中学物理实验教学对学生创新能力的培养.docVIP

目录摘要2Abstract:2引言3一学生创新能力的相关理论3（一）创新与创新能力的概念3（二）中学生的创新能力4（三）中学生的创新技法4二中学物理实验教学的相关理论6（一）中学物理实验教学的作用6（二）中学物理实验教学的存在的主要问题6（三）中学物理实验教学的改革措施7三.中学物理实验教学对学生创新能力的培养途径8（一）中学物理实验教学在培养学生创新能力方面存在的问题8（二）通过课堂演示实验培养学生的创新能力9（三）通过分组实验培养学生的创新能力10（四）通过课外实验来培养学生的创新能力11结束语12参考文献13致谢1312中学物理实验教学对学生创新能力的培养张爱云摘要：随着社会的发展、时代的进步，人才的创新能力日益重要，中学生作为发展中的人才，创新能力的培养也显得尤为重要。在素质教育的今天，作为物理教学的主要内容的实验，在培养学生创新能力方面有着重要的作用。本文通过文献法对创新能力的理论进行了研究，阐述了创新能力的特点和构成，明确了中学生的创新能力以及中学生创新思维能力的特点，结合相关教学理论及切实可行的创新技法，论述了学生创新能力培养的可行性。同时研究了国内为中学物理实验教学的特点，了解到中学物理实验教学在培养学生创新能力方面存在的一些问题，提出了在中学物理实验教学中如何培养学生创新能力的几点建议。关键词：物理实验教学 创新能力 高中学生中国分类号：G663.7The innovation ability of students in physics experiment teaching of middle schoolAbstract: with the development of society, the progress of the times, it is increasingly important to cultivate creativity, students as the development of the talents, the cultivation of innovation ability is more important. In the quality education today, as the main content of physics teaching experiment, plays an important role in cultivating students innovation ability. This paper was studied through the literature on innovation ability theory, expounds the characteristics of the innovation ability and structure, the characteristics of the students creative ability and students innovative thinking, combined with the related teaching theories and practical techniques of innovation, discusses the feasibility of innovation ability of graduate students. Colleagues studied the characteristics of high school physics experiment teaching, to understand some of the problems in physics experiment teaching of middle school in cultivating students innovation ability, and puts forward some suggestions on how to cultivate students innovation ability in physics experimental teaching in middle school.Keywords: innovation ability in physics experiment teaching in Senior High School Students引言 教学有法，教无定法，中学物理实验教学也是如此，研究和改革中学物理实验教学方法对提高实验教学效果、培养学生的创造力很有作用，这在国内外许多成功的教学实践中已经得到证实。