錢興華
(義烏市上溪中學 浙江金華 32200)
高中物理教學內容大多以物理實驗為依托,因此人們逐漸加強了對物理實驗教學有效性的研究,而且物理實驗教學有效性的提升在學生動手能力的培養(yǎng)上也發(fā)揮了重要作用。文章從以下方面研究和探索了高中物理實驗教學的有效性的培養(yǎng),在高中物理實驗教學中起到不可忽視的作用。
物理實驗的基本理論、方法和技能都屬于基本功的范疇。高一階段是訓練基本功的重要時期,教師應該從每一個分組實驗和演示入手,而且要嚴格執(zhí)行教學大綱中對分組實驗的要求。首先,應保證演示實驗足夠規(guī)范。實際上,物理演示也是教師物理實驗技能的展示,示范性較強,教師的任何演示動作都是學生獨立操作的指標,所以,教師應該在多次演練課堂演示實驗后再面對學生操作,保證操作演示更加完整和規(guī)范,對學生起到良好的指導作用。如果實驗相對復雜,還可以選擇多媒體進行仿真實驗,把實驗的動態(tài)過程逐漸向學生展示。另外,教師應要求在分組實驗前,清楚地掌握實驗原理及所需的器材和步驟,力求每個學生都能在實驗中動手操作,并對實驗數據如實記錄,從而提升學生的實驗基本功,促進其實驗操作更加規(guī)范。
通過對近些年高考物理實驗分析可以看出,其中電學和力學所占的比例較大,主要是電學,力學次之;而且不僅對基礎知識比較重視,還考察知識的遷移。比如,幾乎每年都會出現測電阻的實驗,每年都會翻新題目,而且經常變換考察的角度,盡管設置了新穎的實驗情境,但仍然不會脫離課本實驗的基本知識和技能。因此,在復習的過程中,教師可以選擇教材中典型的實驗,通過合理地設置新的教學情境,學生可在此對物理相關知識和實驗方法進行有效的應用,并根據實驗的目的和所需的設備儀器等對新的實驗方法進行設計。通過多種方案的設計并進行合理論證,可使學生的實驗設計能力得到提升,而且相關驗證實驗設計的操作還能提升學生的動手能力。
劃分學習小組研究相關課題,引導學生從身邊熟悉的事物入手進行研究,如學習時習慣手指轉筆、自行車等生活中存在的力學知識,乒乓球、足球產生的弧線球的原理,人性化設計家用電器等,都可以給學生帶來課堂上體驗不到的物理知識。再如,在學習“力”的內容后,可以提出類似“如果世界上沒有摩擦力會出現什么情況?”的問題,指導學生以小論文的形式回答;在講解“庫侖定律”時,引導學生通過比較萬有引力定律和庫侖定律,發(fā)現兩者存在較大相似性的形式,兩個規(guī)律和距離平方呈反比,但兩者仍然存在太多的相似性,而且物理學界也沒有放棄過對兩者聯系的研究??梢怨膭顚W生就此類問題勇敢探索、大膽猜想,培養(yǎng)他們的實踐能力和創(chuàng)新意識。
家庭中的許多常用物品都可以用來進行物理實驗,比如,可以用透明牢固、具有良好絕緣性能和易加工的可樂瓶做“水流星表演”和“完全失重現象”等實驗;可用玩具手槍來測量子彈射出的速度;可以利用電視機的熒光屏進行靜電實驗;一些廢舊材料可用來制作測電筆、和指南針,等等。學習“超重和失重”時,學生還可以在教師的引導下自己設計實驗裝置,有的學生找來易拉罐并緊挨底部的側面挖了個小洞,用手指堵住洞口,在易拉罐里裝上水,把手指移開水便會噴射而出;如果把手放開讓其呈自由下落狀態(tài),水就不會在易拉罐下落的過程中射出洞口。
在物理實驗中運用相對簡單的儀器,可使學生消除對物理畏懼心理,通過近距離接觸使學生感受到我們身邊處處存在物理知識,教師可以在物理實驗中對日常易拉罐、可樂瓶、膠帶、飲料吸管等進行有效的利用,如對虹吸現象進行還原、對抽水馬桶的原理進行模擬等,逐漸培養(yǎng)學生對生活中相關現象的好奇心;另外,簡單的器材更容易體現出實驗的原理,進而獲得更好的實驗效果,比如在對單擺擺動時有無機械守恒原理存在進行驗證時,如果運用光電計時器測量小球相關位置的瞬時速度,那么儀器的安裝及使用、光電門位置的調節(jié)等過程都會浪費學生較多的時間,從而忽略了實驗真正的目的——對機械能守恒進行驗證。如果用剃須刀片緊貼小球把相關位置的擺線拉斷,雖然器材比較簡單,但足以突出單擺和拋體運用的特征,學生對該實驗方法也極易接受和理解。