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初中物理实验教学中培养学生的创新能力初探
摘 要:在物理实验教学中培养学生的创新能力的途径主要有:教师实验教学观念的更新、学生实验兴趣的激发、实验观察能力的培养、实验设计能力的提高、演示实验的改进等。关键词:物理实验;培养;教学;创新能力
在信息技术高速发展的今天,创新已成为民族振兴的关键、国家兴旺的基石,它是人类社会不断向前发展的源泉。只有创新,科技才会突飞猛进,社会才会进步,人类社会才会不断完善和发展,而培养创新型人才是现代教育的灵魂。所以,在实施素质教育的过程中培养学生的创新能力就显得尤为重要。
物理是一门以实验为基础的学科,物理实验是物理学的重要内容,也是物理学研究的重要方法和手段,物理实验教学的基本思想是培养学生的创新意识、创新精神和实践能力。下面我就谈一下在物理实验教学中培养学生创新能力的具体做法。
一、更新实验教学观念是培养创新能力的前提
创新是通过对客观事物的观察、分析、总结得到前人没有得到的结果和结论,或者是用前人的正确结论创建新的领域。物理是以实验为基础的学科,也就是说物理的定义、定理、定律都建立在大量的实验和实践的基础上。因此,作为教师,要想培养创新人才,实验内容应不局限于课本所规定的演示实验、分组实验,应重视课外实验;实验仪器不应局限于实验室所配备仪器,应经常选用身边的物品并可自制仪器;实验场所不应局限于物理课堂,应在任何场所随时开展。
例如,学习了测力计的原理后,可以在家里用橡皮筋、几个重力已知的棋子、硬纸板、盒盖自制测力计;学习了“光沿直线传播”后,可利用小孔成像现象,自制针孔照相机;在学习了“光的色散”后,可增设彩虹的形成这一课外实验;学习了“物体的浮沉条件”后,可以让学生在家里做鸡蛋在盐水中的悬浮实验,也可以用大试管、注射器做潜水艇浮沉的模拟实验,还可以用橡皮泥探究物体的浮沉条件。
让学生利用身边的材料来做实验,拉近了物理实验和实际生活的距离。实验材料应尽可能选用学生所熟悉的、简单的、常见的,这样能使学生有亲切感、新奇感、熟知感,可使学生明白物理和生活紧密相连。多让学生用这些课本上未出现的器材做实验,可以开发学生的实验潜能,可使学生思维更活跃、更富有创意,从而培养学生的创新能力。
二、激发实验兴趣是培养创新能力的重要条件
爱因斯坦说:兴趣是最好的老师。它是推动学生探索知识、产生学习动机的最直接和最持久的内部动力。创新能力是由创新意识发展、训练而成的,而创新意识是指创新的愿望和动机,要激发创新意识就必须培养学生学习和探究的兴趣;要培养学生的创新能力,必须使学生对此项活动有兴趣。而物理世界是一个充满神奇和趣味的世界,很多物理实验现象充满奇异的色彩,可以激发学生学习物理的兴趣。
例如,在讲授“大气压”一节时,可在装满水的杯上用硬纸片盖住并倒过来,发现水并不流出,纸片也不下落,使学生确信大气压的存在;接着让两个学生来做马德堡半球实验,使他们感到大气压很大。通过这些直观、新奇的实验,学生对“大气压”产生浓厚兴趣。又如,在物理的启蒙教学中,可以演示一些有趣的物理实验现象,来激发学生学习物理的兴趣。例如,演示气压减小液体沸点降低的实验,用浇冷水的方法使停止沸腾的水重新沸腾;演示摩擦起电现象,将下端散开的塑料捆扎绳,用清洁干燥的手自上而下摩擦,结果塑料绳下端散开。
在教学过程中,兴趣能激发学生的好奇心,促使他们去观察、去思考、去探究、去创新,它是发展学生思维能力和创新能力的一种内驱力;学生的兴趣,总是在他们的创新欲望得到充分发挥时才能进入最佳状态。因此,激发学生兴趣是创新的阶梯,是培养学生创新能力的重要条件。
