小議課外物理探究小實(shí)驗(yàn)的開展

左慶峰 盧開權(quán)

(1.賀州學(xué)院物電系;2.賀州市八步區(qū)桂嶺鎮(zhèn)二中,廣西賀州 542800)

新《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出:“物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué).通過(guò)演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn),能夠使學(xué)生理解物理概念和規(guī)律的建立與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣也是十分重要的.”由此可見,實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中具有重要的地位.而課外小實(shí)驗(yàn)由于不在考試范圍,被很多教師所忽略.實(shí)際上,它在物理教學(xué)中起到了重要的作用.

學(xué)生生活在豐富多彩的物理世界中,有許多可供觀察的自然現(xiàn)象,有不少可供探索的物理技術(shù)問題,有各種各樣日常生活提供的訓(xùn)練課題和創(chuàng)造活動(dòng).教材中也設(shè)置了眾多的“小實(shí)驗(yàn)”和“實(shí)踐性習(xí)題”.它們?yōu)閷W(xué)生課外活動(dòng)提供了大量的素材,而這些小實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的一種很有效的補(bǔ)充形式.運(yùn)用物理知識(shí)對(duì)經(jīng)常發(fā)生而又不被人們注意的一些現(xiàn)象或技術(shù)問題進(jìn)行分析,可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于物理和技術(shù)的興趣,密切理論與實(shí)際的聯(lián)系等,在物理教學(xué)中起到了重要的作用.具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面.

1 可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課內(nèi)知識(shí)的理解和鞏固

學(xué)生通過(guò)課外實(shí)驗(yàn),可以大大豐富感性認(rèn)識(shí),深化與活化已掌握的物理知識(shí).課外實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)的密切聯(lián)系,可以使課堂教學(xué)得到不斷的補(bǔ)充和延伸.

例.在講完光的直線傳播和小孔成像之后,要求學(xué)生課外做利用小孔成像原理制作針孔照相機(jī)的小實(shí)驗(yàn).通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,教師再結(jié)合生活中的一些現(xiàn)象,如太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)茂密的樹林會(huì)在地上形成光斑等例子來(lái)分析,使學(xué)生更好地理解光的直線傳播規(guī)律和小孔成像的原理,以及小孔所成像的特點(diǎn)等.相似的方法在其他知識(shí)點(diǎn)也可以運(yùn)用,如在氣體的壓強(qiáng)教學(xué)之后,可以要求學(xué)生做課本中的小實(shí)驗(yàn)“紙片托杯”,來(lái)鞏固對(duì)大氣存在壓強(qiáng)的知識(shí)的認(rèn)識(shí);在變阻器的教學(xué)之后,要求學(xué)生做“自制滑動(dòng)變阻器來(lái)控制小燈泡的亮度”的小實(shí)驗(yàn),來(lái)加深學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的理解…….這樣通過(guò)相應(yīng)的小實(shí)驗(yàn),就可以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課內(nèi)知識(shí)的理解和鞏固.

2 可以加深學(xué)生對(duì)表面上跟生活經(jīng)驗(yàn)有矛盾的知識(shí)的認(rèn)識(shí)

在講牛頓第一定律時(shí),學(xué)生一開始容易接受亞里斯多德的觀點(diǎn),這種觀點(diǎn)看似跟某些生活經(jīng)驗(yàn)相符.如用力推桌子,桌子才會(huì)運(yùn)動(dòng);停止用力,運(yùn)動(dòng)就停止.類似這些例子,由于學(xué)生對(duì)力的認(rèn)識(shí)不深,忽略了摩擦力的作用.所以就容易誤解成“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”.為了澄清學(xué)生的模糊認(rèn)識(shí),使學(xué)生對(duì)慣性產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí),可將課堂上的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生動(dòng)手做的小實(shí)驗(yàn).在講新課前就要求學(xué)生利用身邊器材,如長(zhǎng)桌面、小斜面、毛巾、玻璃板、刻度尺等,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):讓小球在同樣高的斜面上自由下滑,先后分別通過(guò)毛巾、木板、玻璃,記下球在3個(gè)水平表面上通過(guò)的距離.如一學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1.

表1

學(xué)生得出的結(jié)論:在越光滑的表面上,小球受到的阻力越小,滑過(guò)的距離越大,就越接近勻速直線運(yùn)動(dòng).假設(shè)小球在絕對(duì)光滑的水平面上運(yùn)動(dòng),就不會(huì)受到阻力,將會(huì)永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,且速度保持不變,從而歸納出牛頓第一定律.通過(guò)這個(gè)小實(shí)驗(yàn),再結(jié)合教師的分析引導(dǎo),就較容易使學(xué)生接受:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因,從而加深對(duì)牛頓第一定律的認(rèn)識(shí).

