论物理实验教学中创新意识的构建

来源:用户上传      作者: 陈　胤

　　摘 要 培养学生的创新意识是教学理论研究中的重要课题。笔者通过近几年物理教学的实践和研究发现：物理实验是培养学生科学素质最有效的途径，也是培养学生创造力和创造性思维的最佳途径。良好实验情境的创设能激发学生的求知欲望，诱发学生的创新动机，引发学生的创新冲动，从而培养学生强烈的创新意识。同时，充分的实验条件、较强的动手能力与实践能力也能为创新提供重要保证。
　　 关键词 物理教学 物理实验教学 创新意识
　　
　　创新意识是人们从事创造活动的出发点和内驱力，是创造性思维、创造性想象与创造性行为的基础。因此，为实施创新教育，培养具有创新精神和创新能力的创新人才，在物理实验教学过程中首先要注重培养学生的创新意识。那么，如何在物理教学过程中培养学生的创新意识呢？众所周知，物理学是一门实验性、应用性极强的学科。物理学又是以实验为基础的学科。物理实验是培养学生科学素质最有效的途径，也是培养学生创造力和创造性思维的最佳途径。物理实验教学是培养学生动手操作能力、实践能力和创新能力的重要渠道。只有紧扣物理学科特点，利用其独特的教学环境与条件，突出创新意识的培养，才能符合时代对物理教学的要求，才能将物理教学提高到素质教育的新层次上来。
　　
　　一、引导学生主动参与实验教学过程，培养学生创新意识
　　
　　创设适宜的实验教学环境，引导学生主动参与教学过程，从而培养他们的创新意识。物理学是一门自然科学，又是一门实验科学，这使得物理教学的环境性较强。其中实验环境的创设对了解学生的认识规律、提高学生的学习兴趣、培养学生的创新能力显得尤为重要，因此，教师必须根据教学需要，积极为学生创设适宜的环境，这包括观察实验的环境、动手操作的环境、讨论问题的环境、锻炼思维的环境、学生独立学习的环境等。在物理实验教学过程中，除常规教学中的课堂演示实验、学生分组实验和若干课外小实验外，我们的实验教学可以在课上，也可以在课下；可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用日常生活中的现有物品，经常用学生身边的物品做实验，如用铅笔和小刀做压强实验，用雪碧瓶做液体压强与深度关系的实验，用汽水瓶做大气压实验，用眼药瓶做物体的浮沉实验，用水和玻璃做光的色散实验等，结合生活中常见的一些自然现象，引导学生从中找出相关的物理知识、尝试从中找出答案，对于这些器材学生更熟悉，更有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力：大家一起来想一想，还可以用什么来说明我们要知道的内容；或者这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题等，教学中把趣味性、知识性融于一体，提高学生的求知欲望，培养学生良好的学习习惯，调动学生刚刚起步的创新意识和创新精神。由此可见，要充分重视物理课堂教学过程，就充分调动学生的主动性和发挥学生的能动性，这样才能使学生的创新意识得以充分发挥。
　　
　　二、通过对物理现象的观察，培养学生创新意识
　　
　　观察是实验的第一步，也是创新的前提。没有对客观事物的认识是谈不到创新的。我们在实验教学中首先应该使学生知道：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；其次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正确的结论。
　　法拉第曾经说过：“没有观察，就没有科学。科学发现诞生于仔细的观察之中。”对于刚接触物理的初中学生，尤其要重视对现象的仔细观察。因为只有通过对现象的观察，才能对所学的物理知识有生动形象的感性认识；才能使我们对所学知识的理解不断深化。在教学中应该让学生知道，观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步，也是我们要进行任何创造和超越的第一步，我们所需要的不仅是大家观察到的结果，更重要的是观察这个活动的过程，观察在日常生活中无处不在。比如，观察自行车从平路驶到坡上，要想省力，后轴的齿轮应该换用较小的还是较大的？冰棍“冒”出的“白气”向上还是向下？为什么？新鲜鸡蛋在水中会下沉，假如陆续向水中加盐并轻轻搅拌，你能看到什么现象？这说明了什么？用开水把杯子烫热，立即扣在气球上，气球能把杯子“吸”住，这说明了什么？水的沸腾实验中要求学生注意观察在给水加热的过程中，能看到什么？在此基础上引导学生讨论观察的方法和应注意的问题，可以提示看到的不同现象是由不同原因所引起的，但是具体是哪些原因，应该由学生通过多次的实验得出一定的结论，而不是老师在黑板上把各种条件罗列出，再提供给学生实验，那样做实际限制了学生的思维，是不利于学生形成创新思维的。
