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谈一谈在物理实验中培养学生的创造能力

2019-04-03周贤勇

读天下 2019年10期
关键词:创造能力物理实验教学

摘要:物理学是一门以实验为基础的科学。物理学的实验基础、理论体系和研究方法,是现代科学和技术的基础,它们在学生智能结构的发展中将占有越来越重要的地位。当代学生,如果缺乏起码的物理学知识和技能训练,将如何面对二十一世纪高度现代化的建设任务?有鉴于此,中学物理实驗教学的根本目的与任务应该是:通过实验观察和实验手段,使学生最有效地掌握现代化生产和现代科学技术所必需的物理知识,培养初步的实践技能和创新能力。

关键词:物理;创造能力;实验教学

下面就物理实验教学中,培养学生实践能力和创造能力谈一点粗浅的认识。

一、 变演示实验为边学边实验

课堂中的演示实验能使学生加深感性认识的过程,但它无法代替学生自身的学习活动。如果把教师的演示实验改为学生的边学边实验。则既能使学生获得清晰的印象,又能培养学生的实验能力,提高学生的学习兴趣和主动性。学生在教师指导下学习,边实验、边思考、边讨论,以物学理,能较快地掌握物理知识。因此,从某种意义上讲,边学边实验起到了演示实验与学生分组实验的综合作用。例如:研究影响电阻大小的因素的实验,课本上是三个演示示实验,如将其改成边学边实验后,可从以下两个方面进行设置:

(一) 器材的选择

课本上以镍铬合金丝作为实验导体,我将其换为HB型的铅笔芯。这样做可以解决将演示实验改为边学边实验时器材的不足、不易准备的问题,取材方便且应用灵活,而且是学生很熟悉的常见材料,增强了实验的可信度。

(二) 方案的设计

常规的实验教学中,学生往往依据书上的详细步骤,利用现成的表格,填写数据,而目的、原理、结论等照书抄一遍,实验就算完成。这样的实验,学生收获其实很少。鉴于此,应从如下两个方面引导学生:

1. 寻找研究方法

教师提出问题:影响导体电阻的因素可能有哪些?并提示学生与车流、人流通过道路的现象相比较,学生经过猜想,归纳出三个主要因素后,继续提问:要弄清每个因素与电阻的关系,如何设计实验?学生经过逐步引导,学会了“控制变量法”这一常用的研究物理问题的方法。这样,由学生自己去领悟研究问题的方法,比教师盘托出的印象会深刻得多。

2. 确定具体步骤

在实验器材上,我又设置问题:只提供两支长短、粗细均相同的HB型铅笔芯,如何研究导体的长度、横截面积对电阻的影响?这时,学生的思维十分活跃,提出了诸如小刀销笔芯、移动鳄鱼夹改变接入电路的笔芯的长短等方法,最终学生自己肯定了简便易行的方法:即将两支铅笔芯分别串、并联就可以明显地改变导体的长短和粗细了。经过如此处理,学生的兴趣十分浓厚,实验也就自然而然达到了预期的效果。

二、 精心组织学生分组实验

学生一走进实验室,只有浓厚的兴趣,拿起仪器就摆弄,对实验应达到的要求心中无数,学生处于“失控”状态,教师在实验中总是充当“实验保姆”匆匆忙忙效果不佳。如何组织学生分组实验,下面就“测固体和液体的”密度这个实验谈一下做法:

1. 把握好预习准备阶段——实验预习

实验预习是做好实验的基本保证;实验前要求学生熟悉实验目的,原理,要事先布置如下问题:“测固体和液体的密度”实验的目的是什么?所依据的原理是什么?要测出固体和液体的密度,首先必须要测出的物理量,最后根据公式与规律算出固体和液体的密度,测体积时视线应与量筒的操作规则。

2. 采用激励机制——实验擂台赛

实验擂台赛可以充分调动学生实验的积极性,学生好胜心强,求知欲强,而且都想充分表现自己的才华,利用学生这一心理特征,在实验前公布实验分组情况。为了保证实验教学的顺利开展,老师必须对各组学生的动手能力、分析问题能力做好调配,然后提出本节实验将采取“四比”:(1)比对该实验的目的原理熟悉程度;(2)比实验过程中的操作熟练程度;(3)比实验纪律;(4)比实验结果误差大小。根据各实验小组最后得分情况确定下次实验操作赛的擂主,其他实验小组向擂主提出挑战,使学生在今后所有的实验过程中,一直处于不断竞争的状态。

3. 进行分组实验——尝试操作

这是实验的中心环节,分组实验是学生手脑并用阶段,在学生准备比较充分的基础上,尽可能调动所有学生的参与意识。在这一实验中把全班学生分为四人一组,分工合作,要求一个测质量,一个则体积,一个记录数据,一个计算出结果,并及时将结果板书至上,然后轮流操作,使每个学生对实验的操作都有所了解,达到每个人对实验部熟悉,在学生动手实验过程中,教师观察他们是否按步骤进行,以及操作的技能情况,再根据表中的数据检查结论的准确性。

4. 评比——反馈校正

在各实验小组将数据都填齐后,教师在表中填上作为实验标准数据(事先测定)。评价各组得分情况,评出优胜小组,作为下次实验的擂主,由其他实验小组对擂主提出挑战。

这一节的教学将“失控”的实验变为有序的、定向的实验操作比赛,学生对实验目的、原理、操作步骤都一目了然,较好地完成了这一实验,并且使学生间的相互协作精神得到了锻炼,进一步培养学生全员参与意识,调动了学生学习的积极性和主动性。

三、 改革实验教学,营造创新氛围,培养创新能力

实验教学是物理教学实施创新教育的重要基础和手段,实验不仅对激发学生学习兴趣,提高实践能力具有不可替代的作用,而且也是为学生创设创新氛围,培养创新意识、创新思维、创新能力,提高科学素质的有效途径当前实验教学普遍存在着只重视简单的操作练习。教材中的演示实验和学生实验,从器材、方法到表格设计都是按照规定好的步骤和方法进行实验,教师很少去引导学生思考和探索,有些学生在实验中只是依葫芦画瓢,根本不能领会实验的原理和思想。不利于学生创新思维的培养。因此必须改革实验教学的方法。例如,在验证机械能守恒的实验中,可以启发学生思考,你能否利用现有装置测定当地的重力加速度?你还能设计几种测定当地重力加速度的方法?在学生电学分组实验中,在掌握实验原理的基础上,允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行操作实验,可以极大地提高学生学习物理的兴趣,发展学生的个性,活跃学生的创新思维。在实验中学生需要在各种因素中取舍,对所得的信息进行筛选,这就要求学生在追求既定目标的过程中应变、思考和探索,使学生的分析、抽象、综合、表达的能力都得到训练和发挥。

在演示实验中,教师不限于教材或教参的安排,进行一些创新设计,可以将一些演示实验改为学生探索性实验。让学生选择器材、设计实验方法,在实验中发现问题和寻找解决问题的方法等等。通过创设条件,让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生学习的主动性,从而激发学生的创造性思维,对学生创新能力的培养起着潜移默化的作用。在实验教学中,教师不失时机地对学生中的标新立异的方法给予肯定、支持和帮助,鼓励学生大胆地猜想和独立地思考,并通过实验否定错误的假设或修正不完善的猜想,从而使学生解决问题的勇气、信心、毅力、实践能力和创造能力得到有效的培养。

作者简介:

周贤勇,四川省乐山市,四川省乐山市市中区童家学校。

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