李 凯
(张家港市第八中学,江苏 苏州 215600)
在应试教育背景下,物理实验被视为锦上添花,其地位不如理论知识的讲解重要,所以常常被忽视.但在新课标背景下,要求教师必须在物理教学中组织实验教学,用实验夯实学生理论基础,培养学生实践探究能力.因此,过去那种能不进行实验就不进行实验,能用老师演示实验就不组织学生探究实验的做法,不能再出现在新课标指导下的物理课堂.那么该如何创新物理实验教学呢?以下提出几点教学建议.
过去受应试教育的影响,学校、老师和学生都对物理实验不够重视,认为物理实验只是在验证物理知识,实践物理知识.花费时间进行物理实验,不如尽可能多地向学生讲解知识,让学生尽可能多地在题海中锻炼解题能力以应对中考,因此物理实验教学常常形同虚设,教师有时甚至直接将实验舍去,完全不给予学生实验的机会.
新课标下的物理实验创新教学,首先要求教师要更新教学观念,摆脱以往理论教学先于实验教学、理论教学优于实验教学的错误观念,增加实验教学的时间与频率;其次,还要求教师对实验教学有更充分、更客观、更科学地认识.以往许多教师将物理实验教学的目的,单纯地放在验证原理、帮助学生加深理解的层面上,过于强调为学生讲清实验原理,也过于强调让学生看清实验现象,不重视学生物理基础知识与基础实验操作技能的培养.实际上,物理实验教学的目的并非只是解释原理、验证原理那么简单,教师应当站立在培养学生科学思维和核心素养的高度,充分开发与利用物理实验激发学生思维发展,培养学生创新能力发展,培养学生爱科学、爱观察、爱动手的习惯.另外,教师也要跳出教科书的限制,使物理实验教学的内容、形式不必局限于教科书中给出的演示实验、学生实验等,应给予实验更多的创新空间,为学生营造更多的创新机会.
相较于教师对物理知识的口述讲解,学生对物理实验的兴趣要更高,教师要抓住学生的这一心理,提高物理实验的趣味性.比如在“凸透镜成像规律”的实验教学中,若教师只是在讲台上进行演示操作,让学生去观察像的大小和物距的关系的话,坐在后面的同学就很有可能看不清楚所成的像,而且即便是坐在前排能够看清老师操作的同学,也会出现只看清了所成的像的变化,而看不清物距变化的问题,因此教师不妨借助多媒体,用多媒体展示整个实验过程,并将像的大小变化和物距的变化范围显示出来,让学生一目了然.同时,还可以让学生通过操作鼠标,自己去改变物体的位置,一边操作一边观察像的大小变化,学生操作的时候,其他同学也能够通过大屏幕和他一起观察,这样就能够很快地发现凸透镜成像规律.
除了利用多媒体增添实验教学的趣味以外,教师也要多从创新实验器材、优化实验过程、放大实验效果等角度去思考如何激发学生的兴趣.比如在学习“热传递中的热对流”时,教师就可以进行一次“焰火表演”.准备好透明玻璃缸,向其中注满清水,再准备一个注满热水的墨水瓶,并向其中滴入几滴红色的墨水,将墨水瓶的瓶口用薄薄的一层塑料膜包裹严实,放置在注满了清水的大玻璃缸的缸底,用针戳破塑料膜,这时红色热水就会从针孔处快速扩散出来,向上腾起,就好像一座水下的火山喷涌而出一样,非常壮观,腾起到高处,就又会像一朵蘑菇云一样,然后再慢慢落下.整个过程非常新颖有吸引力,学生们都看得津津有味,这时教师再向学生解释其中所蕴含的物理知识,就会让学生在好奇心的驱使下认真听、认真想,激发起学生的学习兴趣.
教师要适当地增加学生实验操作的比重,让学生多动手.比如在进行“力”的教学时,教师可以准备好塑料尺、弹簧、气球、磁铁等实验物品,让学生自己开动脑筋想一想,利用这些物品可以进行哪些表现力的作用的实验,并鼓励学生走上讲台,演示给其他同学们看.如果有些演示实验学生无法找到实验器材,教师也不能让学生直接当起看客,而应当让学生也能够参与进来.比如,在进行“晶体熔化”的实验时,教师就可以让学生记录海波熔化过程的温度.在进行“马德堡半球”实验时,教师就可以找两个身高体重差不多的学生,让他们尝试着使出最大的力气,看看能不能把马德堡半球掰开,总之让学生参与进来,增强他们的学习体验,才能使实验教学真正发挥出其价值.
除了将教师的演示实验改成学生实验以外,还要鼓励学生积极进行探究实验,可以让学生和同学一起结成小组,共同制定实验方案,完成实验操作.比如在进行“测量小灯泡的电功率”的实验时,就可以让学生进行小组实验,尽可能多地列出电路不同的连接方法,再共同商讨出最佳的连接方法,让学生在猜想、探索、验证中收获新知.在进行“伏安法测电阻”实验时,教师可以给不同的小组分配不同的任务,比如让A组负责在只有电流表的情况下测量电阻,让B组负责在只有电压表的情况下测量电阻,让C组负责在既有电流表又有电压表的情况下测量电阻,等所有组都完成实验之后,再相互交流实验方案、实验过程、实验结论,这样所有学生都能够参与进来,大大提高了教学效率.
