“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂”,在知識經(jīng)濟的社會中人的最重要的素質(zhì)是創(chuàng)新能力,所以在物理教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是實施素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。物理學從本質(zhì)上說是一門實驗科學,物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎,并受到實驗的檢驗。因此在物理教學中,尤其是在實驗教學中,注意不斷激勵學生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等探索手段提出種種假設和猜想發(fā)展創(chuàng)新意識就顯得尤為重要。
在中學物理實驗中應如何培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力呢?
一、邊學邊實驗
學生邊學邊實驗是指學生在教師的指導下,一邊學習,一邊做實驗。過去,這種教學形式是邊教邊實驗,一邊是教師的教,一邊是學生在實驗。顯然,這里的“教”和“實驗”分別出于兩個主體——教師和學生。而教學只能是以學生為主體。邊學邊實驗是指一個主體在同時進行的兩個動作——“學”和“實驗”將邊教邊演示或者教師、學生實驗的邊教邊實驗,改變?yōu)橥恢黧w(學生)的邊學邊實驗,讓學生通過自己動手實驗來獲取物理知識,這是物理課堂實驗實驗教學的一項重要改變。
一些發(fā)達國家,中學物理實現(xiàn)分演示實驗和學生實驗,以學生實驗作為中學物理教學的主體。德國的國民教育中,物理課程共安排343個實驗,除48個實驗出于安全和技術設備等原因由教師演示外,其余295個(占總數(shù)的86.1%)均由學生完成。英國中學低年級物理教學都以學生實驗“開始”,每節(jié)課有2—3個學生實驗,低年級(11—14歲)學生實驗占課時的70—80%,高年級(15—16歲)占25—50%。可見,低年級物理教學幾乎是在學生自己手腦并用過程中來實現(xiàn)的。所以,國外學生的動手能力一般都比我國學生的動手能力強。我們要改變現(xiàn)狀,就必須進行新課程的改革。
針對初中學生的特點,在課堂教學中,若比較多地采用邊學邊實驗的組織形式,讓學生通過動眼、動腦、動手、動口進行學習,使各種感官受到刺激,就能延長學生的有意注意時間,促使大腦對各感官傳輸?shù)男畔⑦M行綜合分析,進而提高課堂教學的思維密度。
邊學邊實驗的教學組織形式,改變了教師講、學生聽,教師寫、學生抄,教師做、學生看那種因?qū)W生處于消極地位而使課堂氣氛沉悶的情況。由于學生自己閱讀材料,自己做實驗,還可以討論講述,因此他們學習的主動性、積極性就能得到充分發(fā)揮,也有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
二、探索性實驗教學
所謂探索性學生實驗就是指在教師的指導下,讓學生自己動手,通過一系列的觀察測量活動去探索研究,從而歸納總結出物理規(guī)律。例如:在學習“光的直線傳播”時,教師先提出問題:“光源發(fā)出的光是怎樣傳播的?”然后進行實驗。
實驗1:平行光通過充水的玻璃磚容器,學生看到一束直的光束。
實驗2:平行光通過玻璃磚,學生看到玻璃中的光也是直的。
通過實驗,學生清楚地看到,光在水、玻璃中是沿直線傳播的。實際上,我們在晚上看到的電筒光束、汽車前燈的光束都是直的,我們是否就能說,光在同一種均勻物質(zhì)中是沿直線傳播的?剛才教師的演示是否還有做其他的改進呢?這時學生的胃口就被調(diào)動起來了,紛紛提出了猜想和問題:
(1)光可能是在某些特殊情況下才沿直線傳播的。
(2)光可能同一物質(zhì)中沿直線傳播。
(3)光可能在同一種均勻物質(zhì)中沿直線傳播。
(4)光可能在任何時間都是沿直線傳播的。
(5)光在同一種不均勻物質(zhì)中是怎樣傳播的?
(6)光在不同物質(zhì)中是怎樣傳播的?
這時讓學生根據(jù)自己的猜想和問題,設計實驗并進行實驗;
(1)從不同的角度研究光在裝水的玻璃容器、玻璃磚中的傳播路徑;
(2)直接觀察光在空氣中的傳播路徑;
(3)將玻璃容器中的水換成其他物質(zhì)(如煙霧)。
然后讓學生分組匯報各組探究結果,教師適時點評,并指導學生繼續(xù)進行探究活動。學生只有親歷探究過程,才能確信“光沿直線傳播”。同時他們的實驗能力、探究能力也能逐漸提高,還能培養(yǎng)他們不盲從、不迷信權威的科學精神。
三、應用多媒體教學進行物理實驗
多媒體教學手段是對傳統(tǒng)的教學手段的一種改革,但任何一種科學的改革,都應當揚棄,而不是拋棄。多媒體教學中力求保存?zhèn)鹘y(tǒng)教學中的一些優(yōu)點,如循序漸進性、與學生進行情感交流等;力求解決傳統(tǒng)教學中的一些不足,主要是運用動畫來再現(xiàn)事物的多維圖像,動畫制作力求注意科學內(nèi)容的情景,從而改變以往物理教學中學生興趣不高、物理難學、教師難教的情況。隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展,多媒體和網(wǎng)絡將圖、文、聲、像高度集成,對物理現(xiàn)象能進行生動、直觀的描述,特別適合于大學物理的教學。近年來,不少大學(如清華大學、華中科技大學等)研制與開發(fā)了一系列既有利于輔助教師課堂教學,又有利于學生從網(wǎng)上學習的軟件,收到了良好的教學效果。
四、不定期地開放實驗室,給學生創(chuàng)造更多的動手機會
由于個性差異,一些學生往往不滿足于課堂上所看到的或書本上所接觸到的實驗,他們往往表現(xiàn)出較強的動手欲,很多想法都想付諸實施。而另有一些學生動手能力不強,在實驗中往往處于旁觀者的地位,有時想自己試著做實驗,又怕周圍的同學譏笑。因此不定期地開放實驗室,既可以給學生施展身手、創(chuàng)造動手的機會,又可以為動手能力較差的學生提供鍛煉自己、提高實驗能力的場所。可以采取自愿參加、全方位開放的形式,或根據(jù)興趣愛好組織專題研究和探討。學生在這種環(huán)境下或復習已學實驗的操作,或做些自己設計的小實驗,能極大地激發(fā)學習物理的興趣,有益他們動手能力的增強,有利于創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
除上述方式外,我們還可以采用多種實驗方法,活躍學生的思維。
通過物理實驗,教師不僅要達到教材對每一個實驗提出的實驗目的,進行常規(guī)的驗證性的實驗教育,還要培養(yǎng)學生的科學實驗素養(yǎng),理論聯(lián)系實際和實事求是的科學作風,嚴肅認真一絲不茍的科學態(tài)度,更重要的是指導學生通過對分組實驗、課堂演示實驗、課外小實驗及日常活動中物理現(xiàn)象的嚴密觀察和勤于思考,培養(yǎng)學生主動研究的探索精神和創(chuàng)新性的發(fā)現(xiàn),思考和解決新的實際問題的能力。
綜上所述,要大面積提高物理教學的質(zhì)量,全面提高學生的素質(zhì),真正實現(xiàn)由應試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化,就必須在物理教學中加大實驗教學的力度,創(chuàng)造一切可能的機會,增強學生的動手能力。
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