現狀分析
創新實驗是物理教育本質的自然回歸,符合素質教育的理論和實踐的要求。實驗滲透著方法教育,對養成良好習慣,訓練意志品質有積極作用,是提高素質的重要途徑。物理學是一門基礎科學,在物理教科書中有演示實驗、學生分組實驗,還有每章都安排的小實驗。通過這些小實驗,可以開發學生智力,激發學習興趣,培養學生的觀察能力和實際動手操作的能力。要學好物理就必須改變過去注重知識傳授的傾向,關注學生的發展,倡導學生主動參與、樂於探究、勤于思考的學習方式。要主動地在實驗教學中創新,注意研究學生的心理特徵和認知規律,善於啟發學生的思維,激起學習興趣,使他們積極、主動地獲得知識和提高能力。
具體做法
一、更新實驗教學的思路
在物理教學中,通過一些小實驗來解決提出的問題。學生在預習和自學過程中常會遇到一些疑難問題,對某些新的物理概念似懂非懂,對某些物理規律將信將疑,有時想不通就會產生畏難情緒,影響自學效果。怎樣幫助學生克服困難呢?指導學生做個小實驗就是好辦法。如小實驗“筷子提米”,學生通過親自動手實驗,確信了摩擦力的存在,認識了摩擦力與壓力的關係。在這裡學習的就不僅是摩擦力的知識,更重要的是學習了這種探索事實的根本方法——實驗。
物理學中的定義、定理、規律、定律都建立在大量的實驗和實踐活動中。實驗教學不僅局限在課堂上,也可以在課下;可以使用實驗室所配備的器材,也可以自備自製教具,甚至可以使用我們日常生活中的現有物品,如用水和玻璃做光的色散實驗等,這些器材學生更熟悉,更有利於使學生明白物理就在身邊,物理與生活聯繫非常緊密,消除學生對物理的神密感。更重要的是通過這些課本上沒有出現的器材啟發學生的創新能力,來調動學生剛剛起步的創新的意識和創新的精神。
二、改革實驗教學的方法
1、注重引導學生觀察實驗
觀察是實驗的第一步,也是創新的前提。觀察在生活中無處不在。
案例一:在演示三稜鏡色散的實驗時,可先讓學生細緻觀察,然後出示以下問題:①本實驗需要研究觀察什麼?怎樣觀察?②為什麼在稜鏡上會出現折射?③條紋有何特點?條紋的顏色排列是否有序?為使學生養成細緻觀察的習慣,培養他們的觀察能力,教師應該在沒有出示以上問題時就讓學生自由觀察。待觀察一段時間後,老師再讓學生回答以上問題。肯定有部分學生觀察方法不當,老師可指導學生重新觀察,這樣做一定可以大大激發學生的求知慾,掌握正確的觀察方法,從而留下深刻的印象。
在觀察中,要引導同學討論觀察的方法和應注意的問題。可以提示看到的不同的現象是由不同的原因引起的,但是具體到是哪些原因,應該由學生通過多次的實驗得出一定的結論,而不是老師在黑板上把各種條件羅列出,讓學生按部就班。那樣做實際限制了學生的思維,是不利於學生形成創新思維的。
2、變演示實驗為探索性實驗,培養學生的創新能力
在傳統的實驗教學模式中,課堂演示實驗一般以教師為主體,學生僅僅是旁觀者,沒有直接參與,不利於其創新能力的培養。而如果把演示實驗改為探索性實驗,讓學生充分的動腦、動手、動口,發揮學生的主體作用,從而有利於學生創造性思維的激發。如:測電阻率實驗,實驗前讓學生設計五種以上的實驗方案,畫出電路圖,分析比較確定最佳方法。課堂上再討論總結,測電池的電動勢和內阻實驗,可有方法:
(1)安培表內接;
(2)安培表外接;
(3)兩已知電阻和安培表;
(4)伏特表和已知電阻;
(5)兩伏特表測---。
師生再共同分析各方法的利弊,選擇最佳的方案。
再如:在做“動勢能轉化”這個實驗時,可對學生說:現在我們再來做一做球滾動的距離與質量是否有關?我手中有兩個小球,如何比較它們的質量大小?下面是同學們想出的幾個方法。
(a)同種材料的實心球,看體積大小。
(b)用手感覺一下。
(c)用天平稱一下。
(d)讓兩小球碰撞一下就可知質量大小。
在上面四種方法中,提出第(d)種方法最為可貴。他將碰撞中的知識套用在兩物質量比較中。真正達到了發散的要求。這正是微觀世界中測質量的一種方法。
3、採用多種實驗方法,活躍學生思維。
在幫助學生掌握實驗原理的基礎上,允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。在實驗中,學生需要在各種因素中進行取捨,對所得信息進行篩選。這就要求學生在確定的目標下,有全局觀點和善於妥協,在不同情況下善於應變,培養學生的應變能力,使學生分析、抽象概括、綜合表達能力都得到訓練和發展。
4、創設實驗問題,促進學生創新能力的發展
創新教學的構成要素是研究性、引導性、發現性、歸納性等有機的結合起來,這就要求教師在實驗中創造性的套用現代教學方法和教學手段,將多種教學方法進行最佳化組合,用“創造性的教”為學生“創造性的學”創造環境和條件。因此除了演示實驗和分組實驗之外,在學生的模型製作、遊戲、調查小實驗活動中,也可以發展創造活動,鼓勵學生創造。
5、重視方法的總結
實驗做完了,結果出來了,我們的實驗是不是就結束了?沒有。要進行歸納和總結。
案例四:在學習電阻的測量中,我們就應很好地總結,我們學過的電阻的測量方法有哪些,這些方法各有什麼優點和缺點等等。下面是我們學過的常見的測電阻方法:
①歐姆表法:用歐姆表只能對電阻進行粗測,為進一步的精確測量提供一個參考依據.
②替代法:可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效.只要選用的電流表或電壓表精度高,替代法測得的電阻值精度也高,而且不需要計算,可以直接讀出數據。但必須有阻值可調的標準電阻.
③伏安法:伏安法的測量依據是歐姆定律,需要的基本測量儀器是電壓表和電流表,但理論上無論採用電流表"外接法"還是"內接法",系統誤差都不可避免,要會分析什麼情況下用哪種電路測量誤差較小.
④比較法:在滿足一定條件時,未知電阻如果跟已知阻值的標準電阻有一定的比例關係,就可以用比較法求出未知電阻.具體作法可以把二者並聯,也可以把二者串聯,由於串聯電路電流相等,兩電阻兩端的電壓就跟電阻成正比,同樣也可以用比較法測出未知電阻(在測電壓表內阻時常用這種方法).當學生做了基本實驗後,教師應當對學生實驗提出較高層次的要求--做驗證性的和設計性的實驗。運用現有的知識內容推論後面的學習內容是一種物理研究的思路,更是學生應該掌握的物理方法之一。在這個研究的過程中也更容易有新的突破。
三、建立實驗教學評價中的意識創新
教師對教學目標的完成情況進行評估,為制訂下一個目標做準備,這是一個學科目標的結束。如果說學生已經掌握了知識的重點、難點,形成了相應的技能技巧,那么教師應該對學生學習過程進行總結,學生掌握了什麼,超越了什麼?誰做得最好?由教師和學生總結這個經驗,從而形成再創新能力,這個環節是必不可少的。
總之,創新教育在物理實驗教學中的具體實施,能使學生學會學習,開發學生智力、提高素質,增加了學生鍛鍊的機會,增強了學生適應社會發展的能力。