在物理教學(xué)實(shí)踐中,我一直致力于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,并努力探索物理教學(xué)中的一些規(guī)律性的東西,以提高學(xué)生綜合能力為最終教學(xué)目標(biāo)。教師在中職物理教學(xué)中必須遵循三條原則:多做實(shí)驗(yàn),追尋根本,綜合訓(xùn)練。
一、多做實(shí)驗(yàn):提高動(dòng)手能力
物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),物理學(xué)中的很多概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和確立主要依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)。因此,在高中物理教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方面的訓(xùn)練,無(wú)疑是提高物理教學(xué)質(zhì)量的一條必由之路。
1.增加實(shí)驗(yàn)數(shù)量。
不論是在課堂演示實(shí)驗(yàn),還是學(xué)生實(shí)驗(yàn)或小實(shí)驗(yàn),平均增加了30%的實(shí)驗(yàn)。其中有一部分新實(shí)驗(yàn)沒(méi)有現(xiàn)成的儀器,教師可安排學(xué)生自己制作儀器,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方法教學(xué)。
在實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中有一些重要的方法,比如減小實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的方法、減小實(shí)驗(yàn)偶然誤差的方法、實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律的方法、迂回測(cè)量的方法等,這些方法不是在個(gè)別實(shí)驗(yàn)中,而是在很多實(shí)驗(yàn)中都有應(yīng)用,因此具有一定的普遍意義,這些方法一定要讓學(xué)生很好地掌握。必要時(shí),我們可根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,集中安排幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn),這樣便于學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)和熟練掌握某一種實(shí)驗(yàn)方法。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革方面,我們做了以下嘗試。
(1)在課堂上設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)問(wèn)題讓學(xué)生研究。
在講功率一節(jié)時(shí),設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目:要求測(cè)定一個(gè)人騎自行車(chē)的功率。在自行車(chē)由靜止啟動(dòng)的過(guò)程中,人做的功除了增加人和車(chē)的動(dòng)能之外,還要克服空氣阻力和地面的摩擦力,其中哪些因素是主要的,哪些因素是次要的?學(xué)生根據(jù)自己騎自行車(chē)的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為空氣阻力是很明顯的,不能忽略,而地面和車(chē)輪之間的滾動(dòng)摩擦一般比較小,可以忽略。接下來(lái)的問(wèn)題是怎樣測(cè)量人克服空氣阻力做的功?學(xué)生都有這樣的體會(huì):頂風(fēng)騎車(chē)時(shí),騎得越快風(fēng)的阻力越大,因此可以設(shè)風(fēng)的阻力和車(chē)的速度成正比。車(chē)的速度怎樣測(cè)?風(fēng)的阻力和車(chē)速成正比的比例因數(shù)是多少?問(wèn)題一個(gè)接著一個(gè)地出現(xiàn),又被大家一個(gè)又一個(gè)地解決,終于找到了一個(gè)大家都比較滿(mǎn)意的實(shí)驗(yàn)方案。接著全班學(xué)生興高采烈地到操場(chǎng)上做實(shí)驗(yàn),最后再回到教室里,師生一起處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出圖像,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(2)對(duì)課本中一些重要實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究。
在做直流電路的實(shí)驗(yàn)時(shí),我讓學(xué)生對(duì)伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入研究。用簡(jiǎn)單的伏安法電路,不論是采用電流表內(nèi)接還是電流表外接,都有系統(tǒng)誤差。結(jié)合這個(gè)問(wèn)題,我給學(xué)生介紹了補(bǔ)償?shù)乃枷耄缓笥蓪W(xué)生自己設(shè)計(jì)了電流補(bǔ)償和電壓補(bǔ)償兩種線路。補(bǔ)償法解決了由于實(shí)驗(yàn)電路不完善帶來(lái)的系統(tǒng)誤差,但這個(gè)矛盾解決了,電流表和電壓表不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題又上升為主要矛盾。怎么辦?