中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)

王衛(wèi)江

物理學(xué)是從科學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)展起來的自然科學(xué),從伽利略(Galileo Galilei 1564～1642意大利)創(chuàng)立用實(shí)驗(yàn)方法研究物理現(xiàn)象以來,物理學(xué)得到了飛速的發(fā)展。近代物理學(xué)的興起和發(fā)展都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上取得的,實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)研究的一個(gè)重要方法,也是物理學(xué)的重要基礎(chǔ)。

中學(xué)物理教學(xué)的目的,是使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握學(xué)習(xí)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和從事社會(huì)主義建設(shè)需要的物理基礎(chǔ)知識(shí),了解這些知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用,要培養(yǎng)學(xué)生的觀察,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?思維能力,分析和解決實(shí)際問題的能力。因此,中學(xué)物理教學(xué)必須以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ),這也是由這門學(xué)科的本身特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)中的重要作用所決定的。

一、實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)物理的過程中,為學(xué)生提供了認(rèn)識(shí)物理規(guī)律,形成物理概念的環(huán)境

在學(xué)習(xí)物理過程中,要形成正確的物理概念和正確認(rèn)識(shí)物理規(guī)律,首先要有一定的感性認(rèn)識(shí)。這種感性認(rèn)識(shí)可以來源于學(xué)生的實(shí)際生活環(huán)境,也可以來源于實(shí)驗(yàn)提供的物理事實(shí)。學(xué)生從生活中得到的感性認(rèn)識(shí)是力的、熱的、電的、光的、磁的各種現(xiàn)象互相交織在一起的,有的甚至是錯(cuò)誤的感性認(rèn)識(shí)。因此,學(xué)生通過生活中獲得的感性認(rèn)識(shí)來建立物理概念和認(rèn)識(shí)物理規(guī)律會(huì)遇到困難,甚至?xí)㈠e(cuò)誤的物理概念。而運(yùn)用實(shí)驗(yàn)則可以給學(xué)生提供比較直觀的物理現(xiàn)象反復(fù)再現(xiàn),能夠使學(xué)生對物理事實(shí)獲得明確、具體的認(rèn)識(shí),例如,在實(shí)際中把兩個(gè)輕重不同的物體從同一高度釋放時(shí),往往會(huì)看到重的物體先落地,就會(huì)形成落地時(shí)間與物體的質(zhì)量有關(guān)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),而通過教師做物體在真空中的下落試驗(yàn),就可以把不同的物體從同一高度下落時(shí),同時(shí)落地的實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)在學(xué)生眼前,可以幫助學(xué)生建立自由落體運(yùn)動(dòng)概念、規(guī)律,并使學(xué)生對這個(gè)概念容易理解和掌握,糾正以前的錯(cuò)誤的感性認(rèn)識(shí)。

二、在學(xué)習(xí)物理的過程中實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)了學(xué)生的求知欲

首先,物理實(shí)驗(yàn)具有直觀、形象、生動(dòng)的特點(diǎn),對中學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力。在物理教學(xué)中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)極易喚起學(xué)生的直觀興趣,學(xué)生的注意力會(huì)高度集中,新奇的實(shí)驗(yàn)結(jié)果又常常和學(xué)生的猜想不同,使他們興趣盎然,就容易喚起他們的好奇心,激發(fā)他們的求知欲望,使學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)向理性思考上發(fā)展。例如圓周運(yùn)動(dòng)中,教師演示“水流星”實(shí)驗(yàn),當(dāng)瓶子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),只要運(yùn)動(dòng)速度合適,瓶中的水就不會(huì)流出,學(xué)生觀察之后很興奮、激動(dòng)、驚訝,紛紛要求自己動(dòng)手演示,并在我的引導(dǎo)下根據(jù)所學(xué)知識(shí)對此提出解釋,我乘機(jī)就提出了實(shí)際中的過山車問題:當(dāng)山車運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)什么情況下人最安全,對安全帶沒有壓力?同學(xué)們積極發(fā)言回答,他們真正理解了圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題。

