教師教學方式的轉變最終要落實到學生學習方式的轉變上,即由死記硬背,機械模仿的學習方式轉變?yōu)椤白灾?、合作、探究”的學習方式,這是新課改的顯著特征與核心任務,勢在必行。物理實驗課由“模仿型”轉變?yōu)椤疤骄俊薄?/font>
傳統(tǒng)的物理實驗課是教師先講原理、目的、操作過程,再講注意事項、數(shù)據(jù)處理、誤差分析;然后親自演示一遍,最后再讓學生照教師演示的程序重復一下,記錄下數(shù)據(jù),按教師給定的計算公式算出結果,交上實驗報告,人們稱它作“模仿性實驗課”。這樣做表面上看易于照顧好各實驗組,又能避免儀器的損壞,但這種方法不利于激發(fā)學習的學習興趣和深入理解物理知識;不利于培養(yǎng)良好的學習習慣和科學態(tài)度;不利于提高學生的思維能力和動手操作能力;不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。而“探究型實驗課”正是學生學習和掌握“自主、合作、探究”學習方式的實習陣地,有利于促進學生形成創(chuàng)新精神和實踐能力。那么,怎樣才能上好探究型的物理實驗課呢?下面談談我的一些嘗試和體會。先請看案例:
【案例1】
在上實驗課《多用電表的使用》時,每組實驗桌上除了多用電表外,還準備了一組燈絲斷路的日光燈管和內部斷路的鎮(zhèn)流器,標牌涂去的100歐、25千歐的定值電阻和好的、內部斷路和內部擊穿的三種晶體二極管,再加上一只電解電容器。
首先,讓學生利用多用電表查出日光燈或鎮(zhèn)流器的斷路之處,并更換新的燈管或鎮(zhèn)流器,使日光燈正常工作。這樣使學生倍感興趣,不僅了解了多用電表的妙用,而且更加熟悉了日光燈的工作原理。
其次,讓他們測兩個定值電阻阻值。首先讓學生在R×10檔調好零,再換到R×1檔看指針是否還能指歐姆檔的零值,結果不指,使學生清楚了歐姆表換檔后需重新調零。再讓學生用R×10檔去測那兩個定值電阻,結果一個有清晰的讀數(shù),另一個指針偏角太小,然后讓學生討論改用哪個歐姆檔。在討論和動手實驗的過程中學生知道了應該用R×100檔,有的同學還總結出:“偏角過小,提高倍率,重新調零,再次測量”的十六字口訣。
再次,讓學生測晶體二極管正、負電阻。先讓他們用萬能表的歐姆檔判定哪個是好的,哪個內部是斷路的,哪個內部是擊穿的。使學生對晶體二極管產生了“好奇”,激發(fā)了他們力求弄懂,主動學習的積極性。通過對晶體二極管正、反向電阻的測量,不僅使學生弄懂了晶體二極管的導電特性,還清楚了多用電表紅表筆插孔上的“十” 不是內電源的正極,而是電流表的正極,它恰與內電源的負極相連。
最后,讓學生使用萬用電表歐姆檔,用兩表筆與電容器的兩極相連,同學們都觀察到指針偏轉一定角度后漸漸返回到原位置,這是為什么?讓學生回去討論,以加深對歐姆表構成的認識。
【案例2】
在 高中物理“平拋運動”的教學中通過“感性觀察——提出猜想——試驗研究——總結規(guī)律——理性統(tǒng)一”的過程,使學生受到了科學方法的訓練。
首先讓學生觀察平射水流的運動和平拋小球的運動,在感性觀察的基礎上讓學生猜想。絕大多數(shù)都猜想到平拋運動可能是水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動。
然后讓學生用“研究平拋運動”的試驗來鑒定猜想是否正確。試驗如何做?先讓學生討論,從討論中使學生認識到斜槽的末端必須水平;坐標板必須豎直;每次必須從同一位置釋放小球;帶孔的硬卡片應與小球速度方向大致垂直;坐標系原點應在斜槽末端正上方等于小球半徑的高度處。再讓學生在豎直方向上取下落高度為1:4:9:16;測量水平位移之比,近似得到比值為1:2:3:4。最后向學生說明試驗是粗略的,因而存在著誤差,若采用先進的頻閃照相技術來研究,其比值會更接近1:2:3:4,肯定了大多數(shù)學生的猜想是正確的,并總結出平拋物體運動規(guī)律 。
最后對物體作受力和運動情況的分析,使學生認識到平拋物體運動遵循牛頓運動定律,從而使學生的思維上升到理性統(tǒng)一的認識高度。
【案例3】
在實驗課《驗證牛頓第二定律》中,要深化有關連接體的知識,這樣才能使學生認識到在加速運動系統(tǒng)中砂和砂桶的重力是大于繩的拉力的,只有在砂和砂桶質量遠遠小于小車和砝碼質量時,兩者才可以近似認為是相等的。通過這個實驗對物體受力和運動情況的分析,深化了學生對牛頓第二定律及隔離法的理解,明確了產生系統(tǒng)誤差的原因及減少系統(tǒng)誤差的辦法。
【案例4】
