在物理实验教学中培养学生实践能力

物理学是实验的科学, 物理学新概念的确立和新规律的发现都依赖于反复实验。物理学上新的突破常常是通过新的实验技术的发展, 从而促进科学技术的革命, 形成新的生产力。物理实验的方法、思想、仪器和技术已经被普遍地应用在自然科学领域和技术部门。本文就如何在物理实验教学中培养学生实践能力提出几点看法, 与同行们讨论。

一、高度重视物理实验教学的作用和地位

近年来中考物理试卷对实验的考查, 已从简单的背诵实验知识转向考查对实验的思想、原理、方法的理解上, 重在考查学生的实验能力和综合分析能力。但是实验题的得分率都不高, 反映了目前在中学物理教学中, 实验教学是一个薄弱的环节。许多物理教师都不同地只重视理论的讲授和解题能力的培养, 而忽视了对学生动手能力的培养。使学生实验动手能力普遍较低。国家教委仪器研究所曾对一万余名学生进行实验能力测试, 结果是我国中小学生实验动手能力几乎都不及格。说明了我国中小学生实验动手能力普遍较差。杨振宁教授指出:“中国小孩在动手的兴趣与能力方面明显不如欧洲国家和美国的小孩, 主要是没有动手机会”。而只有通过一些实际的实验动手活动, 才能使创新思维的结果物质化。同时也使他们的创新思维更符合现实, 具有实际的效果。此外, 还可以使他们体验到创新的乐趣, 进一步激发创新探究意识。因此, 为了提高学生学习物理的兴趣和爱好, 调动他们的学习积极性, 发挥非智力因素的能动作用, 培养学生的实验技能、观察能力、思维能力和科学的思维方法, 提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力, 引导他们从小爱科学、学科学, 激发他们树立敢于攀登科学高峰的雄心壮志, 缩小与世界先进国家实验教学的差距, 我们对物理实验教学, 必须引起高度的重视。

二、加强动手能力培养, 突出实验教学的实践性

实验课虽然是在教师指导下的学习环节, 但学习最根本的途径是学习者自己的活动, 把这一原则应用于教学过程, 就应该放手让学生动手动脑探索万物, 通过活动, 逐步形成、发展和丰富自己的认知结构。物理实验教学作为一种基本活动形式, 应当努力通过动手做的实践活动, 突出实验教学的实践性。

1、变验证性实验为探索性实验。

中学物理实验可分为验证性实验和探索性实验, 而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证, 巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是, 对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼, 也不利于培养学生主动动手去探索物理规律的能力, 而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。因此, 在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中, 要尽量再现实验的设计过程, 多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?"以此渗透物理思想, 启迪学生思路。让学生用实验探索和理论探研两种方法自我进行推证, 在推证过程中学生就自然而然地对核定的研究对象、成立条件、使用范围、注意事项搞得一清二楚。让学生由学知识变为主动探索自然规律, 对知识学得更扎实更牢固, 同时使学生受到科学方法的熏陶。

2、要开拓实验的范围。

众所周知, 演示实验在物理实验中占有“绝对多数”的比例。而这些演示实验习惯上都是由教师在讲台上给学生看, 学生通常没有动手的机会。由此导致学生动手机会显著偏少, 动手能力普遍不高。因而我们有必要想方设法将扩展到学生自己动手实验。可以把演示实验通过改进, 改组和改造等方法适合于学生自己去实验。如:将演示实验改为师生合作实验或共同实验, 创造条件将一些演示实验改为分组实验或者将一些演示实验在课堂正常安排的情况下, 改为课外实验或家庭实验。

3、增加实验时间。

将主要在课上实验的时间向课外延伸。由于课外活动的时间比较充裕, 形式上可灵活多样, 并照顾到学生兴趣爱好等特点, 有针对性, 通过实验操作加强动手能力的培养。将课本上的小实验、小制作和一些实验习题。例如, 制作橡皮筋测力计的小实验, 用纸盒可以将水烧开的小实验, 反复弯折铁丝后弯折处会发烫等实验习题, 让学生课后去做, 然后同学间进行点评, 使不同层次的学生都能在自主的气氛中积极自由动手, 动脑。

三、加强动脑能力培养, 注意实验教学的启发性

由于物理实验是以充分调动学生的各种感官为前提的一个综合学习过程, 因而必须通过有效的刺激, 去强化实验教学的启发性, 努力使实验过程中出现实验现象或实验结果能够激励学生进行深入的思考。物理实验对被动接受间接经验为主的学习者来说, 其本身就具有一定的新颖性和趣味性, 加上物理实验本身就具有较强的启发性, 新颖、意想不到的现象会吸引和诱导学生在进行认真观察、操作的同时, 积极去“深省”和“回味”。但学生实验中有一大部分是测量性和验证性的实验, 为了防止学生在实验中会懒于思考或不求甚解, 满足于简单机械操作的倾向, 需要教师在增强实验过程的启发方面动脑筋。

四、加强思维能力培养, 强化实验教学的探索性

教学的过程就是教无疑者有疑, 教有疑者无疑的过程。在物理实验教学中, 教师要不失时机地设疑, 造就强烈的问题情境, 进而引导学生通过实验进行积极的探索活动, 促进手脑结合和创新能力的培养。为了强化实验教学的探索性, 要鼓励学生对实验中可能出现的实验现象和实验结果进行预测和猜想, 这样对培养学生的创新能力也是大有益处的, 牛顿正是根据苹果落地现象猜想到, 进而发现了万有引力。因此在实验教学中要让学生在预测和猜想基础上设计实验方案, 选择实验器材, 再用实验去验证, 这样对学生创新能力的培养也是有积极作用的。

五、扩大实验教学的自主性

实验过程要给学生留有较充分的思维空间。充分发挥学生在实验过程中的主观能动性, 调动学生思维的积极性、主动性。培养学生逐步形成独立引出实验步骤, 独立选择实验器材, 独立进行操作实验, 独立设计记录表格, 独立分析实验结果的能力, 使学生能够独立地提出问题, 尤其是能在别人看来没有问题或不能问题之处提出有些新意或有价值的问题, 体现创新能力。在实验教学中, 学生运用形象思维在头脑中形成实验方案, 需要通过实践的检验, 才能判断是否可行, 设计过程中的错误和缺陷也只有在实践中才能不断地修正, 脑的活动不断纠正着手的失误, 手的操作同时也不断修正脑的错误, 手脑结合, 相得益彰。因而物理实验教学中促进手脑的有机结合是物理实验的客观要求, 又是培养适应经济时代的实验人才的要求。