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【摘 要】物理是一门以实验为基础的自然科学,要想在实验教学中创新,培养学生的创新能力,一是教师要具备创新的教育理念;二是找到创新能力培养的策略。创新能力的培养可从以下几个方面来进行:优化课堂教学;加强物理实验中教师的指导;培养学生有目的寻找资料的能力和课外实验能力。
【关键词】高中物理 实验教学 创新能力 培养策略
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2010)05-0159-02
素质教育的核心是创新思维和实践能力的培养,21世纪是科学与技术革命更加深入的世纪,是竞争更加激烈,变化更加迅速,创新更加层出不穷的世纪。因此,学校培养的学生应具有创新精神和创新能力。物理是一门以实验为基础的自然科学,怎样在实验教学中创新,培养学生的创新能力,在此谈谈笔者的一点粗浅体会。
一、教师要具备创新的教育理念
1.更新教育理念,重视实验教学。
因为物理实验具有直观、生动、鲜明、形象等特点,是其他学科无法比拟的教学手段。因此中学物理实验教学通过教师的演示实验和学生自己动手的分组实验,以期培养学生的观察能力、分析归纳综合能力与实验动手能力,也就是提高学生的综合创新能力。
物理实验可使学生加深理解和掌握基础知识,又能培养学生技能,发展学生学习能力,激发学生的学习兴趣,养成科学的学习方法和习惯,是学生在学习过程中具有特殊重要功能的一种学习手段。
充分认识物理实验教学的功能,用先进的教学理念指导物理实验教学,是教师对学生实施创新教育的理论依据。
2.努力发挥教师的主导作用
对学生进行创新能力的培养,教师首先要完善自己的创造性人格,这是一项非常必要、十分艰巨、又需要长期“健身”的活动。教师要用自身的人格魅力来影响并引导学生,促进学生创新精神的形成和发展。这就需要教师本身做到与时俱进,努力掌握现代教育技术,并在教学实践中广泛使用,同时对有关的物理实验进行改革,让学生感受教师的创新精神,作为学生发展创新精神的一种示范或榜样。
同时创新教育要求教师确立以学生为中心的教育主体观,建立民主、平等的关系,尊重学生的见解,宽容失误,欣赏独特的发现,做学生发展的促进者。即要宽容学生实验中的失误,及时发现学生对某个实验独特的见解,并鼓励学生将自己的看法勇敢地陈述出来,充分肯定其合理部分,并对其不合理的部分进行适当的引导。教师在教学过程中切忌包办代替,应善于引导质疑,做学生发展的引导者。
二、创新能力培养的策略
1.优化课堂教学
(1)提高课堂演示实验的可观察性和兴趣性,发展学生的观察能力。
物理相对其他学科而言比较难,学生要想学懂要下很大气力,所以有些学生见到物理就怕,而利用一个简单有趣的演示实验来引入新课很容易将学生的注意力吸引过来,让学生一下子就对本节课产生兴趣,从而全身心地投入到物理学习中来。用于引入新课的演示实验一定要简单、有趣、现象明显,让学生感到这个现象生活中很难看到,从而引起学生的好奇心,想探究个明白。然后教师抓住这个机会让学生回答看到了什么现象,这个现象可能产生的原因等问题。这种引入新课的方式体现了新课标中主导与主体的关系,学生学习科学的方式不是被动的接受,而是主动参与科学探究,同时也培养了学生的问题意识,从“要我学”变成“我要学”。比如讲电磁感应现象这节课时,教师首先演示三个实验即导体切割磁感线、通电螺线管在闭合回路中插入拔出、通过改变滑动变阻器的电阻值来改变电流强弱进而改变磁场强弱,然后让学生仔细观察演示电表的指针,闭合回路在没有电源的条件下电流计指针偏转,说明回路中有电流产生,学生马上对此发生兴趣并提出问题:没有电源回路中的电流是怎样产生的呢?
