通過物理實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生多種能力

林志華

物理是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理規(guī)律都是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上，通過認真總結(jié)和思考得來的。物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎(chǔ)，并受到實驗的檢驗。因此，在物理教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、思維能力，以及分析和解決實際問題的能力。這些能力的培養(yǎng)與實驗教學(xué)有著密不可分的關(guān)系，因此我們必須重視實驗教學(xué)。

一、通過實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

觀察是最基本的科學(xué)研究方法。所謂觀察是指直接運用眼、耳、鼻、舌、皮膚等感覺器官，或者間接借助于器材對物理現(xiàn)象的一種有目的、有計劃，并且持續(xù)、反復(fù)的知覺過程。也是要有目的地辨明觀察對象的主要特征，注意發(fā)現(xiàn)引起變化的條件和原因。觀察并不是件容易的事情，是要經(jīng)過一定的努力，克服一定的困難，才能發(fā)現(xiàn)問題，才能對事物有正確的認識，才能得到正確的結(jié)論。通過物理實驗培養(yǎng)觀察能力的方法有以下幾種：

1.在演示實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。在學(xué)習(xí)過程中有許多演示實驗，學(xué)生對演示實驗很感興趣，但在進行觀察時往往抓不住關(guān)鍵，這就要求教師要在實際教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生進行觀察演示實驗。教師對所做演示實驗的每一步都應(yīng)該對學(xué)生提出具體的要求，使學(xué)生掌握正確的觀察方法。如觀察磁鐵向上吸引用細線拴著的回形針，分別用紙片、木板片、玻璃片、鋁片、銅片插入其間，會看到回形針不掉落下來，而分別用鐵片、鋼片插入其間，卻看到回形針掉落下來，這是什么原因？學(xué)生會通過觀察而得出磁鐵具有吸鐵能力，而不具備吸引其它物質(zhì)的能力。

在講解牛頓第一定律時，學(xué)生看到小車從斜面上同一高度滾下后分別在不同表面上滑行不同的距離，對這一現(xiàn)象進行分析，得到阻力越小小車滑行距離越遠的結(jié)論后，這時就需要引導(dǎo)學(xué)生去想象：若水平面絕對光滑，小車的運動會出現(xiàn)什么結(jié)果？由此才能推導(dǎo)出牛頓第一定律。在這一過程中使學(xué)生的想象能力和邏輯推理能力得到提高。在此基礎(chǔ)上趁熱打鐵，演示如下實驗，并提出問題：

（1）觀察“拋出的粉筆頭所做的運動”，提出問題：粉筆頭的運動軌跡為什么會彎曲？若地球?qū)ξ矬w的重力突然消失，粉筆頭會做什么運動？

（2）靜止在課桌上的書受幾個力的作用？這幾個力有什么關(guān)系？若地球?qū)ξ矬w的吸引力突然消失，書處于什么狀態(tài)？

這樣既加深了學(xué)生對牛頓第一定律的理解，又能培養(yǎng)學(xué)生的想象能力。

2.在分組實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。現(xiàn)行初中物理教科書中共安排了十九個學(xué)生分組實驗，其中初二年級開始的幾個實驗，就是有意識的安排學(xué)生觀察，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力的。如觀察水的沸騰實驗中要求學(xué)生注意觀察在給水加熱的過程中，能看到什么？在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)同學(xué)討論觀察的方法和應(yīng)當(dāng)注意的問題。在觀察“摩擦起電”現(xiàn)象時，要提示注意：①手帕摩擦過的塑料膜對碎紙屑有什么作用？②手帕摩擦過的兩塊塑料膜，在相互接近時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？③把用手帕和毛皮分別摩擦過的兩塊塑料膜靠近些，它們之間會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？通過觀察，學(xué)生自己就會得出“摩擦過的物體帶電及同種電荷相斥，異種電荷相吸”的結(jié)論。通過對上述物理現(xiàn)象的觀察，不僅成功地誘發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足了學(xué)生的求知欲望，而且有利于發(fā)展學(xué)生的觀察能力。

