物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

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1、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力 摘　要： 關(guān)鍵詞： 物理學(xué)從本質(zhì)上說是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴(yán)格的物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。因此在物理教學(xué)中，尤其是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注意不斷激勵學(xué)生通過觀察、比較、實(shí)驗(yàn)、歸納、類比等探索手段提出種種假設(shè)和猜想發(fā)展他們的創(chuàng)新意識就顯的尤為重要。在教學(xué)中應(yīng)把課本上的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的科學(xué)的改進(jìn)創(chuàng)新，充分發(fā)揮物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的多種功能和作用，這不僅可以通過實(shí)驗(yàn)掌握物理知識，也是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、探究能力和創(chuàng)新能力的重要措施。我在多年的教學(xué)實(shí)踐中，重視演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)及課后小實(shí)驗(yàn)的

2、改進(jìn)，并做了一些有益的嘗試。一、演示實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生自主設(shè)計完成在以前，課堂演示實(shí)驗(yàn)一般以教師為主體，只是讓學(xué)生看教師表演，先是“教師做，學(xué)生看”，后是“教師講，學(xué)生聽”，學(xué)生僅僅是旁觀者，沒有直接參與，不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分的動腦、動手、動口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，經(jīng)過分析、討論，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，則會從中悟出很多課本上學(xué)不到的知識，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。例如：在研究焦耳定律的演示實(shí)驗(yàn)中，我是這樣處理的：提前在課前布置預(yù)習(xí)本節(jié)課，以思考題的方式向?qū)W生出示本節(jié)課的演示實(shí)驗(yàn)課題──研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，要求學(xué)生利用自習(xí)課時間，實(shí)施以下

3、過程：1、自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案　　設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案關(guān)鍵是讓學(xué)生考慮好實(shí)驗(yàn)原理，怎樣將電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量變?yōu)榭梢杂^察比較的對象。學(xué)生們充分發(fā)揮想象，不同的實(shí)驗(yàn)方案達(dá)十余種，有的甚至比教材上的方案還簡單易行，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達(dá)到著火點(diǎn)而燃燒，有的讓燒瓶里的空氣受熱膨脹而使玻璃管的紅水柱上升，有的讓燈絲發(fā)熱升溫而發(fā)光……這樣表演性演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)殚_放性研究實(shí)驗(yàn)，極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理知識的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維能力。2、自主選擇實(shí)驗(yàn)器材在完成設(shè)計后，有的同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室借實(shí)驗(yàn)儀器，有的學(xué)生找老師幫忙安裝實(shí)驗(yàn)裝置，有的學(xué)生自己制作一些小器材，這樣變純觀察性實(shí)驗(yàn)為創(chuàng)造性操作實(shí)驗(yàn)。3、

4、自由組合，探索研究　　經(jīng)過交流，有一些同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案相近似，于是他們就自動組合，在實(shí)驗(yàn)過程中，互相交流切磋、溝通、共同研究。在交流中學(xué)會團(tuán)結(jié)協(xié)作，在互幫互學(xué)中，共同提高。二、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生自主探究學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是學(xué)生最感興趣的課，但絕大多數(shù)學(xué)生是按教材的安排程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，按照教師布置的步驟進(jìn)行操作，興趣只停留在表面上，湊“熱鬧”成分很多，這樣也就無法培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和科學(xué)素質(zhì)。對于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，我在幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍，對所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標(biāo)的過程中，有全局觀點(diǎn)和善于妥協(xié)，

5、在不同情況下善于應(yīng)變，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生分析抽象概括綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。　　如：初三物理中《測定小燈泡的功率》的實(shí)驗(yàn)，如果只是指導(dǎo)學(xué)生按教材的安排進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生注意觀察小燈泡兩端的電壓在等于額定電壓，高于額定電壓和低于額定電壓的情況下的發(fā)光情況，并將每次測得的電壓，電流值填入實(shí)驗(yàn)表格，算出電功率值，那么實(shí)驗(yàn)?zāi)康膯我唬瑹o法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)的目的，所以在教學(xué)過程中我是這樣做的：1、不限制實(shí)驗(yàn)原理　　在講本節(jié)課時，只講清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，說明小燈泡上“3．3V”或“2．5V”意義，至于實(shí)驗(yàn)原理由實(shí)驗(yàn)小組討論決定，并按要求畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，結(jié)果出現(xiàn)三種實(shí)驗(yàn)原理P=UI，P=U2/R，P=I2

