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浅析在中学物理实验教学中学生的能力培养

2010年第3期(总第136期)
潘绍炜(德庆县德城职业高级中学,广东 肇庆 526600)
 
  【摘 要】 论述了中学物理实验在物理学习的地位,着重讲解了在中学物理实验教学中关于学习兴趣、观察思考能力、动手实验能力、分析和解决实际问题能力的培养,并着眼于培养学生的实际应用能力,引导学生自主学习、自我提高,培养学生良好的学习品质,为今后走上社会的继续学习打好基础。
  【关键词】 物理实验;观察思考能力;动手实验能力;课外实验
 
  物理是一门以观察、实验为基础的科学。人们的许多物理知识是通过观察和实验后认真地加以总结和思索得来的。学生在教师的指导下,有目的地观察许多物理现象,观察教师做的实验,还要严肃认真、实事求是地自己动手做实验,更重要的是可以让学生体会科学家是如何探究物理世界的奥秘的,培养学生热爱科学的态度,激发学生的学习积极性,增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力,这就是当前我们贯彻和实施素质教育,提高学生实验素质的正确教育思想。
那么,在物理的实验教学过程中,怎样使学生智力和知识、技能都得到培养?
  这需要教师在教学中成为一个引导者和促进者,引导学生进行科学物理探究。在物理教学中开展实验教学的主要目的表现在学习兴趣、观察思考能力、动手实验能力、分析和解决实际问题能力四个方面的培养。
  中学时期是青少年准备跨入科学与技术大门的启蒙阶段也是求知欲强烈的阶段。因此中学物理实验教学必须考虑学生的年龄特征与心理特点,要特别注意引导他们从认识的感性阶段向理性阶段过度,善于从现实事物现象中启发他们认识五彩缤纷的物质世界,培养起观察与探索的兴趣与能力。
 
1 激发学生的学习兴趣
  兴趣是最好的老师。通过一些简单的仪器、鲜明直观的演示实验、使学生多观察、多动手的学生实验,并利用设悬念、摆疑点、设置矛盾的方法,可以激发起学生的兴趣;而根据现实生活中举出一些生动、直观、新奇的现象,也可以激发起学生的兴趣。如,为什么菜刀的刀片一定要磨薄?什么时候增大压强?为什么雨后能见彩虹?为什么用动滑轮提起物体比较省力?为什么氢气球会不断上升?在此基础上再不失时机地设法强化、巩固学生的兴趣,更生动形象地提高学生学习兴趣。
  学生学习兴趣的培养应该贯穿于各个教学阶段。在学习物理的启蒙阶段培养起来的兴趣,在学生整个学习过程中将有很大的推动作用。让学生观察一些力、热、电、光的演示实验,动手操作简单的仪器,就会在学生眼前揭开一个崭新的世界。许多新奇的问题将激发他们强烈的求知欲。在以后的学习中,教师还要经常运用实验,善于因势利导,使学生一时的好奇心逐渐转化为探求科学知识的持久兴趣和饱满热情,即由直接兴趣发展到间接兴趣。不少科学家,当他们做出较大贡献闻名于世的时候,往往记忆犹新地口味那些将他们引入探索奥妙之门的生动实验,感激启蒙园丁的辛勤培育。可见,兴趣对于一个人的成才起着何等重要的作用。
 
