创新能力的培养 在物理实验中进行创新能力的培养



素质教育的核心是创新思维和实践能力的培养,本世纪是科学与技术革命更加深入的世纪,是竞争更加激烈,变化更加迅速,创新更加层出不穷的世纪。因此,学校培养的学生应具有创新精神和创新能力。创新是事物发展过程中量的积累,是量变过程。同时创新又是创造,是事物的突变,是一个全新事物和方法,是事物发展过程中的质变,物理的实验教学能够很好的体现这一质变过程。物理学是一门建立在实验基础上的科学,在教学中要充分实现实验的教学功能,就必须根据教学实际进行实验创新,实验创新除了实验本身的价值以外,教师在实验创新活动中体现的创造思想和行为对学生创造力的培养产生的潜移默化作用是不可估量的,这也是实验创新的独特教育功能。

实验创新要以提高学生能力和素质、提高教学效率为宗旨,以突出教学重点、突破教学难点为目的,以原有实验之不足或教学过程中出现的新问题为突破口,实验创新更要求教师有良好的实验素质,要有思维的灵活性,在解决问题时打破常规,多方位思考,大胆提出各种创造性设想。下面就在初中物理实验教学中来探索创新教育的具体实施。

一、演示实验中创新能力的培养

1.通过演示实验培养学生的观察能力

   演示实验是培养学生能力的一个重要方面,是培养学生能力的向导,教师在演示过程中要讲明实验目的、原理、方法、使用器材、设计思想,分析可能出现的问题;用严谨的科学作风与熟练的操作技能给学生作出示范,使之对学生产生潜移默化影响,更重要的是培养学生的观察能力和思维能力。观察是实验的第一步,也是创新的前提。没有对客观事物的认识是谈不到创新的.如光学中观察光线的方向改变,演示模拟发电机使小等泡发光,有些学生往往不注意小灯泡发光一闪一闪的现象,从而猜想电流方向、大小在改变,这反映出学生不同的观察能力,通过观察分析出现象与本质的联系,科学家正是由于有敏锐的观察能力,才发现出别人所不能察觉的规律,所以,通过演示实验促使学生在观察中和观察后进行深入细致的思维活动,引导学生的思维向深度和广度发展,经过分析、比较和抽象,找出事物的本质属性,这正是培养学生思维能力,锻炼学生创新能力的好时机。

3.通过创新演示实验激励学生的创新意识

创新演示实验需要有创造性教学,要培养学生的创新精神,教师首先要具有创新精神和创新能力,在实验教学中,教师要勤于思考,勇于探索,做好演示实验的改进工作。如在演示电流的磁效应的实验中,将直导线换成一束直导线,效果就明显些。在研究欧姆定律时,故意增大电流将灯泡烧坏,引出应将电压逐渐减小来研究。

二、学生实验中创新能力的培养

 创新能力的培养 在物理实验中进行创新能力的培养

物理是一门研究力、热、电、光等内容的自然科学,既是一门以实验为基础的科学,也是一门实践性很强的学科。物理学科的发展本身就是一个求索、探究、纠错、发现的过程。物理教学的成效不仅在于学生被动接受了多少物理知识或结论,而更在于学会了科学研究的方法,激发起了学生主动学习的积极性。因此物理教学过程就应该是一个研究性学习的过程,是一个在教师引导下学生主动探究的过程。而探究性实验就是把学生推向前台,让他们在自主探索中经历挫折,获得成功体验,从中学到科学知识和掌握探究性学习的方法。探究性实验既重视规律的验证,实验技能的培训,又强调学生通过实验在科学的学习和研究方法上获得感性体会。简单的说,探究性实验更加关注学生的学习过程和对结论的解释。探究性实验给学生提供一个通过亲自探究来学习物理知识的途径,教师只作为一个咨询者、帮助者、促进者,把学生看作是天生的探究者,类似科学家那样的学习方式去学习科学知识,从而培养学生科学的学习方法、创新意识以及价值观念等。

