物理实验教学中学生创新能力的培养

物理实验教学中学生创新能力的培养

郭广凡吉林省吉林市丰满区育滨学校132105

创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。创新的关键在人才,人才靠教育。创新人才的培养,离不开创新教育,同时也是新课程标准实施的目的。物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起着重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。物理学科是一门以观察和实验为基础的科学,学科的最大特点是学生动手实验的机会较多,让学生积极参与实验活动,在活动中积极探索、思考,把学生的思维调动起来,能极大地激发学生的创新意识。本文从以下几个方面谈到了在物理实验教学中如何激发学生的创新意识、培养和发展学生的创新能力、促进学生的可持续发展:

一、转变教学观念,树立创新教育的实验教学指导思想

物理实验教学的目的,不仅是验证原理,让学生理解和掌握已有的书本知识,更重要的是培养学生的科学素质,激发学生爱科学、学科学的兴趣,培养学生的创新能力和实践能力。据统计,我国现行初中物理实验的结构体系如下:力学:演示实验36个,学生分组实验12个,小实验7个;热学:演示实验12个,学生分组实验3个,小实验5个;光学:演示实验9个,学生分组实验3个,小实验3个;电学:演示实验8个,学生分组实验7个,小实验3个;总数:演示实验65个,学生分组实验25个,小实验18个,再加上实验性习题18个,总计126个。

在教学过程中,必须改变传统的“教师讲,学生听;教师演示,学生观看”的实验教学方法。教师要从学生的实际能力入手,备教材,备教法,备实验,备学生,使学生的思维一直处于积极探求状态。

二、创设乐学情境,充分利用物理趣味实验,激发学生的求知欲

一位名人说过:“兴趣是最好的老师。”众所周知,利用实验,能够有效地激发学生的学习兴趣和求知欲。如在学习有关“水的沸腾”知识时,可以安排做“用冷水能使烧瓶中停止沸腾的热水再次沸腾”的实验。在实验前,可以先让学生猜想:用冷水浇倒置的烧瓶中的热水时会看到什么现象?对于学生的猜想,不管对与错,教师不要马上作任何评论。这样做既能激发学生的想象力,又能活跃课堂气氛。然后教师再进行实验演示,让学生观察,学生观察实验现象后学生会有不同的反应:猜想与实验结果相符的同学会产生成就感,激发出进一步探究知识的热情;猜想与实验结果产生矛盾的同学,则激起了强烈的求知欲。以此启发学生思考,引发学生展开讨论,使学生在形象、生动的实验情境和积极的思维中感受了知识的魅力和趣味,体验了成功的喜悦。总之,初中物理教学一定要充分利用课本的演示实验、学生分组实验和课外小实验,同时也可以设计除课本以外的各种实验,以激发学生对科学的热爱和探究知识的热情。

三、训练基础能力,让学生多动手,形成良好的实验技能

初中物理实验是学生将来从事科学实验的起点。因此,在物理实验课的教学中,必须重视培养学生的实验技能和独立工作能力,使学生养成良好的实验习惯。每次作实验时,教师要指导学生弄懂实验原理,学会正确使用物理仪器,掌握计数、读数和处理实验结果的技巧,能够通过分析、推理得出正确结论。比如在电学实验中,教师要反复强调电流表、电压表的连接特点及“+”、“-”接线柱的接法,让学生学会用欧姆定律正确估算量程,避免量程过大使测量值的误差大,又避免量程过小而烧坏仪表。学生掌握了基本实验技能,就能独立动手操作,打好实验的基础;有了这种基础,学生就能自主地探究其它电学实验。例如,探究水果电池的电压,探究串、并联电路的电流电压的规律等。这样通过实验,不仅能有效地帮助学生领会物理知识,更重要的是通过观察实验现象、分析和解决实验中的问题,能够培养学生的创造性思维能力。

