浅谈物理实验对培养学生创造能力的作用.doc

物理实验与培养学生的创新能力浅谈物理实验对培养学生创造能力的作用摘要物理是以实验为基础的自然学科物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础在物理实验教学中培养学生的发散思维则对学生认知能力的提高创造能力的萌发都将起着强有力的作用就如何在实验教学中培养学生的发散思维和创造能力结合我在中学的物理教学和物理实验探究教学中遇到的实验来谈几点自已的体会在物理教学中要充分发挥学生思维的主体性改革实验教学开展研究性学习促进学生创造性思维的培养提高学生的创新能力和创造能力关键词发散思维创新能力创新意识创新途径物理是一门以观察和实验为基础的自然科学如若能在物理实验教学中培养学生的发散思维则对学生认知能力的提高创造能力的萌发都将起着强有力的作用随着信息化社会的发展培养创新型人才变得尤为重要传统教学中有一些较为落后的教育观念和方法仍妨碍着学生创新能力的培养物理教学中应该做并且有条件做的许多重要实验被人为取消或者只在黑板上做实验造成学生听实验背实验这样做的严重后果是学生能力结构不完整缺乏发散思维创造能力因此在物理教学中尤其在实验教学中必须改革实验教学充分发挥学生思维的主体性促进学生创造性思维的培养提高学生的创新能力如何在物理实验教学中开展创新教育是物理教师应探索的课题下面是本人就如何在物理实验教学中培养学生创新能力的一点肤浅体会和做法讨与同行们研讨一利用身边物品动手实验突破学生学习中的疑惑引发学生的学习兴趣有人曾调查了参加第一到第四届全国中学生物理竞赛决赛的学生对九门学科的学习兴趣情况其中参加全国物理决赛的学生对物理感兴趣的人数最多这一结果反映出兴趣在学习中的重要作用还有人对学生的物理学习兴趣进行了较广泛的调查分析统计结果表明学生的物理成绩与对本学科的兴趣呈高度正相关兴趣是学习动机中最活跃的部分它使人积极主动心情愉快全神贯注地学习不以学习为负担以学习为享受所以人们在浓厚的兴趣下所获得的一切常会掌握得迅速而牢固爱因斯坦认为对于一切来说只有热爱才是最好的老师我国古代大教育家孔子也认为知之者不如好之者好之者不如乐之者所以要使学生在实验的进行中得到良好的效果第一步应该是通过有趣的实验现象与生活的实际联系等建立学生的学习兴趣在教学中我常设计些学生能自己动手做的小实验就是好办法例如小实验筷子提米学生通过自己亲自动手实验确信了摩擦力的存在认识了摩擦力与压力的关系又如在讲大气压强时为了验证大气压的存在我准备了两只吸盘式挂衣勾将两只挂衣钩用力按合在一起先让一个学生演示用两手使劲拉没拉开接着让每个学生都重复上述实验同样没拉开每个学生都自己动手了首先从通俗的层面上认识了大气压的存在下面的课就好讲了学生有了认识减少了疑惑会更加注意听教师将怎样从理论层面上去描述这些概念性的东西也因此加深了记忆力这样的小实验即简单省时效果又好平时学习比较被动注意力不太集中的个别学生也被带动起来小实验引发了学生的学习兴趣同时也起到了引导解惑的良性作用及时扫除学习路上的绊脚石才会有自信心通过小实验也让学生认识到好的学习方法可以帮助自己掌握学到的知识二通过物理实验教学培养学生的发散思维从基本原理出发多方面多途径地寻找处理实验问题的方法密度是物质的属性之一是中学物理的重点内容它在科学技术和农业生产中有着广泛的应用学生实验测量未知固体的密度用以激发学生的思维和实验热情在测量固体的密度实验中有若干种方法可以使用比如根据公式密度质量体积其中物体质量可用天平直接测量也可用弹簧秤间接测量体积可用刻度尺测量也可用量筒测量将这几种方法进行组合测量物体密度的方法就有了四种随着知识面的逐渐扩大在学生掌握了压强概念浮力概念及杠杆原理后学生还可以用弹簧秤法杠杆法天平法来测不仅固体密度测量方法很多液体密度测量方法也较多如密度