国际社会的竞争主要是人才的竞争，而人才的竞争，关键是人才素质的竞争。信息化的时代要求人们拥有更多的专业知识和技能，具有良好的文化素质和创新能力。知识经济更加强调知识创新、技术创新。为了跟上时代的要求，中学教育必须重视发展中的人才一“中学生”的创新能力培养。一学生创新能力的相关理论（一）创新与创新能力的概念1. 创新与创新教育创新是指人在认识、利用、改造自然，认识和改造社会，完善自身的过程中为物质文明和精神文明建设产生的崭新精神成果或物质成果的思维与行为。 创新教育是以培养人的创新精神和能力为基本价值取向的教育，其核心是培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。在中学物理教学中，“创新”的内涵是指通过对学生施以教育和影响，使他们作为一个独立的个体，能够善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，掌握其中蕴含的基本规律，并具备相应的能力，从而为将来成为创新型人才奠定全面的素质基础。 2.创造能力创新能力就是人们运用已经掌握的知识、经验产生出某种新颖、独特的问题解决方案，从而有效地解决实际问题的能力。创新能力也是一个人素质结构的核心和最好体现。创新能力并不是少数人才有的超人性的东西，而是人所共有的一种潜能，这种潜能会随着身心的的发展逐步地显现出来，并朝着高级、特殊的才能方向发展，而教育的最终目的就是实现人身心的全面、和谐发展。（二）中学生的创新能力创新思维能力是创新能力的核心，我国心理学家早在80年代初对初、高中学生的创(新)造性思维能力进行了测验研究，成绩如下表2.l表2.1初、高中学生创造思维能力发展统计初中生高中生年级均数标准差均数标准差一年级二年级三年级10210911112118110115117141010 1.随年级升高而增强。从这项研究可发现，中学生创新思维能力随年级的升高而增强。也表明了创新思维能力的发展与教育的作用具有密切的关系，受教育程度越高，对知识的掌握越强，认知结构越完整，在学习中遇到的新问题就会越少，学生思考解决的方法也越多，这些都促进了学生创新思维能力的发展。2.创新思维的核心是发散思维的三个特点具有不同的发展速度。发散思维是根据已有信息，从不同角度不同方向的思考，从多方面去寻求多样性答案的一种展开性思维方式。研究表明，它的流畅性、变通性和独创性三个特征的发展速度依次减慢，但在良好培养的基础上，学生常有不同凡响的解决问题的方法，表现了思维的独创性。创新思维能力的评价指标一般从以下四个方面来评判:找出对同一问题的不同解法；用简洁的、非常规范的方法解决问题；全面讨论问题的各种可能结果；提出探索性的问题或独特的见解(不论对和错)。 3.创新思维能力的发展具有明显的个别差异性。我们知道，由于先天天赋、后天环境、教育的不同，造成了人与人之间的个体差别，这主要表现在学生的智力和个性品质两个方面而这两个方面直接影响着学生创新思维能力的发展。这些都给中学生的创新思维能力提供了培养空间。（三）中学生的创新技法 1.头脑风暴法 头脑风暴法必须遵循的基础原则：（1）是自由畅想原则。要让与会者敞开思想，不受任何传统思维方式和逻辑的约束，抛开各种准则和条条框框，无拘无束、畅所欲言。提出的设想力求新、奇、异，不必顾虑其设想是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。（2）是延迟评判原则。即对于会上所提出的设想严禁自我和他人的评价、判断和批评。因为过早的评价、判断和批评会阻碍新观念的产生。（3）是以数量求质量原则。创造性结论的获得是一个逐渐逼近的过程，这就需要足量数量的观念来作为其基础。最初的设想往往是十分不尽如人意的，只有不断涌现新观念，才能一步步的趋向最佳方案。（4）是综合改善原则。要求发言者紧扣主题，充分利用别人的设想进行综合改善，从而产生新的设想。 2.希望点列举法 希望点列举法，则是通过列举希望新的事物具有的属性以寻找新的发明目标的一种创新方法。由于希望点列举法是从人们的意愿出发提出各种希望设想，所以很少或完全不受已有物品的束缚，这便为人们使用该方法提供了广阔的创造性思维空间。