中学物理实验教学与学生创新能力的培养

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　　创新是一个民族的灵魂，是一个民族兴旺发达的不竭动力。在知识经济的社会中人的最重要的素质是创新能力。所以在物理教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。而物理学从本质上说是一门实验科学，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。因此在物理教学中，尤其是在实验教学中，注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想发展他们的创新意识就显得尤为重要。
　　
　　一、当前中学物理实验教学的目标
　　
　　随着素质教育的深入开展，物理实验教学目标也随着实践的深入而不断加以调整。物理实验教学目标不应仅仅局限在操作领域，还应包括认知领域和情感领域。通过实验教学应使学生掌握实验的基本理论、方法和操作技能，并具备一定的科学素养，初步养成良好的实验习惯。物理实验教学的方式主要有四种，即演示实验，学生实验，随堂实验和课外实验。所谓演示实验是指教师在讲授知识的过程中为配合教学内容而演示给学生看的实验。因此主要是使学生获得感性认识，培养观察能力和思维能力，引起学习兴趣，同时也能对培养学生的实验操作能力起一定的示范作用。学生实验是物理实验教学的一种重要形式，是培养学生实验能力，掌握实验技能，使学生受到物理学研究的实验方法的初步训练的主要措施。随堂实验和课外实验是物理实验教学的补充形式。总之，培养学生观察、动手实践能力，逻辑思维能力和辩证唯物主义观点是当前中学物理实验教学的目标。
　　
　　二、培养创新精神已成为素质教育的主旋律
　　
　　随着时代的发展，培养学生的创新精神已成为素质教育的主旋律。联合国教科文组织认为，教育的使命是使每个人发展自己的才能和创造性潜能。培养创新的人才成为时代的要求。埃德力·富尔在《学会生存——教育世界的今天和明天》中指出：“未来的文盲不再是不识字的人而是没有学会学习的人。教育的目的不应该培养学生从事一种特定的终生不变的职业，而应以培养他们有能力在各种专业中尽可能地流动，并永远刺激他们自我学习和培训自己的欲望”。
　　
　　物理学研究的是物质的最普遍的运动形式和物质的基本结构，它是研究其它自然科学的基础，物理学与科学技术之间是紧密联系的，物理学基础理论的重大创新往往能促进整个科学技术的发展，反过来，科学技术的创新对物理学的研究也能起推动作用。实验教学是物理教学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替代的作用，而且也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。因此，时代要求我们，物理学科的特点也要求我们，在物理教学中必须重视培养学生的创新能力。。
　　
　　三、如何在实验教学中培养学生的创新能力
　　
　　“以德育为核心，以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育”是我国当今教育改革与发展的主流，其中关于创新能力培养尤其引人注目，成为教育界内外关注的热点。人们在按照创新能力来衡量教育现状的同时，也在思考着创新能力相关的一系列问题。素质教育的核心是创新思维和实践能力的培养，本世纪是科学与技术革命更加深入的世纪，是竞争更加激烈，变化更加迅速，创新更加层出不穷的世纪。因此，学校培养的学生应具有创新精神和创新能力。物理是一门以实验为基础的自然科学，怎样在实验教学中创新，培养学生的创新能力，在此谈谈笔者的一点粗浅体会。
　　
　　（一）、探索新的实验教学模式，发挥主导、主体功能
　　
　　课堂教学是学校教学的基本组织形式，培养学生的创新精神也只能渗透到学科的课堂教学中，才能真正成为一种可能。所以，要培养学生的创新精神，就必须对传统的教学方法加以割舍，创设更适合培养创新精神的开放民主的教学环境和氛围。
　　
　　探索以“引导—探索—实验—掌握”为过程的新教学模式。这种物理实验教学模式能够优化实验教学过程、指导实验方法、培养创新能力。这种教学模式可以充分发挥教师的主导作用，突出学生的主体地位。教师充分相信学生，使学生主动参与实验。课本让学生看，实验让学生做，思路让学生想，疑难让学生议，错误让学生析。让学生独立设计实验，利用物理实验，发挥学生的主观能动作用，最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流，教师在课内讲重点、关键点和注意点，发挥好主导调控作用。主要方式是采取提问、答疑、讨论、观察实验现象、动手操作等。
