注重物理实验教学 培养学生创新能力

摘 要:物理实验是培养学生科学素质的基本途径。本文从“改进实验设计”“采用多种实验方法”“重视实验过程与方法”“保持主动探索态度”四个方面阐述了在初中物理教学中注重实验教学,培养学生的创新能力。

关键词:创新能力 实验教学 主动探索 质疑

在教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容,而中学物理以其学科的特点,在创新能力培养方面具有得天独厚的优势。那么,如何来培养学生的创新能力呢?我个人认为在教学中要注重物理实验教学,因为物理实验是人类认识世界的一种重要活动,也是培养学生科学素质的基本途径。下面就谈一下我在物理教学中的一些具体做法。

一、改进实验设计,培养学生的实验创新能力

中国科学院院士朱兆良说过:“如果人云亦云,就永远不会超越,只有形成自己的思路、思想,多方面看问题,才能超越前人。”科学表明,通过不可预测的实验现象的刺激,能激发学生的兴趣,从而产生好奇心和创新意识。因此,教师通过认真思考,大胆创新,积极地改进实验装置和操作,简化复杂的实验过程,提高实验现象的可观性,或设计一些教材所没有的又易于完成的课堂实验,设计悬念,让学生在新奇中产生积极探索、研究问题的欲望。

例如,苏科版物理八年级下册,“气体的压强”一节设计了一个体验大气压存在的实验:实验时在易拉罐中放入少量水,点燃酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,用橡皮泥(或面团)堵住罐口,撤去酒精灯,让易拉罐自然冷却。能观察到易拉罐变形并发出响声。但实际实验过程中由于自然冷却时间较长,一旦出现漏气现象或橡皮泥被压入罐中,效果就不会很理想;同时,加热后的易拉罐温度较高,容易烫手。

针对上述缺陷,笔者在实际教学中,对该实验进行了以下改进:

实验前的准备:一根较粗铁丝绕成弧型恰好能套住易拉罐如图1:盛满水的大烧杯一只、酒精灯、火柴等。

实验过程:在易拉罐中加入少量水,点燃酒精灯,手持铁丝另一端对易拉罐进行加热如图2,加热时间应适当延长些,有利于排尽罐内的空气,待罐口出现白雾时将易拉罐倒扣在水面上,会观察到易拉罐迅速被压缩变形,窜入水中同时发出更响亮的声音。在教学中可向学生说明为何要进行这样的改进,以此来培养学生“不唯书”的开拓创新精神。

二、采用多种实验方法,培养学生的创新设计能力

现在中考命题主要通过设计性问题、设计性实验作为载体考查学生的创新思维能力和实践能力,因此我们在物理实验教学中要采用多种实验方法来培养学生的实验设计能力。在初中物理教科书中,最主要的实验是“测密度”“测电阻”与“测电功率”等,这几个实验可以根据不同的器材组合出不同的实验方法。因此对于学生分组实验,我们首先要求学生掌握实验原理,在此基础上,允许学生用不同的器材、实验步骤进行实验。例如,在一个电路设计题中,给出两根相同的电热丝,一个单刀单掷开关,一个单刀双掷开关,电源,导线若干,我要求学生设计一个尽可能实现多档调温功能的电路。学生一开始无从着手,于是我从电阻丝的连接方式引导,两个电阻丝串联阻值最大,一个电阻丝次之,两个并联阻值最小,再讨论产生的热量Q=U2t/R,可知当U一定,t相同时,Q与R成反比(这是设计该题的核心)。这样学生在引导下很容易设计出三种电路图。

三、重视实验过程与方法,培养学生的探究创新能力

新课标不着重要求学生严格按照预设的实验步骤进行操作,以确保实验的“成功”,并把关键的具体步骤作为知识回忆;而是重视学生按照各自的思路设计各种实验方案,进行对比分析,理解设计思想。这样可鼓励学生大胆尝试,积极主动地思考和探索,体验和领会研究物理问题的思路、方法,促进科学创新精神的培养,同时也体现了尊重学生差异,以学生发展为本的教学理念。

例如:探究凸透镜成像规律

《大纲》要求:

(1)先测出凸透镜的焦距。

(2)把物体放在距凸透镜中心2倍焦距以外,移动光屏,使物体在光屏成一个清晰的像,观察像的特征与像到透镜的距离。

(3)把物体放在距凸透镜中心1倍焦距和2倍焦距之间,移动光屏,使物体在光屏上成一个清晰的像,观察像的特征与像到透镜的距离。

(4)把物体放在距凸透镜中心1倍焦距以内,移动光屏,使物体在光屏上成一个清晰的像。如果不能观察到像,请从光屏一侧通过透镜观察物体成像的特征。

(5)分析凸透镜成像的规律。

新课标要求:

(1)在学生知道照相机和投影仪成像特点的基础上教师提出问题:像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系?

(2)鼓励学生大胆猜想和假设。

(3)请同学设计实验验证(或)自己的猜想。

(4)按自己的设计进行实验,并记录数据。

(5)分析数据,按照探究开始时提出的问题总结凸透镜成像的规律。

以上两种要求对比,更体现了新标准重视实验的过程和方法,而学生实验的结果可以有所不同。对凸透镜成像规律的探究不要学生按预设的实验步骤统一完成,而是大胆放手让学生按照自己的猜想设计方案进行探究。探究过程也不按焦距的划分来进行。实验要求有所降低,但注重了实验的过程与方法设计,这更接近实验探究的本来面貌,更能培养学生的探究创新能力。

参考文献:

[1]《全日制义务教育物理课程标准》(实验稿).

[2]李建平.《教师如何走进新课程――课程专家与课程实施者的对话》.

[3]尤永清,孙建生.《新课程典型课案例与点评》.

作者单位:江苏省苏州市吴中区碧波中学