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物理實驗教學中如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
1.實驗內容的創(chuàng)新開發(fā)和設計
新課程標準的一個重要的價值取向就是變課程的預定性和封閉性為課程的生成性與開放性，同時教師也由課程規(guī)范的復制者變?yōu)檎n程的創(chuàng)造者。做為課程的主體，教師要全方位地主動地介入課程的研究、開發(fā)、設計和實施等一系列的創(chuàng)新活動中，因此一個新的理念被突現出來：教師即課程(the teacher is the curriculum)。在這種理論指導下，教師完全有必要針對學生的實際情形，富有針對性地對物理實驗進行適當的取舍、增刪，最終沖破狹隘的課堂教學的封閉環(huán)境，建構起以教科書為載體，以教室為物理空間的小環(huán)境和以所有媒介為補充以日常生活乃至宏觀世界為大環(huán)境的高中物理實驗教學體系。
教師在實驗的開發(fā)與設計上要把握好以下幾個原則。
1.1以教材為主
雖然說新課程是以開放性、生成性和創(chuàng)新性為價值取向的，教科書不再是教學的中心，也不再是唯一的課程資源，但是教科書在編寫過程中得到了大量的專家、學者的指導，凝聚了大量教育一線教師長期工作的經驗教訓，經過了長期的試用和改進，是最能充分體現創(chuàng)新教育價值取向的課程資源之一，它不僅是知識的載體，而且在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀等方面的教育任務上更是有突出作用，因此在教科書的框架內進行實驗的創(chuàng)新設計是實驗創(chuàng)新教學的首要原則。
首先，可以對教材上已經給出的實驗進行改進或重新設計，以達到更好的教學效果。例如，在驗證動量守恒的演示實驗中，教材上的實驗方法是彈簧彈開兩輛小車，分析小車運動距離得出運動速度，進而得出動量的關系。筆者認為此實驗可以改為定量的測量，只要將車換成球，利用平拋求速度即可。其次，可以用實驗驗證教材或習題中的一些問題。例如，光滑水平面上的小車上站一人，人用錘子敲擊小車一端時小車能否朝一個方向連續(xù)運動。再有如何用實驗再現或驗證生活、生產中的某些物理問題。例如，電飯鍋的自動控制如何用實驗模擬等。
1.2具有趣味性
興趣作為主體的一種內驅力，直接導致學生主動地去關注實驗、完成實驗、理解實驗。例如，做聲音的共鳴實驗時，傳統(tǒng)的做法是教師只用兩個音叉a、b，敲a后觀察到b也振動了，筆者采用多個音叉a、b、c、d、e、f做實驗，a與b固有頻率同，a做為提供驅動力的音叉單獨放置，其它音叉環(huán)繞a音叉放置，敲a后一會兒用手握住a，發(fā)現還有聲音，再握住c音叉，還有聲音……，最后握住b后聲音消失，再看它們的固有頻率關系，最后得出結論。用此種實驗方法對學生的吸引力更大，學生不僅能表現出濃厚的探究興趣，而且印象很深，很長時間都忘不了。
1.3簡單易行
限于高中學生的理論水平和操作技能，實驗設計要盡可能用較少的儀器，儀器要盡可能簡單，實驗原理盡可能在高中范圍以內。首先要就地取材，用簡單的器材做實驗容易使學生感到物理就在身邊，研究物理并不神秘，因此老師可以用可樂瓶、易拉罐、飲料吸管、膠帶等生活中常見的物品來做物理實驗，如抽水馬桶原理的模擬等。長久下去，學生對周圍生活的關注意識就會增強。其次，采用簡單的器材還容易突出實驗的物理原理，而不為器材復雜的結構所干擾，能獲得更好的效果。比如在驗證單擺擺動過程中機械能足否守恒的實驗中，如果用光電計時器來測量小球某個位置的瞬時速度，學生絕大多數時間用來熟悉儀器的安裝、使用，調整光電門的位置，而忽略我們實驗的目的是機械能守恒的驗證，采用剔須刀片在某位置緊貼小球割斷擺線的方法，器材雖簡單，但體現了拋體運動和單擺運動的整合思想，學生完全理解這種思想，很容易地就接受了這個實驗方法。
1.4具有科學性
教師在創(chuàng)新型實驗設計上要保證不出科學性錯誤，同時在實驗中要尊重實驗事實，不要只關注與似設相符的實驗數據或現象，而忽略觀察收集那些與預期結果相矛盾的信息，這樣往往失去了科學的態(tài)度和方法，進而由部分數據得出錯誤的實驗結論。比如做探究單擺的周期與擺長關系的實驗時，同學采集到大量數據，在t-l坐標系中描出點后，有的同學認為靠近原點的數據誤差大而舍去，導致t與l成正比的錯誤結論。