计法海尔法利用连通器原理天平法杠杆法等另外也可启发学生来测气体的密度例如用天平法测气体的密度首先用天平称出一空瓶的质量空瓶内充满空气接着用天平称出满满一瓶水的质量再用量筒量出这瓶水的体积就可算出空气的密度为学生们开动脑筋想出各种方法再让他们自己动手来验证实验方案的可行性大大激发了学生的兴趣也培养了学生大胆假设小心验证的科学态度从新的角度出发独到地处理问题在实验时去想他人所未想去求他人所未求冲破现存观念的束缚克服思维定势的影响去进行思考比如如何利用天平量筒等仪器来测量易溶于水的食盐密度如果仍用上述的各种方法来处理有一定的困难因为食盐的体积难以测出这时就得打破常规另辟新径设想食盐溶于水是否也溶于其它液体呢实际处理时我们可以找一种与食盐互不相溶的液体来完成也可引导学生思考食盐虽溶于水是否一直溶解不止呢答案是否定的做实验时可以先制成食盐的饱和溶液再用它来代替上述的液体来完成将生活中常见的物体制成教具演示有关实验培养学生动手能力和创造性思维物理是从生活中来的所以在物理教学中更强调要从生活中来回生活中去将生活中常见的物体制成教具用于演示实验可以体现出这一原则一来可以激发学生的兴趣让学生觉得学习物理很有趣二来可以消除学生心中对物理的神秘感让学生觉得物理就是他身边的东西并不陌生消除了学生对物理的恐惧感在机械振动这一节内容的教学中要向学生们讲述振动振幅的物理意义时如果只是单纯的口头讲述振幅是表示振动强弱而引进的物理量学生固然是明白了但总觉得不够形象生动于是就构造了这么一个演示实验拿一只音叉再取一个盛水的容器在容器内装满水轻轻敲动音叉把音叉放入水中由于音叉振幅小所以引起的水的振动也微弱学生能看到水面上几乎没有现象重重的敲打音叉由于音叉振动加强振幅较大再放入水中引起的水的振动就剧烈此时学生可以看到现象水面腾起一阵水雾并伴有一阵微弱的响声学生们对这个实验反应很强烈也很感兴趣静摩擦力方向判别是教学中的一个难点因为在某些情况下相对运动趋势不明显学生难以想象如果能从宏观的角度出发考虑用模似放大的办法使学生生动地看到接触层的有关情况问题就可迎刃而解了在平面板上放一张砂布以增大摩擦再把一面有毛刷的木块放在砂布上且使板刷的长毛与砂布接触用力沿水平方向拉木块可以看到板刷的长毛发生形变由形变的情况就可确定静摩擦力的方向了既生动又有趣三改革实验教学营造创新氛围培养创新能力更新实验教学思路培养学生创造能力由于中学阶段的实验以演示现象和验证结论为主所以学生甚至有些教师往往错误地认为物理实验最主要的目的是观察现象或认为物理实验最重要的是动手做不动手做就不是实验对客观世界进行科学研究时会发现影响物质运动规律的变量是非常多的人们必须用简化控制变量的方法达到实验的目的而要达到实验目的在实验之前必须对实验过程进行设计抓住实验的本质特征捕捉有效信息进行科学编码现象和动手虽是实验必不可少的环节但怎样观察观察什么怎样操作都是在总的实验思想设计下进行的从本质上讲实验是人为地创造一个环境人为地控制物质变化的过程是一种在理想的环境下排除干扰突出主要因素忽略次要因素进行操作因此实验的精髓在于设计和控制这就要求平时实验教学中要更新实验思路重点培养学生的设计创造能力如验证动量守恒定律实验中要让学生知道为什么在众多的动量守恒的事例中选中了一球静止对心碰撞的模型以及采用等高平抛的方法将较难测量的速度巧妙地转化为较易测量的位移最终形成了仪器简单操作方便的中学阶段验证动量守恒的方法通过这样的教学学生就理解了实验的设计思想设计意图在潜移默化中创新能力得到了提高设计多种实验方法提高学生的创新思维教材中的各种实验其方法都只有一种从器材到实验步骤及表格设计都由教材按一定的模式制定这样不利于学生创新思维的培养对于学生的分组实验我们要求学生打破现成的实验方案在一些特定的要求和条件下允许学生用不同器材不同的实验步骤设计多种实验方法达到实