四、设计问题场景,培养学生的观察能力和问题意识

长期以来,受传统教育的影响,学生习惯于“饭来张口”的教学方式,不利于学生创新能力的培养。比如在实验教学中,即使是在观察一个非常有趣的实验时,学生提不出问题,而只是等待教师明确实验现象、给出实验结论。针对这种情况,教师应该帮助学生学会观察,鼓励学生在观察的基础上提出问题,培养学生的问题意识。例如,在做测滑轮组机械效率的实验时,同学们在测出了滑轮组机械效率后,教师提出:“若改变滑轮组绳子的绕线方式,机械效率会改变吗?”学生说法不一,教师可鼓励学生亲自动手做一下,这样无需过多的讲解,结论不言自明。教师随即再问:“若改变滑轮的重量、不改变绳子的绕法,结果又如何呢?”这样,一连串的问题会激活学生的思维,使他们主动思考并提出问题;同时,好奇心也促使他们亲自动手实验,从而解决了问题,也培养了学生的观察能力。

五、限制实验条件,在实验教学中培养学生的创新精神

物理教学要教会学生知识,不仅要求学生学会,还要学生会学。创新是一种高层次的知识迁移,是利用已有信息探索新知识的能力。在实验教学中,我注重给学生提供更多的思维机会和广阔的思维空间,激发学生求异创新的愿望,逐渐培养学生从全方位的推测、假设和构思中“探视”答案以解决问题的思维方式。初中物理无论是演示实验还是学生实验,往往是给出实验方案且方法单一,无探索性,不利于创新精神的培养。我在教学中以常见的实验知识为生长点,进行引申,让学生发掘其内涵和外延,多角度、多方位、多层次地进行创新分析,利用尽可能多的方法来设计实验方案,并对各方案进行评价,选择最佳方案,以此培养了学生的创造性思维。

如:只准备天平、烧杯、水、棉线、石块,测定石块的密度。

方案一:1.用天平测出石块的质量m1;2.将烧杯装满水测出烧杯和水的总质量m2;3.把石块绑上棉线慢慢放入水中,水溢出后测总质量m3;4.计算出密度ρ=______。

方案二:1.用天平测出石块的质量m1;2.将烧杯装满水测出烧杯和水的总质量m2;3.将石块放入烧杯中,再加满水测出烧杯和水的总质量m3;4.计算出密度ρ=______。

比较两种方案,方案二最佳。因为方案一中有棉线吸水的误差和水溢出的问题,所以选择方案二更好。这样,让学生去设计问题、去解决问题,在解决问题的过程中,不仅使学生最大限度地获得了物理基础知识和基本技能,沟通了知识间的联系,更重要的是培养了学生的创新精神

六、开展科技制作,培养学生的创新能力和团队合作精神

中学阶段,学生接触最多的是一些验证性实验,即先学一些规律、原理和定律,然后用实验去验证,加深对所学知识的理解、掌握。这样不利于充分发挥学生的主动性、培养学生的创新精神。科技制作是培养团结协作精神、与人共事能力非常好的方法,团队精神是从事现代实验科学的研究者不可缺少的素质,也是促进学生全面发展的客观要求。科技制作小组的学生会通过共同研究创意、设计、动手制作,把所学的物理原理应用于实际。例如:在学校科技制作活动中,我指导学生制作的纸制斜拉桥(如图1),使用了700多张报纸卷制成桥墩和桥面,用线绳作拉索,制成后的纸桥能轻松承载三名同学。再比如科技制作“探索者”(如图2),是集初中物理的声、电、力、电磁于一体,同时结合化学的两个复杂实验的综合性全自动演示实验装置。在制作过程中,同学们共同研究、设计,反复试验,最终制成了这个自动化演示实验装置。通过学生亲自参与设计和动手制作,更好地理解了物理的原理和应用,培养了学生的团队精神,同时很好地培养锻炼了学生的创新能力和动手操作技能。

总之,在物理教学中开展创新教育,目的在于培养学生学习科技知识的兴趣,使学生学会学习、开发智力、提高素质,增加锻炼的机会,增强适应社会发展的能力;同时还可以提高学生的心理素质,培养创新进取的意识;更能提高他们的创造能力,为以后更好地学习铺基奠石,为将来走进社会为人民服务做好一切准备。创新教育在物理实验教学中的具体实施,也给我们培养大量的、适应现代化社会需要的人才提供了一个可行的方式方法。

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