物理实验教学与创新教育

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  摘要:随着知识经济的到来和新世纪竞争的需要,培养创新型人才是社会发展的需要,也是对素质教育和新课程改革实施的核心要求。本文结合笔者的亲身教学体验和对物理实验教学方面的探索,就如何在物理实验教学上对学生进行创新教育和创新能力的培养谈一些看法。
  关键词:实验教学;创新教育;能力培养;科学探究
  
  人类社会的进程是一部不断发展、不断创新的过程;如果没有昨日的创新,就不会有今天的辉煌;如果没有今天的创新,同样也不可能迎来明天的腾飞。所以,“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家长盛不衰的动力”;同时也是我们教育肩负的一项历史使命。如何培养新一代具有创新能力的人才,已成为我们每一个教育工作者所面临的一个重要课题,也是教育改革的成败关键之一。
  
  一、更新教育理念,树立创新观念
  
  不同的教育观念产生不同的教育;素质教育是以提高民族素质和国民竞争力为宗旨的教育,是要把沉重的负担转化为人力资源优势的教育,它与传统教育截然不同;在课堂教学中应努力贯彻以学生发展为中心的教育观,以培养学生能力为目标的策略。
  学生创新能力的培养是学校教育教学活动的主要任务之一;在教育教学中,教师要切实转变观念,要用创新的教育来培育创新的人才。教师作为知识的传授者和能力的培养者,从某种角度上讲,学生是一块原材料,将被加工成怎样的产品,教师起着重要的作用;教师的教育理念将对学生产生深远甚至一生的影响。
  所以,创新教育的首要是对教师的教育理念的更新,让教师首先具备创新精神。
  
  二、重视科学探究,培养科学创新能力
  
  发展学生的创新精神离不开科学的学习过程,科学的核心是探究,教育的目标是促进学生的发展,培养学生的能力。在物理实验教学中,应给学生提供充分的科学探究机会,让学生通过手脑并用的探究活动,体验探究过程的曲折和乐趣,学习科学方法,发展科学探究所需要的创新能力并增进对科学探究的理解。
  过去的实验教学,尤其是学生分组实验,我们总是要求学生按照课本上的实验步骤,按照老师的演示步骤一步一步做完的。为了改变这种依葫芦画瓢的教学方法,本人将有些分组实验作了教学方法的改变,增加了学生主动探究的成分,给足学生实验的时间,给足学生讨论的时间,给足学生发现问题、解决问题的时间。学生在做、思、议、改的过程中,对探究的目的、过程、现象和结论就有了深刻的理解。例如,在做《欧姆定律》的实验时,本人的基本做法是:老师对实验的过程先不作讲解,只是对实验中该注意的方面作适当强调,如电表量程的选择、正负接线柱的接法等,放手让学生去看书、讨论、提问、实验,在实验的基础上,老师再根据出现的问题作解释,或再让学生讨论、实验,最后得出正确的结论。实验的过程不出所料,出现了很多问题,这是过去教学中所发现不了的。如:很多学生在研究电流跟电阻关系时,不知道移动滑动变阻器,而是换了电阻后就马上进行读数;在得出电流跟电阻关系时,有许多学生都认为“保持电压不变时,电阻跟电流成反比”是正确的。出现这些问题,是正常的教学现象,从中也给了我们一些启发:教学不能仅仅停留在告诉的层面上,要创造教学情景,让学生主动去探索和发现。
  
  三、变中求新,培养创新思维
  
  传统教学中,老师一般是按照课本上的实验器材和要求来组织学生做实验的。这种实验过程,学生只要认真阅读教材,按部就班,实验就会很顺利地完成,会达到老师预定的教学目的。然而,我们认为,学生的思维能力得不到充分训练,学生处理新问题的能力得不到造就。在这种教学模式下,只能是培养出按部就班、因循守旧的机械式的“机器人”。
  为此,本人对有些实验作了调整和修改,例如,学生在做《研究电磁铁的磁性跟哪些因素有关》时,课本给出的器材是干电池两节,开关、滑动变阻器各一个,两个电磁铁,大头针和导线若干。而我们在上这节课时却没有给学生滑动变阻器,实验过程中,学生都举手向我们要滑动变阻器,此时,我们就引导学生去思考,没有滑动变阻器是否可以做这个实验。学生在我们的启发下展开了讨论,最后学生都能找到了实验的新思路。通过这种改革,学生有更多的机会参与讨论,参与思考;同时也告诉学生:解决同一个问题,其途径是多样化的。这对培养学生的开放性思维,创新思维将有很大益处。
  
