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浅谈物理实验教学中培养学生创新能力
2019-02-11 12:00:11   来源:【景东彝族自治县教育局】   作者:   评论:0   点击:

素质教育的核心是创新思维和实践能力的培养,因此努力培养学生的创新精神,才能达到全面推进素质教育的要求。创新教育是以培养人的创新精神...
素质教育的核心是创新思维和实践能力的培养,因此努力培养学生的创新精神,才能达到全面推进素质教育的要求。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为目标的,使学生在系统地掌握学科知识的同时发展其创新能力。创新教育追求在德、智、体、美全面发展的基础上,激发和培养全体学生的创新精神和创新能力,启发学生创新性地学知识,创造性地用知识,而不是使学生被动地接受知识、消极地存贮知识。

物理是一门以实验为基础的自然学科,教学实践证明:物理实验不仅是学生获取物理知识、认识物理规律、形成物理概念、提高各种能力的重要途径,而且对学生的创新精神和创新能力的培养,是其他学科所不能替代的。《物理课程标准》倡导探究性学习方式。学生要进行科学探究,离不开物理实验。加强实验教学是提高物理教学效果和开发学生创造力的有效途径。如何在中学物理实验教学中培养学生创新精神和创新能力,这是摆在我们面前的一个急迫的任务,课改的实施改变以往传统的教育方式,体现以人为本,以学生为中心,让学生真正成为学习的主人,使学生的创造能力得到充分发展,下面我就从物理实验教学谈谈是如何培养学生的创新能力的一些具体做法:

一、变演示试验为探索性试验,培养学生的创新能力

课堂演示试验一般都是以教师为主体,学生仅仅是观察者,没有直接参与,不利于学生创新能力的培养。所以尽可能把演示试验改为探索性试验,首先需要教师进行创新设计,包括教具的改进设计、实验层次的安排、问题的设置及解决的方法等。这种创新设计对学生也是一种很好的示范,对学生创新能力的培养将起到潜移默化的作用。

如在九年级物理“浮力大小的探究”一节的教学过程中我做了如下尝试:(1)将所有的教师演示试验改变为学生的探索性试验;(2)将教材中探讨的三个问题增加到六个,分别为浮力与深度、物体的形状、液体的密度、物体本身的质量、物体本身的体积、物体排开液体的体积是否有关?(3)让全体学生都参与到实验的设计与操作中来;(4)开放实验器材,让学生自由选择;(5)四名同学为一组,由组长将实验的结果到讲台前汇报。

这样,在实验教学中教师因势利导,不失时机地对学生中那些标新立异、独树一帜的做法予以肯定、支持和帮助,鼓励用自己的头脑思考问题,不人云亦云,敢于另辟蹊径,勇于探索,不断创新。

二、加强演示实验的直观性、趣味性,激发学生创新的兴趣

初中学生年龄大都十四五岁,他们的认知特点是:对直观、具体、形象的事物易接受,极感兴趣。因此,教学时紧扣教学内容,大力加强演示实验,巧妙设计实验,有机结合教学挂图、模型和幻灯等多媒体。以提高演示效果,使演示实验具有真实、形象、生动、有趣,给学生以最直接的感官刺激,唤起学生的好奇心,最大限度激发学生的求知欲,并配合讲解指导学生认真观察实验现象,启发学生思维活动、逻辑的导出结论。例如:在“压强”的教学中为使学生弄清压力、受力面积和压强这三者的关系,向学生举了杂技表演——人站在铁板一例。提问:“人的脚为什么没有被戳破?”许多学生认为这是杂技演员练出来的“轻功”。为帮助学生寻找答案,我演示下面一个实验:出示两块木板一块上面钉三个钉子,另一块上面钉了密密麻麻同样的钉子,把装满红水的同样规格的两个薄塑料袋,分别轻轻放在两板的钉子上,让学生观察实验现象,结果放在三个钉子上的塑料袋被戳破,红水流出,另一袋没被戳破,为什么会出现这样的现想呢?引导学生分析得出结论:在压力一定的情况下,增大受力面积可以减小压强,所以杂技演员的脚安然无恙。再例上九年级《分子运动论的初步知识》一节,分子间同时存在引力和斥力,学生感到抽象难理解,为使学生能够直观地理解这一抽象的问题,我做了这样一个教具:在一个弹簧的两端固定两个乒乓球,弹簧的长度相当于分子之间的距离,两个乒乓球相当两个分子,当平衡时引力=斥力,当乒乓球靠近时表现为斥力,乒乓球远离时表现为引力。这样抽象的分子作用就可以直观地演示在学生面前,使学生对分子间的相互作用力获得初步的感性认识。

其实很多的初中物理演示实验完全可以让学生一起参与进行,既能调动学生主动性和积极性,又能使学生动手能力得到加强,演示实验结果是否真实,直接影响学生的学习兴趣,让学生参与实验,提高演示的可信度,使学生印象深刻,兴趣大增。

三、采用多种实验方法,活跃学生思维,唤醒学生创新的需求

在帮助学生掌握基础知识基本技能的基础上,根据实验的目的和原理,允许学生用不同的器材,从不同的角度、不同的途径,探索多种方案,进行实验,如在上“密度”复习课时,改变传统的复习方式,通过设计实验的方式进行复习。首先提出问题:本次试验的目的是测石块的密度。那么同学们想一想,有哪些方法可以测石块的密度,然后布置学生分组讨论,提出方案,经过讨论,学生提出以下方法:

