通过实验教学培养创新能力

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物理学是一门以实验为基础的学科,上好实验课有利于学生加深知识的理解,提高学生的操作技能和培养学生的创新能力。传统的教学中实施的是:教师讲实验学生记实验现象教师摆实验器材学生按步骤完成实验学生设计实验数据,这样的教学方法是难以培养学生的创新能力的。我认为在实验教学中应从以下几方面进行探究。

一、通过演示实验培养学生的观察能力和思维能力

在演示实验时,教师应规范操作,现象应明显,给学生展现清晰的物理图景,使学生认真、仔细地观察实验现象,使学生在观察的基础上推进思维的发展。例如,做“发声体在振动”的演示实验时,学生通过观察会得到“只有音叉发声时,塑料小球才会被弹开”的感性认识,接着引导学生思考,小球为什么只有在音叉发声时才会弹开?学生通过思维可推断出了“发声的音叉在振动”的结论,接着再演示几个类似实验,最后归纳出:“一切发声的物体都在振动”的结论,使学生由感性认识上升到理性认识。

二、通过分组实验培养学生用实验的方法研究物理问题的能力

在进行分组实验前,应使学生明白实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、需测量的物理量以及注意事项。在此基础上做好分组实验,使学生达到会选器材、会按步骤进行实验、会观察、会记录、会分析和处理数据、会得出结论、会写出实验报告。做实验时,我除了应用遵守循序渐进的实验操作培养学生的能力外,还应用情景干涉来培养学生的操作能力和解决问题的能力。例如,《用天平称固体和液体的质量》的实验,目的是让学生学会用天平称物体的质量。我在实验前,故意把天平调到不平衡,并把左、右盘调换,游码调离零刻线,以此锻炼学生使用天平的能力。通过这种干涉,使学生大脑中会深深留下“使用天平首先要调节平衡,调节平衡前要左、右盘放对,游码应调到零刻线处”的印象。

三、在校内开放实验室

在分组实验时,有的学生动手能力差,操作不合理;有的学生动手机会少,对实验较陌生,也有的学生害怕做不好实验,影响实验的按时完成,逃避实验。针对这些问题,给他们安排合适的时间,在课间活动时,开放实验室,提供一个认真重做的机会。

开放实验室是适合部分学生的求知欲和心理的,通过实验室的开放,使学生对分组实验更熟悉,理解更深刻。既能培养学生的实际动手、动脑的能力,又能培养学生分析问题、解决问题的方法和严谨治学的科学态度。

开放实验室的规模一般每次应控制在3~4组,人数控制在每组3~4人。活动中教师应巡回指导,发现问题及时纠正并解决。例如,在“测滑轮组机械效率”的实验中,常会出现绕制滑轮组时掉轮的现象,教师应向学生指明这是由于滑轮较轻造成的,绕线时必须在动滑轮下配载重物;也有的学生会出现不能够匀速拉动弹簧测力计从而得不到合理的数据等。在实验中针对完成较理想、时间充足的组应在器材许可的情况下做进一步的要求,力求在有限的时间内收到更好的效果。例如,“测小灯泡电功率”的实验中,可作如下的要求:(1)如去掉电压表能否测出灯泡的实际功率?(2)如去掉电流表能否测出灯泡的实际功率?……学生通过测量获取的信息加深了对这一知识点的理解。

四、在校外推广“家庭小实验”

生活中的许多日用品都是利用了物理知识生产制造出来的,因此可让学生开展自己的家庭实验室。它的实施一般应考虑到:学生需印证的知识、器材是否可得、实验方案是否可行、课题的确定等。学习了“力可以改变物体的运动状态”后,可给学生布置一个简单的小实验验证,有一个学生设计了这样一个实验,把一小球放在水平桌面上使其静止,然后用手指弹击小球,观察到小球在拆去外力后仍向前通过一段距离后才静止,说明小球的运动。不需外力维持,而力是改变物体运动状态的原因。这样的小实验有时也可不必指定实验课题,而是给出器材,让学生开放地去设计一些实验。