2 培养学生的观察思考能力
  心理学告诉我们:在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需求,那就是希望自己有朝一日成为一个发现者、研究者或探索者。在物理实验教学中,我们应当有意识地穿插介绍一些科学家如何利用思维这一武器,去揭开人类社会和大自然的奥秘而取得惊人成就的事例把学生这种潜在的需求激发出来,使之产生掌握创造性思维的欲望。我们还可以有目的地给学生设置一些“障碍”,然后启迪学生积极思维,大胆探索,使“障碍”最终得到排除,或利用其他教具,创设问题情境。
  例如:一块小小的橡皮泥在水中沉浮,能帮助学生了解钢铁做成的万吨巨轮浮在水面上的原因。我们更可以运行现代的多媒体教学手段,制作一些课件来显示教学情境。例如,火炉烧水时水壶上冒出白气,茶杯上的白气遇冷变成小水滴等现象;温度过高,温度计会破裂;电流过大会使灯泡烧毁等现象。这样不仅使学生能够尝试到创造和成功的喜悦,而且还能使学生始终保持旺盛的思考激情。因此,教师应当有计划地积极引导学生进行观察训练,培养学生的观察能力,不断开阔学生的眼界。
  物理实验能力的培养和掌握基础知识是相辅相成的,只有在教学中使两者结合起来,才能发挥最大的效能,所以在教学中要多做实验,培养学生对实验的兴趣,引导他们动手做实验,指导他们实验的方法,使他们逐步形成较强的实验动手能力。教师所进行的演示实验对学生起示范作用,之前一定要认真准备,精心设计。演示时,要引导学生有目的、有重点、有步骤地仔细观察,要使学生明了实验的思路、目的、要求和意义。通过观察训练,培养他们良好的观察习惯。初中生的观察力比较薄弱,教师演示时重在目的性指导、实验方法和步骤的示范;高中学生的观察能力比初中学生稍强一些,教师演示实验更应注意揭示现象之间的因果联系,注重实验与思维相结合。通过反复的观察训练,形成观察技能,从而促进学生观察能力的发展。例如,我在演示“磁场对电流的作用”实验时,采用如下步骤进行:
  (1)让学生观察演示器材种类,组装方法。(认真观察)
  (2)当电路闭合时,导体AB是否受力向某一方向运动?(受力向右运动)
  (3)将磁铁移开,通电导体AB还能受力运动?(不运动)
  (4)当电流方向改变时,导体AB受力运动的方向是否改变?(改变向左运动)
  (5)保持电流的方向不变,调换磁铁两极的位置,导体AB受力而运动的方向是否改变?(改变向左运动)
  经过上述步骤后,让学生结合刚才观察到的现象,作出合理的解释,学生通过积极的思维,一般都能很好地解释。
  教师精心设计演示实验(包括实验器材的选用、实验步骤的安排、演示过程中的问题设计等),并在演示实验中加以引导,有目的的培养学生观察实验的选择性、准确性、敏捷性等品质,悉心指导他们将感性认识上升为理性认识,实现认识上的第一次飞跃,使概念得到强化,从而加深对物理变化规律和本质特征的认识,既能帮助学生掌握实验观察的方法,又能提高学生学习的积极性,而且培养了学生的思维能力。
 
3 培养学生的动手实验能力
  实践是检验真理的唯一标准。培养学生的动手能力是至关重要的,很多问题,单凭纸上谈兵和观察是很难吃透,只有在动手中才能获得透彻的理解和灵活应用。实验课是培养学生实验技能的基本途径。认真上好实验课,既能帮助学生牢固地掌握知识,又能培养学生的实验技能,是训练和提高实验动手能力的基本途径。在这几年的教学中,我发现更多的学生比看别人做实验,更喜欢自已动手做实验。
  (1)培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据,根据实验的原理、要求对实验进行设计,包括用什么定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,进而设计好实验步骤,画好记录表格等。
  其次,培养学生正确调整和安装仪器。正确的实验,首先是安装、调整或正确连接好仪器。如:在电学实验中,依照电路图连接线路,连线时,应将电路分为主回路和支路,从电源一端开始沿主回路按顺序进行,其次为支路;主回路中必须有开关(先断开);导线最好选用几种颜色,主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时,应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后,必须复查,确认正确后方能通电。这种技能的培养,从初中开始应先有示范,让学生模仿学习,然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项,由学生独立去安装、调整。
  (2)培养学生正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确结论的能力,这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据,要求学生仔细观察、认真测量,并及时记下所取得的数据和实验现象,要尊重客观事实,决不允许根据标准值而改动观察结果来凑数据,然后进行必要的计算、分析、归纳、推理,得出自己的实验结论;有的实验则要求测量或操作时动作迅速,要把握时机,如:温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出,并记录下来。综上所述,要培养学生这方面的技能,必须让学生懂得减少误差首先要发现它的存在和来源。
  (3)写实验报告。学生在实验结束后,应根据原始记录和实验时的体会写出实验报告。实验报告内容主要有:实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能。对实验报告的写法、格式要严格要求,书写时,要求层次清楚,语言流畅,文字精练、正确,图文并茂,要总结出实验成功的经验或实验失败的原因,使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果,并让别人看懂。
  对学生实验能力的要求应从初中到高中逐步提高。初中重点放在对基本仪器的使用、对所做实验现象的观察,良好的实验习惯的培养和秩序等方面;高中还须要求学生理解仪器的构造原理,初步学会根据实验要求选择仪器或设计实验等。
 