3 可以幫助學(xué)生突破難點(diǎn),消除學(xué)生對(duì)知識(shí)的模糊認(rèn)識(shí)

課外小實(shí)驗(yàn)是由教師提出要求,學(xué)生自己獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn).如果實(shí)驗(yàn)取得成功,可以有效地幫助學(xué)生突破在學(xué)習(xí)過(guò)程中難以掌握的知識(shí),并消除學(xué)生對(duì)知識(shí)的模糊認(rèn)識(shí).

例.在壓力和壓強(qiáng)這一節(jié)課后,由于學(xué)生對(duì)壓力和壓強(qiáng)概念認(rèn)識(shí)不深,往往把兩者混為一談.為此,設(shè)計(jì)下面小實(shí)驗(yàn)要求他們課后完成:在無(wú)蓋的木盒上糊一張白紙作為支撐物,將半塊磚輕輕地平放在白紙上,則白紙能支撐住磚;若將磚輕輕地豎放在白紙上,則白紙破裂,磚落下.通過(guò)此實(shí)驗(yàn),學(xué)生就會(huì)對(duì)在壓力一定時(shí),壓強(qiáng)和受力面積成反比的關(guān)系,加深了理解,認(rèn)清了壓力和壓強(qiáng)兩者的區(qū)別,從而消除了學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的障礙.當(dāng)然,在區(qū)別密度與質(zhì)量、速度與路程等一些容易混淆的概念時(shí),也可以采用設(shè)計(jì)課外小實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)消除學(xué)生對(duì)知識(shí)的模糊認(rèn)識(shí).

4 可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、動(dòng)手、動(dòng)腦能力,加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系

學(xué)生學(xué)習(xí)物理感到困難,其重要原因之一就是不會(huì)把所學(xué)過(guò)的知識(shí)用來(lái)研究具體物體問題.通過(guò)課外小實(shí)驗(yàn)或觀察性實(shí)驗(yàn),可以把物理知識(shí)和生活實(shí)際緊密結(jié)合起來(lái),密切理論與實(shí)際的聯(lián)系,使學(xué)生養(yǎng)成善于分析、善于總結(jié)的良好習(xí)慣,使學(xué)生感到物理知識(shí)親切,能解決生活中的具體問題.

例.在摩擦力教學(xué)后,讓學(xué)生觀察自行車等交通工具在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力有哪些應(yīng)用?哪些地方應(yīng)減小摩擦?哪些地方應(yīng)增大摩擦?通過(guò)學(xué)生自己親自觀察、討論、分析,弄清滾動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦的特點(diǎn),使學(xué)生能自行解決自行車因摩擦引起的各種故障.又如在講完電功、電功率后,可要求學(xué)生觀察各種家用電器的銘牌來(lái)了解它們的額定功率;觀察不同功率燈泡的燈絲粗細(xì)來(lái)比較它們電阻的大小…….

這樣,通過(guò)多種課外觀察或小實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)了課本知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系,提高了學(xué)生的生活能力,真正做到學(xué)有所用,避免了高分低能現(xiàn)象的出現(xiàn).

5 可以鍛煉學(xué)生的注意力、耐心、毅力

有些實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的觀察.如觀察液體的蒸發(fā)、擴(kuò)散和室溫變化等現(xiàn)象.不適于在課堂上進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生分組實(shí)驗(yàn),只能在課外進(jìn)行,這些實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行持續(xù)的觀察、對(duì)比.它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、注意力、耐心、毅力等優(yōu)良品質(zhì)是很有作用的.

例.在講影響蒸發(fā)快慢的因素時(shí),可以讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)比性的觀察實(shí)驗(yàn).把實(shí)驗(yàn)分成3組進(jìn)行兩兩對(duì)比,每一組用的都是相同的兩條濕毛巾.第1組對(duì)比溫度.要求把毛巾攤開,一條放在向陽(yáng)的地方,另一條放在陰涼的地方,且通風(fēng)性一樣,看哪一條干得快.第2組對(duì)比空氣流動(dòng)速度.要求把毛巾攤開,一條放在通風(fēng)的地方,另一條放在不通風(fēng)的地方,且溫度一樣,看哪一條干得快.第3組對(duì)比表面積.要求把一條毛巾攤開,另一條不攤開,且通風(fēng)性和溫度一樣,看哪一條干得快.這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要較長(zhǎng)時(shí)間的觀察,對(duì)學(xué)生的耐心、毅力等都是嚴(yán)峻的考驗(yàn).

通過(guò)類似的實(shí)驗(yàn),如觀察家用冰箱每天消耗的電功;觀察每天或四季的室溫變化等,既可以幫助學(xué)生掌握好課本的知識(shí),又可以鍛煉學(xué)生的觀察力、注意力、耐心、毅力.