为什么电流的方向还可以改变?为什么电流的大小还可以控制?这样,不仅吸引了学生的注意力,还将本节课的主要内容引了出来。
此外,也可将某些演示实验放在投影仪上进行,学生通过大屏幕观察某些实验的反应过程和现象,这样更能吸引学生观察实验的兴趣,培养学生对物理现象的观察和思考能力。
(2)将演示实验从验证性实验演变为探究性实验
教材中的演示实验一般以一些验证性实验为主,这些实验往往通过实验现象验证某一个结论。而物理研究性实验则是用一定的实验方法,创设不同的实验情景,引导学生对一些物理反应,从多方位、多层面进行分析,以期研究某一反应的实质和规律,从而解释客观事实。这类实验的一般顺序为:实验→观察→提出问题→讨论→分析比较→结论。这就要求学生在未知实验结果之前,在实验过程中仔细观察实验现象,实事求是作出记录,作出科学合理的解释,获得正确的结论,从而培养学生的探究能力和创新思维。
例如:平抛物体运动规律的演示,一个关键问题是如何在无法测定速度、加速度的情况下进行规律的研究,先给学生一定的时间思考,再由教师演示,让两小球从同一高度分别做平抛运动、自由落体运动,比较是否同时落地,让学生分析这个实验说明了什么,这个过程教师不要轻易给出结论性提示。这样做的目的是给学生提供探索的空间,使学生体会这种将定量研究转化为定性研究的办法,即实验转化法。以上实验方法为学生提供了新的教学环境,在新环境下,学生独立自主思考、探索问题,避免因教师先讲或预习教材造成的“先入为主”的影响,要让学生人人有自己的猜想、观点、看法,并努力形成各自的实验设计。依据教学时间安排和具体课堂教学进展,必要时教师以学生身份发表自己的实验设计(或拿出事先准备好的仪器设备,或让学生阅读教材中的有关部分),之后,再开始具体的实验操作。随后让学生自己动手实验,从实验现象加以分析总结,得出相应的结果。这样,将验证性演示实验,转变为一个学生自己提出课题,自己设计实验步骤,通过观察实验现象、分析结果,得出结论的探究性实验,从而有利于发展学生的创造性思维。
(3)将部分演示实验改为课堂中学生自己动手的实验
学生学习行为品质的能力是指完成学习任务从而直接影响效率的个性心理特征。它包括观察能力、逻辑思维能力及特殊能力即操作能力。学生动手的过程实际上也是一个动脑的过程,通过设计实验、准备实验、实验后找出最佳的方案,进而培养学生的动手能力。
鉴于此,在教学过程中,将那些操作比较简单、装置不复杂、安全性又比较大的演示实验,在条件允许的情况下,改为边讲边实验,让学生自己动手操作练习。例如,“测量电源的电动势和内电阻”、“机械能守恒定律的验证”、“探索弹力和弹簧伸长的关系”、“描绘小电珠的伏安特性曲线”“测定金属的电阻率”、“测定玻璃的折射率”等实验,教师可根据学生实验能力和心理,让学生自己设计实验方案,提出所需的器材,进行课堂内的实验。这样既培养了学生的动手能力,又培养了学生的探究思维能力,并且教师在运用引导——研究的课堂教学模式中,优化了课堂教学。
2.加强物理实验中教师的指导
在学生分组实验过程中应着重培养学生的能力,而能力的提高也只有在学习过程中得到训练才能得以实现。教师要引导学生如何观察实验现象,并根据实验现象结合所学过的理论知识,将其归纳总结,最终得出正确的结论。这实际上也是培养学生在今后如何自己设计实验,并通过实验现象而归纳得到相关的结论。要观察到正确的实验现象,必须在实验中有正确的操作方法,即避免由操作失误而引起的现象的偏差,所以教师在学生分组实验的巡视过程中特别要注意学生操作的正确性,发现问题及时纠正,如中和滴定中液面读数的正确读法,滴定过程中左右手的不同操作等。