物理实验的实际操作,不能让学生养成仅仅依靠教材中现成的实验方案进行实验操作的习惯,为了培养学生创新创造能力,教师应当对实验器材、实验过程进行改进与创新,鼓励学生大胆创新,使物理实验教学真正发挥促进学生思维与能力发展的教育功能.比如在进行“探究压力的影响因素”的实验时,就可以从日常生活中选择合适的器材,如石块、沙子、塑料瓶、玻璃瓶等,用这些非常常见而普通的生活物品进行实验,一是可以增添实验趣味性,二是可以让学生意识到实验并非只能在实验室中进行,也并非只能使用专业的实验器材,从而激发学生的实验兴趣,使学生在日常生活中,养成多观察、多思考、多实验、多验证的习惯.
除了创新实验器材之外,教师也要改进实验内容,积极引导和鼓励学生进行实验方案的改进和优化.比如在进行“观察水的沸腾现象”的实验中,水由冷变热再到沸腾的用时比较长,浪费不少课堂时间,在进行实验后的反思时,教师就可以向学生提问:“等待水沸腾的时间比较长,有没有什么办法能够加快水的沸腾呢?”就是这么一个简单的问题,就可以让学生意识到实验方案是有改进空间的,他们会为自己当初白白浪费那么多的时间而懊恼,更会在心中埋下要不断优化实验方案的想法.再比如在进行“探究凸透镜和凹透镜对光线的会聚与发散作用”的实验时,教师总是会采用点燃蚊香的做法,让光路更明显地展现出来,弥补普通透镜无法显示光路的不足,但是就有学生提出:点蚊香的做法会产生许多烟雾,也会产生难闻的气味,不符合绿色环保的要求,有没有更好更环保的办法可以代替蚊香,将光路显示出来呢?于是教师可以让学生开动脑筋,集思广益,共同去优化实验方案.若学生陷入困惑之中不得方法,教师就可以适当的提醒学生:“回想一下我们之前进行过的‘研究光的反射定律’的实验,其中有没有什么实验器材或者方法,可以拿来借用一下呢?”很快就有学生想到,于是在老师和同学们的共同努力下,重新制定了实验方案,完成了实验操作.在这一过程中,学生的创造力得到了有效的培养,他们感受到了自主设计实验方案的乐趣,从而更加积极地投入到实验操作中去.
教学评价作为教学活动中的重要一环,在以往物理实验教学中,教师对学生的评价大多是实验操作是不是符合操作规范,实验过程是不是准确流畅,能不能熟练地讲清实验原理,等等.学生的实验操作可以说是对教材中实验方案的照搬,老师对学生的评价也可以说是对单一评价模板的照搬,评价内容、评价方式都非常死板、单一.教师应注重对评价内容、评价主体、评价方式进行创新,不仅要评价学生实验操作是否符合操作规范,还要评价学生是否养成了科学严谨的实验态度;不仅要评价学生实验过程是否准确流畅,还要评价学生是否主动对实验过程进行积极反思和改进;不仅要评价学生能否熟练的讲清实验原理,还要评价学生能否自主设计实验方案来验证自己的猜想,等等.
比如在“磁性与磁场”实验教学中,教师向学生提供多样实验器材,让学生自行选择,教师就可以组织学生自由结对,按小组提供磁棒和马蹄形磁体,以及数量不等的铜片铁片或硬币等多种器材,让学生选择所需器材来进行实验,并完成实验方案的制定与操作.那么对于这次实验教学的评价,就不能只是看学生最终是否正确测出了磁性与磁场,而应当扩大评价范围,将学生是否积极尝试使用不同的实验器材完成实验,是否根据实验现象理解其蕴含的物理规律,是否能够从多种实验方案中找到最优方案,是否遇到操作难题时沉着冷静的应对,最终克服困难,是否在面对同学的求助时,给予了真实有效的帮助,等等.除了扩大评价内容以外,还要扩大评价主体,让学生不再单纯是被评价的一方,应给予学生自我评价和相互评价的机会.比如在小组探究实验中,可以让学生对彼此在小组中的表现进行评价,对方是否积极参与进行小组讨论,是否提出了建设性的意见,是否出色完成了组内自己的分工,是否乐于帮助别人,等等.当评价不再围绕对与错,不再是教师的特权,学生就会增强学习主体意识,同时也会让学生感受到付出就会有收获,感受到老师和同学的善意和信任,有助于增强学生的自信心和学习积极性.
总之,在过去受应试教育观念的影响,物理实验一直被弃在一个不起眼的角落,身上挂着“浪费时间”“可有可无”的标签.随着现代教学观念的转变,实验教学的教育价值被发现并被重视.特别是在初中物理新课标中,明文强调物理教学中要将实验教学与理论教学并重,所以,初中物理教师应当高度重视实验教学的意义,在日常教学中转变观念,让学生在实验中夯实基础,提升能力.
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