曹雪蓮
世界的競爭,是人才和科技的競爭,人才和科技的競爭歸根結(jié)底又是創(chuàng)造力的競爭。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力是新世紀世界教育的主題,也是提高我國全民素質(zhì),培養(yǎng)二十一世紀現(xiàn)代化建設(shè)人才的需要。江澤民同志曾經(jīng)指出:“創(chuàng)新是一個民族發(fā)展的靈魂,是國家興旺發(fā)達的不竭動力”。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力,不僅關(guān)系到一個國家的生存和發(fā)展,而且決定著其在未來國際中的地位和作用。所以,學(xué)校教育要注重培養(yǎng)具有高素質(zhì)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的建設(shè)者和接班人。物理學(xué)是一門以實驗探究為主的學(xué)科,物理學(xué)的發(fā)展離不開物理實驗。物理學(xué)自身的特點及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用決定了實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力、創(chuàng)新精神和動手操作能力的重要途徑,也是學(xué)生學(xué)習(xí)理科的主要方法之一。在物理學(xué)教學(xué)中,物理概念的建立,物理定律的發(fā)現(xiàn),都是通過物理實驗逐步認識和總結(jié)出來的,可見,物理實驗賦予了物理學(xué)科豐富的思想內(nèi)涵,同時,實驗促進了物理學(xué)的發(fā)展,也促進了物理實驗本身不斷發(fā)展和完善?!镀胀ǜ咧形锢碚n程標準》也對物理課程教學(xué)中加強實驗教學(xué),開展科學(xué)探究活動提出了“以學(xué)生發(fā)展為本”“強調(diào)科學(xué)探究過程”的新課程理念,強調(diào)教學(xué)既要重視基本知識的傳授,也要注重基本技能的培養(yǎng),同時還要加強學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。科學(xué)探究既是重要的教學(xué)方式,又是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力的有力手段,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主要途徑,是完成學(xué)生知識整合和提升思維能力的重要方法。那么,在物理實驗教學(xué)中如何為學(xué)生創(chuàng)造良好的探究學(xué)習(xí)機會,激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣,培養(yǎng)良好的探究習(xí)慣,不斷提高探究的能力呢?下面筆者就自己的經(jīng)驗談幾點體會。
演示實驗是物理實驗的主要活動之一,在演示實驗中,通過讓學(xué)生觀察物理實驗中運用的感性材料,并對實驗材料進行科學(xué)的分析,透過演示實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果認識到事物的本質(zhì),進而上升到理性認識。因此,實驗前要充分準備,備教材、備學(xué)生、熟悉實驗程序和實驗的每個環(huán)節(jié),以求取得實驗的最好效果。盡管演示實驗有助于學(xué)生掌握物理概念和學(xué)習(xí)物理知識,但是傳統(tǒng)的演示實驗也存在著一定的弊端,如往往由實驗教師先講解、再演示,然后把觀察到的現(xiàn)象、結(jié)論總結(jié)出來,學(xué)生被動地接受知識,難有實驗的熱情和探究的欲望。因此,我們對演示實驗進行一些改革,特意將演示實驗中穿插探究性實驗的環(huán)節(jié),通過挖掘演示實驗教學(xué)中的創(chuàng)造因素,提供給學(xué)生更大的思考空間,讓學(xué)生在實驗中充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,親身體驗,動手操作,充分發(fā)揮主觀能動作用,從而有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
如在做演示實驗時,實驗教師故意出錯,以此吸引學(xué)生的注意力,學(xué)生通過認真細致觀察并指出其中的錯誤,加深了記憶,鍛煉了思維?;蚴窃谘菔緦嶒炛斜M可能地增加學(xué)生探究的機會,更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新探究熱情。例如,在研究自由落體失重現(xiàn)象時,用側(cè)面帶孔的礦泉水瓶裝水后進行實驗。教師分別讓盛滿水的礦泉水瓶從不同的高度落下來,有意連續(xù)多次做同一個實驗會出現(xiàn)不同的實驗結(jié)果。當(dāng)?shù)V泉水瓶從較高處下落的一瞬間,拔下堵在小孔的棉簽后,小孔竟然不漏水,學(xué)生看到這個現(xiàn)象倍感新奇,繼而會想會問:為什么小孔有時漏水,有時不漏水?水為什么不流出來?小孔被什么東西“堵”住了?這其中有什么奧秘?學(xué)生在這種新奇實驗現(xiàn)象的刺激下,注意力集中,思維活躍,主動參與實驗活動,從而實現(xiàn)了主動探究的教學(xué)目標。