希望点列举法的实施步骤是：激发人们的希望收集人们的希望仔细研究人们的希望创造新产品以满足人们的希望。 3.缺点列举法 缺点列举法，是指积极的寻找并抓住，有时甚至需要去挖掘各种事物的不方便、不得劲、不美观、不实用、不省料、不轻巧、不便宜、不安全、不省力等等各种缺点、问题或不足之处，从而确定创新发明目标的一种创新技法。 4.演变法 演变法，它是对已有的创造成果进行衍生创新的方法。其基本方式有形体演变法、组合演变法、移植演变法和杂交演变法等等。如单摆的等时性，可以制作成摆钟，演变利用“石英晶体”振荡的等时性，制成体积小，方便实用的石英钟、电子表。 5.排列组合法 排列组合法，它是把与创造有关的思考维度进行排列组合而获得新奇发现的方法。如电流表、电压表、欧姆表都要用到磁电式的表头，通过组合共用同一表头变成具有多种测量功能的多用表。科学合理地利用创新技法，紧密结合物理实验的教学活动，可以有效地训练学生创新思维能力，提高思维品质，促进学生创新能力的提高。二中学物理实验教学的相关理论（一）中学物理实验教学的作用 科技竞争主要是人才的竞争，人才竞争的实质是教育的竞争。在知识经济飞速发展的今天，只有把培养学生的创新能力放在首位，才能使他们凭借己经获得的基础知识、基本方法和基本技能，去扩展知识，开辟新的领域，总结出完善的新的科学理论。物理实验教学作为基础理论课程教育的一个十分重要的教学环节，是中学阶段培养学生科学实验能力、创新能力的主要手段。实验教学的核心任务是增强学生获取知识和运用知识的能力，提高学生用科学的方法进行探索创新的能力。物理实验教学在培养学生创新能力方面具有理论教学不可替代的优势，实验教学能让学生经历基本的科学探究过程，培养学生观察、分析和解决问题的能力，为探索创新奠定基础。学生在实验的过程中，通过自己的不懈努力，能够磨练意志，体会获得成功的愉悦，培养学生探索的兴趣。因此，要培养学生的创新能力就必须联系实际，着眼未来，加强改进实验教学。（二）中学物理实验教学的存在的主要问题著名物理学家杨振宁曾经说过，中国的教育给他奠定了坚实的基础，西方的教育给了他创新能力。这句话反映了解放前我国传统教育在培养学生创新能力方面的不足。新中国成立后，我国的教育事业得到了很大的发展，但在培养学生的创新能力方面仍存在一定的问题，造成这种创新能力与时代要求不相适应的原因是多方面的，主要是我国传统教育教学的理念、方法和手段不能完全适应培养创新人才的要求。 其具体表现为:1.思想观念陈旧，领导重视力度不够。由于过分看重考试分数，因此产生了重课堂理论知识的教学而轻实验教学的现象，把实验教学看成是理论教学的附属品，影响了学生观察、分析、解决问题的能力及创新能力的培养。2.传统物理课程实验内容陈旧，验证性、演示性实验多，综合性、设计性、研究性实验相对较少。实验器材落后，严重制约了学生实验能力和创新人才的培养。3.教师的思想观念存在偏差。由于长期受“应试教育”的影响，不少教师在教学中只重视学生背实验，而不重视学生动手做实验；一些教师认为物理现象简单、普遍存在，没有重做实验的必要；一些教师敬业精神不高，在完成规定的理论教学之后，不愿多费时间去准备较复杂的实验，更不愿设计新的实验方案改进实验教学。4.实验教学方法陈旧。教学中采用填鸭式、黑板式、封闭式的教学方法，实验教学按照既定的程序进行，学生不需要思考就完成实验。（三）中学物理实验教学的改革措施 1.更新教育理念，增强创新意识 中学物理实验教学在培养学生创新能力方面有独特的地位和作用，但重理论、轻实验、讲实验的现象普遍存在，因此在实验教学改革中首先要转变思想，更新理念，充分认识实验教学的重要性.应按照国务院关于基础教育改革与发展的决定文件要求，结合新的课程标准，认真组织教师进行学习，充分理解新标准实施的目的、意义和教学要求，使每一位教师从思想上、认识上彻底改变过去不重视实验的思想观念，充分认识实验教学对培养学生创新意识、创新能力的重要性。同时各校应及时制定相应的配套措施，建立、健全相应的实验教学考评档案，特别是在课时分配、职称评定、评先评优、津贴发放等方面体现出对实验的重视。 2.优化实验教学内容，更新实验器材 九年义务教育二年制初级中学物理教材的内容虽有所改进，但其中大都是验证性和演示性实验，且从实验准备、仪器使用、操作步骤到实验结果和实验报告的书写等都有具体编排，这虽能对学生的基本技能起到很好的训练作用，但不利于学生培养探究能力和创新能力。