　　
　　（二）、采用多种实验方法，活跃学生思维。
　　
　　在以前，课堂演示实验一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。采用多种实验方法，能活跃学生思维，让学生充分的动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生创造性思维的激发。
　　
　　1.演示实验中创新能力的培养
　　
　　演示实验不能可有可无，它是培养学生能力的一个重要方面，是培养学生能力的向导，教师在演示过程中要讲明实验目的、原理、方法、使用器材、设计思想，分析可能出现的问题；用严谨的科学作风与熟练的操作技能给学生作出示范，使之对学生产生潜移默化影响，更重要的是培养学生的观察能力和思维能力。如光学中观察光线的方向改变和颜色的变化，电磁感应实验中将磁铁对线圈分别做快速和慢速插入与抽出时，观察电流表指针的偏转，通过观察分析出现象与本质的联系。有些学生往往不注意指针的偏转角度不同和偏转方向不同，这反映出学生不同的观察能力。科学家正是由于有敏锐的观察能力，才发现出别人所不能察觉的规律。所以，通过演示实验促使学生在观察中和观察后进行深入细致的思维活动，引导学生的思维向深度和广度发展，经过分析、比较和抽象，找出事物的本质属性，这正是培养学生思维能力，锻炼学生创新能力的好时机。
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　　2、学生实验中创新能力的培养
　　
　　学生实验主要以“测量”和“验证”性实验为主，通过实验，使学生学会运用所学知识分析物理现象，正确使用仪器，合理选择器材，精心设计实验方案，规范操作方法，排除故障，处理实验数据，归纳实验结论，以此来培养学生运用知识的能力、综合信息处理的能力和归纳总结的能力。此外，笔者根据实际，在实验教学中进行了下列尝试：
　　
　　⑴、将演示实验改为学生实验
　　
　　将演示实验改为学生实验，可变被动接受为主动接受，培养学生创造性思维的独立性。例如：学习“液化现象”时，课本上有压缩体积的演示实验，而没有降温液化的实验，我让学生每人手拿一块玻璃，并对玻璃呵气，让学生体会、研究现象，得出结论。这种做法，能让学生在动手中观察思考，讨论分析，推理、判断，自己去发现问题、解决问题和得出结论，使做实验的过程，成为学生再发现的创新过程。
　　
　　⑵、将验证性实验改为探索性实验
　　
　　将验证性实验改为探索性实验，可变依赖思想为探索精神，培养学生忠于实验数据的求实精神和领悟教材的思想方法。变验证实验为探索实验，不仅能让学生积极思考，开发智力，而且增强了学生对成功学习、实验及解决问题的信心。
　　
　　⑶、将测量性实验改为设计性实验
　　
　　将测量性实验改为设计性实验，可变思维的单向性为多向性，培养学生的创造性和发散性思维。。又如学过欧姆定律后，让学生自行设计测未知电阻的电路图，学生根据原理设计出下面几种电路图，图3所示，有的还说出他只需—个电压表也可测出来未知电阻Rx的阻值。
　　
　　
　　
　　我充分肯定了他们应用学过的知识画电路的做法，并根据实验室现有的条件分析得出宜采用的电路，学生感到一种成功的喜悦，通过培养学生的发散思维，也使学生的创新能力在潜移默化中得到培养。
　　
　　例如，在验证机械能守恒的实验中，可以启发学生思考，你能否利用现有装置测定当地的重力加速度？你还能设计几种测定当地重力加速度的方法？在学生电学分组实验中，在掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行操作实验，可以极大地提高学生学习物理的兴趣，发展学生的个性，活跃学生的创新思维。在实验中学生需要在各种因素中取舍，对所得的信息进行筛选，这就要求学生在追求既定目标的过程中应变、思考和探索，使学生的分析、抽象、综合、表达的能力都得到训练和发挥
　　
　　3、课外实验中创新能力的培养
　　
　　课外实验题材广泛，材料极其丰富，是一种激发学生学习兴趣，发挥学生创造能力的有益活动，课外实验不仅能巩固和深化课内知识，而且有利于培养学生的实验技能，增强学生思维的独创性。我们开放实验室，进行物理小制作比赛，使学生尝试到动手动脑的乐趣；指导学生进行小发明创造，撰写科技小论文，培养学生的科幻意识和创新精神，通过这些活动培养了学生收集信息、处理信息的能力；发展兴趣特长，提高了学生的想象力，让学生对同一问题，善于全方位、广角度、多途径去分析思考，从而发展了学生的求异思维和创新能力，撞击学生的创造灵感，促进创新意识的形成和创新能力的培养。

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