验目的这样也许会造成一些混乱学生也得不到比较准确的实验数据但却可以活跃学生创新思维培养创新能力如测干电池的电动势和内电阻是中学物理电学的一个重要实验针对这一实验在学习了闭合电路欧姆定律以后就可编制如下一道实验设计训练题利用电学实验中常用仪器和仪表可能有哪几种测量电池电动势和内电阻的方法试画出实验电路图并说明测量的原理和方法如果再补充些仪器如电势差计你还会想到其它方法吗这些方法中哪些是比较合理的哪些是比较精确的哪些方法中需要附加一些条件试就你所想到的各种方法做以归纳总结从中能得到测量电动势和内电阻的一般规律吗学生通过广泛联系和运用所学的知识和方法在各种因素中进行取舍对所得信息进行筛选集思广益初步提出了近十种可能的实验方法其中一些不乏闪烁着创造性思维的火花对此在组织学生讨论辨析对合理的加以肯定不恰当的提出问题所在对无法完成的方案阐明其原因各种方案在逐一论证以后只要条件许可都可组织学生自己动手操作进行实际测量这样学生在既定目标的过程中有效地训练了思维的广阔性使其分析抽象综合能力都得到了提高从而也培养了创新能力四利用物理实验史教育培养创新意识人教版新编教材初中物理中对物理史上著名实验介绍有多处如科学之旅中介绍了伽利略对摆动的探究从而发现摆的等时性原理并根据这个原理制作机械摆钟对这些实验介绍不仅向学生展示了科学发现技术发明的过程而且展示了科学家的创造思维和创新精神我们要挖掘并发挥物理教材中实验史对创造教育的功能来对学生进行科学精神和创新意识的培养另外我还在适当的时机向学生介绍一些典型的物理实验事例来培养学生的创新意识和欲望如在学习凝固后我及时向学生介绍了姆潘巴现象及其发现过程同时又向学生介绍了中央电视台走近科学栏目的片段上海某中学三位初中生在物理老师的指导下经历几个月做了上百次的实验获得上万个数据最后论证姆潘巴现象不存在向学生介绍这些事例一方面要求学生向坦桑尼亚中学生姆潘巴和上海的几个中学生学习学习他们敢于质疑不盲从权威敢于用实验探究的精神另一方面也利用了榜样的示范作用来激励学生的创新意识和创新精神激发学生形成良好的科学品质五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我还组织开展了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我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学习能源的可持续利用后及时组织学生走访了解了通常家庭的节电情况太阳能热水器的普及情况通过实验探究并提出了节电的措施还制作了太阳能热水器等模型我们还会根据教学内容及时组织学生在课外完成一些小制作比赛如在学习声音的特性生活中的透镜重力等知识后可布置学生自制哨子模型照相机制作不倒翁等小制作这对于培养学生的创新思维能力动手操作能力是很有帮助的并要鼓励学生们合作性地创造和探究充分调动学生刚刚起步的创新意识和创新精神如学习了汽化和液化这节后有个有趣的小实验纸锅烧水叫学生课后做一做有趣的实验便能激发学生的学习热情又如在学习了信息的传递后可制作土电话并评比谁的做得精细谁的通话效果好像这样的小实验还很多这些有趣的实验会像磁石一样深深地吸引着那些渴望的眼睛此外还开展了别开生面的专题讲座专题答辩会科技信息讲座等活动通过活动的开展使学生在活动中动手又动脑激发了斗志磨练了意志培养了自主探究创新的意识和习惯发展了学生创新的能力丰富了学生的科学素养总之实验教学是物理教学中实施创新教育的重要基础和手段实验不仅对激发学生学习兴趣提高实践能力具有不可代替的作用而且也是为学生创设创新氛围培养创新意识创新思维创新能力提高科学素质的有效途径主要参考文献刘贵兴方鸿辉创造性物理实验上海上海科学普及出版社安忠刘炳升中学物理实验教学研究高等教育出版社