谈物理实验教学与学生创新能力的培养

王建英

物理是一门以实验为基础的学科,实验是物理的灵魂,是物理的魅力和激发学生学习兴趣的主要源泉,物理实验是实验科学的重要组成部分,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验,没有物理实验就没有物理学,因此,在物理教学中,尤其在物理实验教学中,应不断激发学生通过实验、观察、比较、类比、归纳等手段,提高创新意识和创新能力。

一、将部分演示实验变为科学探究性实验,培养学生的创新能力

《物理课程标准》指出“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准,旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。”

“学生在科学探究活动中,通过经历与科学工作者进行探究时的相似过程,学习物理与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学家思想和精神。”

《物理课程标准》的以上阐述,阐明了物理实验教学应由原来的教先讲解试验,再让学生按实验报告册上的步骤来做实验,收集并记录实验数据,通过数据来验证物理规律是正确的,我们应该记住它,并会用此规律转化到科学探究中来,并且也告诉我们如何培养学生的创新能力。

以前,课堂演示实验过多。虽然演示实验能使学生获得感性认识,也能培养学生的观察能力和思维能力,引起学生的兴趣,同时也能对培养学生的实验操作能力起一定示范作用。但它以教师为主体,学生也仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。将部分演示实验改为探究性实验,让学生充分动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造思维的激发。科学探究过程包括以下要素:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。这七个要素相辅相成,每个要素都体

现了对学生创新能力的培养。

二、加强演示实验的直观性、趣味性,激发学生创新的兴趣

初中学生年龄大都十四五岁,他们的认知特点是:对直观、具体、形象的事物易接受,极感兴趣。因此,教学时紧扣教学内容,大力加强演示实验,巧妙设计实验,有机结合教学挂图、模型和幻灯等多媒体。以提高演示效果,使演示实验真实、形象、生动、有趣,给学生以最直接的感官刺激,唤起学生的好奇心,最大限度激发学生的求知欲,并配合讲解指导学生认真观察实验现象,启发学生思维活动、逻辑的导出结论。例如:在“压强”的教学中为使学生弄清压力、受力面积和压强这三者的关系,向学生举了杂技表演----人站在铁板一例。提问:“人的脚为什么没有被戳破?”许多学生认为这是杂技演员练出来的“轻功”。为帮助学生寻找答案,我演示下面一个实验:出示两块木板一块上面钉三个钉子,另一块上面钉了密密麻麻同样的钉子,把装满红水的同样规格的两个薄塑料袋,分别轻轻放在两板的钉子上,让学生观察实验现象,结果放在三个钉子上的塑料袋被戳破,红水流出,另一袋没被戳破,为什么会出现着样的现想呢?引导学生分析得出结论:在压力一定的情况下,增大受力面积可以减小压强,所以杂技演员的脚安然无恙。再如讲授初三《分子运动论的初步知识》一节,分子间同时存在引力和斥力,学生感到抽象难理解,为使学生能够直观地理解这一抽象的问题,我做了这样一个教具:在一个弹簧的两端固定两个乒乓球,弹簧的长度相当于分子之间的距离,两个乒乓球相当于两个分子,当平衡时引力=斥力,当乒乓球靠近时表现为斥力,乒乓球远离时表现为引力。这样抽象的分子作用就可以直观地演示在学生面前,使学生对分子间的相互作用力获得初步的感性认识。

其实很多的初中物理演示实验完全可以让学生一起参与进行,既能调动学生主动性和积极性,又能使学生动手能力得到加强,演示实验结果是否真实,直接影响学生的学习兴趣,让学生参与实验,提高演示的可信度,使学生印象深刻,兴趣大增。

三、加强探索性实验,培养学生创新能力

翻开物理学发展史,可以看到,任何一条物理规律的建立,科学学说的出现,都有一段艰辛而漫长的探索过程,

规律的确立与形成,离不开正确的研究方法和推理方式。探索性的实验,有利于展示前人的思路,揭示蕴含的思想,将负载着的优秀的思维方式剖析出来,有利于培养学生的创新素质。例如,法拉第日夜辛勤工作,经过无数次实验,呕心沥血,终于发现了“电磁感应定律”,为发电机的发明奠定了基础,为人类进入电气化时代铺平道路。如何在实验中展示这一伟大的思维和研究方法呢?教师首先介绍,法拉第的思想中,确信物理学所涉及的自然界的各种力是互相紧密地联系着的,他分析了电流的磁效应后认为,既然电可以产生磁,反过来磁也应该能产生电。基于这一思想,实验中先引导学生猜想:(1)电和磁有什么关系?(2)实验:发现通电导线周围有磁场。(3)猜想:利用磁场可否获得电流?(4)再实验:发现电磁感应现象,并总结规律。然后引导学生利用手中器材,探索获得感应电流的操作方式。探究性实验,有利于唤起学生希望的火花和自信,感受到学习的无限乐趣,对培养创新意识、创造能力以及终身学习能力起到重要的作用。

总之,物理实验教学在物理教学中,占有重要的地位,它不仅为学生学习物理提供符合认识规律的环境,也培养了学生学习物理的兴趣,激发了学生的求知欲望,还有利于培养学生良好的道德素养和科学作风,更重要的是它培养了学生的创新能力,使学生的科学方法得到了更好的训练。所以新课改下,我们应在以后的物理教学中重视实验教学,以培养学生的创新能力。