其次,實(shí)驗(yàn)是一種有目的性的操作行為。學(xué)生在觀察物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,很自然地會(huì)產(chǎn)生一種自己操作的欲望,讓學(xué)生自己動(dòng)手做試驗(yàn),不但可以滿足學(xué)生的操作愿望,還可以發(fā)展學(xué)生對探究知識(shí)和規(guī)律的興趣,進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)興趣。當(dāng)學(xué)生對物理產(chǎn)生濃厚興趣的時(shí)候,他們的學(xué)習(xí)欲望強(qiáng)烈,學(xué)習(xí)中會(huì)感到輕松愉快,從而有利于形成主動(dòng)的、正確的學(xué)習(xí)方法。不斷地品嘗“發(fā)現(xiàn)”與“戰(zhàn)勝困難獲得成功”的喜悅,學(xué)生學(xué)好物理的信心就會(huì)越來越強(qiáng),就可以學(xué)好物理。更重要的是,由此可轉(zhuǎn)化為一種熱愛科學(xué)的素質(zhì)和志向。這對學(xué)生的個(gè)性發(fā)展也很重要。例如在做金屬的電阻率隨溫度升高而升高,電阻隨溫度升高而增大的演示實(shí)驗(yàn)中,我大致說了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理,然后讓學(xué)生來進(jìn)行操作,學(xué)生遇到了接線錯(cuò)誤而電路中的燈泡不亮的現(xiàn)象,經(jīng)過老師的指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)成功了,當(dāng)學(xué)生操作打火機(jī)給日光燈燈絲加熱,電路中的燈泡亮度變暗時(shí),全班同學(xué)都流露出了成功的喜悅,也記住了金屬燈絲的電阻率隨溫度升高而增大的知識(shí)。

三、實(shí)驗(yàn)的過程是一種綜合能力的培養(yǎng)過程

在物理實(shí)驗(yàn)的流程中,學(xué)生首先通過閱讀實(shí)驗(yàn)資料,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、自學(xué)能力;通過觀察試驗(yàn)和獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),使學(xué)生通過感覺器官接受現(xiàn)象和數(shù)據(jù)信息。并傳到大腦,一方面進(jìn)行思維加工,一方面輸出反饋信息、控制觀察和操作器官,以獲取更為廣泛和深入的信息。在實(shí)驗(yàn)的過程中培養(yǎng)著學(xué)生的觀察能力和手腦并用的能力。與此同時(shí)對大腦中的信息進(jìn)行思維加工,并用語言文字表述出來。不僅培養(yǎng)了思維能力,而且又培養(yǎng)了表達(dá)能力。由此可說:實(shí)驗(yàn)的過程是綜合能力的培養(yǎng)過程。

四、實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的道德素質(zhì)和科學(xué)作風(fēng)

實(shí)驗(yàn)過程是一嚴(yán)格的科學(xué)過程,要想獲得實(shí)驗(yàn)的成功,必須認(rèn)認(rèn)真真,來不得半點(diǎn)虛假,并且必須提前預(yù)習(xí),提前準(zhǔn)備各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)器材,這對培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)十分有益。此外,在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生總會(huì)遇到困難,積極的想辦法解決困難,最終獲得成功,不僅磨練了學(xué)生的意志,而且培養(yǎng)了學(xué)生的技能,提高了學(xué)生的素質(zhì)。伽利略正是本著實(shí)事求是的態(tài)度,才否定了亞里士多德(Aristo letes前382～前322)的許多謬論。牛頓正是本著實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,才登上了自然科學(xué)史上的第一座山峰。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)首先推崇實(shí)事求是,如果不是求是精神,那么實(shí)驗(yàn)觀測就失去意義。倘若胡亂編幾個(gè)數(shù)據(jù)來敷衍,物理學(xué)就永遠(yuǎn)也不會(huì)向前發(fā)展,科學(xué)將停滯不前。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)、嚴(yán)肅認(rèn)真、按科學(xué)規(guī)律辦事的科學(xué)態(tài)度。教師應(yīng)該按實(shí)驗(yàn)規(guī)則操作,實(shí)事求是地對待實(shí)驗(yàn)結(jié)果。鼓勵(lì)學(xué)生從實(shí)際出發(fā),獨(dú)立思考,精心實(shí)驗(yàn),如實(shí)記錄,嚴(yán)肅地對待學(xué)習(xí)。

我們要通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與踏實(shí)肯干、兢兢業(yè)業(yè)的科學(xué)作風(fēng),這將能使學(xué)生建立科學(xué)的世界觀。我國著名科學(xué)家錢三強(qiáng)曾在《要重視物理實(shí)驗(yàn)課》一文中說道:“科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)是一個(gè)人優(yōu)良品德的重要組成部分?！瓕τ谝粋€(gè)人成就事業(yè)的重要性,絲毫不亞于他們的知識(shí)和能力,甚至可以說更重要”。

因此,實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有著非常重要的作用。中學(xué)物理教學(xué)就應(yīng)該以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、為主體,圍繞實(shí)驗(yàn)來展開物理教學(xué),改變不重視實(shí)驗(yàn)的舊觀念,始終堅(jiān)持物理教學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的教學(xué)方向。