初中物理實驗課分為老師演示實驗和學(xué)生分組實驗兩種,現(xiàn)在課改不斷深入,有很多人都認(rèn)為:要加強實驗教學(xué)的研究,盡量把驗證性實驗改為探索性實驗,把演示實驗改為邊講邊實驗,那對培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和動手操作的能力、設(shè)計創(chuàng)造的能力更有幫助,而且進行不斷的探究實踐,效果卻不怎么理想,原因何在呢?
筆者通過大量的實踐和觀察得出一個體會,其實,演示實驗和分組實驗有著它不同的要求和作用,我們在學(xué)習(xí)知識的時候,分直接經(jīng)驗和間接性經(jīng)驗兩種方式,通過挖掘教學(xué)內(nèi)容的學(xué)術(shù)性,并對之進行深入探究活動,甚至有機地把課內(nèi)探索延伸到課外。讓學(xué)生感知和體驗認(rèn)知的過程,從而構(gòu)建起知識的體系,這是符合皮亞杰認(rèn)知建構(gòu)主義原理的規(guī)律,這是很必要的。但是,在實行課程教育時,我們不能總是要學(xué)生有直接經(jīng)驗,很多時候,進行演示實驗,也能達到很好的作用,特別是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力更有幫助,而且大大提高課堂效率,因為作為演示的人不管是老師還是學(xué)生,正確和錯誤都有能夠及時呈現(xiàn)給學(xué)生,并進行同步的分析,這對學(xué)生掌握知識是很有必要的。如果把演示實驗都改成分組實驗的話,往往一節(jié)課是完成不了本節(jié)課的教學(xué)進度,對整個教學(xué)進度的影響是連續(xù)性的。
總而言之,師生共同尊重科學(xué),實事求是,面對群體,以實驗創(chuàng)新教育為前提,使學(xué)生達到掌握物理實驗技能和科學(xué)方法,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度,學(xué)會運用演演示和分組實驗手段解決物理問題的能力為指導(dǎo)思想,強化實驗教學(xué)目標(biāo),要求學(xué)生在實驗的全過程中自始至終抓好“七個正確”:其一,選擇儀器正確;其二,安裝調(diào)試實驗裝置正確;其三,操作規(guī)程正確;其四,觀察方法正確;其五,測量讀數(shù)正確;其六,處理數(shù)據(jù)正確;其七,實驗結(jié)論分析歸納不斷修正,允許學(xué)生發(fā)生錯誤,師生共同分析到正確為止。
所謂發(fā)散性思維就是對同一類型問題,在不同的條件下,提出多向性、多變性的解決問題的方案的思維。而初中學(xué)生由于受年齡和閱歷等方面的限制,他們的思維能力雖然已有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展,但思維形式明顯偏重于具體思維,其發(fā)散思維意識相對薄弱,因此,在課堂教學(xué)中應(yīng)注意加強學(xué)生發(fā)散性思維能力的培養(yǎng)。實踐表明,利用初中物理實驗可引導(dǎo)學(xué)生廣開思路,從多個角度去觀察和分析問題,所以對初中生進行發(fā)散思維能力的培養(yǎng)是完全可行的。下面就如何利用初中物理實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力來談一談本人的一些做法。
一、從基本公式、定義出發(fā),多途徑、多方位地尋找處理實驗問題的方法。即我們實際教學(xué)中常見的“一題多解”。
也就是說,在基本原理相同的前提下,從已學(xué)知識出發(fā),盡可能地挖掘出各種直接或間接的可行的測量方法。
二、相同實驗?zāi)康模ㄟ^變換實驗器材,引導(dǎo)學(xué)生變換思維觸角,將多個知識點進行相互溝通和綜合,靈活地處理問題。
例如,現(xiàn)要求用實驗測出待測電阻RX的阻值。(1)如果給你的器材中電流表、電壓表均齊全,則可用“伏安法”來直接測量待測電阻兩端的電壓UX及通過的電流IX,后用公式即可求得待測電阻RX。(2)如果給你的器材中缺少了電流表、滑動變阻器,但多給了一個已知阻值的電阻R0,則要用電壓表來直接測量待測電阻兩端的電壓UX,并設(shè)法利用串聯(lián)時電流處處相等的性質(zhì)來進行間接測量通過RX的電流的大小IX——串聯(lián)等流法。當(dāng)然也可用如下的串聯(lián)短路法。(3)如果給你的器材中缺少了的是電壓表、滑動變阻器,但多給了一個已知阻值的電阻R0,則要用電流表來直接測量通過待測電阻的電流IX,并設(shè)法利用并聯(lián)時各支路兩端的電壓相等的性質(zhì)來進行間接測量——并聯(lián)等壓法。
三、發(fā)散大家都較熟悉的儀器的用途,培養(yǎng)學(xué)生的求異思維。
天平是測量物體質(zhì)量的儀器,在教學(xué)中,除了進行基本的物體的質(zhì)量的測量外,為了開拓學(xué)生的思路,還可以提出問題:如何用天平來“稱”物體的面積和體積?此時學(xué)生就會展開豐富的想象,去尋找解決問題的辦法。我們雖然不能直接測量這物體的面積S物,但可用間接的辦法來處理:找一張厚度均勻的硬紙片,用復(fù)寫紙將待測物體的邊界印在硬紙片上,然后沿邊界將紙片剪下,再用同樣的紙片剪一個邊長為10cm的正方形,后用天平稱出兩者的質(zhì)量分別為m物和m正,再根據(jù)同種物質(zhì)密度相同而得到公式S正/S物=m正/m物,就可求出待測物體的面積S物=m物S正/m正。用類似的方法還可以測出許多不規(guī)則形狀物體的面積。同樣,我們雖不能直接測量物體的體積,但也通過測量這已知密度為ρ的物體的質(zhì)量m,后用V=m/ρ求得其體積。
四、多注意引導(dǎo)學(xué)生進行一物多用,發(fā)揮學(xué)生想象,挖掘?qū)W生的實驗潛力。
空的塑料飲料瓶雖然是生活中比較常見的廢品且結(jié)構(gòu)非常簡單,但在物理實驗中的應(yīng)用卻有其獨到之處,可演示許多物理現(xiàn)象:可演示液體的壓強隨深度的增加而增大的實驗、固體的壓強與壓力、受力面積的關(guān)系的實驗、浮力產(chǎn)生的原因的實驗。又如:生活中常見且價廉的醫(yī)用注射針筒也可用于進行潛水艇的工作原理的模擬演示實驗、液體的沸點與壓強的關(guān)系的演示實驗、連通器原理的演示實驗以及驗證大氣壓的存在的演示實驗等等。通過在教學(xué)中適時地引導(dǎo)學(xué)生用生活中常見、便宜的器材(或廢物)來做實驗,研究物理問題,就會使學(xué)生倍感親切,也有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,活躍學(xué)生的思維,以及提高其動手能力,提高學(xué)習(xí)物理興趣。
總之,在物理教學(xué)中,巧妙地利用物理實驗的多元性、多變性,不斷地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力,不但能使學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解更加完整和深刻,也能使學(xué)生擺脫習(xí)慣思維的束縛,拓寬思維范圍,使解決實際問題的方法不拘一格,從而使學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力也得到發(fā)展,以適應(yīng)當(dāng)前素質(zhì)教育的需要。
(作者單位:武進區(qū)盧家實驗學(xué)校)