新課程標準將科學探究及物理實驗能力視為高中學生科學素養的一個重要組成部分。課程標準將科學探究作為學生學習的內容,同時又是一種培養創新型人才的渠道,旨在使學生在科學探究活動中,通過經曆科學探究的過程,學習物理知識與技能,體驗科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神。
1 多給學生動手實驗的機會
在實施高中物理實驗教學時,應多給學生動手實驗的機會。教師可將部分演示由學生來完成,可當堂指定學生做,也可事先安排好學生。教師把物理課堂演示實驗改為學生探究實驗,改變以往教師進行實驗設計、學生隻有被動接受的狀況,激發學生參與的積極性,推動學生形象思維、逆向思維、創新思維、創新能力的培養。演示實驗由學生操作,既引導學生利用課堂有限的時間積極探究,又要培養學生探究的主動性、積極性和研究思維。同時還可利用生活中的物品來進行實驗探究,以擴大實驗教學的範圍,拓展課程教學內涵。
教師可以充分發揮其指導作用,通過實驗的設計、操作探究、討論分析、結果歸納和再現,突出學生在實驗教學中的主體作用,充分調動學生合理設計實驗步驟、自主探究實驗結論、積極發展討論意見、完善實驗結論、延伸實驗內容的積極性。
2 在探究實驗中培養學生的科學精神
搞好探究實驗教學是每一位物理教師的新課題。要上好學生實驗課,就要培養學生的實驗探究意識、規範的實驗操作和嚴謹的實驗態度。任何科學的結論必須經過實驗的考驗。探究實驗課上要充分發揮教師的主導作用,調動學生的學習積極性,以動手能力的培養為切入點。因此,實驗課要改變以往教師講一步學生做一步的教學觀念,放手讓學生自己獨立設計實驗、開發實驗、創新實驗,最大限度地調動學生自主學習、探究問題的積極性和主動性,培養學生的主動探究意識和探究思維,從而進行創新意識和創新能力培養。
規範的實驗操作是實驗成功的保證,不規範的實驗操作會導致實驗失敗甚至會發生意外,對學生放手實驗必須建立在規範操作的基礎上。對數據的處理和結論的得出要嚴謹科學,要培養學生尊重客觀事實的習慣。例如“楞次定律”的教學,課前可先留給學生幾個思考題:如何判定感生電流方向?怎樣通過實驗加以歸納得出?實驗操作時應注意哪些問題?然後將學生帶到實驗室,根據電磁感應現象的知識,讓學生用一個線圈、電流表、條形磁鐵設計實驗方案。讓學生自己動手連接線路,觀察實驗現象,並做好記錄。引導學生邊觀察,邊思考,邊發現問題,邊解決問題,並根據實驗記錄加以分析、歸納和總結,讓學生從實驗現象中得出感生電流的磁場總是要阻礙原來磁場的變化的結論。然後引導學生將磁鐵換成通電螺線管再做實驗,或把通電螺線管放在線圈中,改變通電螺線管電流的大小,並觀察實驗現象,記錄實驗結果。最後,歸納得出上述不同情況下的電磁感應現象所產生的感生電流的磁場總要阻礙原來磁場的變化的結論,即楞次定律。通過啟發誘導,大部分學生都能熟練應用楞次定律,收到良好的成效。
有條件的學校,實驗室可對學生開放,鼓勵那些學有餘力的學生利用課餘時間進行實驗探究,擴大實驗範圍,營造實驗創新氛圍。
3 運用多媒體技術優化實驗教學
數字化實驗室,賦予物理實驗教學新的活力。數字化實驗由傳感器和數據采集器代替人眼讀取數據,用計算機軟件取代紙筆方式手工記錄數據,計算機軟件代替人腦對數據進行簡單統計、處理和分析,使學生擺脫繁瑣的計算過程,能夠把測量數據的變化過程通過“待測物理量——時間”關係的圖象直接顯示出來,直觀地看出物理量之間的變化關係,使學生擺脫手工作圖的繁瑣和作圖不準確而造成的實驗錯誤,從而讓學生能夠將更多的時間、心力用於實驗設計,用於探究和分析,用於驗證和修改假設,從而有利於更好地理解概念,掌握規律。數字化實驗的傳感器的精度高,誤差比較小,更具有嚴謹性和可信性。數據采集器在中學物理實驗中的應用,使學生能提早接觸和熟悉數據采集器,適應時代要求。雖然數字化實驗室以傳感器為主,但仍以學生的真實實驗為基礎。數字化實驗室對轉變學生的學習方式、提高實踐能力、培養創新精神等方麵是值得肯定的,因此,要培養學生運用高科技產品進行科學探究的能力。
總之,實驗教學是物理教學中培養學生創新能力的重要平台,是提升學生科學素養的重要載體。改革實驗教學,實際上就是對學生實施創新教育。要培養學生的創新能力,隻有將學習的主動權還給學生,充分調動學生的主體作用,充分發揮教師的主導作用,學生的創新思維能力才有可能得到培養和發展。隻要認真研究實驗探索的方法、模式和研究規律,新課程物理教學一定能取得輝煌的成績。
(作者單位:河北省內丘縣職業技術教育中心)