6 可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,發(fā)展學(xué)生的個(gè)性

物理課外小實(shí)驗(yàn)以其小型、靈活、生動(dòng)、多樣等特點(diǎn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的強(qiáng)烈興趣,有利于因材施教,發(fā)展學(xué)生個(gè)性,開發(fā)學(xué)生智力等.

例.在講熱現(xiàn)象之后,結(jié)合課本中的小實(shí)驗(yàn)“紙鍋燒水”;在講杠桿的平衡條件后,結(jié)合課本中的小實(shí)驗(yàn)“蠟燭蹺蹺板”……,要求學(xué)生自己課后動(dòng)手試做.并選擇完成得較好的學(xué)生上臺(tái)演示,給學(xué)生提供自我表現(xiàn)的機(jī)會(huì),讓學(xué)生們一起分享成功的喜悅.通過(guò)課外小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到物理是有趣的.從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,更好地發(fā)展學(xué)生的個(gè)性.

7 可以開闊視野,豐富知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣

課外小實(shí)驗(yàn)不受課標(biāo)、教材的限制,與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)密切聯(lián)系,學(xué)生可以通過(guò)課外小實(shí)驗(yàn)來(lái)迅速地接受新的信息,開闊眼界、活躍思想,從而擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣.

例.在講“液化”這一節(jié)課時(shí),結(jié)合將氣體液化可以使體積縮小,便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸這內(nèi)容,分析我國(guó)長(zhǎng)征3號(hào)運(yùn)載火箭的第3級(jí),用到氧和氫作燃料,而這些作為燃料的氧和氫都是以液體狀態(tài)裝在火箭里的.這時(shí)可以要求有條件的學(xué)生在參觀“航天奇觀”時(shí),注意對(duì)這一方面知識(shí)的了解和學(xué)習(xí).還有,在講述潛水艇時(shí),讓學(xué)生課后結(jié)合課本中的小實(shí)驗(yàn)制作潛水艇模型,幫助學(xué)生加深理解潛水艇的原理等.這樣就有效地開闊學(xué)生視野,更好地激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣.

8 可以培養(yǎng)學(xué)生的勞動(dòng)觀點(diǎn)和鍛煉學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力

通過(guò)課外實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng),不斷培養(yǎng)學(xué)生熱愛勞動(dòng),把知識(shí)傳授與思想教育有機(jī)結(jié)合起來(lái).課外實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要特點(diǎn),就是既經(jīng)濟(jì)又科學(xué),變廢物為器材,可以培養(yǎng)學(xué)生勤儉節(jié)約的優(yōu)良作風(fēng).

例.在講光學(xué)部分知識(shí)時(shí),要用到激光光學(xué)演示儀,而這儀器價(jià)格很昂貴.此時(shí)可根據(jù)學(xué)生手頭上現(xiàn)有的激光筆等物品,啟發(fā)學(xué)生充分利用這些器材來(lái)制作簡(jiǎn)易的光學(xué)演示儀,并用它來(lái)驗(yàn)證光的直線傳播、光的反射、光的折射等現(xiàn)象.這樣既可以使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)課本知識(shí)的理解,又可以培養(yǎng)他們養(yǎng)成“廢物再用”的好習(xí)慣.經(jīng)過(guò)教師的指導(dǎo),充分利用身邊的一些簡(jiǎn)便材料,多開展“低成本實(shí)驗(yàn)”,如簡(jiǎn)易天平的制作,自制指南針、電鈴、電動(dòng)機(jī)等等.學(xué)生通過(guò)自己主動(dòng)地去探索未知世界.當(dāng)創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)伴隨著學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程時(shí),學(xué)習(xí)將會(huì)充滿樂趣,將會(huì)產(chǎn)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動(dòng)力,更好地鍛煉學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力.

以上幾點(diǎn)說(shuō)明課外小實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用是重要的,是多方面的.特別是在當(dāng)前教育改革中,一再?gòu)?qiáng)調(diào)在教學(xué)中要加強(qiáng)物理知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系,而課外小實(shí)驗(yàn)在這方面起到了重要的作用.這些都說(shuō)明課外小實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中是不可忽視的.作為物理教師,要盡量提供條件,讓學(xué)生在課外多做一些有利于幫助學(xué)生掌握物理知識(shí)和全面發(fā)展的小實(shí)驗(yàn),給學(xué)生提供多觀察、多動(dòng)手、多思考的機(jī)會(huì),從而提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和綜合素質(zhì)能力,真正使素質(zhì)教育落到實(shí)處,進(jìn)而提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量.

1 中華人民共和國(guó)教育部.全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn).北京:北京師范大學(xué)出版社,2001.