三、培养实验观察能力是培养创新能力的基础 观察是对事物和现象的仔细察看、了解,它是实验的第一步,是研究物理最基本的方法,是获得物理知识的最基本途径,更是思维的基础、创新的前提。没有对客观事物的观察认识是谈不上创新的,所谓观察就是要指导学生辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因,并得出结论。
例如:“探究运动和力的关系”实验中,让小车从斜面的同一位置滑下,观察小车在粗糙程度不同的接触面上运动情况,在三次实验中,接触面越光滑,小车所受阻力就越小,运动的时间就越长,通过的路程也越长。进一步让学生思考:如果接触面绝对光滑,小车将怎样运动?进而推理得出“牛顿第一定律”。
通过学生亲自参与实验过程,既培养了学生的观察能力,又培养了学生的创新思维能力。另外,还要指导学生学会正确的观察方法,如:“重点观察法”、“对比观察法”、“归纳观察法”等;观察时,要全方位、多角度,把握整体与局部的关系,要从联系的、发展的观点出发进行观察。通过这样的训练,使学生得到全面、准确的结论,有利于培养学生创新思维能力和科学探究精神。
四、加强设计性物理实验是培养学生创新能力的有力措施
设计性实验是在一些特定的要求和条件下,自行设计和实验,灵活地运用所学物理知识和实验基本技能进行创新思维和实践活动,实验设计能力是实验能力的最高层次,它直接反映了学生创新能力的高低。因此,以设计性实验为载体是培养学生创新能力的有力措施。
例如:在用天平和量筒测量盐水的密度时,让学生根据实验目的和原理自行设计实验。在实验步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入;还有些学生先称空烧杯的质量,再称倒入盐水的总质量。这些做法在理论上是可行的,但在把杯中盐水倒入量筒测体积时,由于杯底和杯壁上还沾有盐水,所以测得的体积小于杯中原盐水体积,造成较大误差。通过分析探究,极大地调动了学生探究的积极性,也学生的创新能力在潜移默化中得到培养。
在物理教学过程中,实验设计需要学生灵活地、创造性地运用所学物理基础知识和实验基本技能,并从不同角度、不同层次采用不同方法设计实验方案,它能激发学生学习的主动性,拓宽学生的思维空间,因而有利于学生创新精神和创新能力的培养。
五、改进演示实验,是培养学生创新能力的重要补充
演示实验是物理教学的一个重要组成部分,是使教学直观、形象化的重要手段,是启发学生思维、建立物理概念的重要措施。课本上有些演示实验因为自身设计或实际教学条件的局限,效果不够理想。成功地改进演示实验,可以使学生获得相关知识,激发学生的创新思维,培养学生的创新能力。
例如:在证明“大气压强存在”的大小试管实验中,为便于观察小试管的上升,可以在小试管里放彩纸、彩色粉笔等轻巧物体,并用一端封闭的长玻璃管代替大试管,这样使现象直观明显,便于观察,使学生对大气压的存在有较深刻的印象。还可以进一步启发学生思考:证明大气压存在还有哪些实验?在做利用激光穿过水演示光的直线传播时,可在水中放入牛奶、墨水、粉笔末等搅匀后观察,更清楚地显示出光的传播路径。
让学生将改进后的实验与教材中的实验对比,分析实验效果,可因势利导,让学生思考,是否还有其他改进方案?这样可以开拓学生思维,激发学生求异创新,从而培养学生的创新能力。总之,通过教师实验教学观念的更新、学生实验兴趣的激发、实验观察能力的培养、实验设计能力的提高、演示实验的改进,激活了学生创新思维,开发了学生创造潜能,这些都对培养学生创新能力大有裨益。
参考文献: [1]王棣生.中学物理创新教法[M].北京:学苑出版社,1999.[2]宋晓楼.初中物理实验教学中创新思维能力培养[J].中学物理,2007(1).[3]刘晓华,陈东生.物理教学中创新教育的实施[J].中学物理,2005(3).
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