浅谈物理实验教学的创新能力

第一篇：浅谈物理实验教学的创新能力

浅谈物理实验教学的创新能力

【摘 要】物理实验是研究物理学的重要方法和手段，加强实验教学，不仅可提高物理教学效果，还可提高学生的实验素质，有助于培养学生的创造性学习能力。

【关键词】实验；创新；学生

物理实验是研究物理学的重要方法和手段，加强实验教学，不仅可提高物理教学效果，还可提高学生的实验素质，有助于培养学生的创造性学习能力。下面谈谈我在实验教学中的一点体会： 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。传统教育使大部分学生养成了 “重死记、轻理解”，“重知识、轻能力”，“重分数、轻效果”的学习习惯。教师要摆脱传统教育的困惑，破除“传统教育”的许多观点，用现代教育理论培养学生善于发问、善于思考、勇于探索、勇于创新的学习习惯。在物理教学中凡是学生通过努力自己能做到的，都应该让学生自己去创新、自己去做；写、算、看等活动都应如此。凡是学生通过努力就能得出的结论的都应该让学生自己去探索、去发现；在学习活动中，教师主要给予学生必要的启发、诱导、点拨，日久天长学生良好的学习习惯就会形成，创新能力就会得到发展。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，以常见实验知识为生长点，进行引申，让学生发掘其内涵和外延，从多角度、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，以此来培养学生创造性思维。如：测定盐水的密度。方案一：（1）用天平称出空烧杯的质量m；（2）用量筒量出50ml盐水；（3）把盐水倒入烧杯中称出盐水和烧杯的质量M；（4）求出密度ρ=？。方案二：（1）用天平称出烧杯和盐水的质量m；（2）倒入量筒中50ml盐水；（3）称出剩余盐水和烧杯的质量M；（4）求出密度ρ=？。比较两种方案，方案二最佳。因为方案一中量筒中的盐水倒入烧杯中质量减少了。因为玻璃对盐水来说是浸润的，一部分盐水附着在量筒的筒壁上，没有倒入烧杯中，所以选择方案二。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。物理实验的创新教学体现在对学生创造性思维的培养

苏联教育家苏霍姆林斯基说过：“学生的聪明才智来自他们的手指头。”一针见血地点明了动手的重要作用。要培养学生的创造能力，就要培养学生的动手能力。要让学生多动手。在物理实验教学中，应该创造条件让学生动手做，让学生在动手中观察思考、分析判断，自己去发现问题、解决问题和得出结论，使做实验的过程成为学生再发现的创新过程。比如学习“液化现象”时，课本上有压缩体积的演示实验，而没有降温液化的实验，我让学生每人手拿一块玻璃并对玻璃呵气，让学生体会、研究实验现象，得出结论。同时让学生都动手。在上分组实验课时，秩序井然，实验结果（结论）正确，而在实验考查时，发现不少同学动手能力差，这是怎么回事呢？原来在分组实验的时候，老师只注意各小组是否动手、各组完成实验的情况，而没有注意到组内每个人的活动，因此，老师在分组实验时应强调：实验时，每次以一人为主，其他为辅，轮流做主，使大家的动手能力都得到提高。在进行物理实验时，可根据实验所提供的信息、实验使用的器材、学生掌握知识的深浅，从不同方向和不同方面来指导实验，寻找实验的多种方法。例如：帕斯卡“桶裂”实验可以很好地证明液体压强与液体的深度有关，可是该实验装置高度太高不便在教室里演示。这时可启发学生思考：能否把所有的装置都相应地缩小呢？答案是否定的。接着再问：管长减短了，液体压强减小了，液体对木桶的压力必定减小；而桶尽管缩小了，但其耐压性几乎不变，桶就不可能裂开，能否用其他物体来模拟“裂桶”呢？学生自然会想到用耐压性较低的物体来代替（如薄塑料袋），比较装满水的塑料袋在同质量的一杯水与一管水作用下不同情形，液体压强的实质就非常容易理解了。在物理实验教学中，不断地培养学生的创造性思维能力，能使学生对实验问题的理解不落俗套，敢于求异；解决实际问题能够不拘一格，多方设想。不断地运用创造性思维方法解决问题，才能摆脱习惯思维的束缚，拓宽思维范围，从而使创新能力得到发展。在创新中培养学生的实验操作能力

