿泉水瓶。首先,把瓶盖,瓶底去掉,口朝下,底朝上,放入两个大小一样乒乓球(一黄一白),黄球封在瓶口处;然后往瓶中快速倒水,学生能轻易看到白球上浮,而黄球依然在水底部静止。由于黄球与瓶口接合并不紧密,必有少量水从接口的缝处流下。此时,若用手或盖子堵瓶口,过一会儿,发现黄球也浮起了。通过这个可行实验,先让学生分析,后由老师归纳,这其中关键对象是黄球,黄球开始静止是因为它只受到水向下的压力作用。而黄球之所以后来又浮起,是因为手堵瓶口,黄球与瓶口接口缝处流下的水越积越多,待到乒乓球又同时受到下部水的向上的一定压力时,即浮起了!学生也可以去亲身体验其乐趣。
二、 采用替代实验教学,增强实验效果,提高教学效率
我们在进行实验教学中,可以大胆改进实验,采用一些效果明显,效率更高的替代实验进行教学,也可以利用课本和学习的文具(如:笔、小刀、尺等)。既源于课本,又不拘泥于课本,做到灵活多变,提高课堂教学的效率。
例如:讲到浮力中“潜水艇的浮沉时”,教师可用一个较大的废旧钢笔来做实验,代替潜水艇演示其原理;同时可以结合量筒去测量钢笔体积(即V排)算出其浸没在水中的F浮大小;结合天平测出质量,算出其重力G物大小,废旧钢笔的重力可以通过笔胆吸水量进行改变,通过实验及观察来推出物体浮沉条件。
三、 引导学生发散思维,扬长避短,培养学生创新精神
物理学作为自然科学中思维性极强的一门基础学科,在培养学生的创造思维方面有其得天独厚的条件。有的同学喜欢学习理论知识,有的同学喜欢动手操作,有的同学善于提出截然不同的见解,对待这些,教师要因材施教,注意正确引导,提倡学生扬长避短。
在声速测量教学中,让学生去讨论测量声音在空气中传播速度的方法,很多同学是利用回声,或利用百米赛跑时的不同计时员时间差来计算测量。只有一位同学有这样一个特别设想,即假设在一条很长的直跑道上每隔十米站一位计时员,在起点对广播开始大喊一声,某计时员听到声音时间为1秒时,则该计时员站的位置到广播处之距即为声速。当时我看了觉得很独特,但有些要进一步完善,后又在课堂与大伙讨论,最后认为计时员计时标准要统一,所以在喊话同时,应在喊话者旁放一盏声控灯,当灯一亮,各计时员就计时;当听到声音就停止计时,这样测声速就较科学了。
因此,教师要鼓励学生去大胆思考,积极引导,充分发挥学生创造性的潜力,为培养跨世纪的“合格+特长”的具有创新能力的人才奠定基础。
四、 跳出思维定势的圈子,做到同中求异,异中求同
在实验教学中,我们不仅要学生学会一器材组合所测量的直接物理量,也要学生认真分析尽可能多地思考能测量的其他间接物理量;不仅要学生掌握教材中测某物理量的基本方法,也要学生掌握基本方法之外的其他方法。并对它们进行分析比较,学生根据具体情况的不同,选择不同的实验方法。能够灵活运用实验技能,技巧,提高实验效率,达到实验目的。会用不同仪器组合测不同物理量,更会用相同仪器组合测不同物理量,还会用不同仪器组合测相同物理量。
五、 对各种相关实验进行比较、归纳、拓宽,促进学生对实验理解、掌握、运用
初中物理实验中,有很多实验基本上是相类似的,只是某些细节上不同,而这些却容易让学生造成混淆,张冠李戴。例如,“伏安法测量电阻”与“测量小灯泡额定功率”的实验,电路图中其它部分都相同,只要把电灯泡与待测电阻交换就行了,那么这两个实验中要注意的很多事项都可以类比记忆了,节约时间。
在实验中,又要善于借鉴简单易行的实验方法来拓宽实验教法。在有关测量液体密度中,有一个简单的方法可以借鉴,即:有一支透明两端开口玻璃管,其中一端用橡皮膜扎住,把它插入水槽中,再往玻璃中倒入酒精,盐水等未知密度液体直至橡皮膜不发生形变为止(保持水平),借助刻度尺测量管内外液面高度,可测未知液体密度。
我们必须重视物理实验教学的开展,做实验,既要增强实验的趣味性、可行性,又要增强实验教学效果,培养学生实验动手能力,解决实际问题的理论联系实际能力,学以致用。对物理实验教学,教师要充分利用现有条件,努力创造条件,利用废旧材料替代实验,利用身边易取得的材料创造更多实验的机会,让学生广泛参与,在参与中不断做好思考,推陈出新,对新设想,教师要善于引导,分析,使之逐步完善,激发学生的实验兴趣,提高其主动性、积极性、创造性。师生在不断进行的实验教学中要进行比较,归纳,拓宽思路,运用发散思维。掌握并应用物理实验,提高教学质量,学好物理学。