□ 四川省广汉市金雁中学 杨琴
摘要:物理是理论加实验的学科,原理被实验所证实,会激发学生的兴趣和创新精神,在教学中应做好每一个实验,让学生在实验中崩发兴趣和创新精神。
关键词:物理实验 兴趣创新
做物理实验也要遵循素质教育理念,难道实实在在按程序做实验也有应试教育与素质教育理念之分吗?回答是肯定的。比如做势能与动能的转换中能量是否有消耗,可以用铁球在圆孤形滑道上滑动,也可以用钟摆自由摆动。若是以应试教育理念,则完全由老师演示,学生看了懂了记住就行。这时学生一定还有尚不清楚的东西,想发问又不给机会,想与同学讨论也不给机会,想多思考一会儿,老师又讲到前面去了,这就是应试教育的教师中心论。素质教育则要打破教师中心论,以学生为主体,教师只是主导者。主导者的作用就是用启发式把学生引入知识的境界,让他们思维的翅膀自由飞翔,让他们的嘴自由发言。让我们观察同一实验的两种做法,看看哪种好。桌上摆上一个向下弯曲的标准半圆孤形铁球滑道。拿一颗光滑的小铁球在左或右侧的滑道顶端,放开手,铁球滑下去又上升到另一侧的顶端稍矮的地方,然后又自动滑到另一侧上端。这叫势能与动能的不停转换。让学生仔细观察,每一次滑倒另一侧都比前一次稍矮一点,逐渐的,铁球在半圆孤形的中间最低点停下了。做完实验,老师讲解原理,势能与动能在转换的过程中由于摩擦力对动能有损耗,当动能耗尽时铁球就停下了。曾经有人要制永动机没有成功就是这个原理。这样的实验,学生观察了,也懂了,但真正完全消化了吗?没有一定还有疑问要问,但由于教案的安排,由不得学生多问,顶多给一两分钟,问了答了,就结束了。这中间,优等生也许完全消化了,而差生则不然。无论那个层次的学生,都只能被动地接收知识。再看另一场同样的实验,实验前,讲桌上摆同样的实验器具。老师问“能猜到今天要做什么实验吗”?生答“不知道”。也许会有生答“滚铁球玩呗”,说不出实质性的东西来。这时老师按下实验键讲起了小故事。说在物理科学界,曾经有人想制作一部永动机,若是制成功了,机械做功可要节省很多的能量材料啊,他一举世界闻名啊!可是实验反复做了多次失败了,学生好奇地问,他利用的是什么力使机器转动的呢?师,机器刚转动时要加外力的,这外力只一次性的。他设计了势能与动能不停地转换产生运动,结果失败了。由于这是从理论上说的,看不见摸不住,心中仍有不少迷团。但这个故事已激起了学生的好奇心与学习兴趣,如果能亲眼看到那个实验多好,更有学生想如果自己能重复那个实验多好。老师这一招叫用故事设置悬念,激发兴趣。当同学们好奇心正浓时,老师说,今天我要做的实验就是要证明永动机是否能成功。这时同学们睁大了眼睛聚精会神地观察老师做实验了。这就是先激发兴趣的以学生为主体的教法。看实验过程吧:当老师的手拿着铁球放在滑道一侧的顶端时,问放开手就出现什么现象?生答铁球会沿着孤形滑道运动。又问运动的动力从何而来?答铁球重量向下的力。又问放开手,猜测一下铁球会滑到另一侧的最顶端还是稍矮一点的地方。学生拿不准。老师叫学生仔细观察,结果未达最顶端。老师按着铁球在起始那侧的滑道处做上记号,高度与另一侧铁球刚才达到的高度相同。又放开手,铁球又滑到另一侧比记号又稍矮的地方。老师拿起铁球,从新放到起始端的最顶端,让学生观察铁球滑行的全过程。只见铁球在滑道里来回滑动,但每一次达到的高度都比刚才另一侧达到的高度矮一点儿。如此来回往复,最终铁球停在孤形滑道中间最低端停下了。这时老师又问,铁球滑行运动时并未承载另外的东西为什么会越滑越矮,最终慢慢停下呢?最初发出的动能消耗到哪里去了呢?经启发讨论形成共识:铁球与滑道的摩擦力和空气的阻力。又问由此推论,不用能量的永动机能制成么?回答“永不可能“。接着再让学生思考讨论,还有什么要说的,包括联想到的,想象的,设想的都可以说。同学们畅所欲言,有的说,虽然永动机制不成,但可以用自然界的力或生产中浪费了的力做工,这方面同学们产生了很多想法,这种想法就是从实验课得到的启发而来。为了充分发挥学生学了物理知识的创新精神,老师布置课余再进行充分思考,把设想的方案写成短报告交上来。下次物理课进行交流,设想报告交上来了,有的还很有价值。如有个学生由实验课想到曾听说的一件事,从那件事引发了创新设计。虽然他的设计当前还无法办到,但当他长大了,就定会有更宏大的设计问世。他听到的是这么一件事:说是某工厂新来了一位工程师,发现生产中的高空喷下的一股热水流入了废水池。若能把水的余热利用起来可以节省燃料。他于是设计了一个从上到下的水管网。这些水管是通向澡堂的。澡堂的热水是单独烧的。这些水管里的水不停地流着,最终流往水池。这些水管在水管网里绕了很多圈,从高空喷下热水喷到水管网上,水管里的水接收了外部的热量温度上升流入澡堂的各个浴室,随时可用,为厂里节省了不少燃料。由此事的启发,他想到了自家后山上有很多股小山泉,虽然泉小但落差大,若修造一条横沟,把这些泉水集中到一处,引入到山下冲转水轮机,足可以带动一部小型发电机,供全家一年的用电。他的设想受到了老师和同学们的称赞,这种创新精神就是受了启发式实验的启发。试想如果那位实验课老师,不用启发式,不给学生充分思考的机会,不倡导学生进行联想,学生只顾做书面作业就算完成了功课,这种创新潜力是发挥不出来的,所以物理教学要重视启发式实验教学。
参考文献:《素质教育论》杭州大学出版社(1998)。