学生的实验操作能力的高低对他们今后的工作和学习有着重要的影响。生活中小到照明电路的安装，各种物体质量的测量，大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力。所以教学大纲把培养学生的实验操作能力作为素质教育中很重要的一个方面。物理实验本身就是一个操作过程。学生分组实验，每个人都有操作机会；在演示实验中，可让部分学生配合教师一起完成实验，条件许可时，将演示实验改为学生实验；课外小实验更是学生操作的天地，如在学习量筒、弹簧秤、天平等知识后，可布置小实验自制天平、量筒、橡皮测力计等，学生的积极性一定会很高，效果一定会更好。总之，应尽量多给学生亲自动手动脑的机会，这对提高学生的操作能力是很有帮助的。在学生分组实验中，教师要加强主导，既不能统得太死，又不能放松，努力创造一个活跃、快乐、紧张、有序的良好氛围。教师的主导作用表现在：（1）加强示范操作。学生对教师的所做的示范操作的模仿是形成动作技能的最初阶段，可减少实验的盲目性。示范可采用投影、挂图、示教板、实验小组长等形式。（2）指导学生操作。实验操作可采取不同的形式，如独立操作、小组协作操作，放开式讨论操作等。采取何种形式，要视实验内容而定。在实验中，教师要巡回指导，发现问题，及时纠正，好的及时肯定表扬，使每一个学生都掌握物理实验的基本操作方法。（3）引导学生创造性的操作。如学生通过做《测定小灯泡功率》实验后，可布置：只有电压表，无电流表，其它仪器自选，测定标有3.8V的小灯泡的额定功率。这个实验的目的是，在给定条件下，让学生自己设计实验方案来完成实验操作，这极有利于培养学生的创造性操作能力。

总之，实验在物理教学中有不可替代的作用。教师只有明确了实验的重要性，掌握了正确的方法，才能使学生的观察和思维活动紧密地结合起来，逐步掌握物理概念和规律，发展观察和思维能力，才能使我们的物理教学达到“事半功倍”的效果。

【参考文献】

[1]周小东.新理念下中学物理实验教学探索[J].科技信息，2007（18）：226.[责任编辑：许丽]

第二篇：物理实验教学创新

物理实验教学创新

1.物理实验课程按照层次的高低可以分为不同类型: 科学小实践、设计性实验、综合性实验、基本实验。其中基本实验是最低层次,主要是接受知识的过程,属于一级基础物理实验体系。综合性实验和设计性实验属于二、三级的物理实验等级,从接受知识发展到运用知识创设实验。最高级的是科学小实践,指在实际中运用所学知识解决生活和学习中的问题。新型物理实验课程体系更加注重培养学生的综合能力,而非只是简单的重复和验证。不同级别的物理实验代表着实验技能发展水平是由低到高不断进步的。每一级的物理实验都需要一定的时间来学习和掌握,最终走向科学的高峰。

(1)基本实验是普及实验,能够满足理、工、文、商等各专业学生学习物理基础知识的需求。它主要包括物理基础知识和技能的训练,基本测量方法以及对生活常见的物理现象的认识,如力、热、电、光等。一级物理实验是进行更高级物理实验的基础和前提,絮叨得到彻底的贯彻和全面的掌握。

(2)

二、三级物理实验的难度和复杂程度都大于基本物理实验,但它们也更具趣味性,更能激发学生的学习兴趣。同时,综合性实验和设计性实验强调培养学生自主学习的能力。传统物理实验是由教师提前摆好实验设备,准备好实验所需的材料,学生只是单纯的做实验,往往对实验原理却不求甚解,背离了物理实验的初衷。新型的物理实验体系强调教师要以学生为主体,引导学生根据所学知识,自己设计和操作实验。在摸索和失败中吸取经验教训,加深对物理原理的理解和掌握。