1、将演示实验改为学生实验探究

  将演示实验改为学生实验探究,可变被动接受为主动接受,培养学生创造性思维的独立性。例如: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、研究现象,得出结论。再如:可以让学生去做奥斯特实验,这种做法,能让学生在动手中观察思考,讨论分析,推理、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。

2、将验证性实验改为探究性实验

将验证性实验改为探索性实验,可变依赖思想为探索精神,培养学生忠于实验数据的求实精神和领悟教材的思想方法。例如,在验证欧姆定律的延伸实验时,测量小灯泡的实验中,我将实验课题改成:灯丝电阻是多少,要求学生测小灯泡和定值电阻的电阻大小,并比较测量结果,培养学生发现问题和处理数据的能力,进一步激发学生探究导体电阻和温度的关系的欲望。变验证实验为探索实验,不仅能让学生积极思考,开发智力,而且增强了学生对成功学习、实验及解决问题的信心。

 3、将测量性实验改为设计性实验

将测量性实验改为设计性实验,可变思维的单向性为多向性,培养学生的创造性和发散性思维。例如,在做“用天平和量筒测液体的密度”实验时,让学生根据实验的目的和原理去设计实验,写出实验器材和步骤。对于器材,有些学生把课本上的玻璃杯换成了口杯,在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生在步骤上先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量……,对于器材,我表扬了学生肯动脑筋;在步骤上我肯定了将盐水全部倒入的合理性,并对先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法进行讨论,分析后得出这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,由于杯底和杯壁还粘有盐水,使测得的体积小于杯中原盐水的体积,会造成较大误差。同时鼓励学生想出其它测密度的方法,让学生感到一种成功的喜悦,通过培养学生的发散思维,也使学生的创新能力在潜移默化中得到培养。

4.将学生探究性实验问题化.

问题、探究、实践(验证反馈)、迁移是探究性实验的四个重要环节,在物理教学中贯彻这一理念,来充分发挥学生的主体作用,学生在教师的引导下,质疑、辨析、实验、思索,并在探究中深入理解,综合应用物理概念和原理,提高学生分析和解决实际问题的能力。

一切创造都源于问题,解决问题是物理创造活动的目的、内容和结果。物理问题或多或少是通过物理创造活动来解决的。心理学家托兰斯把创造定义为:“一种敏锐的察觉问题、缺陷、知识的空白、缺损因素、不和谐等,对缺损进行猜测和提出假设;检验和验证这些假设;最后与别人交流成果的过程。”因此,没有问题意识,就谈不上主动性学习,更谈不上研究。学生学习,能提出问题,表明他进行过独立的思考和分析,表明他对前人的学问和现成的知识有疑难或质疑。因此,产生问题的过程,本身就是发挥学生主动性探究的过程。

问题的来源主要有三方面:一是教师对教材的钻研和教学经验的积累;二是学生在听课过程中、实验观察中、自学和练习中的疑难或质疑;三是师生找到教材知识和生活、生产、科研中的物理现象的结合点。

教师在物理课堂教学中在提问方面要避免一些误区:(1)整堂课只管自己讲,不提一个问题,“满堂灌”。(2)什么都要问,低级的、重复的、漫无边际的、模模糊糊的问题。(3)所提问题与课堂教学的重点、难点距离较远,偏离了主题。(4)只提问好学生,不提问差生;专提一小部分学生,冷落了大多数学生;或对差生进行惩罚性提问,给学生难堪。(5)提问没有层次性,难易问题无阶梯。(6)提问表达不言简意赅,有时不知所云,学生无法回答。(7)对学生的回答不置可否,对学生的提问不理不睬。(8)提问随意,东拉西扯,越扯越远。(9)不能灵活应变,针对课堂气氛、学生的回答和反应,追问下去,扩大战果,等等。

