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在物理实验教学中培养学生的创新能力

  摘 要 物理学从本质上说是一门实验科学,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以物理实验为基础,并受到实验的检验。在中学物理教学中,通过实验不仅可以使学生获得物理知识,培养实验技能,还可以培养学生的创新能力,因此实验教学具有重要作用。
  关键词 物理实验教学 创新能力
  创新是时代的要求,是当代中学生必备的素质,而学生创新能力的培养与课堂教学相辅相成。在物理实验教学中创新实践,突出以学生发展为本,培养学生的创新精神和创新能力,这是摆在我们面前的一个急迫任务。为此,本文就初中物理实验教学中如何培养学生的创新能力作如下探讨:
  一、引入趣味性实验,激发实验兴趣
  兴趣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。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“大气压强”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,使学生确信大气压强的存在;在学习平面镜成像时,课前给学生演示一个魔术:吹不灭的蜡烛。通过直观、新奇的实验,学生对物理知识产生浓厚兴趣。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动力。
  二、在实验教学中,培养观察能力
  只有学会了观察才能在生活中发现问题,提出问题。牛顿看见苹果落地,激发他思考和实验,才提出了万有引力定律。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:“探究滑动摩擦力的影响因素”实验中,让同一木块在粗糙程度不同的接触面上做匀速直线运动,在两次实验中接触面越粗糙,弹簧测力计的示数越大。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。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。
  三、加强设计性物理实验教学
  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“探究电流与电压关系”的实验中,要测出用电器两端的电压和通过它的电流,就需要仪器电压表和电流表,为了使测量结果具有说服性,我们需要改变用电器两端的电压和通过它电流的大小,就需要在电路中接入滑动变阻器,因而我们就可以依据分析设计出电路图来实验。通过分析探究,极大地调动了学生探究的积极性,学生的创新能力在潜移默化中也得到了培养。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。
  四、引导学生不断改进演示实验
  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“探究二力平衡条件”的实验中,为了排除实验中摩擦力的干扰,把原来的水平面上的小车实验,改装成悬空的小卡片实验,这样就不受摩擦力的影响,使实验结果更具有说服性;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。
  五、放手让学生自主探究,变演示实验为探索性实验
  在以前,课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探索性实验,让学生充分的动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。如学习“平面镜成像”时,可采用探索性的分组实验,由学生提出问题确定探究内容,然后分组讨论:设计实验,包括选择恰当的仪器(用平面镜还是用玻璃板),怎样确定像的位置,怎样测量虚像到平面镜的距离,怎样保证镜子垂直以及设计探究实验记录表格等。学生的想法很多、五花八门的,很有趣。这样老师在实验过程中只是参与者、指导者、合作伙伴,学生的学习热情和学习兴趣得到了极大的提高。
  六、?开展形式多样的课外活动,拓展物理实验创新途径
  为了从多方面培养学生探索物理的兴趣并增强学生的动手和实验创新能力,还有必要组织开展形式多样、内容丰富的课外活动,其中每学期根据所学物理知识针对性地开展研究性学习和综合实践活动是重要活动之一。如学习噪声后,组织学生到工厂了解、体验噪声危害,分析噪声的产生原因,讨论减弱噪声的方法。新教材上设计了很多有趣的课外小制作、小实验。鼓励学生做好课外各种物理小实验,是一种特殊的、直观的实践活动。学生在动手完成各种小实验、小制作活动过程中,思维异常活跃,活动欲望高涨,参与意识强烈,使学生的动手习惯和实践能力逐步得到了培养。
  总之,创新是知识经济时代对人才培养的客观要求,而教育是知识创新、传播和应用的主要基地,也是培养创新精神和创新人才的摇篮。在物理教学中,只有找到了创新的结合点,并把两者巧妙而有机地结合起来,才能既提高学生的学习效率,又培养学生的创新思维能力。
  参考文献:
  [1]廖伯琴.中外物理教育改革[M].东北师范大学出版社,2001.
  [2]朱慕菊.走进新课程――与课程实施者对话[M].北京师范大学出版社,2002.

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