二、三级物理实验课程适于理工科学生对物理学的进一步学习。

(3)四级物理实验以科学小实践为主,重点培养学生科学研究和开发运用物理知识的能力。学生需要自己开发课程来进行深入研究,难度比较大。因此,四级物理实验课程一般作为物理类专业学生的必修课,而对非物理类专业的理科学生来说则可作为选修课。

2.改革实验教学内容

创新教学环境物理实验教学内容要体现时代性和先进性。随着物理学的不断更新发展,在各级物理实验课程中,都应该采用新的现代科技,与社会接轨,做到学以致用。

例如,在对全校工、商、文科学生一、二年级所开设的物理实验中,已涉及光谱技术、真空技术、磁共振技术、核物理技术、X光衍射的技术、光纤技术、传感器技术、光学信息处理技术等。这些实验的开设,可以让学生实际、直观了解物理新科技的原理,拓展学生知识面,提升物理思维高度。目前,中国科技大学开设多元化的实验类型,以满足不同层次学生的需求,包括公共必修实验、选修实验、仿真实验、远程网络实验、开放实验等。首先,学校开设“大学物理实验远程教学”,利用现代高科技的信息技术,让学生能够不受场地和时间的限制,通过互联网来对实验教学内容进行预习和复习。学生可以更合理的安排自己的时间,甚至随时随地地展开物理实验学习。

教师在这里只是对学生进行一些辅助和启发,让学生有足够的空间去探索和总结,并找出自己的创新点,加以论证。最后,学校为学生开设各类仿真实验室,充分运用虚拟实验技术,把计算机应用软件和实际试验结合起来。这样不仅能够让学生有更多的机会进行试验操作,而且能够提高那些复杂程度和困难程度高的物理实验的成功率。实验室设备的使用、管理和维护的工作中,改变了通常学生与实验室设备单纯的使用与被使用关系,使我们在自主进行实验的同时,也是参与到实验设备的管理和维护中,这不仅实现了实验设备维护的常态化管理、减轻了实验室工作人员劳动强度,也提高了学生自觉维护实验室设备的责任感和自觉性,培养了学生良好的工作习惯和职业素养。

创新的实践教学管理模式,实现了实验准备、网上实验预约、现场实际操作、设备自动管理、过程全程监控。我们以自主式、合作式、研究式等方式完成各种实践训练,有效锻炼了我们的自主实践能力,增强了团队合作意识及工作责任心。

2.1充分利用教学资源,提高实验教学质量由于开放实验室允许同学们根据各自所需自主地选择时间和方式进行科学实验,这样显然可以最大限度地发挥实验室资源效益,实现资源共享,提高仪器设备的使用效率。开放实验室的内容形式多样,我们既可以做实验,也可以讨论问题;既可以对上次实验进行再做或者选做一些新实验,也可以根据自己的兴趣做一些课外实验,这样学生自主实验,不仅可以消除传统学习中因实验时间不足而引发的问题,补充了课堂实验教学的不足,也有利于培养我们的专业兴趣,提升学生的专业知识能力,使同学们对知识的掌握更为深入更为系统。通过开放实验室让部分实验放入学生自由时间中完成,不仅可以弥补理论课和实验课时的限制,也可以更合理地分配教学资源。同时,还可以理论联系实际,消除理论授课过程中的枯燥乏味感,从而更好的提高实验教学质量。

