物理实验对创新能力的培养-论文

1、物理实验对创新能力的培养目录论文摘要 (2一、中学创新性物理实验在物理教学中的作用 (3二、中学创新性物理实验在培养创新能力上用 (5三、中学物理教学中如何开展创新性实验研究 (7论文摘要物理学是一门以实验为基础的学科.翻开物理课本,你会发现几乎每一节的物理教学都离不开实验.物理实验作为物理教学的基本手段,有其特殊的教学功能:不仅为学生提供学习的感性材料,验证物理定律,而且能够提供科学的思维方式,加深对基本知识的认知程度,激发学生的求知欲,是培养学生创新能力的重要途径。本文对中学创新性物理实验在物理教学上的作用进行了论述,详细介绍了创新性物理实验在培养学生创新能力上的作用,并对创新性物理实验实

2、施的具体措施进行了分析。关键词:创新物理实验物理实验对创新能力的培养素质教育的核心内容是培养学生的创新能力。创新是学生思维的进一步发展和升华,它并不是少数学生所独有的能力,而是全体学生都有具有的等待发掘的内在潜力。只要我们教师能根据不同学科的特点,去把握契机,去创设氛围,去成为真正的挖掘者,不难达到可喜的目的。物理是一门以实验、观察为基础,重理论,重应用的自然学科。它独有的教材特点正是培养学生创新能力的一块好天地。作为物理教师可以多范围、多渠道地去开发、启迪学生,但实验教学更应成为培养学生创新能力的主战场,从每一堂物理课入手,大胆地改变教学观念,更新课堂管理、多做创新性实验,采用课堂完全“开放

3、”的办法,让学生在完全自我中去获取知识,去促进创新意识的发展,培养创新能力,取得了较好的效果。一.中学创新性物理实验在物理教学中的作用实验可以在集中的时间内,让学生去体验、感受和分析一部分物理现象和规律。实验是从感性到理性的认识过程,是从具体到抽象、从简单到复杂的思维形成过程,符合学生的身心特点和认识。实验既是物理教学的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段。1.用创新性实验创设出较真实的、突出主体的物理环境,使学生有效地掌握物理基础知识。创新性实验是经过精心设计的,所观察事件的发展都在设定的物理环境中,不易受外界干扰。学生在这种环境中,通过观察、测量,获得直观的感性知识,通过简捷的思维

4、活动建立概念、总结规律,掌握物理基础知识使认识的效率得到提高。2.用创新性实验培养学生多方面的能力通过对创新性实验原理的理解、观看或亲自动手进行操作过程、信息(现象或数据的获取、分析综合等过程可以培养学生的多种能力。例如在实验器材组装和实验操作中,能初步训练会使用简单的工具和仪器的能力和操作过程技能;通过实验信息的获取,能培养学生精细敏锐的感知与观察能力,及时抓获信息的能力;通过创新性实验原理分析和设计,能培养学生想象能力、设计能力和创新能力;对实验数据的分析、综合,将能培养学生概括、抽象的逻辑创新能力;实验中的操作和讨论交流还将培养学生组织和表达能力。实验基本上融汇了科学探究的全部要素。3.

5、用实验培养学生的科学素养实验会获得大量的信息,对这些信息的分析、归纳和交流,将培养学生初步的评估和听取反馈意见的意识,形成将自己的见解公开并与他人交流的愿望,认识交流与全作的重要性;敢于提出与别人不同的见解,也能于放弃或修正自己的错误观点,养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。4.利用实验激发学生学习物理的兴趣实验具有真实、直观、形象、生动的特点。学生观察生动有趣的实验,注意力会更集中,兴趣会大增;自己动手做实验可以满足他们动手一试的欲望;还能让学生有不断体会和尝到“发现”与“克服困难、解决问题,获得成功”的喜悦,从而激起学习物理的兴趣。二、中学创新性物理实验在培养创新能力上的作用1.通过创新