4 培养学生分析和解决实际问题能力
  “以学生发展为本”是新课程标准的核心内容,它强调培养学生创新精神与实践能力,注重学生掌握知识的方法,不仅关注教育结果,更注重教育过程。
  社会科学的研究中最一般的办法就是围绕“提出问题”、“分析问题”、“解决问题”的思路来进行的。例如:一只白炽电灯烧坏了,提出问题:为什么会烧坏?分析问题:1、可能电流过大。2、灯泡的密封性不好。3、使用时间过长。解决问题:1、先观察看是卡口还是螺口。2、安装时要注意灯座是否漏电。我们在物理实验教学实践中,要尝试指导学生运用“提问法”,来激发他们的学习兴趣,实实在在地确立他们在学习中的“主人翁”地位,提高他们自身的分析问题和解决问题的能力。学生在用所学的知识感知社会的同时,亦能应用所学物理知识去解决生活上一些问题,学习的过程和结果有了一个较完美的统一。
  课外实验主要是以扩展知识面,发展创造为主要目的,以第二课堂的形式和独立活动为特点,做一些小制作或统计数据,例如:制作“土电话”、“潜望镜”、“小孔成像”、“光在水束中传播”、“计算自己对地面的压强”、“统计家庭用电情况”等。这些从实践中获得的知识,学生更容易理解与记忆,并更容易被应用到实践中。对于课外实验的要求,应该突出科学与生活的联系,发挥学生的独创性,并注意加强诱导,提高学生的兴趣,由易到难,逐步提高等等。在物理实验教学中,物理理论、思想、方法和教学论思想的指导是相互渗透的,不能把它们孤立开来。在这个过程中,教师的作用是引导、点拨、启发,不能越俎代庖。学生通过自己动手动脑,反复实践训练,不断探索,并取得满意的实验效果,会从中领略到成功的喜悦。
  总之,学生实验技能的培养需通过多方面的长期培养,但作为中学学生物理实验技能的培养,上述所论及的是最主要、最基本的。物理的实验教学指导工作是一门艺术、一门学问。我们不能总是以不变应万变的心态来从事这一工作,这需要从事这一教学工作的教师们不断研究和学习,不断改革、不断进取、不断创新,要以开拓创新的精神风貌和理念来从事这一工作。只有这样,才能使这一工作有新的发展新的成就。在此,本人真诚希望全体教坛同仁能齐心协力,开拓创新,把学生教学工作做得更好,使教育之花长盛不衰。
 
参考文献
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[2]李远蓉,朱霞,邓磊.物理探究式教学设计与案例分析[M].北京:高等教育出版社,2003.
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[4]许国梁.中学物理教学法(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2004.
[5]朱龙祥.物理教学思维方式(第一版)[M].北京:首都师范大学出版社,2003.
[6]扈中平.现代教育学(第一版)[M].北京:高等教育出版社,2004.
 
潘绍炜(1981-),男,广东德庆人,物理中学二级老师,从事中学物理教学工作。
   
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