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摘要:本文认为实验教学能激发学生的好奇心、求知欲,培养学生的观察能力、质疑思想和解决问题的能力,提升学生探究未知现象的能力,同时能使学生养成实事求是的科学作风和合作交流的意识。
关键词:物理学,课堂教学手段,实验,教学设计,课程目标
随着科学技术不断进步,物理课堂教学手段也在悄然发生变化,尤其多媒体技术在课堂教学中得到广泛的运用,实验教学好像被弱化了,实验变成了课堂的点缀,少做实验,不做实验,或者用视频和动画代替实验,已然成了教学的趋势。这是物理教学进步还是退化?笔者认为:物理作为自然科学的重要组成部分,离开了生活,离开了实验,也就缺少了其生存的土壤。实验在物理教学中具有不可替代的作用,以讲实验代替做实验,以视频或动画代替实验,只会让物理变成一门纯粹的知识性学科,枯燥无味不说,还扼杀了学生的好奇心、创造性、质疑的精神和实事求是的科学态度,同时对知识的掌握也是无益的。
物理学早先来源于希腊文Φυσιζ,意为自然规律,可延伸为自然及其发展规律,现在指研究物质运动的最一般的规律及物质基本结构的科学。物理学是实验科学,实验是物理学的基础。凡物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的,即物理理论绝不能脱离物理实验结果的验证。
实验,作为探究物理规律的重要手段,有其他教学手段不可替代的功能。多媒体也好,影像和动画也罢,他们只是教学的辅助手段,只能是对实验的补充和延伸,其功能可以将囿于场地和观察范围,无法在课堂呈现的大型实验或微观实验,在课堂呈现在学生面前,而它绝对无法具有替代实验的功效。因为无论是课堂演示实验,还是验证性实验、测量性实验、探究性实验、设计性实验、学生分组实验等,它能激发学生的好奇心和求知欲,培养学生的动手能力和创造能力,学会科学探究的一般方法和过程,形成实事求是的科学态度。往往一些小的实验,对学生各种能力的培养具有大作为。
纵观所有实验,它具有如下特点。
首先,实验能激发学生的好奇心和求知欲,增强对探究实验奥秘的渴望。
每个人都有猎新、猎奇的天性,都有探寻未知现象的渴望,这是人的本能。课堂上,教师如果能巧妙地创设情景,再配以一些小的实验,往往能激起学生强力的好奇心。如在《楞次定律》这堂课,老师开篇介绍,暑假外出旅游,在一道观偶得高人指点,学了一点气功,现在向各位同学展示一下。桌面上呈现的是用尖针支撑等臂杠杆,杠杆两边分别配很轻的铝环和配重砝码,教师的袖管内藏有钕铁硼强磁性磁体,教师在摆好架势推向铝环的过程中,虽然并没有碰到铝环,但观察到铝环随手推的方向在移动,当收手的时候,环随着收手的方向而运动。这样激起了学生强烈的兴趣,兴奋之余,教师向学生展示袖中乾坤,让学生猜想产生现象的可能原因,从而激发学生探求奥秘的欲望。本实验,磁体插进和拔出过程中,铝环充当了磁体的功能,从而引入猜想:在磁体插入和拔出的过程中,环中可能产生了电流及可能的方向,并设计实验进行探究。这样可以激发学生的求知欲,增强学生学习物理的兴趣。
其次,实验能培养学生观察能力、质疑能力和运用知识解决问题的能力
科学实验同被动的经验、单纯的观察之间有很大的不同。仅仅停留在观察试验上还不能称为科学实验和方法,还必须使观察试验和理论研究结合起来。实验过程中,通过学生的观察、对比、质疑、思考,以及运用已有知识解决问题,提升知识的灵活运用能力,达到科学、技术、社会的有机结合,也就是我们通常所说的“STS”。爱因斯坦曾经说过:知识不能单从经验中得出,而只能从理智的发明同观察到的事实两者的比较中得出。
同样,在《楞次定律》这堂课收尾时,可以让学生做一个对比实验。让等质量的铁块和钕铁硼强磁性磁体穿过铜管,观察不同的实验现象。实验时,两位同学手握长一米二左右相同的铜管,使其竖直放置,两同学分别从一端管口静止释放铁块和磁体,要求从另一端接住物体。实验过程中,放铁块的同学很难接住物体,而用磁体做实验的同学可以十分从容的接住物体,且屡试不爽。这样就激起同学质疑,为什么两个等质量的不同种物体,在穿过铜管时会形成巨大的反差?磁体在穿越铜管时,为什么会产生较大的阻力?同学们在交流探讨的过程中,可以充分运用已有知识解释这种现象,提升了学生运用知识解决问题的能力。