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新課標(biāo)下挖掘物理實驗教學(xué)的多重功能論文
物理實驗及其教學(xué)是提高物理課堂有效性的一個重要組成部分。實驗教學(xué)能幫助學(xué)生掌握知識，提高科學(xué)探究技能，發(fā)展學(xué)生的情感態(tài)度與價值觀。物理實驗對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、展示清晰的物理過程、轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式、激活學(xué)生的思維等多方面有著多重功能，這些功能的發(fā)揮，并不是一個或幾個實驗教學(xué)所能解決的，它需要一個長時間不斷積累的過程。本文試圖通過自己的多年教學(xué)實踐和具體案例分析，挖掘物理實驗教學(xué)的多重功能，讓物理實驗“開口說話”，更有效地優(yōu)化物理課堂教學(xué)。
一、利用物理實驗的“情趣功能”，激發(fā)學(xué)生但求知欲望
興趣是主動學(xué)習(xí)的前提，興趣對學(xué)生的學(xué)習(xí)活動能產(chǎn)生巨大的推動作用。物理實驗以其直觀、形象、生動的特點清晰地展示物理現(xiàn)象，使現(xiàn)象與學(xué)生原有的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，能大大激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的愿望。
初中學(xué)生的特點是好奇、好動、天真活潑、求知欲強烈，物理教師應(yīng)抓住學(xué)生的這些心理特點，充分發(fā)揮實驗的“情趣功能”，想方設(shè)法讓他們身臨生動而富有趣味的物理實驗中，使他們的注意力高度集中。這些新奇的物理現(xiàn)象大都出乎他們的意料之外使他們興趣盎然，一個接一個的“為什么”會在他們的腦海中產(chǎn)生，并激發(fā)他們的求知欲望。
案例一：在講《大氣壓》一節(jié)時，教師首先拿出一個空易拉罐，問：“誰能想辦法使它變扁？”學(xué)生們提出了手捏、錘打、腳踩等方法。教師指出，這些方法雖然都能把它變扁，但這些方法中都用到了外力，如果我們不用外力能否把它變扁呢？這時教師在易拉罐中加了少量水，然后在酒精燈上將水燒沸，用一橡皮泥塞密封管口讓其在空氣中自然冷卻，一段時間后易拉罐在噼拉的響聲中多處被壓扁。這個實驗引起了學(xué)生極大的興趣，眾說紛紜，驚疑、好奇心溢于言表，都急于知道是誰把易拉罐壓扁的。這時教師不失時機地引導(dǎo)學(xué)生進入大氣壓的探究之中，學(xué)生也便懷著強烈的求知欲，投入到了新知識的探究活動中。
二、利用物理實驗的“直觀功能”，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維
實驗教學(xué)過程中，教師必須讓學(xué)生的眼、耳、手并用，通過感覺和知覺，清晰地認(rèn)識物理過程。曾經(jīng)所謂的“驗證性實驗”往往只是利用了學(xué)生的眼和耳，驗證了一些現(xiàn)成的結(jié)論并形成對結(jié)論確信無疑的傾向。新課程理念下的探究性實驗是學(xué)生在實驗和觀察的基礎(chǔ)上，通過自身的思考及時對實驗現(xiàn)象的分析、科學(xué)抽象，獲得科學(xué)結(jié)論的一種實驗，是通過“提出問題——猜想與假設(shè)——實驗事實——科學(xué)抽象——結(jié)論”的過程來實現(xiàn)的。作為教師應(yīng)該盡可能地利用物理實驗的“直觀功能”關(guān)注學(xué)生對實驗過程的主動探索。