3.盡可能利用多媒體教學(xué)手段輔助教學(xué)，提高學(xué)生的觀察興趣和能力。特別是將計算機多媒體引入初中物理教學(xué)中，作為一種新的教學(xué)手段，它改變了以前呆板的教學(xué)方式，它圖、文、聲、動畫、影像并茂，增強了表現(xiàn)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，幫助了學(xué)生對知識的理解。我在教學(xué)過程中，應(yīng)用了《翰林匯多媒體課堂》、《科利華電腦家庭教師》等初中物理教學(xué)軟件，利用多媒體手段，投影于大屏幕，把豐富多彩的物理世界展現(xiàn)在學(xué)生面前，生動有趣的畫面，悅耳透徹的講解，常常地吸引了學(xué)生。學(xué)生在輕松的學(xué)習(xí)氛圍中完成了知識的復(fù)習(xí)、思考練習(xí)；操作模擬仿真的實驗，學(xué)習(xí)了實驗方法，鍛煉了實驗技能，為課內(nèi)外動手實驗作出了成功的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。由于中學(xué)物理實驗條件有限，某些物理現(xiàn)象，如運動和靜止、力的作用效果、力的相互作用、慣性、壓強、物體浮沉、電荷流動、擴散、分子無規(guī)則運動、磁場分布等等，學(xué)生不能得到完整的感性材料，容易造成感知上的障礙而影響物理學(xué)習(xí)。而應(yīng)用電腦教學(xué)軟件，通過計算機多媒體，不僅能再現(xiàn)或模擬各類物理現(xiàn)象，而且還能通過各種手段使復(fù)雜的問題簡捷化，將漫長或瞬間的物理演變過程成為可控、有序的演化過程，可以使學(xué)生在課堂上完整、清晰、形象地感知于物理現(xiàn)象，給學(xué)生提供思維過程中必需的感受性材料，大大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低教學(xué)難度，很好地促進學(xué)生的觀察和認識能力的健康發(fā)展。

二、通過實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力

在教學(xué)中，只要是有條件讓學(xué)生自己完成的實驗，我都讓學(xué)生親自在課堂上進行實驗探究。課下，鼓勵學(xué)生做一些小制作。如制作小孔照相機、電動機等。學(xué)生在親手操作實驗、制造模型的過程中，既培養(yǎng)了動手能力，也增加了對科學(xué)的親近。如學(xué)生在做“瓶吞雞蛋”小實驗時，要提請學(xué)生注意思考：剝了殼的熟雞蛋為什么被比它小的錐形瓶口吞下去？小實驗“有孔紙片托水”教師應(yīng)該先演示要求學(xué)生注意觀察與思考，為什么大氣壓有這么大的托力？然后讓學(xué)生親手做一做；小實驗“出乎意料的平衡現(xiàn)象”①將小刀調(diào)節(jié)成某一角度，斜插在鉛筆頭下端的木頭里，調(diào)節(jié)小刀的彎角和刀與筆的角度后，可用手指頂著筆尖，無論怎樣晃動，小刀與筆都不掉下來，這里調(diào)節(jié)到什么角度合適？為什么小刀與筆都不掉下來？學(xué)生心中都會產(chǎn)生疑問，動手一做，成功了會有說不出來高興，當(dāng)然在觀察、完成這些小實驗過程中自己也會有疑問提出，從而想通過親手實驗一探究竟，充分調(diào)動了學(xué)生動手操作實驗的積極性。

三、邊學(xué)邊實驗培養(yǎng)學(xué)生思維能力

邊學(xué)邊實驗教學(xué)是指在教師指導(dǎo)下，讓全班學(xué)生通過自己動手、動腦、動口，以培養(yǎng)學(xué)生用實驗方法探索物理知識能力的過程。這種教學(xué)形式有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。邊學(xué)邊實驗，時間可長可短，靈活機動，與學(xué)習(xí)新課結(jié)合緊密，不一定需要正規(guī)的實驗室，也不需要寫正規(guī)的實驗報告，教學(xué)效果一般都很好。

學(xué)生在教師的指導(dǎo)下邊看書、邊實驗、邊思考、邊討論，以物學(xué)理，能較快地掌握物理知識。每個桌上都有一套儀器，“逼”得學(xué)生人人動手、動腦學(xué)習(xí)，這樣就容易糾正學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)的隨便走動，互相抄襲等不良現(xiàn)象。因此，從某種意義上講，邊學(xué)邊實驗起到了演示實驗與學(xué)生分組實驗的綜合作用。例如在學(xué)習(xí)“浮力”時，怎樣使物體密度大于液體密度的物體漂??？讓每個學(xué)生自備一塊橡皮泥，把橡皮泥做成任意形狀使其能漂浮在水面上，大家做實驗都滿是驚奇，怎么可能？但最后都變?yōu)轶@喜。通過這種動手、動腦實驗?zāi)軜O大地鼓舞和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，也能夠大大地提高課堂教學(xué)效率。

總之，實驗在物理教學(xué)中有著不可替代的作用。實驗不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、思維能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生對待對待生活、對待社會的嚴謹作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度，因此，重視實驗教學(xué)是每個物理教師的重要職責(zé)。