物理实验教学中培养创新意识之我见doc-物理实验教学中培.pdf
1/5 新课程实验教学论文评比 物理实验教学中培养创新意识之我见 顺德华侨中学 周 璐 关键词 创新意识、实验教学、科学探究、教学评价、教学民主、协作学习、设计 论文提要 我国的物理实验教学方法只重能否完成实验和实验结果，不重实验过程,不重视学生的设计思想，不重实验的“分析与认证”.笔者认为现代教育目标应是培养创造性人才，应彻底转变“以教师、课堂、教材为中心”的传统实验教学思维，积极实践基于“教学民主、“主动探索”、“协作学习”、“合理评价”等新型物理实验教学模式的建构，使学生树立创新意识和创新能力,在未来的科技竞争中成为创造性人才。创新意识是指对自然现象和社会现象具有好奇心,不断追求新知,独立思考，会从不同的角度发现和提出问题，进行探索和研究。教育创新的主阵地是课堂，学生求知的大部分时间在课堂上度过，课堂教学成为学校教育的主要形式,尤其是物理学科的特殊性，学生创新思维的养成、创新能力的提高主要在物理实验课堂教学过程中完成,普通高中物理课程标准（实验稿)把“科学探究及物理实验能力要求作为内容标准的重要部分，并就科学探究的七个要素提出具体要求.在高中阶段怎样才能培养学生的创新意识呢？一、发挥主体作用,实行实验教学民主，善为学生“惑”教师教学民主中除传道、授业、解惑外，还包括“生惑”。亚里斯多德说过“思维是从疑问和惊奇开始的”，因为疑问能使学生心理感到茫然，认知产生冲突,促使学生积极思考.从这一角度上说,创新始于问题，没有问题何来创新？爱因斯坦说得好:“找出问题比解决问题更重要,因为解决问题只需要教学或实验的技巧,而发现新的问题,新的可能性,以及从一个新的角度来看旧问题，必须有富有创造力的想象力.”因此，在物理实验教学课堂创新活动中，为了提高学生学习的兴趣,进而更好地发挥主体作用,教师应善于从实验目的出发，设计多2/5 种方案，运用多种实验原理，提高学生学习的兴趣，引导学生对某些现象、事实进行纵深思考，启发学生进行求异思维，类比联想，归纳猜想，极大地激发学生的求知欲望,这种不断地善待学生的质疑,以问题为突破口，积极为学生创设问题情境,着力培养学生问题能力，鼓励学生勇于质疑、善于释疑，捕捉学生思维的“火花”与“灵感，推动学生不断地发现和提出新问题，最终达到培养学生创新意识的目的.二、引导学生多维分析思考,比较鉴别出新，提高创新素养 在实验教学中，应注意从实验的立意，解决问题所需的知识与方法，问题的情境等诸方面加以思考,做到一题多解,一题多思，一题多变,积极引导学生进行求异思维。例如在讲完用单摆测定当地的重力加速度的实验思维之后,笔者与学生通过联想、想象归纳了几种测定重力加速度实验方法，其中诸多学生的想法具有创新意识。譬如通过类比获得简谐振动图象的直观、纸带留迹思维和位移的概念设计出一例题:如图 1所示,一块质量为 g、涂有碳黑的玻璃板，在拉力 F的作用下竖直向上做匀变速直线运动。一个频率为 Hz 的振动方向为水平且固定的振针,在玻璃板上画出了如图所示的图线，量得A=1 c，OB=4 cm，OC=9 cm.求拉力 F的大小。（不计一切摩擦阻力,取0 m/s）；又譬如有学生提出直接用生活中的滴水出声的现象和时间放大的原理来测定重力加速度实(如图 2 所示）：根据 h=g2/2 得 2/t2;还有学生利用平抛运动的原理、闪光留迹思维、运动的合成与分解及S=aT来测重力加速度（如图 3 所示）。更有同学将验证机械能守恒定律的实验原理转化为测定重力加速度实验方法并用图象法求出重力加速度等。通过诸多象上述例子一样的训练，培养学生发散思维，变换角度,变换方向，变换思路地解决问题的能力，同时鼓励学生提出问题，怀疑问题，达到横向求新，纵向求深,逆向求异的目的,对培养学生创新意识是很有利的.譬如针对3/5 上述例子,为了提高实验的精确性,有同学提出借助现代科学技术来测量：有光电门和滑块测出两个瞬间（位置)的速度1、V及两位置间距 S，结合运动学公式 V2-V2=aS 来求出重力加速度。另有学生提出将上述实验数据通过传感器直接接入电脑进行数据处理更精确。三、培养学生用信息技术处理实验数据方法 物理实验能力在“分析与认证的要求是:“对实验数据进行分析处理“尝试根据实验现象和数据得出结论”“对实验数据结果进行解释和描述”。当前的物理课程改革开放倡导实验手段的多样化和现代化,明确提出要重视信息技术应用于物理实验，加快物理软件的开发和应用。在目前的数据处理软件中，大都是利用最小二乘法，拟合求出物理量的函数，在中学物理实验中有着广泛的应用前景。