由于各种不同的原因,学生分组实验会发生实验失败的现象。教师要鼓励学生面对失败,进行分析总结,找出失败的原因,并寻找完成实验的正确的方法和途径,鼓励他们重新实验,达到实验成功的目标。这样,在学生实验中培养他们学习物理的毅力,学会面对挫折,增强心理承受能力。
3.培养学生有目的寻找资料的能力和课外实验能力
学生在设计实验的过程中,经常会碰到一些曾经接触过,但并不完整的知识,这就要求学生通过查找相关的资料得到完整的信息。查阅有关的物理文献资料的能力是实践能力的一个组成部分。查阅各种资料,分析别人的经验和教训可提高自己的实践水平和质量。近年来,随着教育网的迅速发展,从网上查找实验教学的信息和咨讯,已成为一种普遍受欢迎的、较为快捷的现代化手段,上网查询各种资料也必然成为实践能力的组成部分之一。
此外课外实验题材广泛,材料极其丰富,是一种激发学生学习兴趣,发挥学生创造能力的有益活动,课外实验不仅能巩固和深化课内知识,而且有利于培养学生的实验技能,增强学生思维的独创性。我们开放实验室,进行物理小制作比赛,使学生尝试到动手动脑的乐趣;指导学生进行小发明创造,撰写科技小论文,培养学生的科幻意识和创新精神,通过这些活动培养了学生收集信息、处理信息的能力;发展兴趣特长,提高了学生的想象力,让学生对同一问题,善于全方位、广角度、多途径去分析思考,从而发展了学生的求异思维和创新能力,撞击学生的创造灵感,促进创新意识的形成和创新能力的培养。
总之,具有创新能力的人,他的思维有三个特点:一是创造性,二是发展性,三是新颖性,其中又以发散性思维为创造思维的核心。这种创造性思维的形成则是综合运用各种知识、技能并进行多角度、全方位、多层次思维活动的结果。中学的物理实验教学与物理课堂教学一样,应围绕这一目标,为培养学生的创新能力和可持续发展的学习能力而努力。
【关键词】高中物理 实验教学 创新能力 培养策略
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2010)05-0159-02
素质教育的核心是创新思维和实践能力的培养,21世纪是科学与技术革命更加深入的世纪,是竞争更加激烈,变化更加迅速,创新更加层出不穷的世纪。因此,学校培养的学生应具有创新精神和创新能力。物理是一门以实验为基础的自然科学,怎样在实验教学中创新,培养学生的创新能力,在此谈谈笔者的一点粗浅体会。
一、教师要具备创新的教育理念
1.更新教育理念,重视实验教学。
因为物理实验具有直观、生动、鲜明、形象等特点,是其他学科无法比拟的教学手段。因此中学物理实验教学通过教师的演示实验和学生自己动手的分组实验,以期培养学生的观察能力、分析归纳综合能力与实验动手能力,也就是提高学生的综合创新能力。
物理实验可使学生加深理解和掌握基础知识,又能培养学生技能,发展学生学习能力,激发学生的学习兴趣,养成科学的学习方法和习惯,是学生在学习过程中具有特殊重要功能的一种学习手段。
充分认识物理实验教学的功能,用先进的教学理念指导物理实验教学,是教师对学生实施创新教育的理论依据。
2.努力发挥教师的主导作用
对学生进行创新能力的培养,教师首先要完善自己的创造性人格,这是一项非常必要、十分艰巨、又需要长期“健身”的活动。教师要用自身的人格魅力来影响并引导学生,促进学生创新精神的形成和发展。这就需要教师本身做到与时俱进,努力掌握现代教育技术,并在教学实践中广泛使用,同时对有关的物理实验进行改革,让学生感受教师的创新精神,作为学生发展创新精神的一种示范或榜样。
