实验是物理科学的基础,也是物理知识的源泉,加强实验是物理教学的时代特征,又是提高物理教学质量的先决条件。物理教学过程中,物理教师对实验教学的重视程度是影响教学质量的重要因素,学生对实验的重视程度则是影响学习质量的重要因素。作为一名物理教师,不仅要能熟练地使用实验室仪器来进行演示实验,也应该善于用身边的材料或低成本材料来设计小型的、新颖的、趣味的实验。这些用简易材料制作的趣味小实验,课堂教学效果非常好,引起了中学生们的极大兴趣与求知欲望。
笔者在教学中非常注重小实验,只要条件允许,就指导学生动手做一些相关的小实验,积累了一些经验。要使小实验充分发挥作用,应从以下几方面入手。
一、精选实验内容
实验内容的选取,应遵循以下原则。
1、重要性原则 小实验的内容应是中学物理知识中的重要概念、规律、现象和公式等,或者是较抽象的、难于理解的内容和容易出错的知识。如重心、电磁感应现象和规律、静摩擦力的大小和方向等。
2、适度性原则 选择的小实验要有适当的难度。不应过于简单,太容易,学生会失去挑战的兴趣,实验后也没有成就感,应使学生必须通过一定的努力才能解决,即“跳一跳够得到”;也不应过难,
那样学生会遭受到打击,达不到实验的目的,也就失去了实验的意义。
3、简单性原则 所选择的实验应符合实际情况,最好能用身边的材料来完成。心理学研究与教学实践表明:如果实验所用的材料是学生所熟悉的,就会富有亲切感,从而较易克服思维障碍,较快地达到掌握物理概念的目的。如果学生亲手摆弄过或制作过器具,不仅能提高学生的动手能力,而且还能建立起牢固的物理表象,敏锐地洞察其中发生的物理过程,使知识理解得更透彻。
4、趣味性原则 小实验应具有一定的趣味性,它可以激发学生的好奇心和创造欲望。在实验中,学生的直觉兴趣和操作兴趣上升为理论兴趣,从而发展成探究兴趣,使学生在实验的过程中体会到创新的成就感,这也是高中学习所要培养的兴趣。
5、探索性原则 所选择的实验应具有探索性。心理学表明:学生在探索未知答案时会表现出浓厚的兴趣和强烈的求知欲望。富有探索性的实验会激发学生的兴趣和激情,他将全力以赴,乐此不疲。
二、精心组织实验
虽不是学生的分组实验,教师也应该精心组织,若只是布置给学生就放手不管,恐怕不能得到预期效果。组织小实验的具体步骤是
1、独立设计:学生根据实验题目和要求,独立思考,结合已有知识,进行分析、研究,设计出可行的实验方案。
2、集体讨论:分组或集中讨论,就小组或个人提出的方案,各抒己见,甚至互相争论,在教师的启发和指导下,确定几个方案,供学生实验参考。
3、教师指导:学生确定实验方案后进行的实际操作,可独立完成,亦可分组进行。在实验过程中,教师应予以适当的指导,特别是一些技术上的问题,阻碍实验的顺利进行,教师的适当指导是完成实验的保证。
4、总结评价:教师对学生的实验结论做出适当的评价,对涉及到的物理知识进行有序的总结,是实验的组成部分,是取得效果的点睛之笔。这些工作可以在学生总结的基础上进行,目的是让学生养成总结的习惯,锻炼学生总结的能力。如果缺少总结,实验的效果就会大打折扣,实验的目的就不能达到。
三、做小实验应注意的问题
1、充分发挥学生的主体作用 实验中学生是主角,教师仅仅是一个指导者,不应喧宾夺主。实验的目的是锻炼学生的动手、动脑能力,通过实验学习物理方法和物理知识,培养学生的物理兴趣,若教师过多的参与就冲淡了实验应有的作用,达不到实验的目的。
2、正确发挥教师的主导作用 虽然实验是以学生活动为主,但教师的主导作用不能削弱,否则学生的实验方案就有可能失去可操作性和目的性,学生的活动将可能变得无序,影响实验效果。
3、正确对待三个环节 精选实验是基础,精心组织是关键,课后总结最重要。精选实验内容,可以帮助学生理解、掌握物理知识,培养学生的物理思维。精心组织实验,可以保证学生有效地完成实验,尽可能多地获得操作经验,积累感性认识;进行课后总结,不但对所做实验有了更深刻的认识,还对以后的实验提供经验,对实验所涉及的内容有了进一步的理解。通过总结使感性认识上升为理性认识,使直觉兴趣变为理论兴趣。
课外小实验虽然形式简单,但它能够培养学生的物理思维,训练学生的物理学习方法;培养学生爱动手、勤动手、感动手的习惯,提高学生动手、动脑的能力;有效地培养学生创造性思维,提高创新能力;极大地激发学生的探索精神,锻炼探索能力;很好地培养学生学习物理的兴趣,激发学生学习物理知识的欲望。
课外小实验举例:
1、趣味性实验——橡皮走钢丝:橡皮中穿过一根较粗铝丝,折弯后橡皮就能立于钢丝上。
2、探索性实验——研究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系:例如使用磁带盒或字典的不同侧面作为接触面,用橡皮条和直尺制做简易弹簧秤进行操作。
3、研究性实验——蛋壳的学问:取半个鸡蛋壳,先让它凸面朝上放在桌子上。取一支削得不太尖的铅笔,在离凸面顶部15厘米高处垂直落下,撞在蛋壳顶部,结果蛋壳毫无破损。然后把蛋壳翻过来,使凹面朝上,放在一只玻璃瓶的瓶口上。仍用刚才用过的那支铅笔,让它在距蛋壳底部约10厘米高处垂直落下,结果蛋壳被笔尖戳穿了。指导学生研究其原理,并翻阅资料了解此原理的应用。
4、测定性实验——测定普通白纸间的动摩擦因数;