纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行

摘 要: 物理实验是物理教学的一种最有效的教学形式,它不仅可以帮助学生形成概念、获得知识,而且可以培养学生的探究能力和创新能力。对中学生来说,物理实验不仅是一种学习的方法,而且是培养观察动手能力和探究能力的重要途径。教师应通过实验教学,鼓励学生自己提出问题,自己动手实验,自己找寻解决问题的方法,激发学生主动探究的意识,培养学生自主探究的能力。

关键词: 物理实验教学 自主探究 意识和能力 做法

建构主义理论认为:学习不是知识由教师向学生的传递,而是学生建构自己知识的过程,学生对知识的建构应该是主动的。物理是一门以观察和实验为基础的自然科学,实验是物理教学的基本手段和途径。实验教学是一种直观形象的教学方法,它通过实验的手段,高度浓缩地展示人们认识和发现某一知识、原理的过程,让学生在较短时间内能够深刻认识和理解物理规律,并能为掌握其它物理知识打下坚实的基础。在物理实验教学中,教师应鼓励学生自己提出问题,自己动手实验,自己寻求解决问题的方法,从而激发学生探究性学习的兴趣,培养学生的科学探究意识和能力。

下面是我在实验教学中培养学生自主探究意识和能力的一些做法。

一、创设问题情境,鼓励学生质疑,激发学生的自主探究意识

心理学研究表明:问题意识是指学生在认知过程中意识到一些难以解决的、疑惑的实际问题活理论问题时产生的一种怀疑、困惑、探究的心理状态。这种心理状态驱使学生积极思维、不断地提出问题和解决问题。教师在探究性教学活动中必须善于激发学生的这种心理状态,使他们产生提出问题、解决问题的欲望,从而激发他们自主探究的意识。

由于长期受传统教学的影响,学生总认为老师教的或者书本上写的一定正确,只要记住就行了,在这种心理状态下,学生不想问,也不会提出问题,就更谈不上自主探究了。因此,教师应该挖掘演示实验的有效因素,想方设法创设问题情境,鼓励学生质疑,以激发学生的探究意识。例如在讲“大气压强”时,我首先演示了“瓶吞鸡蛋”的实验。把煮熟的去壳鸡蛋放在一个广口瓶口上,鸡蛋落不下去。我把一块点燃的酒精棉花球投入广口瓶内,等棉球燃烧一会儿,把鸡蛋小头朝下,放在瓶口上把口堵严。棉球燃烧完后稍过片刻,瓶子开始慢慢“吞”鸡蛋了,最后把整个鸡蛋吞进瓶内。学生看后个个拍手称奇,激起强烈的疑问:鸡蛋为什么会进入瓶中?学生自主探究的欲望就被激发出来了。

二、让学生参与到演示实验中,激发学生探究的兴趣

演示实验是为了帮助学生进行教学认识的一种教学手段。物理实验现象本身具有生动、新奇、形象的特点,对学生有极大的吸引力,容易引起学生的注意,可以使学生产生浓厚的兴趣,但这种兴趣往往是对实验现象本身的兴趣。因学生缺少参与性,他们在课堂上更像是观众而不是演员,在教学过程中只是机械地学习知识,而没有积极主动地去探索,虽学到了知识,但却阻碍了学生主动学习和亲自探索知识的积极性。因此在教学中教师应该让学生参与到演示实验中来,给学生充分展示自己的实验技能的机会,学生在展示过程中体验到探究的乐趣,自然会激发自主探究的兴趣。

例如,我在进行马德堡半球演示时,先让两个“大力士”上来拉,不能将两个半球拉开,然后打开活塞,让空气进入半球中,再让两个“弱不禁风”的女学生来拉,却很轻松地将两个半球分开了。这个实验给全班同学们留下了深刻的印象,也产生了很大的震撼。演示实验在教师指导下让学生参与,学生不仅有显示实验技能的机会,而且能得到科学方法的训练与能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学态度和科学方法。

三、变演示实验为探索性实验,培养学生的自主探究能力

手巧则心灵,心灵才能思路敏捷,富于想象和创新,想象是创新的源泉。学生个个参与,人人动手,比坐在位置上观看老师做演示实验的教学效果好得多,因为只有亲自参与和体验实验才会使学生感到愉悦和快乐,学生在快乐轻松的心情下才能激发出创新思维的火花。传统的演示实验教学,只是让学生看教师表演,先是“教师做,学生看”,再是“教师讲,学生听”,缺乏对知识的深入引导和探究,阻碍了学生主动学习和探究知识。教师将一些演示实验进行改进,让学生去自主探究,经过分析、讨论,透过现象看本质学生则会从中悟出很多课本上学不到的知识。