1.5課內外相結合
物理學是一門來源于自然而又應用于自然的基礎科學，一方面它帶動了科學與技術的進步，另一方面推動了文化、經濟、社會的發(fā)展，因此關注物理的知識與技能在生產、生活中的應用，關注物理學與技術、經濟、社會的互動作用是新一輪課程改革的重要目標。因此高中物理實驗創(chuàng)新教學的另一重要內容就是在安排足夠的演示實驗和分組實驗的基礎上，將學生從課堂、教材、習題中釋放出來，組織豐富多彩的課外活動，如小發(fā)明、小制作、小實驗等，實驗室要完全對學生開放，培養(yǎng)學生主動做課外實驗的意識，同時鼓勵他們博覽群書，逐步建立起以物理學為核心的廣博的知識體系。
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1.6利用信息技術
信息化時代的實驗教學，要充分利用信息技術的優(yōu)勢，在重視傳統(tǒng)的實驗手段的基礎上大膽創(chuàng)新，逐步將信息技術應用到物理實驗中，逐步學會開發(fā)和使用物理實驗軟件，利用計算機進行數據的實時采集、處理實驗數據、分析實驗結果等。例如，在做探究單擺的周期與擺長關系的實驗時。同學們采集到大量數據后，利用excel軟件的函數功能很容易在t-l坐標系中描出曲線。節(jié)省了數據處理時間的同時提高了精度。
2.實驗教學方法創(chuàng)新變“廣播式”為“探究式”實驗模式
無論是演示實驗還是分組實驗，傳統(tǒng)的教學模式是老師介紹實驗，學生根本不用自己思考，機械地按老師的要求操作。由于要觀察的現象或要得出的結論已經先人為主，所以根本不分析采集到的數據，更談不上由實驗的數據去演繹、歸納出結論了。長此下去，實驗的教育功能不但沒有發(fā)揮出來，反而成為束縛學生思維的障礙，學生的創(chuàng)新精神和解決問題的能力不能提高，反而下降。
在實驗教學中我們應當讓學生在問題情景中生疑、質疑，這樣才能產生濃厚的興趣，才能使學生體驗科學研究的艱辛與喜悅，才能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與實踐能力，因此，實行探究式教學是實驗創(chuàng)新教學的重要組成部分。
2.1 精心創(chuàng)設探索性實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
在教學時，精心創(chuàng)設探索性實驗，首先需要教師進行創(chuàng)新設計，包括教具設計、實驗層次的安排、問題的設置及解決的辦法等。這種創(chuàng)新設計的目的，是要讓學生充分動腦，動手、動口，發(fā)揮學生的學習主體作用，從而有利于學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。同時，這種創(chuàng)新設計對學生也是一種很好的示范，對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)將起到潛移默化的作用。例如，在學“超重和失重”時，指導學生自己設計一個失重實驗裝置并觀察失重現象，有些學生找了一個用過的易拉罐，在靠近底部的側面打一個洞，用手指按住洞口，在里面裝上水，移開手指，水就從洞中噴射而出；如果放開手，讓易拉罐自由落下，在下落過程中，水將不再從洞中射出。這樣，在實驗教學中，教師精心創(chuàng)設實驗，鼓勵學生用自己的頭腦思考問題，勇于探索，不斷創(chuàng)新。
2.2盡量采用多種實驗方法活躍學生的思維培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神教材中安排學生實驗，方法都只有一種，從器材到實驗步驟及表格設計都由教材按一定的模式制定，學生只需按部就班完成實驗操作，這樣不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。對于學生的分組實驗，我們在幫助學生掌握原理的基礎上，允許學生用不同的器材，不同的實驗步驟都進行一下實驗。在不同情況下分析、綜合，這樣的實驗有效地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和獨立思考的品質。例如，在做“伏安法測電源電動勢和內阻”的實驗時，課本上要求同時利用伏特表和安培表的測量值來算出電源的電動勢和內阻，能不能只用一個電流表或一個電壓表來測量呢?如果能，還需要哪些輔助器材?怎樣測量?請說出你設計的方案，畫出電路圖，并實際操作，分析比較這幾種實驗結果有何異同?為什么?這樣，通過多種方法進行實驗，使學生能加深理解實驗原理和相關知識，掌握多種實驗方法，同時學會處理一些實驗問題，使學生的“方法和知識”的遷移能力得到提高，使學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力得到有效培養(yǎng)。
