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如何在高中物理实验教学中培养学生的创新能力

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如何在高中物理实验教学中培养学生的创新能力 摘 要 “科学技术是第一生产力”,二十一世纪更是人才竞争的时代,人才竞 争归根结底是人才创新能力的竞争, 如何发展和培养更多的创新型人才?社会和 时代把这个责任推到了我们面前,如何适应时代的需求,如何把我们的教育事业 与社会需求紧密联系起来, 如何在我们的具体的物理教学过程中实现培养创新型 人才的探索和培养, 便是本课题的研究重点。作者根据对高中物理教学过程中出 现的问题, 以及教师在物理实验教学环节所采取的教学策略进行分析,结合新课 标对物理学实验的要求, 发现传统物理实验在当前的高中物理学科中是一个较薄 弱的教学环节。 为适应新课程标准的全面推行,作者针对目前高中物理实验教学 存在的问题,提出以重新认识实验在物理教学中的教育功能为前提的教学策略。 关键词 高中物理;实验教学;创新能力;培养 一、介绍著名的科学实验,激发学生 的创新意识 在物理学史上有许多精彩的实验,实验设计思想的创造性、实验装置的新颖 性和实验技术的艺术性,催生了不少物理学上的重大发现或技术上的出色发明。 介绍这些实验可向学生展现有趣的物理现象, 呈现许多真实的、 形象的物理故事。 学生在好奇心的驱使下, 会产生极大的兴趣去探索未知,从而产生学习的欲望和 学习的需要。例如,伽利略在自由落体实验中,大胆地向公众的观点挑战,他利 用最简单的、人人都可以做的实验来证明“物体下落的时间与重... 二、注重实验的开放性,多变性和创造性,培养学生的创新精神 中学物理教材中安排了演示实验和学生分组实验,其方法都只有一种,比如 学生分组实验,教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项,写的 面面俱到。每次实验课,教师还要花相当长的时间根据实验讲实验目的、原理, 然后学生照着现成的步骤,用相同的仪器,同一种方法,在规定时间内做完同一 个实验,最后得出同一结论。这对教师来说当然是省事了,但是不利于学生创新 精神的培养,不利于学生智能的发展。因此在实验教学活动中,我们可以对实验 教学的内容进行合理的变化,通过改变器材、条件,变化数据处理方法,以及改 变实验原理、目的来增强学生的创新意识,培养创新精神。 三、利用设计性实验培养学生的创新思维 我们知道设计性实验是根据实验要求理解实验原理,编写实验步骤,设计实 验表格, 正确选用仪器和器材, 并进行实验操作得出正确实验结果的一种实验形 式。 一个成功的实验,其设计思想总包含着对已有知识的灵活应用和创造性的科 学构思。通过领会前人的实验设计思想。体验科学家所经历的探索过程,可以获 得一条培养创新能力的有效途径。 在利用设计性实验教学过程中首先应该遵循“问题实验”的教学原则, 教师要 在激发学生创新意识的基础上,加强培养学生发现、提出和解决问题的能力,使 学生逐渐养成独立获取知识和创造性地运用知识的习惯。 通过让学生设计多种实 验方案,培养求异的发散思维;通过让学生概括、判断和总结各种方案的优劣培 养求同的集中思维。而发散思维、集中思维是培养学生创新思维的重要环节。其 次要按照设计性实验的内容培养学生的创新思维。 设计性实验的内容可以分为以 下三类:①测量某一物理量的课题。如“测平均速度”的课题,给学生斜面、小车 (或小球) 、刻度尺、手表(或停表) 、金属片等,由学生设计出实验装置、实验 原理、注意事项、实验结论等内容。此类实验便于结合实际,促进学生把基础知 识转化为能力。②探讨研究和应用的课题。例如学习了“动量守恒”,要求学生利 用一根弹性很好的竹片,几根绳,两个带孔的小球,一把刻度尺,在一个较光滑 的桌面上粗略研究动量守恒定律, 这个实验要求利用细线和刻度尺通过杠杆原理 测出质量比, 利用两小球离开桌面后平抛运动的水平距离测出水平速度之比。两 个小球事先用一根线拴好,动量守恒和杠杆原理等知识。同时,在思维上不能局 限于桌面,还要利用桌子的高度等,这些都有益于训练学生的思维,开拓他们的 思路, 从而提高他们创新思维。 ③研究测量方法的课题。 例如在伏安法测电阻后, 我们提出:“一位无线电修理工手边有最大阻值为 50Ω 的滑动变阻器 R0 和未知 电阻 RX 各一只,除用伏安法测量 RX 外还有哪些方法能测出它的大小(器材自 选)?”这样的研究课题,让学生根据课题要求,设计出多种测量方法。这类实 验可使学生学习和掌握一些实验中经常用到的测量方法, 可培养学生的思维的变 通能力,也就是培养了学生的创新思维。 参考文献: [1]中国物理学会教学委员会中学分会.世纪之交的物理教育研究[M].上海科 技出版社 2000/10. [2]杨介信,张大同.中学物理实验大全[M].上海:上海教育出版社,1995.



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