　　仔细、认真地观察可以使我们从平时所熟悉的现象中发现新问题，对新问题的好奇使我们产生进一步探索的兴趣，由此就会提出一些我们尚未认识的新问题。对这些新问题，我们通常会用已经掌握的知识去分析、解决它，一旦发现用现有的知识不能解决这些问题时，我们就会主动地学习新的知识，用新的知识去认识那些新问题，在这个过程中，不仅有助于提高我们应用所学知识分析、解决问题的能力，也培养了学生的创新意识。
　　
　　三、注重验证性实验题目教学，培养学生创新意识
　　
　　物理实验有相当一部分是基础验证性实验，验证性实验是对知识的正确与否加以验证。如果用以往的验证性实验的教学过程进行教学，则学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼，也不利于培养学生主动探索。而探索式的实验教学过程对培养学生思维能力、创新意识，观察实验能力等方面有独到的作用。因此，在进行验证性实验的教学过程中，我们采用了探索式实验的教学方法，即让学生根据预习的实验教材和相关的资料自行设计切实可行的实验步骤。在做的过程中，让学生多想想：换种方法行不行?以此渗透物理思想，启迪学生思路，激发学生的兴趣，达到培养学生创新意识的目的。例如，在进行《碰撞实验》的教学过程中，我们首先让学生按照自己设计好的实验方案做实验，使学生从实验中初步掌握物体在碰撞前、后过程中，两物体质量和速度之积所遵循的规律。接着，继续引导学生改变碰撞前两物体的运动状态，使学生先思考是否与前者效果一致，然后再继续记录数据，让学生们通过几种不同的物体运动状态碰撞时所记录的数据进行计算并比较，最后得出结论，每一种情况下，物体在碰撞前不同的运动状态(不同的实验作方案)都可验证物体的动量守恒，但是每一种实验方案产生的误差大小是不同的，使学生通过比较选出一种最佳的实验作方法。在设计、作、再设计、再作、计算比较，选出最佳的实验方案的过程中，学生自然地对规定的研究对象成立的条件、应用的范围、注意事项等搞清楚了，由学知识变为主动探索自然规律，对知识学得更扎实更牢固。这种实验教学过程充分发挥了它的创造教育功能，培养了学生的创新意识。
　　
　　四、培养学生创新意识时应注意的几个问题
　　
　　1.正确认识实验教学的创新。创新不是知识堆积，而是学习能力的不断培养和完善。知识的积累有利于创新能力的培养，但并不是全部。在对大量杰出人士进行研究后发现，创新通常来自于三种情况：一是，对某一领域进行充分研究后，得出的新结论、新成果；二是，通过交叉学科的研究，产生新思维；三是，革新旧制，提高效率。由此，我们可以看出，有创新能力的人才应具备的条件是：踏踏实实的工作态度、坚实的理论基础、对新事物的浓厚兴趣、丰富的实践经验、较强的实践能力、强烈的改变现状的动机以及团结协作的能力。而所有这一切都要从培养学生的探索新事物的兴趣开始，要让他们发挥学习的主动性，将学习作为一种活动而不是任务来主动参与，激发他们的创新欲望。
　　2.更新实验教学的思路。教学实践和心理学研究表明，学生有了一定的观察能力，但分析判断能力还不成熟，自主性还不强，因此还需要给予正确的、及时的指导。在探究学习中完全放手或束缚太多都不现实，不仅不能实现教学目标，对后续课程的学习也有负面影响。因此，在探究性学习活动中，既需要学生的自主探究，也需要教师的必要指导，在互动中实现教学目标。上课时，要根据学生的认知能力设计好方案，增加教师的指导，针对学生的猜想，分步实验，逐个检验，及时交流，教师也成为研究主体中的一员，效果就理想多了。由于把学习过程还给了学生，没有了教师的绝对权威，学生们依据自己的天性、智力水平，自然地在教师的引导下完成认知过程，他们热情高涨，从不同的角度思考、讨论，设计不同的方案并选取不同的实验用具，积极动手实验，再思考、讨论、交流，除了应用通常一些方法（如人举左手，镜中像则举右手）外，学生在活动中又找到了同种很有创意的方法。显然，同学们在课堂活动中已经成为了教学主体，他们为自己的发现（或称为创新）而欢欣。我想这样亲历的探究过程他们会终生难忘。
　　总之，我们不是为做实验而做实验，我们做实验目的在于学习这种研究事物内在联系、研究问题的方法，正如德国文化教育家斯普朗格所说：“教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力量诱导出来，将生命感、价值感‘唤醒’。”
　　
　　参考文献：
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　　[2]范德金，刘祖钺.关于培养创新能力的理论思考 2006-03.
　　[3]翟玉军.关于问题情境与创新意识的培养 2006-07.
　　[4]翟玉军，李淑娟.紧扣物理学科特点培养学生创新能力 2006-07.
　　（作者单位：湖南涉外经济学院）

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