物理實驗教學中學生創新能力的培養

李松存

創新是素質教育的靈魂。學生通過對已有知識的學習,了解前人是怎么解決問題的,進而模擬前人解決問題的方法,在取得成功的基礎上積累經驗,才能拓展視野,孕育創新。下面就如何培養學生的創新能力,談談自己的幾點體會。

一、觀察——創新的準備

首先應該讓學生知道,所謂觀察就是要有目的地辨明觀察對象的主要特征,注意發現引起變化的條件和原因;其次,要讓學生了解觀察是要經過一定的努力,克服一定的困難,才能發現問題,才能得到對事物的正確認識和正確結論。

在演示實驗教學中培養學生的觀察能力。學生對怎么進行觀察缺少經驗,觀察時抓不住關鍵,這就要求教師在實際教學中引導學生進行觀察。學習過程中有許多的演示實驗,學生對演示實驗也很感興趣,教師對所做實驗的每一步都應該提出具體的觀察要求,引導學生掌握正確的觀察方法。

二、實驗——學習前人的創新

物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學,人們的許多物理知識是通過觀察和實驗并加以認真地思索、總結而得到的。初中的學生對物理實驗有著強烈的好奇心,渴望老師多做實驗,但他們并不知道為什么要做物理實驗。如對于彩虹,學生認為只有在特定的雨天才能看見,平時看不到。用三棱鏡做光的色散實驗讓彩虹出現在教室里,使學生感到新奇,通過具體的事例和學生討論,形成共識,知道什么是實驗。實驗就是在人工的條件下使物理現象重復出現供人們觀察和研究的工作。初中物理開始階段的實驗,應引導學生做好教材中安排的實驗,這樣有利于培養學生正確使用教科書的好習慣,養成尊重科學的好品質。

初中階段的學生做物理實驗,其目的和動機往往存在很多不確定性,實驗中常常會出現一些違反操作規范的事,教師要注意發現學生實驗中出現的各種問題并及時指導,形成良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風。學生實驗能力的培養是一項長期的工作,應貫穿在整個物理教學過程中,教師應該創造多的機會讓學生參與。在課堂演示實驗中也要盡可能的讓學生動手,例如,聲產生的音叉實驗、摩擦起電等都可以讓學生來做,還可以把一些演示實驗改成學生分組實驗,例如,探究決定電阻大小因素的實驗,讓學生參與教師準備和整理實驗器材,給學生更多接觸實驗器材的機會,以便了解器材的性能、用途。

分組實驗是學生手腦并用階段,這是實驗的中心環節。每次作實驗時,教師要指導學生弄懂實驗原理,學會正確使用物理儀器,掌握計數、讀數和處理實驗結果的技巧,能夠通過分析、推理得出正確結論。比如在電學實驗中,教師要反復強調安培表、伏特表的連接特點及“+”、“-”極的接線位置,讓學生學會用歐姆定律正確估算量程,避免量程過大使測量值的誤差大,又避免量程過小使電流燒壞儀表。學生掌握了基本實驗技能,就能獨立動手操作,打好實驗的基礎,學到課本上沒有的或者是一帶而過的知識。通過實驗,不僅有效地幫助學生領會物

理知識,更重要的是通過觀察實驗現象,分析和解決實驗中的問題,能夠培養學生的創造性思維能力。

三、問題——創新的前提

學生對于實驗中出現的問題多數時候是不以為然的,這要引起教師的足夠重視,教學過程中要經常穿插國內外科學史上因善于思考問題而取得成就的事例,如瑞利就是通過尋找一個跳蚤的質量而發現氫氣的、1935年諾貝爾物理學獎獲得者查德威克就是從約里奧·居里夫婦的論文中發現問題進而發現中子的等,教育學生要善于發現問題、思考問題,使學生認識到發現問題也是學習,而且是更深的學習。

四、設計實驗——創新的起步

在學生認識了物理實驗的重要性后,會積極主動地做好實驗,當學生完成了基本實驗,教師應該對學生提出較高的層次要求——做驗證性的和設計性的實驗。學生自己設計實驗方案,還需要哪些器材可以提出來,在學生實驗的過程中出現的問題,教師在弄清學生的設計方案的前提下,幫助學生分析原因,提出合理的指導意見和改進方法。各種物理實驗,從某種意義上講,都是一種直觀的實踐,學生在動手完成各種實驗的過程中,思維異常活躍、參與意識增強,在這種情況下,教師再給予適當的鼓勵,學生既能享受勞動的樂趣,又能發揮自己的創造力。

五、課外小實驗——創新的實踐

初中物理課本中安排了許多小實驗,這些小實驗有的側重于操作,有的側重于設計,有的側重于對物理知識的理解和應用,各有各的特點和作用。這此小實驗適應了初中學生的心理特點和知識水平。一方面,簡單易做,可以由學生自己取材,自己動手實驗,充分發揮學生學習物理的積極性和主動性;另一方面緊密配合教材,讓學生既動手又動腦筋,從中領悟學習物理的方法。課本上的小實驗,小制作放手讓學生去做,以彌補課堂實驗的不足。教師要適時地加以引導和點撥,這些小制作要定期評比,做得好的要及時給予肯定和鼓勵,以激發學生的創作熱情。如在學習聲音的特性、重力、生活中的透鏡等知識后,可布置學生自制哨子、制作不倒翁、模型照相機等小制作,這對于培養學生的創新思維能力、動手操作能力是很有幫助的,并要鼓勵學生合作性地創造和探究,充分調動學生剛剛起步的創新意識和創新精神。如,學習了《汽化和液化》這節后有個有趣的小實驗《紙鍋燒水》叫學生課后做一做,有趣的實驗便能激發學生的學習熱情。又如,在學習了《信息的傳遞》后,可制作“土電話”并評比誰的做得精細,誰的通話效果好。像這樣的小實驗很多,如“單筷提杯”、“試管煮魚”等,這些有趣的實驗會像磁石一樣深深地吸引著那些渴望知識的眼睛。

物理實驗教學,不但要達到教材對每一個實驗提出的實驗目的,進行常規的驗證性的實驗教育,還要培養學生的科學實驗素養,理論聯系實際和實事求是的科學作風,嚴肅、認真、一絲不茍的科學態度,更重要的是通過對分組實驗、課堂演示實驗、課外小實驗的嚴密觀察和勤于思考,培養學生主動研究的探索精神和創造性地發現、思考和解決新的實際問題的能力。