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运用物理实验教学培养学生创新能力

2021-07-19廖亚深

广东教学报·教育综合 2021年70期
关键词:物理实验物理教学创新能力

廖亚深

【摘要】初中物理课程标准要求学生在掌握物理知识和技能的基础上,培养科学探索精神,提高科学探索能力。本文主要基于初中物理知识,以物理实验课堂教学为载体,充分发挥学生的主体地位,在实验中引导我们学生可以进行企业自主探究。激发学生的创新意识,培养学生的创新思维,培养学生的创新技能,找出培养学生创新能力的有效教学策略,促进学生创新能力的发展。

【关键词】物理实验;创新能力;物理教学

创新能力是一个国家发展的灵魂,是科技进步的主要动力。国家发展创新思维能力的关键问题在于人才,人才的培养关键在于教育。当前教育发展的重要方向是培养创新型人才。基础知识教育中的物理学科是培养提高学生通过创新发展能力的重要技术学科,物理学由理论和实验两部分组成,物理学的理论是人类对自然界最基本与最普遍规律的认识和概括,物理实验是人类社会认识这个世界的重要经济活动,是进行管理科学分析研究的基础。初中物理课程要让学生掌握初步的物理知识和技能,经历科学探究的基本过程,具备初步的实验操作技能和科学探究能力。在物理教学中锻炼学生的物理思维,可以从物理现象和实验中总结科学规律,尝试运用已知的科学规律来解释某些具体问题,尝试创新解决问题,初步形成创新能力。

一、物理实验价值及意义

物理实验的价值在于可以通过分析实验的方式,运用自己所学的物理学习知识,验证已有的物理理论知识或探究新的想法。通过物理实验验证物理知识,有利于激发学生的求知欲,加深对知识的理解和运用能力。学生在物理实验中探索新的假设,在实验过程中加强学生动手能力的培养,从假设到实验的实现,逐步完善学生的创造性思维。

二、创新能力分析

21世纪能力分析框架展示了学生发展需要我们具备的三类能力:生活与事业技能、学习与创新思维能力、信息网络媒体与科技素养。其中,创新能力是指运用新思想,在发现问题的基础上分析问题,从变革的角度寻找问题解决方案的能力。创新能力不是虚幻的、不可预知的,与常规事物相比是不同的、独到的,表现在敢于质疑知识,敢于提出自己的想法和问题,能够把学到的东西重新组织起来,萌发新的想法。创新发展能力主要包括企业创新意识、创新思维和创新技能,其中创新思维是创新工作能力的核心。

三、物理实验的培养创新能力存在问题

初中物理课程具有成熟的理论框架,巩固了学生思维的发展。物理知识和实验的固化对实验中学生创新能力的培养和发展有很大的局限性。在初中物理实验教学中,学生创新能力的培养存在三个明显的问题。一是提高学生的物理理论基础教育知识不扎实,“问渠那得清如许,为有源头活水来”,创新发展并不是一个凭空产生,需要有扎实的基础进行知识。二是初级中学物理实验,许多学生在实验验证中一步一步的理论知识,没有促进学生的创新意识。第三,实验中缺乏理论联系实际,学生没有形成创新技能。

四、在物理实验中培养创新能力的教学策略

初中的物理实验,在验证物理学习知识的同时,更是促进中国学生自己动手实践能力,促进学生进行创新思维发展的重要途径。培养学生在物理实验中的创新能力,需要打破固有思维,敢于突破教材的局限,激发学生的创新意识,鼓励学生自主设计物理实验。物理教师在学生物理知识的基础上,积极引导学生进行探索性物理实验,有利于学生创新思维的发展和创新能力的发展。

1.利用实验夯实基础,融会贯通助力创新

大部分农村地区从初中二年级学生开始开设物理教育课程,相对于语文、数学和英语学习课程,物理实验课程开设的时间比较晚。在初中,物理学科注重科学知识的传授和技能的训练。以物理知识为基础,培养学生的科学探究能力、创新意识和科学精神。但初级中学学生接触物理学科的时间不长,物理基础知识的掌握和运用需要提高。因此,在物理教学实验中验证理论知识,加深对物理专业知识的理解,熟练应用物理的基础教育知识,夯实物理知识经济基础,是初中物理学习的首要工作任务。在掌握物理基础知识的基础上,利用物理知识解决问题是必要的,这将有助于学生产生新的想法,支持学生的创新活动。

