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党的十七大报告提出,提高自主创新能力,建设创新型国家。这是国家发展战略的核心,是提高综合国力的关键。明确要求坚持走中国特色自主创新道路,把增强自主创新能力贯彻到现代化建设各个方面。到2020年,我国的自主创新能力显著增强,科技进步对经济增长的贡献率大幅上升,进入创新型国家行列。物理学从本质上说是一门实验科学,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验。所以在物理教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容,是实现这一伟大目标的重要组成部分。因此在物理教学中,尤其是在实验教学中,注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想发展他们的创新意识就显得尤为重要。
在中学物理实验教学中应如何培养学生的创新能力呢?
一、 重视实验教学,打好基础
目前,一些学生感到物理“难学”、“难懂”,其原因之一就是物理教学中缺乏实验,而一些经济发达的国家,他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法,如日本初中物理的课时数只有75课时,但安排的学生实验却有20个,演示实验有130个,并且绝大多数都是研究性实验,基本形成以实验为中心的课堂体系。可见,他们的学生在实验方面得到训练和能力培养比我国的学生多得多,他们学生的实验心理素质比我国中学生强,他们的创新和发现和探讨新问题的能力远比我们。因此,在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中,我们对物理实验教学,必须引起高度的重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,例如“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时,引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野丰富他们的想象,而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
二、 变演示实验为探索性实验,激发创造性思维
中学物理实验可分为验证性实验和探索性实验,而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是,对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵。”
因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此渗透物理思想,启迪学生思路。让学生用实验探索和理论探研两种方法自我进行推证,在推证过程中学生就自然而然地对核定的研究对象、成立条件、使用范围、注意事项搞得一清二楚。让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固,同时使学生受到科学方法的熏陶。
将演示实验改为探索性实验,让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。
三、 拓展实验探究的时间和空间,活跃学生思维
为了让学生充分体验实验探究的过程,应该安排足够的时间和空间让各种想法、各种观点进行充分地交流和讨论。
(1)创造条件全面开放实验室,让学生随时都能进行各种实验,通过实验来验证自己在学习中的一些疑问,以此开发学生的实验兴趣和个性特长,使他们养成通过实验探究未知、大胆质疑的科学精神。
(2)可以利用课外兴趣小组的活动,引导学生自制学具、教具,参加“小发明、小制作”比赛,增强学生的动手能力,实践能力和培养勇于创新的科学精神。
引导学生进行发明创造,参加自制学具、教具的活动,一方面可以巩固课内实验所学的知识和初步掌握的基本实验技能,更重要的是培养了学生的创造能力。
在这个活动中,学生们大胆设想认真设计,精心操作,这是传统的教学过程无法达到的。每学年开始,在各个教学班成立自学小组,进行超前预习,引导他们自做学具、教具,鼓励他们创新。在这一活动中,应始终坚持真(原理科学)、新(设计新颖,采用新技术)、美(设计简单合理,主次分明),在整个活动中自然形成以学生为主体,并由一批骨干队伍带动,发展到全班学生纷纷动手,大大提高了学生的实验技能和理论水平丰富了学生的课外活动的内容,这些活动,培养了学生的创造能力。
(3)因陋就简,延伸实验探究的空间。科学的实验并不是只有在设施齐全的实验室里才能进行的,实验探究的活动应该延伸到学生的生活中,比如在研究“物体间力的作用是相互的”时,可以列举“风吹草动”的现象,在研究“参照物”时,可以分析“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”的佳句。有些实验可以改为家庭实验,比如“观察水的沸腾”、 “测量物体的长度”。还有些实验难度比较大,现有实验水平很难达到,可以借助网络、电视等各种媒体来展示,让学生使用身边随手可得的物品、随处可见的现象进行物理实验的探究活动,不仅能让学生感受到生活处处皆科学,而且能极大地调动和激励学生探究生活中蕴涵的科学道理的欲望和勇气,感受到科学的魅力,从而在潜移默化中逐渐培养学生的主动探索科学道理的能力和创新能力。
通过物理实验,不但要达到教材对每一个实验提出的实验目的,进行常规的验证性的实验教育,还要通过课堂演示实验、课外小实验以及日常生活中物理现象的严密观察和勤于思考和动手参与,培养学生主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力。为学生的长久发展打下良好的基础,为中国发展创新型社会培养新的人才。
(如皋市东陈镇丁北中学)
在中学物理实验教学中应如何培养学生的创新能力呢?