同时创新教育要求教师确立以学生为中心的教育主体观,建立民主、平等的关系,尊重学生的见解,宽容失误,欣赏独特的发现,做学生发展的促进者。即要宽容学生实验中的失误,及时发现学生对某个实验独特的见解,并鼓励学生将自己的看法勇敢地陈述出来,充分肯定其合理部分,并对其不合理的部分进行适当的引导。教师在教学过程中切忌包办代替,应善于引导质疑,做学生发展的引导者。
二、创新能力培养的策略
1.优化课堂教学
(1)提高课堂演示实验的可观察性和兴趣性,发展学生的观察能力。
物理相对其他学科而言比较难,学生要想学懂要下很大气力,所以有些学生见到物理就怕,而利用一个简单有趣的演示实验来引入新课很容易将学生的注意力吸引过来,让学生一下子就对本节课产生兴趣,从而全身心地投入到物理学习中来。用于引入新课的演示实验一定要简单、有趣、现象明显,让学生感到这个现象生活中很难看到,从而引起学生的好奇心,想探究个明白。然后教师抓住这个机会让学生回答看到了什么现象,这个现象可能产生的原因等问题。这种引入新课的方式体现了新课标中主导与主体的关系,学生学习科学的方式不是被动的接受,而是主动参与科学探究,同时也培养了学生的问题意识,从“要我学”变成“我要学”。比如讲电磁感应现象这节课时,教师首先演示三个实验即导体切割磁感线、通电螺线管在闭合回路中插入拔出、通过改变滑动变阻器的电阻值来改变电流强弱进而改变磁场强弱,然后让学生仔细观察演示电表的指针,闭合回路在没有电源的条件下电流计指针偏转,说明回路中有电流产生,学生马上对此发生兴趣并提出问题:没有电源回路中的电流是怎样产生的呢?
为什么电流的方向还可以改变?为什么电流的大小还可以控制?这样,不仅吸引了学生的注意力,还将本节课的主要内容引了出来。
此外,也可将某些演示实验放在投影仪上进行,学生通过大屏幕观察某些实验的反应过程和现象,这样更能吸引学生观察实验的兴趣,培养学生对物理现象的观察和思考能力。
(2)将演示实验从验证性实验演变为探究性实验
教材中的演示实验一般以一些验证性实验为主,这些实验往往通过实验现象验证某一个结论。而物理研究性实验则是用一定的实验方法,创设不同的实验情景,引导学生对一些物理反应,从多方位、多层面进行分析,以期研究某一反应的实质和规律,从而解释客观事实。这类实验的一般顺序为:实验→观察→提出问题→讨论→分析比较→结论。这就要求学生在未知实验结果之前,在实验过程中仔细观察实验现象,实事求是作出记录,作出科学合理的解释,获得正确的结论,从而培养学生的探究能力和创新思维。
例如:平抛物体运动规律的演示,一个关键问题是如何在无法测定速度、加速度的情况下进行规律的研究,先给学生一定的时间思考,再由教师演示,让两小球从同一高度分别做平抛运动、自由落体运动,比较是否同时落地,让学生分析这个实验说明了什么,这个过程教师不要轻易给出结论性提示。这样做的目的是给学生提供探索的空间,使学生体会这种将定量研究转化为定性研究的办法,即实验转化法。以上实验方法为学生提供了新的教学环境,在新环境下,学生独立自主思考、探索问题,避免因教师先讲或预习教材造成的“先入为主”的影响,要让学生人人有自己的猜想、观点、看法,并努力形成各自的实验设计。依据教学时间安排和具体课堂教学进展,必要时教师以学生身份发表自己的实验设计(或拿出事先准备好的仪器设备,或让学生阅读教材中的有关部分),之后,再开始具体的实验操作。随后让学生自己动手实验,从实验现象加以分析总结,得出相应的结果。这样,将验证性演示实验,转变为一个学生自己提出课题,自己设计实验步骤,通过观察实验现象、分析结果,得出结论的探究性实验,从而有利于发展学生的创造性思维。