方法一:利用天平测出石块的质量、用量筒测出石块的体积、用公式ρ=m/v求出密度。

方法二:用弹簧秤测出石块的重力G,用公式m=G/g算出石块的质量,用量筒测出石块的体积v,用公式ρ=m/v=G/gv求出密度。

方法三:用弹簧秤分别测出石块在空气中的重力G,石块浸没在水中弹簧秤的示数F ,利用浮力求出石块的体积V=G-F/ρ水g,用公式ρ=m/v=Gρ水/G-F示,求出密度。

方法四:用天平先测出石块的质量m1,将烧杯装满水,测出满水时烧杯的总质量m2,从天平上取下满水烧杯,将石块浸没烧杯中,溢出水后,取出石块,擦干烧杯,再用天平测出烧杯和剩余水的质量m3,然后用公式v=m2-m3/ρ水,求出石块的体积,再用公式ρ=m1ρ水/m2-m3,计算出石块的密度。

方法五:先用天平测出石块的质量m1,然后在小烧杯里盛适量的水,放在天平左盘,称出总质量m2,用绳子系好石块,浸没水中(注意:石块不碰烧杯底部,水也不溢出)测出质量m3,用公式v=m3-m2/ρ水,算出石块体积v,最后用公式ρ=m1ρ水/m3-m2,计算石块密度。

在实验中选择典型课题,通过多种实验方案设计和实施,则可有效训练学生的思维广阔。例如:在压强概念形成过程中,我们打破以往的教学模式:教师讲解做演示试验,学生听课的做法,而是让学生自己设计试验方案,开放的选择实验器材,进行试验探索,学生类比速度概念形成的方法,找到了面积相同比较压力,压力相同比较面积的方法,再通过教师的指点,如果面积不同、压力也不同怎么办?同学们再通过分组研究讨论很快会得到压强的概念。

实验证明:采取多种方法进行实验,学生很感兴趣,极大地调动了学生探究实验的热情,激发起学生实验创新的求知欲望,使学生的迁移能力、创新能力、灵活应变的能力真正得到提高。这种学生自行设计,分组讨论,开放式的试验,自由度大,自主能力强,学生学到的知识非常扎实。同时大大的提高了教学效果,提高了学生的观察能力、实践能力以及综合能力,更以其趣味性和探索性,在培养学生创新精神方面发挥其独特功能和作用。

四、创设实验问题,增加研究性实验,唤醒学生创新的潜能

除演示实验和分组实验之外,教师还可根据教学内容增加一些研究性的实验,这类实验实质上是让学生自主研究的活动,对教师或学生自己提出的未知结论的课题予以探究,教师协助学生选题、选器材、制定方案、探究结论。如:上“浮力大小的探究”一节课时,可增加探究实验:“浮力与物体本身的密度是否有关?”,上“液体的压强”时,探究:“液体的压强与液体的质量是否有关?”等等。为学生“创造性的学”,创造环境和条件,使学生研究课题的科学品质、合作精神、意志、、解决新的实际问题等能力都得到提高。

五、组织学生开展丰富多采的课外实践活动,促进学生创新能力的发展

物理教学并不仅仅局限于课堂内的活动,日常生活中蕴藏着无数可供探索和研究的物理现象,学生生活在丰富多彩的物理世界中,因此,教学应结合学生的生活实际,组织学生开展课外物理实验活动,把一些小实验安排在课外让学生亲自去做,既能起到提高学生的学习兴趣,发挥学生学习的主动性作用,同时又丰富了学生的课外生活。如在上完“大气压”一节以后让学生利用家中的材料设计实验,证明大气压存在。其中一位学生自己设计了“马德堡半球”实验:从水中取出两块玻璃板,合在一起,把吸盘压在玻璃板的两边,用力向外拉吸盘,学生用了很大的力气,吸盘拉坏了,玻璃板都没有分开。这个实验设计非常巧妙,证明了大气压的存在,比实验室的“马德堡半球”实验操作简单多了。实验证明,只要老师正确引导,学生还是很喜欢动手动脑的。生动有趣简单易行的小实验,对学生动手能力、独创性、想象能力的培养有极大的好处。很多学生还能举一反三,发明创造更多的小实验、小制作,培养了学生的探索精神。

另外,教师要想方设法给学生提供场所、材料、工具,安排好学生的课外科技活动。如:小实验、小制作、小发明、小论文、举办科技讲座等等。总之,在实验教学中,激发学生创新思维,是一种促进学生学习成功的有效途径。实践证明,创新能力的培养,对学生积极地参与教学过程,提高运用物理知识,解决实际问题的能力有着积极的推进作用。上好实验课使学生在知识、智能、技能等方面的综合素质得到较好的发展,真正实现了由应试教育向素质教育的转轨。

实验是物理教学的永恒。面对新世纪的要求,为培养高素质的人才,在物理教学中要充分利用物理的学科特点,注重学生创新能力的培养,教师的“教”并不是把书本知识教给学生,而是教给学生掌握知识的本领,培养他们勇于创新的意识。

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