新课程改革最为重要的目的是为了中华民族的复兴,为了每位学生的发展。这种要求决定了中国基础教育课程体系的价值转型,新课程应全面推进素质教育,努力培养学生健全的个性和完整的人格,造就新一代高素质的社会公民。物理学是一门以实验为基础的学科,实验教学是物理教学的重要组成部分,发挥着十分重要的作用,深刻地影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活。因为实验教学既是物理知识教学的基础,也是物理课堂教学中实施素质教育的重要渠道和有效手段。物理实验是学生认识物理概念,理解物理规律的基础,对培养学生形成良好的科学素质具有极其重要的作用。
在新课程改革的趋势下,物理实验教学应以新课程理念为指导,进行大胆的改革和尝试。具体而言,物理教学应从以下几个方面来改革物理实验教学。
1 增强物理实验的研究性以培养学生的多种能力
学生在研究性学习中,学习的积极性和自主性都得到空前高涨。笔者也将研究性和开放性学习的理念渗透并运用于物理实验教学。实验过程始终以学生为主体,学生自觉动手、动脑,有利于培养学生独立自主的学习能力,激发其学习的积极性和主动性。例如:弹簧劲度系数的研究。该实验要求学生用两种方法测量弹簧的劲度系数。学生通过思考和研究确定实验方案并进行实验。第一,静态法。根据弹簧受力F作用时的伸长量S在弹性限度内有F=KS;第二,动态法。根据弹簧下端加质量M的重物时上下振动周期T2=4Л2(M+m)/k,m为弹簧质量。学生用两种方法测出K值,并进行比较和分析,写出研究性的实验报告。
在开放性实验教学中,我们应充分利用现有资源,引导学生观察物理现象,激发学生的学习兴趣,培养其多种能力。众所周知,兴趣是影响学习积极性的最直接的因素。那些新奇的、对生活有意义的知识和问题,能引起学生强烈的兴趣。在观察物理现象时,教师要引导学生注意整个现象产生的条件、发生的过程和现象的典型特征等。如在观察“摩擦起电”现象时,要提示学生注意观察:①手帕摩擦过的塑料膜对碎纸屑有什么作用?②手帕摩擦过的两块塑料膜,在相互接近时,会发生什么现象?③把用手帕和毛皮分别摩擦过的两块塑料膜靠近些?它们之间会产生什么现象?通过观察,学生自己得出了“摩擦过的物体带电及同种电荷相斥,异种电荷相吸”的结论。通过对上述物理现象的观察,不仅成功地诱发了学生的学习兴趣,满足了学生的求知欲望,而且有利于发展学生的观察能力。
2 注重实验的生活化以培养学生的应用能力
生活世界和科学世界是各自具有其特殊规定性的两个不同的世界。物理教育中,科学世界对课程内容的选择起着决定性的支配作用,该种课程越来越脱离生活世界从而容易导致教育中生活意义的失落。物理课程标准要明确提出“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念。这意味着实验要直接面向社会,与生活融为一体,激发并保持学生的学习兴趣,并将物理实验规律应用于生产生活实际。
物理实验课程是一门与生活息息相关的课程,生活的方方面面都蕴藏着深刻的物理原理,例如:鸡蛋握在手中,使劲握也难以破碎,但手拿鸡蛋在碗边轻轻一敲即破。这个实验现象可以表明:鸡蛋紧握在手中时,受力面积大,压强小;而在碗边轻敲时,受力面积小,压强大。通过该现象,学生容易理解压力的作用效果不仅跟压力大小有关,还跟受力面积有关。因此,物理实验教学应强调从学生的已有经验出发,注重实验内容与日常生活之间的联系。
物理实验可以通过学生自己动手完成各种小实验和小制作,此时学生的思维异常活跃,学习欲望高涨,参与意识强。例如,在《浮力》的实验教学中,我们可首先让学生自制学具,即几块形状不相同的木块和一块铁皮。在课堂教学中,教师可以利用演示实验,充分调动学生的积极性,激发学生兴趣,并根据教学进度,不断提出新问题,例如,形状不同的同材料物体受到的浮力相同吗?同一物体分别放在水里、油里,它露在液面上的体积相同吗?等等。课堂提出问题,要求学生利用自制的学具在课外进行实验,找到答案。学生通过自己做实验得出正确的结论,会提高其学习兴趣,增强其积极开展实验的信心。总之,通过课内、课外情景的设置,演示实验和自己动手做实验的有机联系,有利于培养学生利用物理实验解决实际问题的能力。
3 强化实验教学的创新性以培养学生的创造性思维能力
物理学是一门实验科学,通过物理实验有利于培养学生运用科学思想和科学方法进行创造性思维的能力。在物理实验教学中,必须重视培养学生的实验技能和独立工作的能力,促使学生养成创造性思维。做实验时,教师要指导学生弄懂实验原理,学会正确使用物理仪器,掌握计数、读数和处理实验结果的技巧,能够通过分析、推理得出正确结论。比如,在电学实验中,教师要反复强调安培表、伏特表的连接特点及“+”、“-”极的接线位置,让学生学会用欧姆定律正确估算量程,避免量程过大使测量值的误差大,又避免量程过小使电流烧坏仪表。学生掌握了基本实验技能,就能独立动手操作,打好实验的基础,学到课本上没有的或者是一带而过的知识。通过实验,不仅有效地帮助学生领会物理知识,更重要的是通过观察实验现象,分析和解决实验中的问题,能够培养学生的创造性思维能力。
另外,可以通过视觉符号来培养学生的创造性思维能力。比如,课本中各种各样的运动图像、物态变化图像等,都是从画图、识图以及图像与实物转化的角度来培养学生的创造力。比如,在学习“导体做切割磁力线的运动”内容时,可启发学生联想“右手拿镰刀割麦子”的情形。根据“右手定则”,磁力线方向(麦子)、导体运动方向(镰刀)、导体中感生电流方向(四指)的关系就十分明确了。上述例子可以看出,想象可以使学生头脑出现一些超乎他们自己经验的形象,由于想象的材料来源于实践并与感知、记忆密切相关,因此教师应引导学生运用画图、识图、观察图表和模型等,来帮助学生对没有直接感知过的,或根本不能直接感知的事物,形成清晰的认识表象,以有利于开拓学生思路,促进学生创造力的发展。
物理实验应该吸取新课程理念进行改革和完善,教师应解放思想,大胆尝试,积极进行探索和创新,努力使中学物理实验成为培养学生独立自主学习提高能力素质的重要实践环节。重视物理实验教学并通过多种方式提高物理实验教学的有效性,有利于提高学生的科学素养和物理学习的质量。