为此，在实验教学内容改革中，应重点优化实验内容。教师应结合现代中学物理教材标准、当地教育资源及最新科技成果，科学地组织实验教学内容。要遵循由浅入深、循序渐进的教学原则，把实验教学体系中包括的演示性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验、科学研究性实验等结合起来，按时间的先后分阶段组织教学，并逐步加大后者的比重，要以加强基础技能、突出综合设计、培养创新能力为基本准则。 3.改进实验教学方法，突出探究思想 实验教学改革的重点是实验教学方法和教学手段的改革。近年来，随着多媒体技术的迅速发展，特别是现代教育媒体逐渐进入学科教学，己使传统的实验教学方法和实验教学手段发生了重大变化。为深化实验教学改革，必须结合新的实验教学内容及物理实验教学方法和手段进行较大的改革。应本着“学生为主，教师为辅”理念，促进学生全面发展的进行教学。要着重突出探究思想和创新能力的培养。教师应只在重点环节上给以指导，充分调动学生的积极性和主动性，特别是设计型实验，更要让学生自由设计，充分发挥他们的创新能力。这样每个学生都能通过自己的不懈努力，在实验中体验到成功的喜悦。 三.中学物理实验教学对学生创新能力的培养途径 物理学是一门以实验为基础的自然科学,实验是物理教学中最直观、最形象的手段，是提高物理教学质量的有效途径，也是激发学生对物理学科产生兴趣的最好手段，同时，素质教育的今天也要求我们培养学生成为有知识、懂技术、创新能力强的一代新人。（一）中学物理实验教学在培养学生创新能力方面存在的问题 1.演示实验中存在的问题 （1）演示实验缺乏趣味性 在传统的演示实验教学中，教师通常是拿以前的实验设计来为学生做演示实验，以前的实验设计一般都缺乏趣味性，学生看了之后没有什么感觉，就更别说激发学生学习物理的兴趣了，因此根本就达不到演示的目的。学生对实验没有兴趣，学到的物理知识就是死的，不会去灵活应用，也就不会动脑去思考这个实验和哪些物理规律有关，这样学生的创新思维和创新能力就得不到发展。 （2）学生参与实验的机会较少 教师在做演示实验的时候，大都是教师在前面演示，学生在下面观看，这样的效果很不好。实验的主体是学生，应让学生亲自动手做实验，这样学生参与实验的主动性和积极性才能得到充分发挥，学习物理的兴趣才能得到提高，并及时的发现和解决问题，创新能力才能得到发展。 2.分组实验中存在的问题 （1）学生没有大胆猜想的空间在分组实验中，分组实验教学方法和方案单一，老师开展分组实验教学是为了完成学习任务，让学生在考试中拿到高分而对实验能力的培养作用。在实验的教学过程中，教师把实验目的、原理、步骤直接告诉学生，学生只能是照做，缺少大胆猜想、独立思考、独立探索的空间，动手动脑的机会也很少，这样只能是加深学生对基础知识的认识，而他们的思维和创新能力并没有得到提高。 （2）验证性实验太多 大部分实验都是验证性实验，实验原理、步骤、结论都是现成的，学生在做实验的时照搬照抄就可以，这样就缺少独立思考、独立探究的机会，时间久了，学生的思维会变得懒惰，不爱思考，这样他们学到的物理知识都是死的，不是活的，在现实生活中应用物理知识的能力就会减弱，创新能力就得不到发展。 3.课外实验中存在的问题 在课外实验中，学生根据自己的兴趣选择自己喜欢的课题，自己设计实验方案，去寻找实验材料，并对材料进行改造和组装，亲自进行操作、测量和计算，得出实验结论。自己探索和研究，分析和解决问题。这能增强学生的学习兴趣，学习积极性，提高创新能力和创新意识。 （1）课外作业中很少有实验型的作业教师在布置课外作业时，大多数都是做练习册或是卷子，很少有课外实验。他们认为课外实验浪费学生的时间，有做课外实验的时间还不如让学生多做几道习题，这样还可以提高高考分，所以老师很少布置课外实验。 （2）学生不重视课外实验老师有的时候布置课外实验，学生由于受高考的影响，在课下很少做，他们认为做课外实验对高考来说没有什么用，会浪费自己的学习时间。这就使得学生很少去参与课外实验，限制了学生创新思维的开发，阻碍了学生创新能力的提高。（二）通过课堂演示实验培养学生的创新能力 1. 增加演示实验，创设良好氛围 实验现象具有真实、直观、形象、生动的特点，有很强的吸引力，学生在观察生动有趣的实验时，注意力会高度集中，引起他们的兴趣，形成良好的氛围。对于那些只有图片没有实验的章节，可以增加实验来激发学生的学习兴趣。如:在探究电荷间的相互作用时，先演示人体带电现象，同学的头发变得像刺猬一样，一根一根的竖起来。