重视物理探究性实验教学培养学生创新能力

来源 :中学物理·初中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ccsrg
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  当今社会是一个快速发展的社会,需要大量具有创新能力的人才,而创新能力的培养主要以实验探究为载体.物理学是一门自然实验科学,它的基础在于实验,一切理论都要以实验作为其一的检验标准.实验不仅是一种验证性的实验活动,更是一种探究性的实践活动.探究性实验更能调动学生的学习积极性,培养学生的能力,培养学生的创造性.在初中物理教学中如何进行探究性实验教学,培养学生创新能力呢?我认为应该从下面四个方面着手.
  1 教师要转变教学观念,从根本上重视探究实验教学
  长期传统的物理实验教学存在下面三种问题:一、教师怕麻烦,怕让学生动手做实验会占用较多时间,无法如期完成教学任务,所以教学过程重理论而轻动手,或者用课件代替学生实验.二、学生为实验而实验,只按教师设计的程序进行实验,不进行思考,不知为什么要这样或那样做.三、验证多探究少,没有培养能力.这种教学模式完全是应试教学,培养出来的学生动手能力差,缺乏观察能力和创新能力.这样的学生以后出来工作也是缺乏创造力的.因此,基于初中物理课程改革的理念、物理学科的特点、物理实验教学的现状的认识,要促进学生科学素养的全面提高,培养具有创新思维的学生,我们作为一线教师,首先要改变观念,从根本上重视探究实验教学.可喜的是,我国物理教学改革越来越重视实验探究能力的培养,中考实验能力考查的力度也大大加强,在这一指挥棒的指挥下,物理教师必须大力进行教学改革,重视物理探究性实验教学,培养学生创新能力.
  2 改进实验设计,加强教学的探究性,培养学生创新能力
  教学的主阵地在课堂,要培养学生的探究创新能力重点就是如何在课堂上有效进行探究实验教学.教师可改进课本的实验设计,加强教学的探究性,培养学生创新能力.方法如下:
  2.1 将课本中验证性实验改为探索性实验
  这种课型要求学生不能预习,否则会削弱学生的创造潜能的开发和创新素质的培养,甚至某种程度上抹杀了学生的创造力.
  例如,在电生磁时,课本上是一个验证实验,学生从插图中就能找到答案,不能提高学生的兴趣和培养学生的创新能力.在课堂上我把这个实验改成探究实验.我先不让学生阅读课本的资料,通过引导学生设计实验进行探索,解决第一个问题,如何选取器材,构成实验电路?
  点拨 要产生电流必须要有电源、导线还要构成一个闭合回路.要知道是否有磁场产生,还需要小磁针.第2个问题:怎样改变实验条件进行探索呢?鼓励学生进行各种尝试,看电流在什么情况下能产生磁场.以上各步不可由老师包办,教师只能点拨引导,教师以合作者的身份参与完成上述活动过程.当发现小磁针偏转的那一刹那,学生们的那种成功后的惊喜和快乐是难以铭状的,这深刻的印象将永远铭记在心中!告诉学生我们今天的探索再现了当年的奥斯特发现电生磁的探索历程.这种再现科学家们探究过程的教学过程,让学生再次发现,激发了学生兴趣,培养了学生进行探究时坚韧不拔的科学品质,取得了非常好的教学效果.
  2.2 将演示实验改成学生探究实验
  演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式.我们在实验教学过程中会发现有些演示实验,如果仅仅按照课本介绍的方法去做,效果不明显,甚至不成功,如做估测大气压实验,在做实验时我们会遇到这样的困难:由于大气压力太大,弹簧测力计量程不够,无法测出大气压的值.这时教师要引导学生设计实验想办法解决这个问题.学生会想到下面二种方法:(1)换一个大量程的弹簧测力计;(2)换一个小面积的吸盘.但我校实际只有量程为0~10 N的弹簧测力计,也没有更小面积的吸盘,此时引导学生用省力杠杆设计探究实验如图1所示,再让学生按自己的设计完成这个实验,这样做有效地估测出了大气压的值,学生通过思考很好地解决了实际问题,感受到成功的喜悦.
  传统的课堂教学,演示实验通常是教师演示学生看,但是很多实验后面的学生根本看不清.不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,这一部分学生会慢慢对物理学习失去兴趣,这将直接影响学生实验心理素质的提高和创新能力的培养.变教师演示为学生实验,可充分体现学生的主体地位,能很好地调动学生学习物理的积极性.如光的直线传播,在教师的指导下让学生自己选择器材,教师可提供激光笔、空气清新剂、蚊香、牛奶、清水、面粉、烧杯等器材,让学生设计实验,得出结论.又如测透镜焦距这一演示实验可在教师的指导下让学生自己选择器材,设计实验,得出结论.这样做让学生在自我探究过程中感受学习的乐趣,培养合作精神.由于教师只给出探究的主题,学生只能通过自己想办法利用好身边的材料才能解决问题,这一过程本身就能培养学生的创新能力.
