一、開設“自學物理實驗”選修課的目的
江澤民同志指出:“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發(fā)達的不竭動力。”創(chuàng)新也是科學研究的靈魂,是知識經濟時代對教育工作的核心要求。因此,為了培養(yǎng)適應21世紀發(fā)展需要的人才,必須著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。培養(yǎng)創(chuàng)新人才的思想必須貫穿在整個教育教學工作的全過程中。科學源于實踐,物理源于實驗。物理學是一門實驗科學。古往今來,物理學的發(fā)展和創(chuàng)新無不與物理實驗密切聯系。因此,物理實驗教學理應成為培養(yǎng)學生創(chuàng)造精神的重要環(huán)節(jié)。
中學物理實驗教學的目的,一方面是為了對物理理論有更深入、更直觀的了解;另一方面則是要學生學習用實驗方法去觀察物理現象、分析物理問題、研究物理規(guī)律,使學生在物理實驗的基本知識、基本方法、基本技能(“三基”)方面受到系統的訓練,并養(yǎng)成良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風,通過實驗激發(fā)他們獨立思考的興趣和激情,培養(yǎng)他們積極思索、敢于創(chuàng)新的能力。然而,長期以來,我國的中學物理實驗教學分成兩部分:一部分是“演示實驗”,它一般由從事課堂教學的教師完成,其目的主要是讓學生對物理知識的學習更直觀、生動;另一部分是學生分組的物理實驗課,一般是在教師指導下,學生按教材上的步驟一步一步去做,測到數據,完成實驗,由于時間緊,學生不可能獨立思考完成,也就達不到進行“三基”訓練的目的。這種教學模式單一、教學方法過死、千篇一律的實驗教學方式,在一定程度上限制了學生的主動性與積極性,難以激發(fā)他們獨立思考的興趣和激情,學生沒有從失敗中自己尋找成功之路的經歷,抑制了學生個性的發(fā)展,不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。特別是近年來,物理課總學時被壓縮及其他各種原因,使課堂上的演示實驗也愈來愈少,很多很好的演示實驗被無奈地擱置了。而實際上,學生對這類觀察物理現象、分析物理問題的實驗是非常感興趣的,我們常?吹皆S多學生在課間休息時,圍在演示實驗儀器旁試圖自己操作一下,以便進一步觀察物理現象,但限于時間和條件,學生這種熱切的求知欲望很難得到滿足。為了彌補中學物理實驗教學中的不足,在不擠占物理課時的情況下,我們設想通過開設“自學物理實驗”選修課來實現上述目的。在“自學物理實驗”選修課中調動學生的主動性與積極性,發(fā)展學生的個性,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識,激發(fā)他們學習物理知識的興趣和激情,滿足學生熱切的求知欲望。
二、“自學物理實驗”選修課的教學策略
“自學物理實驗”是從演示實驗發(fā)展而來,但它不同于演示實驗,因為它是學生自己動手來做,內容要豐富得多。通過“自學物理實驗”,激發(fā)學生學習物理知識、探索物理規(guī)律的熱情和積極性,加深學生對物理規(guī)律的切身感受和實際體會,提高學生的動手動腦能力,激勵他們的創(chuàng)新精神。與學生必修的傳統物理實驗課相比,應采用以下教學策略。
(一)緊密結合課堂教學,著重對物理現象的觀察、分析和研究,幫助學生從實驗上深入理解物理規(guī)律
例如,用電解槽法在示波器上顯示彈簧和單擺振動實驗,使學生對關于振動的一系列物理概念有更直觀的了解;電風吹滅蠟燭火焰和靜電電動機、靜電除塵等一系列實驗,能使學生真正明白尖端放電和電荷之間相互作用的物理實質;等等。
(二)以定性和半定量研究為主,不過分追求測量的準確程度,不要求進行誤差分析
為了讓學生把主要精力集中在觀察物理現象和分析物理問題上,“自學物理實驗”只要求學生基本儀器使用正確和有效數字合理就行了。
例如,在邁克耳孫干涉儀的實驗中,要求學生用該干涉儀比較定域與非定域干涉條紋的特點,不要求測出條紋定域的準確范圍;要求學生比較氦氖激光、汞燈和半導體激光的不同相干長度,不要求測出相干長度的確切數值。當然,以定性和半定量研究為主,并不意味著可以不要求方法的正確,例如,用壓電陶瓷元件測音叉固有頻率的實驗,我們讓學生自己把壓電陶瓷貼在音叉上去測量,貼的位置不同,測得的結果也不同,讓學生自己通過分析比較悟出該怎樣貼才能得到正確的結果。
。ㄈ┨貏e注意科學性與趣味性的結合,充分調動學生的學習積極性和勇于探索的精神
學習興趣是學生自覺學習的強大動力,能否激發(fā)學生的學習興趣,是一門選修課成敗的關鍵。當我們把科學性與趣味性很好地結合在一起時,學生就會在興趣盎然的活動中,有效地增長知識和才干。
例如,“魚洗”是我國勞動人民的優(yōu)秀科技創(chuàng)造,用手適當摩擦特制銅盆環(huán)耳,盆上的魚嘴就會噴出很高的水珠來,美麗而有趣,引導學生觀察并分析產生這種現象的物理原因,并讓學生設法自己驗證這種分析的正確性。而當學生把壓電陶瓷片貼在普通燒杯邊上和壓電陶瓷片相連的信號發(fā)生器通電后,適當調節(jié)其頻率,也能使燒杯中出現類似“魚洗”的水珠噴射的現象時,學生在歡聲笑語中領會并掌握了產生“駐波”的基本原理。在做這些實驗時,他們的情緒始終極為振奮,智慧的火花充分迸發(fā),在這一過程中他們有能力克服各種困難,最終獲得成功?梢哉f,這樣的實驗使他們終身難忘。
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