认真、细致、深入是观察能力的重要品质之一,也是科学工作者的基本素养和要求。许多自然现象和实验中的物理现象,有时是稍纵即逝。只有认真、仔细地观察,才能捕捉到所要观察的现象;只有深入地观察,才能发现细微的变化和隐蔽的特征。再如,在研究超重和失重现象时,观察站在磅秤上的人下蹲和起立两过程中磅秤读书的变化,将运动过程与磅秤的读数的变化一一对应,从而对超重和失重的本质和产生原因能更加充分的理解。
第三、实验能培养学生探究未知现象的能力,学会运用科学方法有目的地去尝试实践。
科学家提出某些假设或预见,为对其进行证明,筹划适当的手段和方法,根据由此产生的现象来判断原设计假设,或预见真与否即为科学实验。而学生探究实验虽然有别于科学家的探究,但其思路、过程、方法与目的有其类似之处。同样,学会科学的探究方法,对培养学生的创新能力,提升学生思维品质,养成细致、缜密的习惯,完善探求未知世界的能力等都有莫大的帮助。
如在单摆的碰鼻实验中,为什么每次都能有惊无险?学生猜想可能是单摆在摆动过程中遵循机械能守恒。这就需要学生设计实验方案,如何测量下摆的高度和到最低点的速度,而高度的测量可以转化为测量摆长和最大偏角;速度测量的方案就更多了,光电门测速度,平抛测速度等等。通过对实验数据处理,揭示其遵循的规律。通过评价、交流和反思,分析实验产生误差的原因,为更好地改进实验方案提供依据。
第四、实验能培养学生实事求是的科学态度
坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生的科学素质,培养创新型人才的需要。在物理实验教学中,要求学生坚持实事求是的科学态度,尊重客观事实,以客观事实为依据。如实地记录实验中观察到的各种现象,做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。
例如,在探究《力的平行四边形定则》,实验采用等效原理,但在实验的过程,由于存在误差,用平行四边形画出的两边所夹对角线与单独一个等效力总会存在偏差,我们要遵循实验事实。另一方面思考改进实验以减少误差的方法,如采用较长的细线;确定拉力方向时标点尽量离结点远一点;测力计尽量与桌面保持平行等等。这样可以培养优秀的实验品质和实事求是的科学态度。
第五、实验能增进学生团队意识与合作交流的意识。
实验的过程中需要学生间的协作,尤其在学生分组实验中,需要相互间的分工与协调,而这种合作与交流不但可以培养团队精神,而且增进学生间的默契,这也是未来社会所需的重要品质。
如在探究《决定导体电阻的因素》这一分组实验中,就需要学生间的分工协作,电路的连接、表格的设计、实验的控制、电表读数、数据的测量等等,在分工合作过程中增强学生间的协调能力,增强团队意识。
当然在重视课堂实验的同时,并不是复古或全盘否定多媒体技术在课堂教学中的作用,多媒体技术恰恰是对课堂实验的完善和补充。如一些大型的实验、微观实验、模拟实验等,或者一些受场地影响无法在课堂中呈现的实验,可以通过视频或多媒体模拟出。如观察布朗运动、宇宙飞船中的失重现象、带电体或磁体周围的电场线磁场线、α粒子的散射模型等等,就要借助多媒体或视频设施。
高中物理课程标准总目标提出:要求学生学习科学探究方法,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。发展好奇心与求知欲,发展科学探索兴趣,有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神,有振兴中华,将科学服务于人类的社会责任感。了解科学与技术、经济和社会的互动作用,认识人与自然、社会的关系,有可持续发展意识和全球观念。由此看出,物理课程教学承担的不仅仅是知识传授的功能,更承担了对学生学习方法、思维品质、探究精神和科学态度的培养,小实验往往具有大作为。