6、演示实验激励学生的创新意识创新演示实验需要创造性地教学。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。如物理课本第一册图114“鸡蛋将怎样?为什么?”的演示实验可以这样改进:把广口瓶换成150mL平底烧瓶,把去壳的熟鸡蛋换成去壳的鹌鹑蛋,演示时把一端浸过酒精棉的铁丝点燃后迅速插入烧瓶中,待燃烧片刻后抽出铁丝,再迅速将鹌鹑蛋放在瓶口上,过会即可看到鹌鹑蛋沿着烧瓶颈慢慢下滑到瓶底。这样改进可见度增大,生动形象地证明了大气压的存在。另外该实验还可以演示烧瓶把鹌鹑蛋吐出来。方法是把烧瓶倒立,使鹌鹑蛋堵住瓶口(小头向下,然后把烧瓶

7、固定在铁架台上,用毛巾包住瓶底,并不断把热水慢慢注到毛巾上,一会烧瓶就吐出鹌鹑蛋。让学生将改进后的实验与课本上的方法对照比较,分析优劣,体味实验创新的实用性,并诱导学生思考是否还有其他的改进方案。并在课下指导学生对物理实验进行改进,通过加一加、减一减、改一改、变一变、扩一扩、缩一缩等方法动手对日常接触的事物进行改进和创新。成功的创新演示实验,有利于克服思维定势,开拓学生思维,激励学生敢于标新立异,提出富有新意、与众不同的实验方案,以此激励学生的创造意识。2.通过增加设计实验激活学生的创新思维“照方抓药”式的实验能提高学生的实验操作的熟练程度,但不能培养和锻炼学生的创新意识和创造能力。为了有效地

8、激活学生的创造思维,笔者认为在教学中尽量增加一些创新实验,充分发挥学生的潜能,依据教学大纲要求,以学生的经验与知识技能、实验能力为出发点,提出实验课题,让学生自己动手、动脑设计实验,激活学生在记忆中的有关知识,独立思考,去探索创新,保持生动活泼的学习态势。如没有量筒,如何测出一杯牛奶的密度?学生的设计实验灵活地、创造性地运用了质量、重力、密度、二力平衡、浮力和阿基米德原理等已有的知识和用弹簧秤测重力、视重等已掌握的实验技能,找出了解决问题的方法。这些设计实验,不仅培养了学生动手、动脑解决问题的能力,而且激发了学习物理的热情,为进一步提高奠定了坚实的基础。学生独立设计出各自的实验方案后,可采用小

9、组交流、全班评议、教师评价的方法,选评出最优的实验设计方案(可能有几种,在检查合理性、安全性后,开放实验室,让学生根据各自的实验方案,自己独立实验,验证实验方案设计的科学性,使学生在设计、实验、观察、对比中,充分发挥自己的想象力,创造成性地综合运用已有的知识,并在探索的实验中获取新的知识。3.布置课外小实验激发学生的创新精神物理小实验、小制作的题材广泛,材料极其丰富,是一种激发学习兴趣,发挥学生创造性的有益活动。课外小实验可以在一个心理状态比较宽松的环境中,不受时间、器材、场所等条件的限制,可以反复做,反复观察,直到认为满意为止。同时由于没有明确给出实验所需器材、步骤,也无明确要观察的现象,所

10、有问题均需学生自己独立完成,这对于培养学生创新精神以及各种能力都起着重要的作用。通过创新演示实验、增加设计实验、布置课外小实验等创新实验手段,对于激发学生学习物理的兴趣,激活学生的创新思维,开发学生的创新潜能,培养学生的创新精神和实践能力都是大有裨益的。三.中学物理教学中如何开展创新性实验研究1.多设计开放性问题创设物理情境,设计开放性问题,让学生面对多种疑问,产生浓厚的创新趣。如问学生我们生活中的一次性口杯能否用来做物理实验,能做多少个?学生肯定会努力去思考,然后,我们可以指出几种,分别: 1.用来制量杯在学习“物体的长度和体积测量”时,利用实验室中的量筒和一些水,我们就可以安排学生把一次性

