湖南省衡阳县第三中学 文 彬
实验教学不仅能够帮助学生更好地理解和掌握物理知识,还能培养学生的科学素质,为学生的未来发展奠定坚实的基础。在高中物理实验教学中,如何有效地培养学生的科学素质,是每一位物理教师都应该认真思考的问题。
一、高中物理实验教学中科学素质培养的重要性
1、有助于学生理解物理知识
物理实验可以将抽象的物理概念和规律直观地展示给学生,使学生更容易理解和掌握。例如,通过探究加速度与力、质量的关系实验,学生可以深刻地理解牛顿第二定律包含的普遍规律,即在物体的质量一定时,加速度与物体所受外力成正比,在物体所受外力一定时,加速度与物体的质量成反比。
2、培养学生的观察能力和思维能力
在实验过程中,学生需要仔细观察实验现象,分析实验数据,从而培养了观察能力和思维能力。例如,在观察光的干涉实验时,学生需要观察到干涉条纹特点,在观察干涉条纹特点的同时,需要思考干涉现象是怎样产生的?产生稳定的干涉图样的条件是什么?干涉现象与波长的关系是什么?同样,在观察光的衍射实验中,也要培养学生如此思考。
3、提高学生的实践能力和创新能力
物理实验需要学生亲自动手操作,这可以提高学生的实践能力。在实验过程中,学生还可以尝试改进实验方法,设计新的实验方案,从而培养了创新能力。 比如在电阻的测量这一实验教学中,老师在重点引导学生完成伏安法测电阻的同时,还可以帮助学生设计出多种更好的实验方法,如电桥法测电阻、等效替代法测电阻、双电表法测电阻、欧姆表测电阻等等。
二、高中物理实验教学中科学素质培养的方法与策略
1、培养学生的观察能力
(1)明确观察目的。在进行实验前,教师要向学生明确实验的观察目的,让学生知道观察什么、为什么观察。例如,在观察布朗运动实验时,教师要让学生明确观察花粉颗粒在水中的无规则运动本质是大量液体分子对固体颗粒的碰撞的不平衡性造成,它虽不是液体分子的热运动,但能反映液体分子的无规则运动本质。
(2)指导观察方法。教师要指导学生掌握正确的观察方法,如顺序观察法、对比观察法、重点观察法等。例如,在观察电容器的充电和放电实验时,学生可以采用顺序观察法,观察电容器充电和放电过程中电流、电压的变化情况。
(3)培养观察习惯。教师要在平时的教学中培养学生的观察习惯,让学生养成善于观察、勤于思考的好习惯。例如,在日常生活中,引导学生观察身边的物理现象,如汽车的加速、减速,电梯的上升、下降等。
2、培养学生的思维能力
(1)引导学生提出问题。在实验过程中,教师要引导学生善于发现问题、提出问题。例如,在探究自由落体运动实验时,教师可以引导学生思考:为什么在空气中有的重物和轻物同时释放时会同时落地?而有的重物和轻物同时释放时不会同时落地?如果在真空中做同样的实验,结果又如何呢?
(2)培养学生的分析和推理能力。教师要引导学生对实验现象和数据进行分析和推理,从而得出正确的结论。例如,验证机械能守恒定律的实验中,学生通过分析实验数据知做自由落体运动的单个物体在运动过程中减少的重力势能和增加的动能几乎相等,如果忽略阻力的作用,就可以得出机械能守恒定律的结论。
(3)鼓励学生进行思维创新。教师要鼓励学生在实验过程中进行思维创新,尝试用不同的方法解决问题。例如,在测量电阻实验中,学生可以尝试用伏安法、电桥法、等效替代法、欧姆表法等不同的方法测量电阻。
3、培养学生的创新能力
(1)创设创新氛围。教师要在课堂上创设一种宽松、民主、和谐的创新氛围,鼓励学生大胆质疑、勇于创新。例如,在实验教学中,教师可以鼓励学生对实验方案提出改进意见,或者设计新的实验方案。
(2)开展探究性实验。探究性实验是培养学生创新能力的有效途径。教师可以根据教学内容,设计一些探究性实验课题,让学生自主探究。例如,让学生探究影响单摆周期的因素、探究电容器的电容与哪些因素有关等。
(3)组织科技活动。学校可以组织一些科技活动,如科技小制作、科技创新大赛等,为学生提供展示创新成果的平台。通过这些活动,可以激发学生的创新热情,提高学生的创新能力。
4、培养学生的科学态度和价值观
(1)培养学生的实事求是精神。在实验过程中,教师要要求学生如实记录实验数据,不得篡改实验结果。同时,教师要引导学生对实验数据进行客观分析,得出正确的结论。
(2)培养学生的严谨认真态度。物理实验要求学生严谨认真,操作规范。教师要在实验教学中,严格要求学生遵守实验操作规程,培养学生的严谨认真态度。
(3)培养学生的合作精神。很多物理实验需要学生合作完成,教师要在实验教学中,培养学生的合作精神,让学生学会与他人合作,共同完成实验任务。
因此,高中物理教师要充分认识到实验教学中科学素质培养的重要性,不断改进实验教学方法,提高实验教学质量,为培养具有科学素质的创新型人才持续做出贡献。