xcl 软件是较普及的应用软件之一，一些高中学生掌握了它的使用技能，Excel 的数据处理界面非常接近实验数据的处理方式,我们可以引导学生用xcel 进行实验数据处理。如用xcl 的绘图功能可显示出 U-I、v-等的线性关系，利用 intrcept、slpe、correl 函数可直接求在轴上的截距、直线斜率和线性相关的系数。我实验教学实践中发现：学生们欣喜地体验了 Excl 软件的强大数据处理功能，利用 Excel 软件可使他们专注于对实验数据的分析与认证环节,欣喜之余，他们发现数据越多,xcel 软件的优越性越大.这大大地激发了学生探究学习的欲望,提升了自己的信息素养，扩展了视野。四、在实验教学中,通过小组协作学习培养学生创新思维能力 发展是课堂教学的出发点，也是课堂教学的归宿,尤其是物理的实验教学，它要求学生在原有的基础上有所进步，都有实践和成功的喜悦.教师可以在教学中采取小组合作的方法，让学生在合作中动脑、动手、动口，从而达到同学间彼此沟通,取长补短.譬如：三个同学做实验，研究纸片、塑料薄膜以及棉布对电视机遥控器遥控信号的阻挡能力。探究过程是:同学 A 回家后，将纸片放在遥控器与电视机之间，按遥控器控制键，如果能控制电视机,则增加纸片的数量.如此重复实验,直到遥控器不能控制电视机为止，记录纸片的数目。同学 B、C 回家后分别用塑料薄膜、棉布,按照与同学 A 同样的方法进行实验。其实验结果见下表他们的结论是：棉布能比纸片和塑料薄膜更有效地阻挡电视机遥控器发出的4/5 控制信号.(1）三个同学的探究过程存在一些问题，请你指出其中存在 3 个问题。(2）请从指出的问题中选出个说明如何改进。在上述例题中笔者让让学生分组进行讨论，得出了众多正确结论,笔者十分满意.可见让学生分组讨论能使学生在观察实验的过程中质疑，积极思考、探索，进行分析、推理,去粗取精,去伪存真，在讨论与研究中不断修正自己的看法、结论，从而弄清图中事物的联系，得出一个正确的结论；并且在讨论与研究中，能使学生明确实验的操作步骤,认清事物的本质,收到事半功倍的效果，培养了学生的实验能力。这样，不但突出了重点，解决了难点,也对学生进行了逻辑思维的训练，培养了学生的逻辑思维能力为今后对物理知识进行推理、综合概括打下良好的基础。通过小组学习，为学生提供了一个自主参与表现的机会,使枯燥的内容学起来饶有兴趣，并且使学生拓展了思维，提高了创新能力。五、在物理实验教学中要注重学生学习全过程，转变评价观念 评价学生学习只看结果,忽视学习过程，只看试卷得分，而不看学习过程和创造性成果,是根深蒂固的旧观念.在教学考核评价中,客观性试题的比重大,而促使学生发散思维,发挥创造性的试题少,甚至没有,其结果引导学生紧跟教师和教科书学,学生成了“复印机”，成了教科书的“翻版”,而思维的积极性、灵活性、独创性、发散性、突发性则不知不觉地消失殆尽,毫无创新意识的培养。要克服这些现象，关键在于转变评价的观念,在学生回答问题，在批改学生作业时，不能只看结果对与错，而对回答、求解过程中对的成分了以充分肯定,多发现一些思维的“闪光点”,在传授知识的同时，要重视知识发生发展过程的呈现。譬如我在教学生受迫振动中有这样一题：某同学看到一只鸟落在树枝上的P 处,树枝在 10 内上下振动了 6 次,鸟飞走后,他把 5 g 的砝码挂在 P处，发现树枝在10 内上下振动了2次.将 50 g的砝码换成00 g砝码后，他发现树枝在5 s 内上下振动了 6 次,你估计鸟的质量最接近:0g B200 C。50 g D55 g 本题常规解法应是先求出各振动系统的频率得出312fff,进而判鸟的质量应在0g与 500g 之间，故选 B。但有个同学的思维过程是 5 g的砝码10 5/5 s 内上下振动了 12 次0 g砝码 15 s 内上下振动了 6 次,显然质量越大，相同时间内振动次数越小,则容易看出小鸟的质量介于 50500之间,故选 B。我觉得这一思维过程可以不用高中物理知识来解决，符合物理学复杂问题简单化的思维理念，给予了他很好的评介，肯定了他的创新思维。总之,创新就是对原有传统观念的怀疑，创新就是对历来陈旧意识的革命。创新意识尽管在传统的教学方法中容易被忽视,但是所具有的巨大作用却是一个客观的存在,它不仅是一切知识和技能所开出的鲜艳花朵，而且是一切“教”与“学”所结出的最终果实，中国现代大教育家陶行知说：“处处是创造之地，天天是创造之时,人人是创造之人.特别是现阶段高中物理实验教学围绕高考这根指挥棒,既要完成考纲和教纲所规定的教学任务，又要强调素质教育，而素质教育的一个重要方面就是创新教育的培养.为此，教师必须更新观念，坚信创新教育的培养,是为我们目前教学服务的,更是物理实验教学的最高境界.