一、 重视实验教学,打好基础
目前,一些学生感到物理“难学”、“难懂”,其原因之一就是物理教学中缺乏实验,而一些经济发达的国家,他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法,如日本初中物理的课时数只有75课时,但安排的学生实验却有20个,演示实验有130个,并且绝大多数都是研究性实验,基本形成以实验为中心的课堂体系。可见,他们的学生在实验方面得到训练和能力培养比我国的学生多得多,他们学生的实验心理素质比我国中学生强,他们的创新和发现和探讨新问题的能力远比我们。因此,在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中,我们对物理实验教学,必须引起高度的重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,例如“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时,引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野丰富他们的想象,而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
二、 变演示实验为探索性实验,激发创造性思维
中学物理实验可分为验证性实验和探索性实验,而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是,对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵。”
因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此渗透物理思想,启迪学生思路。让学生用实验探索和理论探研两种方法自我进行推证,在推证过程中学生就自然而然地对核定的研究对象、成立条件、使用范围、注意事项搞得一清二楚。让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固,同时使学生受到科学方法的熏陶。
将演示实验改为探索性实验,让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。
三、 拓展实验探究的时间和空间,活跃学生思维
为了让学生充分体验实验探究的过程,应该安排足够的时间和空间让各种想法、各种观点进行充分地交流和讨论。
(1)创造条件全面开放实验室,让学生随时都能进行各种实验,通过实验来验证自己在学习中的一些疑问,以此开发学生的实验兴趣和个性特长,使他们养成通过实验探究未知、大胆质疑的科学精神。
(2)可以利用课外兴趣小组的活动,引导学生自制学具、教具,参加“小发明、小制作”比赛,增强学生的动手能力,实践能力和培养勇于创新的科学精神。
引导学生进行发明创造,参加自制学具、教具的活动,一方面可以巩固课内实验所学的知识和初步掌握的基本实验技能,更重要的是培养了学生的创造能力。
在这个活动中,学生们大胆设想认真设计,精心操作,这是传统的教学过程无法达到的。每学年开始,在各个教学班成立自学小组,进行超前预习,引导他们自做学具、教具,鼓励他们创新。在这一活动中,应始终坚持真(原理科学)、新(设计新颖,采用新技术)、美(设计简单合理,主次分明),在整个活动中自然形成以学生为主体,并由一批骨干队伍带动,发展到全班学生纷纷动手,大大提高了学生的实验技能和理论水平丰富了学生的课外活动的内容,这些活动,培养了学生的创造能力。
(3)因陋就简,延伸实验探究的空间。科学的实验并不是只有在设施齐全的实验室里才能进行的,实验探究的活动应该延伸到学生的生活中,比如在研究“物体间力的作用是相互的”时,可以列举“风吹草动”的现象,在研究“参照物”时,可以分析“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”的佳句。有些实验可以改为家庭实验,比如“观察水的沸腾”、 “测量物体的长度”。还有些实验难度比较大,现有实验水平很难达到,可以借助网络、电视等各种媒体来展示,让学生使用身边随手可得的物品、随处可见的现象进行物理实验的探究活动,不仅能让学生感受到生活处处皆科学,而且能极大地调动和激励学生探究生活中蕴涵的科学道理的欲望和勇气,感受到科学的魅力,从而在潜移默化中逐渐培养学生的主动探索科学道理的能力和创新能力。
通过物理实验,不但要达到教材对每一个实验提出的实验目的,进行常规的验证性的实验教育,还要通过课堂演示实验、课外小实验以及日常生活中物理现象的严密观察和勤于思考和动手参与,培养学生主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力。为学生的长久发展打下良好的基础,为中国发展创新型社会培养新的人才。
(如皋市东陈镇丁北中学)