在实验教学中培养学生的创新思维

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  摘 要: 物理是一门以观察和实验为基础的学科。在物理教学中,有意识地引导学生联系生活实际,分析物理现象;利用身边物品,进行物理实验,都能有效激发学生的学习兴趣,加深学生的认识和体会。提高学生掌握知识的深度和广度,是培养初中物理学习创造性思维能力最根本的方法。
  关键词: 物理实验教学 生活实际 创造性思维能力
  物理是一门以观察和实验为基础的学科。在教学中,有意识地引导学生联系生活实际,分析物理现象;利用身边物品,进行物理实验,都能激发学生的学习兴趣,加深学生体会。新课程标准把“过程与方法”作为课程目标之一,与“知识与技能”、“情感态度与价值观”并列,强调学生在参与科学探究过程中的体验和对科学研究方法的感受。所以物理教学不能只局限于教材知识内容本身,而应结合学校的物质条件和学生的兴趣、能力水平,开发多种多样的探究实验、实践活动,在具体的实验、实践活动中培养学生的问题意识,实践科学探究的基本过程,培养学生实事求是的科学态度,提高解决实际问题的能力,增强课堂教学的效果,提高学生掌握知识的深度和广度,为学生更深入地学习提供了广阔的空间和时间,是培养初中物理学习创造性思维能力最根本的方法。
  1.通过探究实验培养思维能力
  “初中阶段要求学生掌握必要的文化科学知识和基本技能,具有一定的自学能力、动手操作能力,以及运用知识分析和解决问题的能力,初步具有实事求是的科学态度、掌握一些简单的科学方法……”而初中学生的心理特点也决定了实验在这一阶段学生中所处的重要地位。
  比如人教版八年级物理《物态变化》一节中。传统的教学是以学科的知识为核心的。一般都是通过教师做演示实验,根据实验现象再讲解晶体熔化和凝固的条件及过程特征。而按照新的教育理念,我们应该以熔化和凝固知识的内容为载体,引导学生经历科学探究的过程。因此不能只将教学的重点放在熔化和凝固概念的规律本身上,更应该注重学生对凝固和熔化过程的经历和体验上。首先应该从学生熟悉的事例出发,如“水结成冰、冰熔化成水”这样的典型事例引出熔化和凝固这种现象;然后结合事例引导学生猜想熔化和凝固的条件,然后让学生自己探究熔化和凝固的条件。猜想不是瞎想,应该让学生根据教材中所给的事例和学生的生活经验进行猜想或者对一些可能性做出假设。可以让学生对自己的猜想做出记录,以便在验证之后和开始时猜想情况进行对比,这也是一种学习。有了猜想之后就要进行验证,看猜想是否正确。可以让学生自己提出实验方案,用什么方案进行实验,验证自己的猜想,并组织学生对设计方案进行交流。由于学生刚刚开始学物理,教师应根据探究的方案进行较多的指导,在学生交流方案的基础之上教师要进行适当的评价、归纳和总结。在此基础上引导学生观察实验装置,提出如下的问题让学生进行思考,如:(1)在做海波融化的实验时为什么不能用酒精灯直接对试管加热而要把试管放在水中?(2)通过烧杯对水进行加热,烧杯中要放多少水才合适呢?(3)温度计的测温泡放在什么位置才比较合适?(4)怎样才能把温度计的测温泡放在合适的位置?(5)实验当中需要记录哪些数据,怎样记录?(6)实验操作的程序是什么样的?(7)怎样才能保证实验的过程安全操作?学生清楚这些问题以后实验方案也就已经确定了。通过这些问题的交流和讨论,如果学生的实验结果并不理想,他就能找到实验结果不理想的原因是什么这也是一种收获。交流探究过程的收获既可以强化学生对探究过程的体验,又可以巩固他们对知识技能的掌握,训练学生的表述能力,同时培养了学生实事求是、严肃认真的科学态度,使学生在学习知识的同时经历知识形成的过程,激发起学生积极参与认知过程和对科学探究的兴趣。通过对过程和方法的体验来培养学生的科学素养。在验证当中发现问题时再不断地修正方案,这样经历一个设计新方案—进行实际验证—完善方案的科学探究过程,充分地利用教学当中科学探究的素材,使学生的创新能力、交流合作能力、思维能力都能得到锻炼和提高。
  2.利用身边物品,进行物理实验
  初中生正处于从经验型抽象逻辑思维向理论型抽象逻辑思维的转变过程中,经验型抽象逻辑思维在很大程度上仍然是直接与感性经验相联系的,仍然需要由直观的形象来支持。学生通过自己的亲自实验,就能通过眼观手动获得他们所需要的经验。开展教师指导程度不同的具有一定认知能力要求的实验探究活动,这有助于逐步促进学生认知能力和科学探究能力的进一步发展。
  在学生做实验时,应创造一个相对开放的环境,而开放实验的结果必然会带来百花齐放的局面。此时的物理教师更应是一个激情澎湃的主持人,为这一伟大的思维碰撞时刻推波助澜。
  以《光的折射》为例,我给每位同学准备了一杯热水(热水的水雾可用于显示光在空气中的光路),一只激光手电筒,一张硬白塑料片,一只空塑料杯,一只长吸管等,让学生在学习了光的直线传播及光的反射的基础上,结合自习,自主探究光的折射规律。实验讨论时,我让同学们广开言路,各抒己见。结果经统计,本节课,学生探究后,共提出了这样一些有意义的探究结论参与实验后的总结交流:①光从空气中斜射入水中,改变传播方向,且偏向法线;②增大入射角,折射角也随着增大;③光从空气中垂直射向水中时,不改变光的传播方向;④光从水中斜射入空气中时,光的传播方向改变且偏离法线;⑤光线在水中也是沿直线传播的;⑥光斜射到空杯底某点,慢慢加水后,点向法线方向靠近;⑦斜射入水中的吸管看上去向上弯折了;⑧竖直放的吸管从上面看上去在水中的部分好像变短了,而从旁边看过去,好像变粗了……在这百花齐放的时刻,学生的探究能力得到提高,创造性思维能力得到升华。
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