通過實驗教學培養(yǎng)創(chuàng)新能力

安中先

物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科,上好實驗課有利于學生加深知識的理解,提高學生的操作技能和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的教學中實施的是:教師講實驗→學生記實驗現(xiàn)象→教師擺實驗器材→學生按步驟完成實驗→學生設(shè)計實驗數(shù)據(jù),這樣的教學方法是難以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力的。我認為在實驗教學中應從以下幾方面進行探究。

一、通過演示實驗培養(yǎng)學生的觀察能力和思維能力

在演示實驗時,教師應規(guī)范操作,現(xiàn)象應明顯,給學生展現(xiàn)清晰的物理圖景,使學生認真、仔細地觀察實驗現(xiàn)象,使學生在觀察的基礎(chǔ)上推進思維的發(fā)展。例如,做“發(fā)聲體在振動”的演示實驗時,學生通過觀察會得到“只有音叉發(fā)聲時,塑料小球才會被彈開”的感性認識,接著引導學生思考,小球為什么只有在音叉發(fā)聲時才會彈開?學生通過思維可推斷出了“發(fā)聲的音叉在振動”的結(jié)論,接著再演示幾個類似實驗,最后歸納出:“一切發(fā)聲的物體都在振動”的結(jié)論,使學生由感性認識上升到理性認識。

二、通過分組實驗培養(yǎng)學生用實驗的方法研究物理問題的能力

在進行分組實驗前,應使學生明白實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗步驟、需測量的物理量以及注意事項。在此基礎(chǔ)上做好分組實驗,使學生達到會選器材、會按步驟進行實驗、會觀察、會記錄、會分析和處理數(shù)據(jù)、會得出結(jié)論、會寫出實驗報告。做實驗時,我除了應用遵守循序漸進的實驗操作培養(yǎng)學生的能力外,還應用情景干涉來培養(yǎng)學生的操作能力和解決問題的能力。例如,《用天平稱固體和液體的質(zhì)量》的實驗,目的是讓學生學會用天平稱物體的質(zhì)量。我在實驗前,故意把天平調(diào)到不平衡,并把左、右盤調(diào)換,游碼調(diào)離零刻線,以此鍛煉學生使用天平的能力。通過這種干涉,使學生大腦中會深深留下“使用天平首先要調(diào)節(jié)平衡,調(diào)節(jié)平衡前要左、右盤放對,游碼應調(diào)到零刻線處”的印象。

三、在校內(nèi)開放實驗室

在分組實驗時,有的學生動手能力差,操作不合理;有的學生動手機會少,對實驗較陌生,也有的學生害怕做不好實驗,影響實驗的按時完成,逃避實驗。針對這些問題,給他們安排合適的時間,在課間活動時,開放實驗室,提供一個認真重做的機會。

開放實驗室是適合部分學生的求知欲和心理的,通過實驗室的開放,使學生對分組實驗更熟悉,理解更深刻。既能培養(yǎng)學生的實際動手、動腦的能力,又能培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的方法和嚴謹治學的科學態(tài)度。

開放實驗室的規(guī)模一般每次應控制在3~4組,人數(shù)控制在每組3~4人?；顒又薪處煈不刂笇?發(fā)現(xiàn)問題及時糾正并解決。例如,在“測滑輪組機械效率”的實驗中,常會出現(xiàn)繞制滑輪組時掉輪的現(xiàn)象,教師應向?qū)W生指明這是由于滑輪較輕造成的,繞線時必須在動滑輪下配載重物;也有的學生會出現(xiàn)不能夠勻速拉動彈簧測力計從而得不到合理的數(shù)據(jù)等。在實驗中針對完成較理想、時間充足的組應在器材許可的情況下做進一步的要求,力求在有限的時間內(nèi)收到更好的效果。例如,“測小燈泡電功率”的實驗中,可作如下的要求:(1)如去掉電壓表能否測出燈泡的實際功率?(2)如去掉電流表能否測出燈泡的實際功率?……學生通過測量獲取的信息加深了對這一知識點的理解。

四、在校外推廣“家庭小實驗”

生活中的許多日用品都是利用了物理知識生產(chǎn)制造出來的,因此可讓學生開展自己的家庭實驗室。它的實施一般應考慮到:學生需印證的知識、器材是否可得、實驗方案是否可行、課題的確定等。學習了“力可以改變物體的運動狀態(tài)”后,可給學生布置一個簡單的小實驗驗證,有一個學生設(shè)計了這樣一個實驗,把一小球放在水平桌面上使其靜止,然后用手指彈擊小球,觀察到小球在拆去外力后仍向前通過一段距離后才靜止,說明小球的運動。不需外力維持,而力是改變物體運動狀態(tài)的原因。這樣的小實驗有時也可不必指定實驗課題,而是給出器材,讓學生開放地去設(shè)計一些實驗。