2.3 多做選做實驗課外實驗促進學生創(chuàng)新能力的發(fā)展
選做實驗和課外實驗活動也是物理教學的一個重要方面，它既是物理課堂教學的補充，也是課堂教學的延伸。學生獲得系統(tǒng)的物理知識，主要來源于課堂教學，但大量的物理知識卻來自于課外活動的親身體會和實踐。學生參加學科討論、自制學具、小論文、小實驗、小發(fā)明等各項活動，不僅能幫助他們認識、理解、應用物理知識，培養(yǎng)他們各種思維能力，而且還能開闊眼界，豐富知識，吸引他們去探索新的現象、新的規(guī)律。
通過豐富多彩的課外實驗，理論和實驗相結合，進一步加深和鞏固了學生書本上所學的知識，提高了他們的綜合素質和能力。
3.實驗的評價上要創(chuàng)新變終結性評價為過程性評價原則
傳統(tǒng)的實驗評價是重結果輕過程、重數據輕內心活動、重實驗試題輕操作的技能與素養(yǎng)，最終出現會說不會做實驗的現象。美國課程理論學家斯塔弗爾比姆說：“評價的最終目的不是為了證明而是為了改進”因此實驗教學創(chuàng)新的另一個重要方面就是改變實驗的評價機制，變終結性評價為過程性評價、變單一性評價為多方位評價，關注學生的實驗結果，更關注學生在實驗中的種種表象，我們可以采用記錄學生實驗檔案的方法實現這一轉變，例如，記錄學生實驗中的某一個好的實驗設計、一次優(yōu)秀的實驗報告、一組精確的實驗數據、一個創(chuàng)見、一個小教具等，及時發(fā)現閃光點反饋給學生，使每個學生都能認識到自己的優(yōu)點，增強自信心，在原有基礎上都有所進步。
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總之，基礎教育課程改革呼喚創(chuàng)新，教師要由課程規(guī)范的復制者變?yōu)樾抡n程的創(chuàng)造者，而物理課程的創(chuàng)新重點就在實驗的開發(fā)與創(chuàng)新設計上。
在物理實驗教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識2017-03-21 08:53 | #2樓
創(chuàng)新是創(chuàng)造，是更新，是改變。創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。創(chuàng)新的關鍵在人才，人才靠教育。作為教師，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力責無旁貸。
物理是一門以實驗為基礎的自然學科，它與社會生活緊密聯系，以物質結構、物質之間的相互作用和其運動變化規(guī)律為研究對象，具有科學性、實用性、趣味性。物理實驗是物理教學的重要方法和手段，也是學生掌握物理知識最有效、最輕松的途徑。而物理實驗教學的基本思想是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
創(chuàng)新，首先要使學生有創(chuàng)新意識。初中年齡段的學生精力充沛、活潑好動、勇于探索，求知欲大，好奇心強，對新事物特別感興趣。讓他們觀察生動有趣、新穎奇特的物理實驗，他們的注意力會高度集中，積極想象并期待著實驗結果，甚至個個迫不及待地想親自露一手。這就順應了他們“好奇、好動、好勝”的心理，同時也刺激了他們的感官，激發(fā)了他們的學習興趣和創(chuàng)新意識，從而使學生在不知不覺中輕松學到物理知識。因此，創(chuàng)新意識在物理實驗教學中具有舉足輕重的作用。那么，如何才能使創(chuàng)新意識滲透每個學生心中，滲透每一節(jié)實驗課呢？