分組實驗也是學(xué)生實驗的主要活動之一。開展學(xué)生分組實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,鍛煉合作能力,提高觀察能力,拓展思維能力,增強實驗技能,也有助于學(xué)生理解物理概念,學(xué)習(xí)和掌握物理知識,運用物理原理解決生產(chǎn)生活中的實際問題。在分組實驗過程中,要避免類似編程實驗?zāi)J剑吡Ρ苊鈱嶒灲處煷湫惺?,雖然實驗的內(nèi)容是一樣的,但應(yīng)在實驗教師的指導(dǎo)下,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計具有自己個性特點的實驗,通過學(xué)生自主實驗,以確保實驗的個性化。
在學(xué)生分組實驗時,可以采用多種方式完成,如先演示后實驗,也可以先設(shè)計后實驗,或是讓學(xué)生根據(jù)實驗對象和內(nèi)容自主選擇實驗方法,要盡可能增加學(xué)生實驗的機會,為學(xué)生創(chuàng)造動手操作條件,充分開放實驗室,讓學(xué)生自由選擇感興趣的實驗項目和內(nèi)容,調(diào)動學(xué)生實驗的積極性和主動性,激發(fā)他們的探究欲望。為了發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維能力,實驗時不限制實驗原理,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識;不規(guī)定實驗步驟,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維;實驗總結(jié)時,不限制學(xué)生的思維方向,讓學(xué)生多觀察,多發(fā)現(xiàn)問題,多方向、多角度地分析實驗數(shù)據(jù),審視實驗現(xiàn)象,創(chuàng)造性地總結(jié)分析實驗結(jié)果,開放性地歸納實驗結(jié)論,探索物理規(guī)律的形成。
還以“研究自由落體失重現(xiàn)象”為例,本節(jié)課結(jié)束時,筆者又提出問題:做“小孔不漏水”實驗時,距離較遠的學(xué)生不容易看清楚實驗現(xiàn)象,請大家想出有利于觀察實驗現(xiàn)象的辦法,讓實驗現(xiàn)象更加明顯。課后學(xué)生想出很多的辦法:有的小組往礦泉水瓶里注入了彩色顏料;有的在地上鋪上了白紙;有的把礦泉水瓶子放到更高的位置,延長礦泉水瓶下落的觀察時間;還有的用攝像機錄制礦泉水瓶下落的全過程,然后通過慢放功能觀察實驗現(xiàn)象。通過以上這個教學(xué)案例我們可以清楚地看到,傳統(tǒng)的演示實驗只是灌輸知識,不能深層觸及學(xué)生的思維;在演示實驗中穿插探究性實驗的環(huán)節(jié),引發(fā)學(xué)生思考,則會使學(xué)生的思維進一步深化;如果改進實驗方案,激發(fā)學(xué)生合作、協(xié)調(diào)的積極性,增加學(xué)生探究的機會,那么學(xué)生的創(chuàng)新探究能力會得到更好的鍛煉與展現(xiàn)。
新課程改版后的物理教材中增加了許多物理課外小實驗、小制作,這些有趣的活動題材廣泛而豐富,實驗材料在生活中很容易找到,無論是實驗設(shè)計,還是動手操作,都簡單易行。例如,在家中研究光的色散,可以把玻璃鏡子斜插到盛滿水的臉盆中,將光反射到墻上,很容易觀察到反射光顏色的變化;或是在太陽光下吹肥皂泡,通過肥皂泡的五顏六色來體會太陽光經(jīng)過色散后的變化;也可以背對著太陽,迅速從口中向上噴水,會發(fā)現(xiàn)在有霧的地方出現(xiàn)彩色光帶。因此,我們要不失時機地引導(dǎo)學(xué)生組建課外興趣活動小組,借助實驗室或是自行設(shè)計家庭小實驗,把課外小實驗與課堂實驗活動有機地結(jié)合起來,使小實驗、小制作成為課堂實驗的延伸和有效補充。這樣的課外實驗活動雖然在某些方面會比較粗糙或不規(guī)范,但學(xué)生的自主性高、參與性強。又由于課外小實驗、小制作選材方便,貼近生活,學(xué)生可充分展示自我,大膽合理想象,實驗現(xiàn)象的生成和知識的獲得都是學(xué)生親身實踐得來的,這種體驗是其他學(xué)習(xí)方式不能比擬的,是最淳樸和最自然的,所以,有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新精神,同時也有助于他們體驗物理知識與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系,增強學(xué)習(xí)物理的自覺性。
物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力的實踐平臺,學(xué)生嫻熟的實驗操作技能和動手操作能力以及創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)都離不開實驗教學(xué)。因此,在物理教學(xué)中一定要加強實驗教學(xué),讓學(xué)生通過實驗操作直接參與物理研究活動,親身體驗實驗活動,發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,在實驗教學(xué)中培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的實驗探究能力,增強科學(xué)探究的素養(yǎng)。
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