創(chuàng)新物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生能力研究論文

時(shí)間:2022-09-23 05:11:00

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創(chuàng)新物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生能力研究論文

摘要:回顧物理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展過程,物理學(xué)的每一個(gè)概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)與確立大都依賴于實(shí)驗(yàn),同時(shí)實(shí)驗(yàn)也是研究和發(fā)展物理學(xué)的基本手段。它不僅是技術(shù)的操作過程,而且包含了豐富的物理思想、物理方法以及創(chuàng)造原理和創(chuàng)新技法。因此,物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)是培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力最有效的途徑,但要達(dá)到理想的效果,必須對教材中的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),并在課堂教學(xué)中科學(xué)實(shí)施。筆者在教學(xué)實(shí)踐中對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的導(dǎo)入、實(shí)施與創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行了有益的探索,并形成了一些優(yōu)化策略。

一.注重實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)入,構(gòu)建科學(xué)探索的課堂氛圍

大多數(shù)老師都會(huì)注重一堂課的引入,但一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)怎樣導(dǎo)入?卻考慮得比較少,往往直接把實(shí)驗(yàn)裝置擺上講臺進(jìn)行演示,這正是當(dāng)前課堂教學(xué)的弊端。事實(shí)上,一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)引入,不僅能激發(fā)學(xué)生的強(qiáng)烈興趣和求知欲望,還能為學(xué)生提供發(fā)現(xiàn)問題,運(yùn)用知識的機(jī)會(huì),提供創(chuàng)造性地解決問題的條件,使他們的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)的引入十分重要。但如何更好地引入一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)??就其?dǎo)入方式而言,主要有以下兩種:

1.原實(shí)驗(yàn)原理(或舊知識)中導(dǎo)出新實(shí)驗(yàn)的原理,再引入實(shí)驗(yàn)。

2.舊知識中導(dǎo)入新實(shí)驗(yàn)的所用器材,再引入實(shí)驗(yàn)

所以實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入時(shí),可以先推導(dǎo)出即將演示實(shí)驗(yàn)的原理,也可以先導(dǎo)入其所用器材,進(jìn)而介紹實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作。不管哪種導(dǎo)入方式都必須注意“布局”,老師的提問或是學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的問題,都要能剌激學(xué)生心理產(chǎn)生疑問,使他們產(chǎn)生心理上的不平衡,進(jìn)而激發(fā)探究的欲望,這樣學(xué)生才有探索的內(nèi)動(dòng)力,才易形成探索的課堂氛圍。學(xué)生一旦有機(jī)會(huì)運(yùn)用知識解決一些問題,他們就會(huì)在推導(dǎo)過程中積極應(yīng)用分析與綜合、演繹與歸納、分類與比較等各種思維方法進(jìn)行思考,經(jīng)歷這樣的學(xué)習(xí)過程,學(xué)生不僅掌握了知識,提高了邏輯推理能力,同時(shí)也激勵(lì)了他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。

二.注重實(shí)驗(yàn)的實(shí)施,突出科學(xué)方法,顯化創(chuàng)新技法

一個(gè)成功的演示實(shí)驗(yàn),不僅要有理想的實(shí)驗(yàn)裝置,更重要的是如何實(shí)施實(shí)驗(yàn)的演示及教學(xué),以充分發(fā)揮其教育、教學(xué)功能。法國科學(xué)家貝爾納說:“良好的方法能使我們發(fā)揮天賦和才能,而拙劣的方法卻削弱、甚至扼殺我們的才能”。因此,在教學(xué)過程中應(yīng)把實(shí)驗(yàn)中的技術(shù)、豐富的物理思想和物理方法以及蘊(yùn)含的創(chuàng)造原理與創(chuàng)新技法傳授給學(xué)生,對發(fā)展學(xué)生的物理創(chuàng)新能力可以起到事半功倍的效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施過程中,教師應(yīng)注意將它們“顯化”,加以突出,給學(xué)生產(chǎn)生深刻的印象,可以說,這相當(dāng)于在培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的物理創(chuàng)新能力的進(jìn)程中加進(jìn)了一劑催化劑。公務(wù)員之家

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中包含了許多重要的思想方法,如控制變量法,比較法,累積放大法,機(jī)械放大法,光學(xué)放大法,模擬法,還有替代法、轉(zhuǎn)換法、平衡法、補(bǔ)償法、共軛法等。而且每個(gè)實(shí)驗(yàn)都是經(jīng)過長期的教學(xué)實(shí)踐而確定的,也是教育教學(xué)創(chuàng)造活動(dòng)的結(jié)晶,因此,其中也不乏創(chuàng)新技法,如聯(lián)想創(chuàng)造技法、類比創(chuàng)造技法、設(shè)問創(chuàng)造技法、列舉創(chuàng)造技法和轉(zhuǎn)換創(chuàng)造技法等。教師應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施——突出科學(xué)方法,顯化創(chuàng)新技法。讓學(xué)生體驗(yàn)創(chuàng)新活動(dòng)的樂趣,使他們從中培養(yǎng)創(chuàng)新精神,掌握好物理思想和方法,獲得創(chuàng)新技法??梢哉f,學(xué)生對研究方法認(rèn)識的進(jìn)步,其意義并不比創(chuàng)新本身小。