当所带电荷撤销后，又恢复原样。使得学生产生强烈的兴趣，产生疑问，带着这样的好奇心，进一步来探究寻找相关的规律，这样会达到事半功倍的效果。 2.改善演示实验效果感受创新成果有的演示实验仪器比较小，学生不易清楚地观察，就将原有仪器放大。如制作游标片尺、螺旋测微器等大型模型，在结构、原理上与实物保持一致。在演示过程中，学生拿着实物，对照演示教具，师生步调一致，使学生更好地理解测量原理，掌握测量方法。 有些演示实验不易观察，就改进其实验设计。如演示曲线运动的速度方向，用绳系小球在水平桌面上作圆周运动来观察小球飞出时的速度方向不容易观察。可以改为用离心转台，在离心转台的外围做一个比转台稍大的台面(糊上白纸)，保持转台和台面在同一个水平面内。演示前在转台边缘处滴上几滴红墨水，然后转动转台，红墨水由于离心运动在台面上会留下飞出痕迹，这样非常清晰、醒目，并且改进后操作简单，很好地解决了原来难操作，不易观察的缺点。 3.演示实验改为学生实验，体验创新 如“弹力”的微小形变，演示现象是非常明显的，但是后面的同学还是不宜观察。可以事先让学生准备玻璃瓶和圆珠笔芯，自制玻璃瓶的形变实验。学生亲自体验仪器的制作、实验的操作，获得成功的体验。老师应不拘泥于教材，对演示实验进行改进，通过实验现象的观察，分析、推理来提高学生的观察能力、思维分析能力。通过对实验的感受和体验来培养良好的学习动机，让学生敢于提出见解，培养他们的创新个性。（三）通过分组实验培养学生的创新能力 1.分组实验教学及形式分组实验指在教师的安排下，用整节课的时间让学生在实验室中进行独立的实验操作，实验过程中学生运用已经学习过的知识和技能规范地进行实验，以便培养学生的实验技能和“活化”所学知识。这类实验以测量性、应用性和验证性为主，带有强烈的训练和联系实际的目的。分组实验教学主要有以下形式: （1）探索性分组实验教学是让学生自己通过观察、测量、研究并总结出物理规律的实验。通过教师精心设计和指导，调动学生的主动性，启发学生积极思维，较快较好地完成探索性任务。 （2）验证性分组实验教学是在实验教学中不仅要有教师的验证性演示实验，而且要有学生自己动手的验证性实验。搞好验证性实验教学的关键有两条:一是使学生认识验证的必要性，二是使学生学习验证理论的基本方法。为了能够达到以上要求，教师在教学过程中就应当做出示范，用思维矛盾来激发学生必须进行验证的愿望。 要提高分组实验的教学效果，就必须使学生真正进入角色，手、眼、脑并用地进行有目的的探索活动。学生通过主动参与教学，在教师的积极指导下获得物理知识，则印象会更加深刻，并能够增强他们的学习动机。根据这一思想，可在教学中将一些验证性实验改为探索性实验和设计性实验，增加探索性和设计性分组实验的比例，着重培养学生的创造性思维能力。（四）通过课外实验来培养学生的创新能力 根据课内所学知识有针对性地指导学生课外探究实验，既能加深对课内知识的理解，又能激发学生的学习热情。 课题:滴水法测量重力加速度 背景:学习了自由落体运动之后，学生通过查资料发现可以应用自由落体运动，用滴水的方法测重力加速度。 下面是课题小组的实验报告： 课题:滴水法测量重力加速度 实验目的:测量重力加速度g 实验原理:利用观察测量水滴的自由落体运动，计算出水滴匀加速运动的加速度，以此来获得重力加速度g的大小。 实验器材:录音用设备(在此使用手机)、不锈钢碗、医用点滴袋及配套滴液瓶、针头(一定要可调控滴水速率)、蓝黑墨水、固定高度的架子(在此运用寝室梯子)、皮尺。 实验过程: 向点滴瓶中注入蓝黑墨水(为使水滴在空中能看见便于控制计数)。 将点滴瓶固定于架子顶端，将输液管、针头等竖直悬于空中，在地面正下方放置一碗，碗倒扣在地面，并在里面放上手机。 测量针头底端到碗的坚直距离h。 打开滴液阀，由快至慢调节水滴的速率，确定每次滴水空中只有1滴水滴，并且每次刚听到水滴声时刚好之后1滴水从针管中落下(一定要精确)。 之后用耳听，调整至估算大约为1s间隔时，打开碗下手机录音，待录至n滴声响后停止，取出手机重播录音，计算第1滴声响和最后1滴声响的时间差t（应该正好是(n-1)份水滴间隔），则可精确计算出水滴间隔。 反复进行第步，在水滴速率不变的情况下多次测量，取得多组数据。 多次测量后取得平均值，计算得出重力加速度g。 注意:第步中的过程一定要细致，是整个实验的关键，若水滴间隔计算出现偏差0.1s,最后得出的结果误差很大，故一定要在确认无