2.2依托科技竞赛和大学生实践创新训练计划全方位培养学生的科技创新能力

2.3创新型实验计划、卓越工程师人才培养体系建筑电气与智能化创新型实验计划以学生为主体,以创新项目实施为主线,在导师的指导下以学生特长、兴趣为出发点,注重过程训练和自主设计,激发我们的科学研究兴趣,着重培养我们自主学习、团队协作以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。建筑电气与智能化卓越工程师人才培养体系以提高我们的工程实践能力和创新能力为目标,从创新型高级工程应用人才培养体系整体出发,在对各教学环节整体优化与提高的基础上,以建筑智能化工程设计、工程开发、工程实施及工程管理四大主线,分层式、模块化、构建实验教学人才培养新体系。

2.4大学生实践创新计划对培养大学生创新团队增益良多大学生实践创新计划的实施,有利于培养大学生自主学习、团队协作以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。创新型实践计划,可以锻炼团队成员的默契度,以及团队的组织能力、协调能力和沟通能力。同时,对提高大学生智能建筑工程实践技能大赛水平,培养工科学生科技创新能力和工程适应能力具有重要作用。

2.5大学生科技竞赛着眼于工程化项目训练成效创新型实验教学科技创新平台的搭建,可以使我们在课余时间进行拓展练习。根据大学生科技竞赛的要求,我们可以模拟出基于特定工程场景的个性化训练项目,从材料准备、节奏控制、战术策略、时间把握、心态调整五个方面进行训练,模拟比赛和工程实践中可能出现的场景,对培养我们的应变能力,提高我们的科技创新能力以及在大学生科技竞赛中的成绩有着重要意义。

3.结语

我们应该进一步开展创新实践技能训练,开发、设计出代表楼控领域先进技术的、具有实用意义和价值的工程化训练项目。该创新型实验教学科技创新平台的搭建,打破了传统封闭的实验教学模式,顺应了现代教育、教学的发展要求,对培养我们的创新能力,全面提高综合素质水平起到了积极的作用

第三篇：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

张娟 龙华店中学一级教师

摘要：培养高素质创新型人才代写论文是高等学校的根本任务，实验室是培养学生创新能力的重要基地。在物理实验教学中培养学生创新能力的主要途径和方法包括：进行物理实验史教育，培养学生的创新意识；采用多样化的实验方法，活化学生的创新思维；注重创新演示实验和设计性实验，培养学生的创新技能；介绍科学家的典型事例，培养学生的创新情感和创新人格；用科学评价激发学生的创新动力。

关键词：物理实验；创新能力；培养

科学技术的发展突飞猛进，社会对人们的创新能力的要求也越来越高，因而，加强对学生创新能力的培养，已经成为我国教育教学改革的重点。在物理实验教学中，创新教育的提出，一方面是物理教学改革不断深入的需要，另一方面也是由物理学科的特点与物理实验的本质所决定的。然而，长期以来，普通物理实验的教学内容缺少更新，教学方法过于死板，实验内容基本上是验证性和测量性的，缺少学生自己进行设计、研究的内容。学生不须分析与创新，只需按教材上的步骤按部就班去做，就能完成实验。这种呆板的、千篇一律的实验教学内容和方式在一定程度上限制了学生的主动性与积极性，难以激发他们独立思考的兴趣和激情，抑制了学生个性的发展，因而不利于创新人才的培养。为了弥补这一不足，我院在物理实验教学中对实施创新教育进行了不断的探索，取得了一定的经验。