(3)将部分演示实验改为课堂中学生自己动手的实验
学生学习行为品质的能力是指完成学习任务从而直接影响效率的个性心理特征。它包括观察能力、逻辑思维能力及特殊能力即操作能力。学生动手的过程实际上也是一个动脑的过程,通过设计实验、准备实验、实验后找出最佳的方案,进而培养学生的动手能力。
鉴于此,在教学过程中,将那些操作比较简单、装置不复杂、安全性又比较大的演示实验,在条件允许的情况下,改为边讲边实验,让学生自己动手操作练习。例如,“测量电源的电动势和内电阻”、“机械能守恒定律的验证”、“探索弹力和弹簧伸长的关系”、“描绘小电珠的伏安特性曲线”“测定金属的电阻率”、“测定玻璃的折射率”等实验,教师可根据学生实验能力和心理,让学生自己设计实验方案,提出所需的器材,进行课堂内的实验。这样既培养了学生的动手能力,又培养了学生的探究思维能力,并且教师在运用引导——研究的课堂教学模式中,优化了课堂教学。
2.加强物理实验中教师的指导
在学生分组实验过程中应着重培养学生的能力,而能力的提高也只有在学习过程中得到训练才能得以实现。教师要引导学生如何观察实验现象,并根据实验现象结合所学过的理论知识,将其归纳总结,最终得出正确的结论。这实际上也是培养学生在今后如何自己设计实验,并通过实验现象而归纳得到相关的结论。要观察到正确的实验现象,必须在实验中有正确的操作方法,即避免由操作失误而引起的现象的偏差,所以教师在学生分组实验的巡视过程中特别要注意学生操作的正确性,发现问题及时纠正,如中和滴定中液面读数的正确读法,滴定过程中左右手的不同操作等。
由于各种不同的原因,学生分组实验会发生实验失败的现象。教师要鼓励学生面对失败,进行分析总结,找出失败的原因,并寻找完成实验的正确的方法和途径,鼓励他们重新实验,达到实验成功的目标。这样,在学生实验中培养他们学习物理的毅力,学会面对挫折,增强心理承受能力。
3.培养学生有目的寻找资料的能力和课外实验能力
学生在设计实验的过程中,经常会碰到一些曾经接触过,但并不完整的知识,这就要求学生通过查找相关的资料得到完整的信息。查阅有关的物理文献资料的能力是实践能力的一个组成部分。查阅各种资料,分析别人的经验和教训可提高自己的实践水平和质量。近年来,随着教育网的迅速发展,从网上查找实验教学的信息和咨讯,已成为一种普遍受欢迎的、较为快捷的现代化手段,上网查询各种资料也必然成为实践能力的组成部分之一。
此外课外实验题材广泛,材料极其丰富,是一种激发学生学习兴趣,发挥学生创造能力的有益活动,课外实验不仅能巩固和深化课内知识,而且有利于培养学生的实验技能,增强学生思维的独创性。我们开放实验室,进行物理小制作比赛,使学生尝试到动手动脑的乐趣;指导学生进行小发明创造,撰写科技小论文,培养学生的科幻意识和创新精神,通过这些活动培养了学生收集信息、处理信息的能力;发展兴趣特长,提高了学生的想象力,让学生对同一问题,善于全方位、广角度、多途径去分析思考,从而发展了学生的求异思维和创新能力,撞击学生的创造灵感,促进创新意识的形成和创新能力的培养。
总之,具有创新能力的人,他的思维有三个特点:一是创造性,二是发展性,三是新颖性,其中又以发散性思维为创造思维的核心。这种创造性思维的形成则是综合运用各种知识、技能并进行多角度、全方位、多层次思维活动的结果。中学的物理实验教学与物理课堂教学一样,应围绕这一目标,为培养学生的创新能力和可持续发展的学习能力而努力。