在《把電流表改裝為伏特表》的實驗中用半偏值法測電流表內阻。首先深入理解歐姆定律和分壓規(guī)律的知識,使學生認識到只有在電阻R1>>R2時,電流表內阻Rg近似等于電阻R2的阻值,系統(tǒng)誤差較小,因而在實驗前讓學生討論一下如何選擇儀器才能減小系統(tǒng)誤差。
給定的儀器有:
待測電流表(偏滿電流100μA,內阻約100歐)
電位器(0至1000歐)
電位器(0至100千歐)
電阻箱(0至9999歐)
電動勢為1、5伏干電池一節(jié)
6伏穩(wěn)壓電源
9伏蓄電池組
實驗電路如圖1,R1應選( )R2應選( )電源應選用( )
在討論基礎上最后多數(shù)實驗組的意見一致,R1應選D;R2應選E;電源應選H。
根據(jù)以上案例和平時的經驗,我認為要想上好探究型的物理實驗課,起碼要做到以下幾點:
一、激發(fā)學習興趣,培養(yǎng)良好的學習習慣
興趣往往是那些和已知事物聯(lián)系著的東西,所以應當注重把實驗課知識與學生已有的知識聯(lián)系起來,與日常生活常見的現(xiàn)象聯(lián)系起來。既可消除學生對新知識的陌生感,又能使學生從“好奇”中產生興趣,向力求弄懂轉化。案例1就表明,教師由于把激發(fā)學習興趣作為出發(fā)點來上實驗課,就調動了學生學習物理(特別是上實驗課)的積極性。不但課堂氣氛活躍,而且學生勇于提出問題和進行大膽的探討;對任何一個問題不是教條地吸收,而是通過質疑、分析、討論才吸收的,培養(yǎng)了學生良好的學習習慣。
二、優(yōu)化教學手段,培養(yǎng)良好的科學態(tài)度。
教學重要的是“授人以漁”,給學生以“煉金術”。因此教師給學生不是“魚”和“金”,而是“漁”和“術”。“魚”和“金”是標,而“漁”和“術”才是本。學生有了捕魚的工具、煉金的技術,自然會得到更多的“魚”和更多的“金”。實驗課也是一樣,不僅給學生以知識點,更重要的是通過優(yōu)化教學手段,教給學生思考和研究的方法,培養(yǎng)學生良好的科學態(tài)度。在案例2中教師就在傳授物理知識的同時,有意識地進行了思維方法的訓練,教給學生實驗中的思維線路,使學生掌握了學習物理的方法,形成了探索知識的能力。
三、深化物理知識,培養(yǎng)良好的思維能力。
任何一個物理定律、定理、規(guī)律都是有一定條件的,為驗證這些定律、定理、規(guī)律必須創(chuàng)造一定條件,以接近這些定律、定理、規(guī)律的適用條件。這樣實驗課必須讓學生充分認識到知識的內涵和外延,對知識加以深化,才能培養(yǎng)學生良好的思維能力。無論案例3中《驗證牛頓第三定律》實驗,還是案例4中《把電流表改裝為伏特表》實驗,都體現(xiàn)了在探究式實驗中讓學生通過切身的感受和體驗,加深對物理知識的理解與深化,從而培養(yǎng)了學生良好的思維能力。
四、強化探究意識,培養(yǎng)良好的操作本領。
研究性學習是教育領域中的一個世界性主題,開展研究性學習是我國教育面對新世紀社會發(fā)展的要求而采取的一項課程改革的重大舉措,它的順利實施必將對我國的基礎教育和人才培養(yǎng)產生深遠的影響。因此在物理實驗課上我就多設計了一些研究性學習的內容,讓學生去探究身邊的一些感興趣的物理現(xiàn)象,使物理知識更接近生活實際。例如,讓學生親自動手測量一下各種純凈水的電阻率,包括儀器選擇和水電阻的制作;從伏安法到電橋法讓學生親自設計電路,親自動手測長度,截面直徑,動手組成電路,動手按步驟操作,計算市面上出售的各種純凈水的電阻率,結果電阻率較大的是“純中純”牌的純凈水。還讓學生測一下電磁爐和微波爐的熱效應,各種保溫瓶的保溫效果,并開展了制作冰透鏡,觀察牛頓環(huán)等活動。為了增強學生的探究意識和探究視野,先讓他們提出了種種設想,然后再親自動手去測量、觀察和計算,這既培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識,也培養(yǎng)了他們良好的操作本領。
由于探究型實驗課不是單純的模仿,而是注重對知識的應用、探究,使學生對一些模糊不清的問題產生了認識上的飛躍。學生不再是勉強理解老師講授的知識,而是通過實驗親自操作、觀察而體驗和認識新知識,研究能力和創(chuàng)新能力自然有所提高。
【作者簡介】
楊延文,男,58歲,中學高級教師現(xiàn)任哈爾濱市賓縣第三中學物理教師,1998年被評為特級教師。曾獲哈爾濱市功勛教師、市模范教師、縣勞動模范、市教學能手等榮譽稱號。主要科研成果有:參加《高中物理思考與練習》、《高中物理測試》的編著,在全國年會上提交的三篇論文被評為優(yōu)秀論文。另有9篇論文分別發(fā)表于《中學物理和《考試報》上。