物理实验教学中培养学生创新能力的主要途径

1、进行物理实验史教育，培养学生的创新意识

物理实验除演示实验、验证实验外，还应包括物理实验史教育、设计研究性实验、学生小仪器制作等。例如：玻尔发表原子模型理论的第二年，夫兰克和赫兹用慢电子与稀薄气体原子碰撞的方法，使原子从低能级激发到高能级。他们对电子与原子碰撞时能量交换的研究，直接证明了原子内部能量的量子化。后来，他们又在同样的实验中测得被慢电子激发的原子返回基态时辐射的光频率，发现这种辐射验证了玻尔假设的频率定则。因此，夫兰克一赫兹实验就成为玻尔理论的一个重要实验依据。由于他们的工作对原子物理学的发展起了决定性的作用，曾共同获得1925年的物理学诺贝尔奖和1906年诺贝尔物理学奖。汤姆生研究阴极射线导致了电子的发现，利用实验准确地测出了电子的荷质比。他们的实验设计是何等的巧妙，设计思想与器材组合都是创新精神的体现„„这些实验史的介绍，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。要发挥物理学实验史的创造教育功能，我们在教学中就要重视实验史的教育。可以启发学生体会实验思想与设计的精彩之处并提出问题；也可采用演示实验，引发学生的好奇心；还可让学生自己动手，组织与设计实验，来“表演”某些著名实验。总之，通过让学生接触到不同的物理实验背景、教师的不同观点和思想方法，学习物理实验史，对学生进行德育的渗透以及科学精神和创新意识的培养，具有很好的作用。

2、实验方法多样化，活化学生的创新思维

目前学生的分组实验，普遍存在只重视简单的操作练习，从器材、方法到表格设计都是按照规定好的步骤和方法进行实验，不能很好地领会实验原理和思想方法，因此，必须改革实验教学的方法。教师在设计教学内容时可以结合实验室条件对实验项目进行重新组合，尽量将有相似的刺激与反应的教学内容做系统编排。在编排时，教师可以以专题的形式呈现实验内容，每个专题确定一个主题，可以从实验方法的相似性上选题。如用干涉法测量光波波长，可将杨氏双缝干涉、菲聂耳双棱镜实验、迈克尔逊干涉实验编在一个专题；也可以依据实验仪器的相似程度进行选题，如将分光计、单色仪、摄谱仪等光谱仪器作为一个专题选择实验项目；也可以将对同一物理量的测量作为选题依据，如电阻的测量可将伏安法、电位差计法、惠斯登电桥法、开尔文电桥等编在一起；这样学生在进行专题训练时很容易做到由此及彼，融会贯通，从而衍生出一系列值得进行比较研究的问题，实现知识与能力间的相互迁移。如重力加速度的测量实验，学生可以利用单摆、复摆、可倒摆、自由落体运动、倾斜气轨等许多实验方法进行。应让学生尽可能多地设计实验方案，从科学性、可靠性、简便性、准确性等实验设计原则出发，对各个方案进行评价，最后选取两种方案进行实验测量与比较，活跃学生的思维，使实验教学有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望，使之达到不同层次学生创新能力培养的目标。

3、注重创新演示实验和设计性实验，培养学生的创新技能

教师创新演示实验，不仅能更好地发挥实验的教育功能，促使学生掌握有关学科知识，而且能对学生进行潜移默化的熏陶和感染，培养他们的创新精神，从而达到培养学生创新能力的目的。

修完基础物理实验的学生，可以根据自己的专业和兴趣爱好自由选择实验项目和实验课时间，以体现全面开放的教学模式的优势。近几年，我们结合本校学生的具体特点和情况，从以下几方面来确定设计性实验项目：

(1)利用原有的实验项目

某些已经做过的实验，所用仪器的集成化程度较高，学生虽然做过这些实验，但他们基本上都是在使用说明书和实验室给出的操作步骤提示下完成的，对于仪器的结构，他们并不清楚。如霍耳效应实验，实验仪器的线路基本上都被封在仪器的内部，学生即使没有掌握 1 2 下

实验及仪器的原理，也一样可以完成数据的测量。这很容易养成学生急功近利的思想和不求甚解的学习态度，并没有达到我们开设实验的初衷。现在我们把这个实验作为设计性实验的一个项目，要求学生根据霍耳效应的原理，自己设计实验电路来实现霍耳片一系列参数的测定，或实现对几种形状磁铁磁场的测定。要完成这样的实验，学生对原理要深刻理解掌握，对实验中引起误差的因素要理解并想办法减小或消除，要自己动手焊接霍耳片的电极引线并设计搭建实验电路，并通过同学之间或师生之间的讨论解决遇到的问题。这不仅使学生加深了对物理原理的理解掌握，并且通过设计和实践，切实培养了学生的创新能力、动手能力，还增强了他们的知识应用的能力。