  四、加强随堂实验。激发创新意识
  
  物理随堂实验教学指在上课过程中,紧紧围绕着教学目标,在教师的组织和引导下,学生自主的实验探究活动。物理随堂实验教学有民主、开放、主动、参与和问题性以及体验性的特点。
  实施物理随堂实验教学时要注意课题的引入。教师要注意给学生创设合适的情境,引导学生在具体情境中主动发现并提出问题。
  如“浮力”的教学片段:
  师:“在日常生活中我们会看到这样的情景:皮球浮在水面上,铁块放人水中会沉入水底,但用钢铁做的巨轮却能浮在水面上。老师列举的这些现象都是有关于浮力的现象。在日常生活中大家还见过哪些浮力现象?有关于浮力你想了解哪些知识呢?”在列举浮力现象时。学生很自然会对这些现象进行对比,进一步提出自己的问题,并做出猜想,促使学生迫切希望自己通过实验验证自己的猜想。
  爱因斯坦说过:提出一个问题往往比解决一个问题更重要。问题是思维的动力、创新的基石;问题意识会激发学生强烈的学习愿望,从而注意力高度集中,积极主动地投入学习;问题意识还可以激发出学生勇于探索、创造和追求真理的科学精神。在物理随堂实验教学过程中,如果教师能创设合适的情境使学生能自己提出问题最好。有时问题也可由教师提出,对学生提出一些挑战性的任务,同样也能激发学生的创造性思维,激发学生动手探究的欲望。
  
  五、重视课外小实验,培养创造能力
  
  课外小实验常常是被我们老师所遗忘的角落,从不会把它当作一块新大陆来开发,这是教育资源的一种极大的浪费,这也是学生缺乏动手能力和创新精神的重要原因之一。当前,我国的教育为什么要课程改革。其目的是想通过课程的改革,转变教师的教育观念,变革传统的教学模式,让学生多实践,多体会,多思考,从而逐渐培养学生的实践能力和创新精神,使素质教育能真正在新时代生根,成长,开花和结果。例如华东版教材配套学生指导用书上《自制串联桔子电组》实验,实验器材比较好找,学生回去寻找材料、制作、演示、写好记录的过程,会引发学许多的思考和探索。有的学生用桔子做了以后,又换用了苹果、土豆等器材来做,实验的积极性非常高涨,奇怪的现象引起了学生的好奇和思考,为什么水果的组合会变成电源呢?如果用水果制成电源,应用于日常生活中,那该多好啊!不是减少了环境污染吗?这些问题的产生,是多么的自然,多么的富有新意。
  
  六、运用开放性实验,培养发散性思维
  
  物理实验是新课教学的重要手段,对激发学生兴 趣,理解物理概念,掌握物理规律,培养学生的科学素质和创新精神有着十分重要的作用。
  例如,在进行电学复习时,我们给出了这样一道题:现在给你干电池2节、开关3只、小灯泡2盏、5欧定值电阻2只、10欧定值电阻1只、滑动变阻器1只、电流表和电压表各1只、导线若干,你能用以上器材研究哪些问题?请你写出实验目的、实验所需器材、实验主要步骤和实验的结论。学生看到这道题时,开始有点不知所措,此时,老师先作适当引导,然后再让学生去思考并完成。学生通过该题的训练,就把电学中的大部分实验作了系统、详细的复习。许多学生做完之后都有这样的感叹:电学实验做了很多,原来他们所需的器材却这么少,真想不到如此简单!
  
  七、进行设计性实验训练,培养创造思维
  
  设计性实验是对所学物理原理和所做物理实验的综合、应用、迁移和创造。它是对学生应用能力、设计能力和创新能力等的全面考查。为了培养学生这方面的能力,我们采取了一系列的措施,比如上面所讲到让学生做课外小实验、变化课本实验器材等手段,对培养学生的设计能力有极大的帮助。
  除此之外,我们还让学生做一些具体的开放性实验设计题。如:要测一只未知电阻Rx的阻值(估计约几十欧)。现有器材是学生用的电压表、电流表各一只,已知阻值为10欧的电阻一只,滑动变阻器(0-20欧)一只,以及电源、开关、导线等。请根据以上器材和下列要求,用不同的方法测出未知电阻Rx的阻值。要求:电压表、电流表、已知阻值为10欧的电阻、滑动变阻器(0-20欧)四个器材中,每次只能用两个;测量器材在一种方法中可使用两次(即可测出电路中两个不同部分的值);至少要设计5种方法。
  因此,在平时的教学中,要引导学生重知识发生的过程,重实验的过程,重理解记忆,重一题多解,重自我创造而不是简单模仿;要教会学生会学,乐学和精学。
  培养学生的创新精神的教育是一个从低级到高级的过程。在基础教育阶段,学生的创新思维和创新技能还比较低,所以教师做些必要的指导非常有必要。在上文课例中,在教师的引导下,学生不断克服困难。促进学生创新思维的逐渐发展。另外,随堂实验教学中的教师指导、参与和评价,使学生的活动得到及时反馈,使学生的思维始终处于活跃状态,有利学生创造思维的发展。
  总之,培养学生的创新精神和和实践能力是我们每位教育工作者义不容辞的责任。初中物理教师应根据物理学特点,积极组织物理实验教学,为培养学生的创新精神作出自己应有的贡献。
  
  参考文献:
  [1]李平,物理实验[M],北京:高等教育出版社,2004
  [2]陈奋策,基础物理学中的科学方法[M],福州:福建教育出版社,1998
  [3]丁慎训,张孔时,物理实验教程,[M],北京:清华大学出版社,1992
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