  2.3 经常性将习题改为实验探究型练习
  新课改后出现许多实验探究型习题,有的只要求填写控制某个变量,填写现象,数据或结论等,我常把它们改变要求,比如有一题选择题是有关摩擦力大小的影响因素的,具体题目如下:
  关于摩擦,下列说法正確的是
  A.加润滑油可以使接触表面分离,从而减小摩擦
  B.在机器的转动部分装滚动轴承,是为了增大摩擦力
  C.在站台上候车的旅客要站在安全线以外,是防止摩擦力过小带来危害
  D.鞋底刻有花纹,是为了增大接触面积从而增大摩擦力
  D选项提到了接触面积的大小的问题,做完这个题目后,为了让学生理解摩擦力和压力大小、接触面积的粗糙程度有关外到底与接触面积的大小有无关系,我把它改造为一个实验探究课题,让学生探究摩擦力大小与接触面积大小的关系,我在实验室提供如图2所示器材,并带学生到实验室去做实验.从猜想,到探索方法、完成实验、得出结论,整个探究过程都让学生采取小组合作的方式完成.经过探究,学生不但理解了摩擦力和接触面积的大小无关这一知识,更重要的是学生的综合能力得到了一定的提高.如果教师能长期训练学生的实验设计能力,他们的科研素质将大大提高,学校将真正成为培养科学人才的摇篮.   3 搞好分组实验,培养学生的合作探究能力
  学生分组实验是学生在教师的指导下,独立地进行观察、操作和思考的实践活动.它是学生获得知识,学习探究方法,培养探索精神、实践能力及创新意识的重要教学形式.学生分组实验时,应该让学生明确实验目的、理解实验原理的前提下独立操作实验:使用仪器、观察测量、记录数据、分析总结实验过程、进行数据处理.现在初中物理教材的分组实验多数是探究性实验,主要目的是让学生通过实验观察、归纳,认识物理规律、训练实验技能.在学生分组实验中我们采用“小组合作探究”的学习方式,具有一定的实效性.例如:在探究“影响压力作用效果的因素?”的实验中,首先分组讨论,猜想影响压力作用效果的因素,接下去的环节是验证猜想.由于学生合理猜想有多个,如:压力大小、物体重力的大小、物体的质量、接触面粗糙程度、接触面积的大小、接触面材料等.要逐个进行研究需要时间较长,此时就以小组为单位,分别有重点的落实以上其中的一个任务或两个任务,学生在小组长的带领下自己动手实验,学生在实验中获得感知,再对数据进行分析、对比、概括、小组内或小组之间讨论,最后共同归纳结论.教师要引导学生提出此实验在操作过程中的不足之处并及时引导,组织学生讨论分析,提出改进方法.小组合作探究应注意以下几点问题:①小组分组合理、分工明确(可轮换);②组长相当于小老师,一定要培训好;③教师扮好自己的角色——指导者、合作者、促进者;④注重交流评价,给学生以展示的机会和体验成功的快乐,增强学生信心.
  4 鼓励学生做些课外实验和物理小制作,培养动手能力和实验创新能力
  《课程标准》指出:“使用身边随手可得的物品,进行探究活动和各种实验,可以拉近物理学与生活的距離,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到科学和社会、科学和日常生活的关系.”学生在动手完成各种课外实验的过程中,参与意识增强,实验过程中出现的许多问题,也要自己想办法去解决,这就要求学生自己去查找资料,充分利用身边的简易材料,创造性地解决问题,在解决问题的过程中就培养了他们的能力,特别是学习能力和动手能力.如制作土电话、照相机模型、针孔相机、自制温度计、防盗报警器、电动机、潜望镜、潜水艇模型、喷泉、浮沉子、多功能力学演示仪等.教师要善于引导学生利用身边的物体进行探究活动.如利用空矿泉水瓶可做各种实验:
  (1)在矿泉水瓶中用针扎一个孔,装满水,用瓶盖盖紧,水不会流出来,打开瓶盖水马上流出来,证明大气压的存在.
  (2)如图3可做“液体内部压强与深度有关”的实验.
  (3)在图3中矿泉水瓶钻很多小孔,然后向瓶内装满水,盖上瓶盖水不会流出来,但打开瓶盖水会向不同方向流出,证明“大气向各个方向都有压强”和“液体内部向各个方向都有压强”.
  (4)如图4所示取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的矿泉水瓶,用剪刀剪掉它的底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮,接着用手指或瓶盖堵住瓶口,很快就可观察到乒乓球上浮起来,此实验巧妙地说明了“浮力产生的原因”.
  生活处处有物理,只要我们平时多观察,多发现问题,不断思考,勇于实践,经常引导学生利用身边可以利用的物品进行探究活动,不仅可以提高学生学习物理的兴趣,而且还可以培养学生的动手能力和创新精神,并使学生有意识的将物理知识应用到实践中,解决实际问题,真正体现新课标“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念.
  当然物理探究性实验教学是一个长期的过程,教师要不断更新自己的教学理念,以饱满的精神投入到物理实验教学改革中去,为国家培养创新性人才贡献自己的一份力量.
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