但實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施要有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理創(chuàng)新能力,必須注重激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)。讓學(xué)生在運(yùn)用已有的知識、經(jīng)驗(yàn)和方法設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)生矛盾、遇到困難甚至導(dǎo)致失敗,由此產(chǎn)生困惑,從而使學(xué)生認(rèn)識到原有的認(rèn)知存在局限性、存在缺點(diǎn)及適用條件,困惑的產(chǎn)生才有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)。當(dāng)然,學(xué)生的創(chuàng)新活動(dòng)不可能是憑空產(chǎn)生,因此老師應(yīng)及時(shí)提供知識原型啟發(fā)學(xué)生,使他們經(jīng)模仿、聯(lián)想再造出新的事物。這一過程中,學(xué)生掌握的研究方法(即科學(xué)方法和創(chuàng)新技法)就會(huì)發(fā)揮巨大的作用。

三.注重實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),全面發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用

對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)大膽創(chuàng)新已成為當(dāng)前物理教學(xué)的共識。教師該從何種途徑引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)呢?根據(jù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)手段研究物理問題時(shí)的基本過程,可歸納為如下幾種途徑:

1.通過改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵筮M(jìn)行創(chuàng)新

教師在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,改變原有實(shí)驗(yàn)的目的與要求,提出新實(shí)驗(yàn)課題,要求學(xué)生利用原有的實(shí)驗(yàn)器材(甚至可適當(dāng)增減),對原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn),設(shè)計(jì)完成新實(shí)驗(yàn)課題的實(shí)驗(yàn)方案。從而培養(yǎng)學(xué)生改進(jìn)原實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力。例如:學(xué)生在完成凸透鏡的焦距測定時(shí),我要求學(xué)生將光具座上的蠟燭(光源)取走放上手電筒(如圖5),并讓學(xué)生在不拆開手電的情況下測出小燈泡s(可視為點(diǎn)光源)到燈罩玻璃(玻璃厚度不計(jì))前表面的距離d。雖然使用的器材、實(shí)驗(yàn)原理都相同,但改變了目的要求,該如何操作?先做什么,后做什么,先測什么物理量,后測什么物理量,就完全需要學(xué)生創(chuàng)設(shè)出新的適宜的實(shí)驗(yàn)操作步驟,并確定所測物理量。

2.通過改變實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行創(chuàng)新

每個(gè)實(shí)驗(yàn)都依據(jù)一定的理論提出來的,這個(gè)理論就是實(shí)驗(yàn)原理。為達(dá)到同一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,可依?jù)不同原理設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案。因此可以通過改變原有實(shí)驗(yàn)的原理或?qū)嶒?yàn)過程中使用的具體方法進(jìn)行創(chuàng)新,依據(jù)新的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法提出新的實(shí)驗(yàn)方案。

3.通過改變實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行創(chuàng)新

這種創(chuàng)新情形需改變原有實(shí)驗(yàn)的使用器材(包括測量對象)提出了在新的實(shí)驗(yàn)器材基礎(chǔ)上測量原有的物理量或新的物理量的新實(shí)驗(yàn)課題,一般學(xué)生應(yīng)用原有的實(shí)驗(yàn)理論和方法無法解答新的實(shí)驗(yàn)課題,必須重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)步驟,這些都要求學(xué)生創(chuàng)造性地提出解決方法。

4.通過增設(shè)或改變實(shí)驗(yàn)情景進(jìn)行創(chuàng)新

現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)裝置往往不能滿足教學(xué)的需要,課本上還有許多內(nèi)容沒有現(xiàn)成的儀器配備,若不做,則學(xué)生缺乏感性認(rèn)識,很難對學(xué)生講清楚,且內(nèi)容顯得枯燥乏味。真所謂“千言萬語道不清,一看實(shí)驗(yàn)便分明”,為此教師應(yīng)開發(fā)一些新的實(shí)驗(yàn)。教師也可以創(chuàng)設(shè)一種新的實(shí)驗(yàn)情景和應(yīng)用情景來改變原來的實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)理論、方法及實(shí)驗(yàn)技術(shù)來設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)課題的新方案,處理新數(shù)據(jù),解決新的實(shí)際應(yīng)用問題,從而培養(yǎng)學(xué)生把所學(xué)的實(shí)驗(yàn)理論、方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)移植應(yīng)用于新領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。

5.通過改變觀察的感覺手段進(jìn)行創(chuàng)新

物理科學(xué)離不開觀察,觀察就是調(diào)動(dòng)人的視覺、聽覺、觸覺等感觀系統(tǒng)與物理現(xiàn)象、規(guī)律或本質(zhì)發(fā)生作用,以獲得感性材料。不同的感觀手段會(huì)使人對同一物理現(xiàn)象產(chǎn)生不同程度的認(rèn)識。因此,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新時(shí)可根據(jù)其特點(diǎn),改變觀察實(shí)驗(yàn)的感受器官,以達(dá)到更深刻的感性認(rèn)識。

6.通過改變數(shù)據(jù)的處理要求進(jìn)行創(chuàng)新

數(shù)據(jù)處理是實(shí)驗(yàn)研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié),數(shù)據(jù)處理時(shí)必須注意“不因數(shù)據(jù)處理而增加實(shí)驗(yàn)誤差,并盡量通過數(shù)據(jù)處理減少隨機(jī)誤差”。因此,為有效地減小誤差,盡可能用圖象法來代替公式法處理數(shù)據(jù)。