經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究改進(jìn),大家認(rèn)為可以用準(zhǔn)確度高得多的電阻箱取代電壓表和電流表,再輔以靈敏度很高的電流表,便可以明顯提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度,這就是常用的惠斯通電橋。接下來(lái)學(xué)生分別用簡(jiǎn)單伏安法、補(bǔ)償伏安法和惠斯通電橋測(cè)量了同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻,比較測(cè)量結(jié)果,可以證實(shí)先前的想法。在歷史上,從伏安法到惠斯通電橋經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程,而在這堂實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生就經(jīng)歷了這樣一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的完整過(guò)程。這樣的實(shí)驗(yàn)課對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的能力很有幫助。
二、追尋根本:提高動(dòng)腦能力
在進(jìn)行某一物理定律教學(xué)時(shí),有意識(shí)補(bǔ)充了大量的與這一定律的建立過(guò)程有關(guān)的內(nèi)容,任何一個(gè)重要物理定律的建立,都要經(jīng)歷一個(gè)艱辛而漫長(zhǎng)的過(guò)程。探索定律的工作之所以能成功,這個(gè)定律最后之所以能夠確立起來(lái),是因?yàn)槠渲幸欢ㄓ泻芏嗫茖W(xué)的研究方法和正確的推理思維方式,這些內(nèi)容毫無(wú)疑問(wèn)是物理學(xué)科中最重要的東西,是人類(lèi)一筆寶貴的知識(shí)財(cái)富,也是物理教學(xué)的寶貴財(cái)富。
在講授牛頓萬(wàn)有引力定律時(shí),從第谷對(duì)行星進(jìn)行幾十年的觀測(cè)積累的大量第一手資料講起,然后是開(kāi)普勒在擁有這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)大量計(jì)算總結(jié)出描寫(xiě)天體運(yùn)動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律(開(kāi)普勒三定律),最后才是牛頓用定量的動(dòng)力學(xué)原理對(duì)這些規(guī)律予以解釋?zhuān)K于發(fā)現(xiàn)了對(duì)天上、地上的物體具有普遍意義的萬(wàn)有引力定律。
在學(xué)習(xí)歐姆定律的過(guò)程中,學(xué)生一開(kāi)始都以為研究通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓之間的關(guān)系不難,只要用電流表、電壓表再加電源和可變電阻器等組成電路即可。可是我告訴他們,在歐姆那個(gè)年代,非但沒(méi)有電流表、電壓表等儀器,連電壓、電流和電阻的定義和單位都沒(méi)有,歐姆所面臨的困難之大是可想而知的。他到底是怎樣得到這個(gè)電學(xué)中最重要的定律的呢?學(xué)生頓時(shí)產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
三、綜合訓(xùn)練:提高解決問(wèn)題的能力
就本質(zhì)來(lái)說(shuō),物理習(xí)題是人們編制的一些假想物理場(chǎng)景。毫無(wú)疑問(wèn),物理學(xué)家是不會(huì)做物理習(xí)題的,而他們是在研究那些真實(shí)的、尚未發(fā)現(xiàn)的物理規(guī)律。同樣,發(fā)明家也是不會(huì)做物理習(xí)題的,他們是在力圖應(yīng)用已有的物理規(guī)律去解決一系列實(shí)際問(wèn)題,那么我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生做那么多人為假想的物理習(xí)題呢?目的無(wú)非是培養(yǎng)學(xué)生的理解、分析、推理等能力。所以物理習(xí)題教學(xué)應(yīng)該圍繞這個(gè)目標(biāo)進(jìn)行。
1.按照解題方法組織習(xí)題教學(xué)。
一般的習(xí)題都是按力、熱、電、光的順序講授的,但我們比較傾向于按照解題方法講解物理習(xí)題。例如理想化法、整體法、隔離法、等效替代法、小量分析法、疊加法、對(duì)稱(chēng)法、圖像法等,這樣有利于學(xué)生掌握一些重要的解題方法。到學(xué)習(xí)的某一階段,集中將一批用解決方法相同的習(xí)題安排給學(xué)生練習(xí),使他們由不會(huì)用到會(huì)用這種方法。在以后的學(xué)習(xí)中,每隔一定階段讓這種方法再出現(xiàn)一次,加深這種解題方法在大腦中的印象,達(dá)到牢固掌握、應(yīng)用自如的目的。
2.采用“臺(tái)階法”,幫助學(xué)生掌握一些難度較高的解題方法。
學(xué)生有一道難題不會(huì)做怎么辦?老師不是直接告訴他怎么做,而是另外出幾道與這道難題內(nèi)容相似,難度較小一點(diǎn)的題讓他去做,或者是出一道內(nèi)容完全不同,但所用方法有某些類(lèi)似之處的題讓他去做,直至他領(lǐng)悟出這道難題應(yīng)該怎樣解為止。我們稱(chēng)這種方法是搭一個(gè)臺(tái)階讓學(xué)生自己往上爬,用這種“臺(tái)階法”進(jìn)行習(xí)題教學(xué),能使學(xué)生自己提高學(xué)習(xí)水平,比被動(dòng)地聽(tīng)老師講解的效果要好得多。
總之,在物理教學(xué)中,只要堅(jiān)持以上三條原則,對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)成績(jī)、培養(yǎng)綜合能力大有益處。