一、創(chuàng)造良好的環(huán)境和條件，讓學生多做實驗、做好實驗，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識
首先，給學生動手操作的機會。教師應盡可能地創(chuàng)造環(huán)境，讓學生從親自實踐操作中學習知識；其次，給學生設計選擇的機會。讓學生從“生搬硬套”走向“自主創(chuàng)新”。例如，在做“如何測小燈泡電阻”的實驗中，引導學生自己設計實驗電路，選取實驗器材，自己動手實驗；再次，給學生一個思考的機會。在該實驗中，可以讓學生從不同的電源、導線、變阻器、不同電阻、不同電壓表、不同電流表、多個燈泡、多個開關等眾多器材中選取自己所需的器材，而不是規(guī)定好實驗器材讓學生生搬硬套。這樣，讓學生有充分思考的余地，有自主選擇的權利，多給學生提供這樣的機會，并以此激發(fā)他們的創(chuàng)新意識。
二、聯系生活實際，充分利用自制教具精心設計小實驗，重視學生的小制作、小發(fā)明，拓展學生的創(chuàng)新意識
我們一直在倡導從物理走向生活，從生活走向物理。的確，物理知識與生活實際是密不可分的，同樣，在實驗教學中也應注重物理與生活的聯系。
利用自制教具，精心設計小實驗。自制教具有可選用學生在生活中的常見材料，讓學生有親切、熟知、而不失新奇感。例如，在講解凸面鏡與凹面鏡對光的作用時，我用一硬紙片作為面鏡，用學生常見的較長的縫衣針作為光線，穿入紙片，這一簡單的教具可直觀形象地讓學生看到光的會聚、發(fā)散形狀，使學生學到知識的同時體會到物理與生活的聯系，學習與創(chuàng)新的聯系。
重視學生的制作、發(fā)明，給予肯定、贊揚。楊振寧教授說：“成功的真正秘訣是興趣。”學生的制作、發(fā)明，哪怕是一個小小的發(fā)現都表現出了他們的好奇、興趣。而正是這興趣才會促使他們思考下去、研究下去，最終走向成功。所以，我們不僅要重視、肯定、贊賞學生的發(fā)明制作，而且要引導學生思考，指導學生研究制作，培養(yǎng)他們良好的觀察能力，并進一步拓展學生的創(chuàng)新意識。
三、變演示實驗、學生實驗為探索性實驗，在探索中尋求創(chuàng)新，滲透實驗原理，升華學生的創(chuàng)新意識
有人說過，會學習的人首先要會提問，要學會知識首先要善于產生疑問。有了疑問才會為了釋疑而想方設法，才會在探索過程中獲得知識，才能找到問題的真正答案。例如，在講到“力的作用效果”時，學生對力可使物體發(fā)生形變產生懷疑。教師可借這一疑問啟發(fā)引導學生：“如何來解開這一疑問呢？”創(chuàng)造一種探索氛圍、研究色彩，然后進一步引導學生思考實驗的設計、實驗方法、選用的裝置、所需的器材以及實驗中應注意的問題等。最后，讓學生根據自己的設計，動手操作，發(fā)現問題，改正問題并評估交流，得出結論。這樣把一個簡單的“力使玻璃瓶形變導致裝置中細管內液面上升”的演示實驗變?yōu)槿鄬W生的探索實驗，既激發(fā)了學生的學習興趣，使學生學到知識，又使學生增強了自信，有成就感，進一步升華學生的創(chuàng)新意識。
四、對重難點知識的實驗精心設計，強化學生的創(chuàng)新意識
中學物理教學中，浮力一直是學生學習的難點，然而浮力涉及一系列問題：如浮力的產生、物體的浮沉條件、浮力的應用等。為了更好地讓學生掌握這一系列知識，可精心設計小實驗。如三個相同的乒乓球（其中兩個注入不等量的鹽水）同時放入水中，讓學生猜想并觀察現象，進一步探索漂浮、懸浮、沉底的原理。在學生認識浮力，了解物體的浮沉條件后，可進一步引導學生，“要想使球上浮，該怎么辦？”讓學生通過思考及動手操作對潛水艇的浮沉原理等生活應用有了更深的認識。如此，一個簡單的實驗不僅將所涉及的知識串聯，更教給學生一種思維方法。強化了學生的創(chuàng)新意識。
綜上所說，經過對學生創(chuàng)新意識的激發(fā)、拓展、升華、強化，相信我們的學生會在物理實驗中不斷進步，我們的教師在物理實驗教學中也會進一步完善，為以后發(fā)揮它更大的作用積累經驗。
創(chuàng)新，是人類社會不斷向前發(fā)展的源泉和動力，只有創(chuàng)新，科技才會突飛猛進，社會才會進步，人類才會不斷向前發(fā)展。讓我們不斷地探索和改進物理實驗教學方式，從而推進素質教育，邁向創(chuàng)新教育。
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