物理实验教学中的创新教育
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作者: 李荣芬
物理学是一门以实验为基础的科学。物理实验作为物理教学的基本手段,有其特殊的教学功能:不仅能够为学生提供学习的感性材料,验证物理定律,而且能够提供科学的思维方法,加深对基本知识的认识程度,激发学生的求知欲,培养学生的探索能力。而众多的物理概念、规律正是通过观察和实验再认真地加以思索和总结得到的。那么,物理实验教学中如何实现创新呢?
一、物理实验创新的准备
观察是实验的最基本的方法,观察是物理实验创新的准备。所谓观察就是要有目的地辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因,同时还要使学生了解观察是要经过一定的努力,克服一定的困难,才能发现问题,才能得到对事物的正确认识和结论。
1、在演示实验中培养学生的观察能力。学生对怎样进行观察缺少经验,观察时抓不住关键,这就要求教师要在实际教学中引导学生进行观察演示实验,这对培养学生的观察能力是很重要的,学习过程中有许多演示实验,学生对演示实验很感兴趣,演示实验中,教师对所做实验的每一步都应该对学生提出具体的观察要求,使学生掌握正确的观察方法。
2、分组实验中培养学生创新能力。物理教材中安排了一些实验就是培养学生的观察能力的。实验时要有意识的安排学生去观察,如水的沸腾实验要求学生注意观察在给水加热的过程中,能看到什么?在此基础上引导同学讨论观察的方法和应注意的问题。也可以把某些验证性实验改成探索性实验,提高学生的创新能力。如验证牛顿第二定律可以让学生先实验观察、探索加速度和力的关系,以及加速度和质量的关系,后启发学生分析实验结果得出结论,使学生创新能力在探索观察实验中得到进一步培养。
3、课外活动中激发学生的观察兴趣,激发创新动机。组织学生参观、做课外小实验等,激发学生的观察兴趣。让学生先查资料后自制小杆秤、万花筒、潜望镜等。还比如学习照相机前,就布置学生写小论文《照相机》使学主动的去观察了解照相机的相关物理知识,在此基础上进行观察演讲,活跃了学生的思维,调动了学生的积极性,提高了学生学习物理的兴趣,组织学生参加社会实践活动,使学生了解物理知识在生产实际中的广泛应用。达到培养、激发创新潜能和创新思维的目的。
二、物理实验创新的基本环节
物理实验创新的基本环节为:研――讨――结。这种模式强调“研”与“结”,通过教师指导,学生具体操作研究,通过对实验现象的观察,数据的分析处理、讨论、探讨,最后总结出研究的结论。在演示实验教学中,教师应启发学生提出问题,做出猜想,预示现象的发生和发展过程,再进行实验观察;或者,发现问题,提出解决问题的方案,再观察实验现象。在这里,激发思维冲突使学生产生质疑最为重要。
例如,给导体带电,静电平衡的时候,电荷分布在哪里呢?问题一经提出,实验的目的也就很清楚了,如果再与学生共同讨论演示方案,观察和思考的主动权就交给了学生。这种模式重点在于培养学生观察、分析及实际动手能力。我不仅开足大纲中要求的所有学生分组实验和教师演示实验,我们还增加了部分演示实验;将部分演示实验改为随堂的学生实验;将个别验证性实验改为探索性实验。例如在讲“电荷库仑定律”一节时,我们用很细的铜丝制成小肥皂泡,用来演示同种电荷相斥,异种电荷相吸,同时也能观察到静电力与电荷间距离的大小有一定关系,并且设计成学生随堂实验,这堂课学生气氛空前活跃,起到了事半功倍的效果。再如“稳恒电流”一章,课本的例题和习题由学生自己先理论计算后进行“试验模拟”这种探讨教学增强了物理课的特色,提高了学生的兴趣。
三、物理实验创新对学生的要求
1、理解物理实验及其创新意义。对于彩虹,学生认为只有在特定雨天后才能看到,平时看不到。教学中教师可以用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里,使学生感到新奇,通过这段教学师生共同讨论,形成共识,知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。通过实验,能够对物理事实获得具体的明确的认识,有助于理解物理概念和规律。教学中可以向学生适当介绍一些物理学大师所做的物理实验以及所取得的成绩。以期达到激发学生渴望实验的目的。我们可以从中得到什么启发,实验是否需进一步改进,改变一些器材能否做其它的实验,在变中创新,进一步发散学生思维来加深学生对实验内涵的领悟。
2、扎实的实验基本功是进行创新的基础。学生实验能力的培养是一项长期的工作,应贯串在整个物理教学过程中,尽可能多地创造实验机会让学生多参与。课堂上,在教师演示实验中也最大限度让学生多动手。如声的产生中的音叉实验、摩擦起电实验等就请学生做;将其中的一些演示实验改成学生分组实验如平面镜成像特点实验、决定导体电阻大小的因素实验等;做好教材中的小实验;让学生参与准备和整理实验器材,使学生有更多的接触实验器材的机会,以便了解器材的性能、用途。处理好实验性的习题,准备好相关的实验器材,让学生亲自动手做,通过观察、分析从中得出结论。
教师也可以大胆地让学生去创新,用身边的坛坛罐罐等一些生活中常用物体去做实验。例如学习力的相互作用这部分内容时,就让学生通过拍桌子感到手疼来体会。如用铅笔、小刀和图钉等做压强实验,用雪碧瓶做液体压强与深度关系实验、失重实验,用汽水瓶、茶杯做大气压实验,用小药瓶做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等。
总之,这样多给学生动手的机会,也充分利用资源开发出能充分说明问题的新实验器材。有利于调动了学生实验的积极性。开拓了学生的创新视野。
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