6、R，并通過對三種實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣的深入分析，確定應(yīng)用P=UI為實(shí)驗(yàn)原理的方案，從而培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維能力，提高了思維品質(zhì)的深刻性與批判性。2、不規(guī)定實(shí)驗(yàn)步驟　　進(jìn)實(shí)驗(yàn)室要求不看課本，動手時只說明實(shí)驗(yàn)中要觀察燈泡的亮度，觸摸燈泡熱度，計算燈泡的功率和電阻，并不限定實(shí)驗(yàn)有三個步驟，結(jié)果巡視實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，有的小組實(shí)驗(yàn)有五、六步，并設(shè)計了開放性的記錄、表格，其中燈絲在不亮、較暗、正常發(fā)光、較亮、燒壞幾種情況下的電壓、電流的測量值和功率、電阻的計算值，燈泡熱度的觸摸感，從而激發(fā)了學(xué)生的觀察實(shí)踐和發(fā)現(xiàn)問題能力。3、不確定實(shí)驗(yàn)歸納　　實(shí)驗(yàn)后不固定方向，讓學(xué)生多方向、多角度、深入細(xì)致的觀察，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，

7、從而開放性地歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，如有的小組分析真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如下結(jié)論：（1）伏安法既可測電阻也可以測電功率；（2）燈絲電阻隨溫度升高而增大；（3）燈泡的實(shí)際功率，隨其兩端實(shí)際電壓的增大而增大；（4）燈泡只在額定電壓下正常發(fā)光，實(shí)際電壓過高會燒壞燈泡，過低燈不亮；（5）因燈絲電阻隨溫度升高而變大，故不宜用P=I2R和P=U2/R測燈泡的電功率，通過以上五個方面的歸納，培養(yǎng)了學(xué)生的分析、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)論能力，并加強(qiáng)了前后知識的聯(lián)系。三、、將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)　　將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，可變依賴思想為探索精神，培養(yǎng)學(xué)生忠于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的求實(shí)精神和領(lǐng)悟教材的思想方法。例如圖1所示，由學(xué)生根據(jù)浮力產(chǎn)

8、生的原因算出其所受浮力的大小：　　F浮=F向上-F向下=P水g(h+1)-P水ghS=P水gV物，圖2所示：算其所受浮力大小F浮F向上-F向下=F向上=P水ghS=P水SV漫入　　通過對計算結(jié)果分析，學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)圖l中V物和圖2中V浸入分別是兩種情況下排開水的體積，即規(guī)則物體所受浮力大小與物體排開水的體積有關(guān)，更準(zhǔn)確地說是與物體排開水所受重力有關(guān)?！　∪绾斡脤?shí)驗(yàn)來探索浮力和排開的水的重力的內(nèi)在聯(lián)系呢?繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生分析尋求等量，選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行肯定、糾正，再由學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，總結(jié)歸納，得到了阿基米德原理。變驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為探索實(shí)驗(yàn)，不僅能讓學(xué)生積極思考，開發(fā)智力，而且增強(qiáng)

9、了學(xué)生對成功學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)及解決問題的信心。 四、加強(qiáng)課外小實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力　　課外實(shí)驗(yàn)題材廣泛，材料極其豐富，是一種激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造能力的有益活動，課外實(shí)驗(yàn)不僅能鞏固和深化課內(nèi)知識，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)學(xué)生思維的獨(dú)創(chuàng)性。我們開放實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行物理小制作比賽，使學(xué)生嘗試到動手動腦的樂趣；指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小發(fā)明創(chuàng)造，撰寫科技小論文，培養(yǎng)學(xué)生的科幻意識和創(chuàng)新精神，通過這些活動培養(yǎng)了學(xué)生收集信息、處理信息的能力；發(fā)展興趣特長，提高了學(xué)生的想象力，讓學(xué)生對同一問題，善于全方位、廣角度、多途徑去分析思考，從而發(fā)展了學(xué)生的求異思維和創(chuàng)新能力，撞擊學(xué)生的創(chuàng)造靈感，促進(jìn)創(chuàng)新意識的形成和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！　∨囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法和途徑是多種多樣的，但目的是一致的，就是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生解決實(shí)際問題的科學(xué)思維能力。