11、塑料杯改制成量杯。具体的做法是:用量筒量取5mL的水,把这些水倒入空的一次性塑料杯中,杯子放在水平台面上,在杯中的水面相应处,用彩水笔画上刻度线,并在平行的位置上写上小小的“5”字,采用同样的方法,作出10mL、15mL、20mL 等一系列的刻度线。2.接听土电话在学习“声音的产生与传播”时,分别在两个塑料杯的底部中央,用针锥打孔,孔不易过大,用一根较长的粗细均匀的棉线把两杯接起来,两端的线头分别固定在两个杯底,线头处可系上火柴杆挡住,或者把线头用胶带粘在杯底。两人可以通过它进行对话,看看它的效果如何?能将声音传多远?3.塑料杯烧水在学习“汽化和液化”时,可以利用一次性塑料杯,给同学们表演这样

12、一个趣味小实验:用三根等长的细线,分别穿在塑料杯上边缘等距离的三个孔中,用钩子把细线的结点挂于铁圈上,铁圈牢牢地固定在铁架台上,杯子中加入3/4的水,将酒精灯放在铁架台上,点燃酒精灯,上下调节铁圈的高度,从而确保用酒精灯的外焰对塑料杯底部加热。过了一会儿,水沸腾了,而塑料杯却并没有被烧坏。4.模拟放大镜在学习“凸透镜的应用”时,可以改变一下教法,不按照课本上的“套路”来,用一次性塑料杯先做这样的一个随堂实验:取一个一次性塑料杯,缓缓地注满水,将手紧靠在杯的背面,眼睛透过水杯看紧靠在杯子上的手,无疑将看到自己的手变大了。5.演示气压在学习“大气压强”时,为使课堂气氛活跃,激起学生学习物理的兴趣,

13、除了书上的“覆杯”实验,还可以使用一次性塑料杯补做这样一个小实验:将一个空的塑料杯放在水平桌面上,用包装纸事先作成的小漏斗轻轻地放在杯口上,(漏斗口要做得大小适宜,向漏斗中快速加入一定量的水,注意观察,将发现漏斗中的水,在流入塑料杯中少许之后,便停止了流动,漏斗中的水硬是给杯子里的空气“顶住”了。2.设计课堂实验,开展创新物理学是一门以实验为基础的学科。在课堂上多设计实验来培养学生科学创新是一种有效的途径。例如气球在初中物理实验中有以下14种巧用。演示声音是由于声源的振动而产生的,演示空气是有质量的,演示力可以使物体发生形变,演示力的作用是相互的,演示空气有浮力,演示压力的作用效果,验证大气压

14、的存在,演示气流的反冲作用,演示气体受热体积膨胀,验证分子大小,演示光在空气中沿直线传播,演示电荷间相互作用规律,演示带电体能吸引轻小物体,演示凸透镜对光线的会聚作用。3.变验证性实验为创新性实验学生在进行创新性实验时,其思维方式有很大的区别。先要对所创新的物理知识提出假设,然后自行设计实验方案,并一边实验一边探究,再从中发现规律。学生在创新性实验中亲身经历了知识的形成过程,并成为知识的再发现者。正像波亚利所说的:“学习任何知识的最佳途径是由学生自己去发现,因为这种发现理解最深,也最容易掌握其中的规律、性质和联系。在目前的物理教学中,普遍存在重讲解轻实验的现象。既使进行实验,也多作验证实验,或

15、把实验操作转化为试题让学生去考,致使实验的探究性、创新性被白白流失了,也造成了学生创新精神和实践能力的严重的不足。考虑学生的长远发展,教师一定要转变观念,高度重视物理学中的实验成份,并尽可能将演示实验改为学生实验,将验证性实验改为创新性实验,力求让学生自己动手做科学.一般创新性实 验应遵守以下几个步骤: 1.教师根据教学内容,提出难度适宜的研究课题. 2.引导学生从已有的知识中引出研究课题所隐含的问题. 3.引导学生根据已有的知识和生活经验对问题进行科学猜想,大胆 提出各种假设,并开展讨论,设计出各种方案. 4.由学生从设计出的各种方案中选取自己认为最好的方案,并征得 教师同意,以避免实验错误而产生的危险. 5.在教师指导下由学生完成整个实验操作. 6.教师与学生一起分析实验得出的结论与目标的达成情况. 通过以上教学手段,可使学生的创新意识进一步增强,这样在今后的 学习和工作中, 学生才能运用一种科学的方法去分析问题, 解决问题, 这对他一生发展都是十分有益的. 总之,中学物理教学的创新性实验,充分体现了学生的主体