(2)普通物理和普通物理实验的知识拓展和应用

教学应因材施教，根据我校学生以及实验室仪器的情况，我们将普通物理学的一些知识设计成实验项目。如给出一种透明固体(或液体)材料，要求学生测出它的折射率。该项目所涉及的知识面广，与普通物理光学部分的光的折射、衍射、干涉知识都有一定的联系，学生可利用所学的知识或所掌握的方法进行设计，如可利用分光计来测定，也可用劈尖或牛顿环来测定，还可用单色光直接以一定角度照在材料面上，通过测定折射光线的折射角来测定。这个实验虽然简单，但它增强了学生的知识应用能力，也增加了他们对物理的兴趣。

设计性物理实验需要灵活、综合地运用所学的物理以 及相关学科的知识和技能，还需要学生做好以下工作：1)查阅资料，设计实验原理和实验方法；2)根据实验要求，正确选择实验仪器；3)设计独特的实验构思；4)独立进行实验操作。因而，大力开展设计性实验能有效地培养学生解决物理问题的能力和培养创造能力，培养学生分析能力和创新能力。

4、介绍科学家的典型事例，培育学生的创新情感和创新人格

创新取得成功的决定因素首先不在于创新者渊博的知识，而在于他们的创新人格。源自内心的热爱和追求是创新的灵魂，自主性、激情、意志等对创新素质的形成与提高具有极大地推动作用。所以在教学中要特别注重创新意识的培养，激发学生的创新欲望；加强对学生的情感教育，促进学生情感智慧的发展。物理学是一门实验科学，物理学的发展史就是一个创新的历史。用物理学发展过程中科学家的典型事例作为情感教育和价值观教育的切入点，充分挖掘科学家崇尚科学的情感和价值观、严肃认真的科学态度和良好的品格修养，追求科学的顽强毅力和献身科学的奉献精神，从而发挥科学史可以给人以智慧的功能，可以较好地达到培养学生创新情感和创新人格的目的。

第四篇：物理实验教学与学生的创新能力

物理实验教学与学生的创新能力

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严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。因此，在物理教学中，尤其是在实验教学中，注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段，提出种种假设和猜想，发展他们的创新意识显得尤为重要。那么，如何在实验教学中培养学生的创新能力呢?

一、变演示实验为探索性实验，培养学生的创新能力

课堂教学中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。而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，有利于学生创造性思维的激发。

二、分组实验，活跃学生思维

学生物理实验有多种方法，对于分组实验，我们在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在即定目标的过程中，有全局观点和善于妥协，在不同情况下善于应变，培养学生的应变能力，使学生分析、抽象、概括、综合表达能力都得到训练和发展。

三、采用多种实验方法，促进学生创新能力的发展

创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合的整体。这就要求教师在实验中创造性的应用现代教学方法和教学手段，将多种教学方法进行优化组合，用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此，除了演示实验和分组实验之外，在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中，也可以发展创造活动，鼓励学生创造。

四、保持积极实验态度，主动探索研究

积极一点，就领先一步；领先一步，就领先了一个时代。学习不是一蹴而就的，需要坚强的毅力和积极的心态，否则，只能是半途而废，无功而返。在物理实验学习过程中必须注意以下几点：

1、分析研究学生分组实验中发生的异常现象。

2、注意观察老师的演示实验。

3、做好课外小实验。

4、留心分析日常生活中的物理现象。

通过物理实验，不但要达到教材对每一个实验所要达到的目的，而且要形成常规性的验证性的实验教育；还要培养学生的科学实验素养，理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真一丝不苟的科学态度；更重要的是通过对分组实验、课堂演示实验、课外小实验以及日常生活中物理现象的严密观察和勤于思考，培养学生主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力。

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第五篇：初中物理实验教学中培养学生的创新能力初探

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).