物理教学中学生实验能力的培养

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在物理实验教学中,教师不仅要让学生学会实验的具体做法,掌握一些基本的实验技能,而且要引导学生学会研究物理问题的实验方法,为培养他们的物理创新能力打下良好的基础。在物理教学中,教师可通过选择典型的实验(可充分利用教材中的小实验、学生实验等内容),通过多种实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的物理创新能力。因此教师应充分利用物理教学中的实验,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力。在物理课堂教学中如何培养学生的实验能力呢?我认为可从以下几方面做起。

一、物理实验教学是培养创新能力的有效途径

物理是一门以实验为基础的自然学科,加强实验教学是提高物理教学效果和开发学生创造力的有效途径。教师应通过实验,让学生发现问题、提出问题、解决问题,获取新知识,养成探索创新品格。为此,教师要多用实验进行教学,并尽可能把演示实验改为学生实验,增加学生动手操作的机会,把主动权交给学生,还可以让学生根据要求自行设计实验方案、自己完成实验从而构建“以学生发展为本”和培养学生的“创新精神、实践能力”的课堂教学模式。例如:实验“测定小灯泡的功率”,我给学生指明本实验的教学目标和注意事项,然后就放手让学生自己完成实验的整个过程:自选仪器、自己设计实验步骤、自己处理实验数据。在教学中,学生自主地尝试体验探究方案的制定过程,采用实验的方法开展科学探究活动,既学到许多知识,又培养了观察能力、动手能力和思维能力。例如在八年级“磁现象”这一节中,教师可将原来的演示实验改为学生实验,学生通过实验探索学习知识,同时能发现一些新问题。我在讲授此节内容时,让学生观察磁现象时,有学生提出“同名磁极相互吸引的错误观点,并还大胆用实验予以证明:用一条形磁体的S极吸引一小铁块,再用另一磁体的S极去吸引这一小铁块,得到“同名磁极相互吸引”的结论。这位学生对这现象还作出自己的解释:这两个条形磁体都吸住这个小铁块,是因为吸引大于S与S两极间的排斥,所以这两个磁极会相互吸引。在这一节课中,还有学生发现同样类似的问题:用条形磁体S极去靠近蹄形磁体中间偏S端,也被吸引住……由此可见,学生通过自己动手做实验会比通过演示实验发现更多,收获得更多。在指导学生作实验时,教师还可通过提出带有思考性问题,引导学生创新思维,让学生自主地设计实验,设计出方案的个人和小组在课堂内交流。教师应进行必要的引导,同时及时作出分析、评价和小结,帮助学生寻找错误所在,及时改进,并将其化作课程资源,加以有效利用。这样才能调动学生的学习积极性,激发学生的创造意识,提高学生的创新能力。

二、改进物理演示实验、增强课堂效果

1.在演示实验中增加学生的参与

演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学,演示实验通常教师演示学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生,限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响了学生实验心理素质的提高。因此,在演示实验中,教师应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结,甚至在实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。例如“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时,引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅能培养学生对物理的学习兴趣,拓宽学生的视野,丰富他们的想象,而且能有效地提高学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。

2.变验证性实验为探索性实验

中学物理课堂演示实验可分为验证性实验和探索性实验,而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识,但是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物理规律的能力。探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵。”因此,教师可把一些验证性的实验变为探索性的实验,在实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此渗透物理思想,启迪学生思维。

三、实验方法多样化,活化创新思维

目前学生的分组实验,普遍只重视简单的操作练习,从器材、方法到表格设计都是按照规定好的步骤和方法进行实验,教师很少去引导学生思考和探索,有些学生只是简单模仿,根本不能领会实验的原理和思想方法。因此,教师必须改革实验教学的方法。例如,八年级物理测量小灯泡的电功率的分组实验,就可以转化为探索性实验,可以启发学生思考,你能否利用现有的器材测出小灯泡的电功率?你还能设计几种测量小灯泡电功率的方法?在学生分组实验中,在掌握实验原理、方法的基础上,可以允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行操作实验,发展学生的个性,活跃学生的思维。实验教学较课堂教学有更广阔的活动空间和思维空间,可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望,使之达到不同层次创新能力培养的目标。学生在自己“探索”物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来,并在实验过程中对所得的信息进行仔细筛选,不仅能培养应变能力,而且能使学生的分析、抽象、综合、表达的能力都得到训练和发挥。

四、积极开展探究性实验教学,发展学生的创新能力

探究性实验是相对于验证性实验的一种新的学习方式,它是由学生自己运用实验手段在获得现象和数据的基础上得出实验结论。探究性实验突出了学生的主体地位,要求其自主地获取知识,主要程序包括提出问题、猜想假设、设计实验、实验验证、分析评估、交流合作等。在具体操作中可包括上述程序的全部内容,也可只涉及其中一部分内容。如在学气压时有学生提问“大气压是由于大气受到重力而形成的,那么各地空气密度不一定相同,大气压相同吗?”这是一个很好且带有一定难度的问题,我加以鼓励并进一步积极引导,让学生自己利用针筒进行实验,把针筒的针头拔下用手堵住并向下推活塞,分析筒内空气密度及气压的情况,得出正确结论,然后引导他们进行分析、延伸:高山上气压怎样变化,如要煮饭应用什么锅,等等。通过自主实验一步步得出科学规律,学生既感兴趣,又激发思维。

总之,实验教学是物理教学中实施创新教育的重要基础和手段,实验不仅对激发学生学习兴趣,提高实践能力具有不可代替的作用,而且是为学生创设创新氛围,培养创新意识、创新思维、创新能力,提高科学素质的有效途径。

参考文献:

[1]阎金铎.中学物理教学.山东教育出版社,1998.8.

[2]教学月刊.中学理科版,2000.12

[3]物理教学探讨,2009.7.