例如:在探究“通电导体产生热量与哪些因素有关”的演示实验中,我是这样处理的:提前在课前布置预习本节课,以思考题的方式向学生出示本节课的演示实验课题──研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,要求学生利用课后时间,实施以下过程。

1.自主设计实验方案。

设计实验方案关键是让学生考虑好实验原理,怎样将电流通过导体产生的热量变为可以观察比较的对象。学生们充分发挥想象,不同的实验方案达十余种,有的甚至比教材上的方案还简单易行:有的让火柴梗吸收电热升温达到着火点而燃烧,有的让烧瓶里的空气受热膨胀而使玻璃管的红水柱上升,有的让灯丝发热升温而发光……这样表演性演示实验变为开放性研究实验,极大激发了学生学习和研究物理知识的积极性,培养了学生的发散思维和创造性思维能力。

2.自主选择实验器材。

在完成设计后,有的同学到实验室借实验仪器,有的同学找老师帮忙安装实验装置,有的同学自己制作一些小器材,这样变纯观察性实验为创造性操作实验。

3.自主交流合作探究。

经过学生自主交流,有一些同学的实验方案相近似,于是他们就自动组合,在实验过程中,互相交流切磋、沟通,共同研究。同学们在交流中学会团结协作,在互帮互学中共同提高。

在课前充分准备的基础上,本节课我只做了轻松的旁观者,学生热情饱满地完成了实验探究,而且所掌握的知识比只看教师演示要多得多。在实验过程中,同学之间相互交流、切磋、沟通,大大丰富了学生的科学情感,提高了学生合作交流的能力,从而达到了在交流过程学会团结协作,在合作过程中促进共同提高的目标。

四、丰富实践活动,让学生在实践中体验探究的乐趣

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,强调“躬行”,就是强调学习个体的“亲历”、“体验”。学生对自然规律的发现、了解和认识离不开实践活动。

物理课外小实验是学生在课外自己设计,自己寻找实验用品,自己动手,自己总结的简单的实验。小制作是完全通过自己设计、动手而成的能够对生活有用的实验。它们加深了物理知识与生产生活的联系,为学生提供了大量动手的机会,弥补了课堂教学的不足,激发了学生学习物理的兴趣。课外实验中没有现成的器材,这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的代用品,无疑会让学生动手、动脑,这必将激发学生潜在的创造能力,培养其创新的精神。课外实验一般是学生一个人在课外或家里完成,实验的过程必须一个人组织,实验中出现的问题必须一个人解决,这就必然会增强学生的探究学习的能力。例如,在学了“光的反射”后,我让学生自制潜望镜;在学了“重力”后,让学生在家里做“鸡蛋不倒翁”;在学了“串、并联电路”后,让学生设计楼道开关、问题抢答器……这些实验,极大激发了学生的学习兴趣,培养了学生的学科情感,学生的创造力有了提高,探究能力也得到了培养。学生在实验中发现:每一个实验的成功都来之不易,每一个实验都会给自己带来的收获,都会有新的发现,尝到了学习物理的乐趣,学习的积极性自然而然也得到了增强。

自制教具让物理实验更贴近于生活,拉近了物理实验和实际生活的距离。教师应尽可能选用学生所熟悉的、简单的、常见的材料做物理实验,使学生富有亲切感、新奇感、熟知感,重视学生的小制作、小发明,赞扬他们的创造、创新的思路和方法,从而最大限度地激发他们的创新意识。杨振宁教授曾经说过:“成功的真正秘诀是兴趣。”初中学生好奇、好动、好玩,有极强的创造力和求知欲,教师平时对他们的小制作、小发明多加以鼓励和赞扬,是激发他们学习物理兴趣和创新意识的一种好方式。教师应结合教材内容,多引导和鼓励学生自己或者和其他同学合作设计、动手做课外小实验。课外小实验自由度大,学生可以依照自己的意志改变条件,控制实验的进程,深刻感知实验现象。学生通过课外小实验还能养成认真观察的习惯,培养良好的观察品质,掌握观察方法,提高观察能力,激发他们的创新意识。

总之,新课程理念下的物理教学以学生的自主发展为根本,以实验教学为载体,培养学生的自主探究意识和能力。这就需要教师采用行之有效的教学方法,进行实验教学改革,合理创设问题情境,并营造和谐快乐的探究教学氛围,培养学生的科学探究意识和能力。