   针对上述问题,笔者认为提问中应处理好这样四个关系:(1)点与面的关系。教育应面向全体学生,课堂提问应有较大的辐射面。既要照顾点又要照顾面,以点带面,培养优生,转化差生,达到共同提高。(2)难与易的关系。教学内容有难有易,提问应当符合学生的认知水平和接受能力,对于较难的问题应力求深入浅出、化难为易,切忌过深过难而造成冷场。(3)曲与直的关系。提问题不能只问"是什么"、"对不对",问题要富有启发性,否则学生会感到单调乏味。(4)多与少的关系。授课时不在于多问,而在于善问、巧问。教师切不可为提问而提问。提问过多过滥,学生应接不暇,没有思考的余地,必然会影响他们对知识的理解和学习兴趣。提问过少,难以发挥学生参与教学的主动性,势必造成学生厌倦反感,效果必然很差。“设疑式”可以引起学生的有意注意和独立思考;“逗趣式”能激发学生的兴趣,使学生深思;“对比式”可以诱导学生通过比较发现共性、区别个性、加深理解,有利于发展学生的求异思维和求同思维;“刨根式”能帮助学生揭示物理现象的本质,促使学生对问题认识的深化;“比喻式”能帮助学生发生联想、想象,有利于学生形象思维能力的提高;“辐射式”能引导学生从多方面去分析解决问题,有利于对学生发散思维的培养;“求同式”能引导学生从相异的事物中,找出相同的特征,有利于学生头脑中形成一定的思维模式;“伏笔式”能铺路架桥,暗示出事物的途径或方向,为研究新理论留下伏笔;“自成靶子式”的提问,会使学生的思维处于“高度警戒”的敏锐状态,从而从反面锻炼了其思维的判断能力,培养了探索和追求真理的精神。一次提问能否获得成功,在很大程度上取决于如何问、怎样问。“层递式”提问是指对有一定深度和难度的问题进行分层次由浅入深的提问方式。通过一环扣一环、一层进一层的提问,引导学生的思维向知识的深度和广度发展。通过层层剖析、循序推进、最终到达解决问题的彼岸和释疑明理的高峰。“分割式”提问是指把整体性较强的内容分割成几个并列的或递进的小问题来提问的方法。作为一个问题提出来,范围太大,学生不容易回答完整,教师可以化整为零,各个击破的分割式提问,把一个个小问题解决了,整个问题自然也就解决了。“扩展式”提问是指把现在所学内容与相关内容联系在一起提问的方法,能够起到以新带旧、温故知新、融会贯通的作用。"直问"是指开门见山,直截了当地提出问题,以便直接寻找答案,可使学生迅速进入思考状态,使教师在发挥主导作用的同时,很好地发挥学生的主体作用。“曲问式"是一种迂回设问的方法,问在此而意在彼,针对学生疏漏、模糊处,抓住关键词为突破口进行曲问,会使学生番然醒悟,从而对正确的结论印象更深。

课堂提问应根据不同的教学目的和内容,采用不同的方法,在设计提问时要注意经常变换手法,切忌僵化采用一个固定的模式,即使是同一个内容,在不同的场合下进行提问,也要注意转换角度,让学生有一种新鲜感。

三、课外实验中创新能力的培养

课外实验题材广泛,材料极其丰富,是一种激发学生学习兴趣,发挥学生创造能力的有益活动,课外实验不仅能巩固和深化课内知识,而且有利于培养学生的实验技能,增强学生思维的独创性。我们开放实验室,进行物理小制作比赛,使学生尝试到动手动脑的乐趣;指导学生进行小发明创造,撰写科技小论文,培养学生的科幻意识和创新精神,通过这些活动培养了学生收集信息、处理信息的能力;发展兴趣特长,提高了学生的想象力,让学生对同一问题,善于全方位、广角度、多途径去分析思考,从而发展了学生的求异思维和创新能力,撞击学生的创造灵感,促进创新意识的形成和创新能力的培养。

例如,《大气压强》课后的“想想议议”中提出了这样的问题:“把装满水的量筒浸入水中,口朝下,然后抓住量筒底向上提,在量筒口离开水面之前,量筒露出水面的部分是否充满水?”可以让学生先利用本节课所学的知识思考、讨论,再让他们亲自动手作实验进行验证,不但加深了印象,提高了学生的兴趣,还能让学生体会到理论要与实际相结合的科学观点。

总之,物理实验教学的创新,方式多种多样。但目标是一致的,就是培养学生的创新能力。

  

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