比如,在学习电路知识之前,学生们对生活中各种功能的电路和电器充满了好奇心,但由于缺乏基本的电知识,他们只能望着《路》感叹。学生进行学习与电学以及相关的物理理论知识后,对电学方面相关的物理教学知识还限于纸上的知识,通过控制电路中的串联系统电路、并联电路、欧姆定律、电功率等实验,学生可以理解和掌握了与电学的相关专业知识,他们已经开始有很多新的想法,如设计多开关楼梯灯、设计研究家庭内部电路、设计闪烁的彩色灯等。因此,利用物理实验(下转第15版)(上接第10版)整合基础知识,是学生新思想的源泉,有助于学生创造创新理念。

2.应用实验创新意识,自主探究激活思维

初中物理实验是以基础知识实验为基础的,对实验具有较强的可操作性和可塑性。在物理教学实验中可充分发展发挥班集体的智慧,在班级中开展头脑风暴活动,集思广益地收集管理班级同学对实验设计方案的看法,有助于提高实验研究方案的改进和创新,激发我们学生的创新服务意识。在小组或个人实验过程中,学生往往会有一些自己的想法,有些不成熟或不可行,有些包含创新思维。教师应积极鼓励学生创造性地思考,引导合理的思路,摒弃不切实际的想法,让学生自己设计实验方案,通过实验对新的假设进行自己的探索、验证和完善。

例如,在学习《内能》时,在讲解如何进行快速降温时,教师可结合企业实际的问题研究设计通过实验:机械运动会产生热量,过多的热量会造成信息安全隐患,甚至可以导致网络安全生产事故。如何设计有效的机械冷却实验装置,引导学生考虑以下设计方向:增加机械表面的空气流量,设计风带走热量的实验装置,利用液体的高比热容。引导学生运用物理知识激发学生的创新意识,独立思考,激活创新思维,探索合理的冷却装置,通过实验实现自己的思想。

3.运用实验解决问题,逐渐形成创新技能

初中的物理知识大部分都是与生活息息相关,在生活中有很多问题我们需要企业可以通过使用物理知识内容进行分析解决。在物理实验课上,教师让学生关注生活中与实验相关的知识的实际问题,选择一些自己在生活中感兴趣的实际问题,并分析问题产生的原因。运用物理学的知识进行分析,并尝试创造解决方案,创新解决生活中的问题,培养学生的创新技能。

例如,在生活中,有很多同学会忘记浇花,下雨忘记关窗和收衣服等事情,这些问题事情发展会给我们生活环境带来企业很多烦恼。为了解决生活中的问题,物理老师要求学生筛选出其中一个有代表性的问题,引导学生头脑风暴,尝试设计实验方案,通过实验形成问题的解决方案。如果学生选择解决雨中自动关窗的问题,分析问题:问题的关键在于如何正确判断雨,雨后如何控制关窗,从而实现自动关窗装置。让学生通过查找一个合适的传感器(如湿度温度传感器、雨水感应传感器等),根据不同传感器的接收的数据来判断企业是否下雨,当传感器信息反馈下雨的数据后,再控制关窗的机械设备装置需要进行关窗操作。自动闭窗设备涉及传感器、电路、机械设备、计算机编程和物理控制方面的知识。学生设计窗口关闭装置的方案,购买相关装置,通过实验对装置进行组装和调试,从而实现预设的功能。学生可以通过实验进行综合运用物理知识和其他国家相关的知识,解决社会生活中的实际管理问题,有利于促进学生自主创新思维的发展,逐渐形成创新技能。

创新能力是21世纪的一项重要能力。物理实验是初中物理教學中培养学生创新能力的重要途径。在物理教学中培养学生的创新能力,需要利用物理实验加深学生对物理知识的理解和掌握,激发学生的创新意识,激活学生的创新思维,通过理论与实践的结合解决生活中的问题,形成学生的创新技能。

【参考文献】

[1] 腾飞.学生创新能力培养[M].东北师范大学出版社,2010,9(1).

[2] 陈海涛.巧用物理实验设计 培养学生创新能力[J].物理教师,2019,40(01):14-17.

[3] 冯秀女.重视物理实验教学 培养学生科学探究能力[J].现代农村科技,2021(01):89.

[4] 李骏.初中物理实验教学中创新思维能力的培养[J].科学咨询(教育科研),2020(10):297-298.

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