通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新能力

安中先

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,上好實(shí)驗(yàn)課有利于學(xué)生加深知識(shí)的理解,提高學(xué)生的操作技能和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的教學(xué)中實(shí)施的是:教師講實(shí)驗(yàn)→學(xué)生記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→教師擺實(shí)驗(yàn)器材→學(xué)生按步驟完成實(shí)驗(yàn)→學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),這樣的教學(xué)方法是難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的。我認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行探究。

一、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力

在演示實(shí)驗(yàn)時(shí),教師應(yīng)規(guī)范操作,現(xiàn)象應(yīng)明顯,給學(xué)生展現(xiàn)清晰的物理圖景,使學(xué)生認(rèn)真、仔細(xì)地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,使學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上推進(jìn)思維的發(fā)展。例如,做“發(fā)聲體在振動(dòng)”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生通過(guò)觀察會(huì)得到“只有音叉發(fā)聲時(shí),塑料小球才會(huì)被彈開(kāi)”的感性認(rèn)識(shí),接著引導(dǎo)學(xué)生思考,小球?yàn)槭裁粗挥性谝舨姘l(fā)聲時(shí)才會(huì)彈開(kāi)?學(xué)生通過(guò)思維可推斷出了“發(fā)聲的音叉在振動(dòng)”的結(jié)論,接著再演示幾個(gè)類似實(shí)驗(yàn),最后歸納出:“一切發(fā)聲的物體都在振動(dòng)”的結(jié)論,使學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。

二、通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)的方法研究物理問(wèn)題的能力

在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、需測(cè)量的物理量以及注意事項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上做好分組實(shí)驗(yàn),使學(xué)生達(dá)到會(huì)選器材、會(huì)按步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、會(huì)觀察、會(huì)記錄、會(huì)分析和處理數(shù)據(jù)、會(huì)得出結(jié)論、會(huì)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。做實(shí)驗(yàn)時(shí),我除了應(yīng)用遵守循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)操作培養(yǎng)學(xué)生的能力外,還應(yīng)用情景干涉來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和解決問(wèn)題的能力。例如,《用天平稱固體和液體的質(zhì)量》的實(shí)驗(yàn),目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)用天平稱物體的質(zhì)量。我在實(shí)驗(yàn)前,故意把天平調(diào)到不平衡,并把左、右盤(pán)調(diào)換,游碼調(diào)離零刻線,以此鍛煉學(xué)生使用天平的能力。通過(guò)這種干涉,使學(xué)生大腦中會(huì)深深留下“使用天平首先要調(diào)節(jié)平衡,調(diào)節(jié)平衡前要左、右盤(pán)放對(duì),游碼應(yīng)調(diào)到零刻線處”的印象。

三、在校內(nèi)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

在分組實(shí)驗(yàn)時(shí),有的學(xué)生動(dòng)手能力差,操作不合理;有的學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少,對(duì)實(shí)驗(yàn)較陌生,也有的學(xué)生害怕做不好實(shí)驗(yàn),影響實(shí)驗(yàn)的按時(shí)完成,逃避實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這些問(wèn)題,給他們安排合適的時(shí)間,在課間活動(dòng)時(shí),開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,提供一個(gè)認(rèn)真重做的機(jī)會(huì)。

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是適合部分學(xué)生的求知欲和心理的,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放,使學(xué)生對(duì)分組實(shí)驗(yàn)更熟悉,理解更深刻。既能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手、動(dòng)腦的能力,又能培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度。

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模一般每次應(yīng)控制在3~4組,人數(shù)控制在每組3~4人?；顒?dòng)中教師應(yīng)巡回指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正并解決。例如,在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,常會(huì)出現(xiàn)繞制滑輪組時(shí)掉輪的現(xiàn)象,教師應(yīng)向?qū)W生指明這是由于滑輪較輕造成的,繞線時(shí)必須在動(dòng)滑輪下配載重物;也有的學(xué)生會(huì)出現(xiàn)不能夠勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)從而得不到合理的數(shù)據(jù)等。在實(shí)驗(yàn)中針對(duì)完成較理想、時(shí)間充足的組應(yīng)在器材許可的情況下做進(jìn)一步的要求,力求在有限的時(shí)間內(nèi)收到更好的效果。例如,“測(cè)小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,可作如下的要求:(1)如去掉電壓表能否測(cè)出燈泡的實(shí)際功率?(2)如去掉電流表能否測(cè)出燈泡的實(shí)際功率?……學(xué)生通過(guò)測(cè)量獲取的信息加深了對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的理解。

四、在校外推廣“家庭小實(shí)驗(yàn)”

生活中的許多日用品都是利用了物理知識(shí)生產(chǎn)制造出來(lái)的,因此可讓學(xué)生開(kāi)展自己的家庭實(shí)驗(yàn)室。它的實(shí)施一般應(yīng)考慮到:學(xué)生需印證的知識(shí)、器材是否可得、實(shí)驗(yàn)方案是否可行、課題的確定等。學(xué)習(xí)了“力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”后,可給學(xué)生布置一個(gè)簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,有一個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),把一小球放在水平桌面上使其靜止,然后用手指彈擊小球,觀察到小球在拆去外力后仍向前通過(guò)一段距離后才靜止,說(shuō)明小球的運(yùn)動(dòng)。不需外力維持,而力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。這樣的小實(shí)驗(yàn)有時(shí)也可不必指定實(shí)驗(yàn)課題,而是給出器材,讓學(xué)生開(kāi)放地去設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)。