物理實驗，真實地展現(xiàn)物理過程，使抽象的概念具體而又生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前；物理實驗，以純粹的形態(tài)突出物理運動的特征，使學(xué)生排除次要因素的干擾，認(rèn)識物理運動的基本規(guī)律；物理實驗，作為一種探究知識的手段，它使學(xué)生處于教學(xué)的主體地位。正是這種生動的直觀使學(xué)生的形象思維有了產(chǎn)生的源泉。 案例二：探究“托里拆利實驗”的教學(xué)。一般教師常用的教學(xué)方法是，先向?qū)W生直接介紹測定大氣壓的方法是托里拆利實驗，然后演示一下玻璃管豎直放置時水銀柱的平衡位置，用刻度尺測得水銀柱的長度，隨后將重點放在求水銀柱壓強的計算上，并讓學(xué)生記住大氣壓的值。這樣的教學(xué)注重的是知識傳授和應(yīng)用公式進行解題訓(xùn)練，具有濃厚的應(yīng)試教育色彩。這樣學(xué)生對大氣壓強為何等于水銀柱的壓強難以留下深刻認(rèn)識。為了讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，形成主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的新理念，實驗的設(shè)計應(yīng)突出物理知識的發(fā)生過程。教師不妨作如下改進：在大氣壓的作用下使豎直管中的水銀柱高出槽中水銀面，管內(nèi)外水銀面有一定的高度差。則有學(xué)生可能認(rèn)為：“大氣壓強的大小與水銀柱的長度有關(guān)。”此時教師可以讓學(xué)生將玻璃管傾斜一個角度，管中水銀多了一些，水銀柱的長度增加，教師反問學(xué)生：難道大氣壓的數(shù)值變大了嗎？(讓學(xué)生思考片刻）但水銀柱的豎直高度卻仍然不變，這表明大氣壓強的大小與水銀柱長度無關(guān)，而與水銀柱的豎直高度有關(guān)。還有的同學(xué)認(rèn)為大氣壓的大小與所用玻璃管的粗細(xì)有關(guān)，那就換用兩只內(nèi)徑不同的裝滿水銀的玻璃管重復(fù)上述實驗，可觀察到管內(nèi)外水銀面的高度差都是同一數(shù)值，這表明管的內(nèi)徑大小對所測大氣壓沒有影響�？梢娡ㄟ^實驗的直觀展示表明作用在管外水銀面上的大氣壓強支持著管內(nèi)的水銀柱，這段水銀柱產(chǎn)生的壓強等于外界的大氣壓強也就順理成章，從而提高了課堂教學(xué)的有效性。
三、利用物理實驗的“驗證功能”，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想
物理教學(xué)中，教師常用實驗創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究，通過實驗現(xiàn)象的觀察，讓學(xué)生提出科學(xué)猜想。由于受傳統(tǒng)教學(xué)影響，學(xué)生習(xí)慣于把課本、教師看成權(quán)威，習(xí)慣于接受式教學(xué)，沒有猜想與假設(shè)的習(xí)慣，沒有發(fā)表自己看法和質(zhì)疑的意識。為了改變這種現(xiàn)狀，教師要給學(xué)生進行猜想的勇氣和動力，利用物理實驗為學(xué)生進行合理猜想提供機會。
猜想是物理智慧中最活躍的成分，培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力是物理探究過程中的重要環(huán)節(jié)。猜想需要符合邏輯的推理，經(jīng)過嚴(yán)格的論證，并以精準(zhǔn)的科學(xué)語言表述出來，才能轉(zhuǎn)化為具體的科學(xué)假設(shè)。在物理實驗的過程中，教師不能僅僅注重猜想的正確性，更應(yīng)注重如何用實驗來驗證其是否正確，在不斷實驗的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)新問題，提出新猜想。
實踐證明，只要教師能認(rèn)真對待每一節(jié)物理課，持之以恒地堅持精心設(shè)計課堂結(jié)構(gòu)，充分挖掘?qū)嶒灥母鱾�功能，認(rèn)真做好每一個實驗，創(chuàng)設(shè)符合中學(xué)生心理特征的問題情境，就能把學(xué)生長期置于有意注意狀態(tài)，有效地激發(fā)和發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分優(yōu)化課堂實驗，實現(xiàn)物理課堂的有效性和高效性，很好地在日常教育教學(xué)中完成“知識與能力，方法與過程，情感態(tài)度與價值觀”這三維目標(biāo)。
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