物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科,物理規律的發現和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎,并受到實驗的檢驗。因此在物理教學中,尤其是在實驗教學中,通過實驗激發學生的求知欲望,培養學生的創新能力,發展學生的智力。本文將圍繞如何改革傳統實驗教學進行探討。
創新是一個民族的靈魂,在知識經濟的社會中,人最重要的素質是創新能力。特別是在培養學生的觀察能力、動手能力、創造能力、發散性思維及發揮個性、提高學生的整體素質方面有獨特的作用。但是傳統包辦式的實驗教學不利于學生創新能力的培養,所以改革傳統實驗教學,培養學生創新能力勢在必行。
如何改革傳統實驗教學,培養學生創新能力呢?
一、更新實驗教學的思路
物理是以實驗為基礎的學科,也就是物理的定義、定理、規律、定律都建立在大量的實驗和實踐活動中。那么我們所說的實驗也就不僅僅局限于現行物理教科書中所安排的學生分組實驗,演示實驗和若干課外小實驗。我們的實驗教學可以在課上,也可以在課下;可以使用實驗室所配備的器材,也可以自備自制教具,甚至可以使用我們日常生活中的現有物品,用學生身邊的物品做實驗,如用手拍打桌子手感覺疼說明力的相互作用;用同樣大小的兩張紙,一張展開一張揉成紙團,讓它們同時自由下落,駁斥亞里斯多德的錯誤觀點;把易拉罐側壁鉆一個孔,盛滿水讓其自由下落,水不流出,演示完全失重現象。這些器材學生更熟悉,更有利于使學生明白物理就在身邊,物理與生活聯系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現的器材啟發學生,一起來想一想,還可以用什么來說明我們要知道的內容,或者,這種類似的方法我們可以用來解決其他什么問題,等等,調動學生剛剛起步的創新意識和創新精神。
二、角色轉變
即改傳統的教師為主、學生為輔,為學生為主、教師為輔。以前,學生實驗,課本有較全面的目的原理介紹、方法步驟說明、數據分析處理要求;教師、實驗員在實驗前幫學生選好、調試好儀器;教師在上課前還要講解注意事項,帶學生預習;甚至為了保證實驗順利完成,課前還要先看實驗錄像;實驗過程中出現的問題,也由教師代勞。總之,整個實驗都以老師為主。這種實驗教學模式嚴重阻礙了學生創新思維的發展,學生所學知識得不到升華,能力得不到提高,反而助長了學生的依賴性,學生一旦離開老師,就束手無策??梢?,這種傳統教學模式不符合現代創新教育的要求,因此要改。要讓學生獨立自主完成一個實驗,充分發揮學生的主體地位,學生自己預習實驗,明確實驗目的,讀懂實驗原理,擬定實驗步驟,選擇實驗器材,組裝實驗儀器,控制實驗條件,規范實驗操作,觀察實驗現象,記錄測量數據,處理實驗數據,得出實驗結論,分析實驗誤差,寫好實驗報告。這就要求學生的基礎知識非常扎實,學生的思維相當嚴密,對實驗技能要求相當熟練。為了使學生獨立實驗,最好的辦法就是指導學生做課本上沒有的探索性實驗和指導性實驗,要求學生獨立完成上述程序的全部操作。例如:測電阻的實驗中,給出學生足夠的電學器材,讓學生做測小燈泡伏安特性曲線的實驗,要求從零電壓開始逐漸到額定電壓為止。從器材的選擇,電路的設計,測量記錄到作出圖象,分析圖象的意義等都由學生自行設計。最后評比交流,使同學們相互學習,取長補短。指導學生獨立實驗,是培養學生創新思維能力、動手能力,鞏固物理知識,發揮學生主動性的最佳途徑。
三、改驗證性實驗為探索性實驗
課本上有一些驗證性的實驗,教師就不妨將其改成探索式的實驗,如驗證力的合成與分解的平行四邊形法則、驗證牛頓第二定律等,經過適當改造完全可以變成學生探索式實驗。讓學生充分的動腦、動手、動口,發揮學生的主體作用,從而有利于學生創造性思維的激發。當然,這不是說驗證性的實驗就沒必要做,事實上,驗證做為對于某種新思想的檢驗,也是創新不可缺少的一部分。這樣做,目的只是為了換一種方式更好地培養學生創新能力。
四、更換儀器設備,緊跟時代步伐
當今是知識爆炸的時代,科技發展一日千里,工廠、醫院、科研等部門的儀器設備不斷更新換代,而中學實驗室用的還是百年前的“小車+木塊”,現代化的教學手段不能充分用在物理實驗教學中。實驗落后于理論,與科技前沿距離太遠,不能與時代亦步亦趨。因此,實驗室必須加快現有儀器設備的更新,使教學現代化,中學物理實驗與時代同步,甚至超越時代。教師運用現代化的教學手段,使得學生實驗更直觀、簡便、準確和更具吸引力。再增加一些如x射線、油滴實驗、光電效應等近代物理實驗,讓學生了解科技前沿,讓實驗走在知識的前面,更有利于學生創新能力的培養。
總之,世界競爭之激烈,二十一世紀創新人材的培養是世界教育發展的主流。創新教育既關系到學生個人的可持續發展,更是國家和民族發展和進步的需要,所以我們必須樹立正確的教育觀念,真正地改革傳統實驗教學,努力提高自身創新能力,明確實驗課堂教學是培養學生創新能力的主要途徑。教學中貫徹創新意識是先導,創新精神是源頭,創新思維是關鍵,觀察、實踐是途徑,創新能力和創新人及協作為目標的教學原則。堅定方向,不斷努力,一定能夠培養出優秀的,具有創新能力的國家棟梁之材。