在物理實驗中如何培養學生的創新能力

黃杰光

摘 要：物理具有抽象、精密和推理等多種屬性，它的特殊性要求我們教師要在平時授課的過程中注意培養學生的學習能力及創新能力。創新力培養是物理教學的重要內容之一。在中學教學中，實驗教學可以說是培養學生創造力、創新力最有效的辦法。而物理，是以實驗作為基礎的學科，在實驗教學中如果可以融入創新教育，打開學生的創新大門，對于培養他們的創造力而言極有幫助。

關鍵詞：實驗設計 探究性教學 創新能力

創新教育是教育教學改革的重要內容。實施創新教育必須落實到具體的課堂教學中，而物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，生活現象中更是蘊含著極其豐富的物理知識，有些現象是可見的，但有些現象卻不易顯現，學生探究起來難免覺得枯燥乏味，但以機器人活動為主題的第二課堂內容，塑造多學科知識交叉的綜合運用環境，能激發青少年的好奇心和求知欲，培養青少年想象力、創造力和開放性思維，使學生在物理學習動力上的得到了很好的補充。本文從營造寬松的學習環境，培養學生質疑意識；強化實驗創新設計；開展探究性實驗教學；積極參與課外機器人活動等方面闡述了如何在機器人活動中結合物理實驗教學中養學生的創新思維，發展學生的創新能力。

黨的十八大以來，習主席同志把創新擺在國家發展全局的核心位置，高度重視科技創新，圍繞實施創新驅動發展戰略、加快推進以科技創新為核心的全面創新，提出一系列新思想、新論斷、新要求。面向21世紀的素質教育是以創新精神為核心，培養創新人才的教育。當今社會科學技術迅猛發展，知識更新日新月異，國際競爭日益激烈，培養創造性人才已經成為世界教育發展的一大趨勢。在中小學教育中，課堂教學是實施創新教育的主渠道，也是實施創新教育成功的關鍵。而機器人活動最大的特點就是學生動手機會多，如能充分發揮學生主體性則很容易調動其學習物理的積極性，讓他們積極主動地參與到各類實驗活動中去，從而極大地激發學生的創新意識，提高學生的創新能力。

一、創設問題情境，培養創新意識

長期以來受傳統教育的影響，教師的主導作用過強，實驗課成了學生機械地按照老師的步驟、要求進行模仿的過程。教師和學生課堂教學的最終目的就是為了取得更高的分數。如此實驗課學生輕松，教師也不必被學生提問而左右，大家落得清閑，表面上課堂紀律較好，學生實驗成功率高，但結果卻制約了學生的動手、動腦能力，長期以往更不利于學生創新能力的發展。 鑒于此教師應積極主動地創設寬松的學習氛圍，鼓勵學生開動腦筋，大膽想象，積極提問，勇敢質疑。教師應因勢利導通過新奇有趣的實驗激發學生的求知欲望。教師要不斷的給學生以思維的動機和空間，處處設疑、激疑。只有不斷激活學生的思維機能，使學生張開思維的雙翼，在教師的正確引導和積極帶領下，才能找到解決問題的方法和途徑

二、注重參與，培養學生的創新思維能力

初中物理實驗方法簡單，實驗器材不多，操作限制因素多，加之大部分學生過分依賴教材中說明的材料用具、方法步驟等原因，在一定程度上影響了學生創造性思維的發揮。而機器人活動就突破了這一限制，活動集成各學科知識交叉的綜合運用，能夠為學生創設一個良好的科技平臺，使學生接觸世界上最前沿的知識，激發學生的好奇心和求知欲，培養了學生的想象力、培養學生動手、動腦相結合的創新能力。例如：機器人的搭建是工程學的一部分，涉及很多物理內容，如杠桿、齒輪配比、輪子和輪軸、梁、摩擦力、重心等。中小學生對搭建知識一知半解，根據學生這一特點，老師一開始讓學生接觸機器人的時候，可先讓學生搭建一些小車，然后介紹一些簡單的杠桿、齒輪、摩擦力和重心等知識。接著在教學中積極引導學生學會觀察、思考和創新，在已學習過的搭建基礎上進一步改進，搭建一些他們感興趣的東西。這樣既能使學生保持對學習物理的好奇心和興趣，又成功激發了學生的創新思維。

三、在機器人活動中開展物理實驗教學

機器人活動在物理教學中的應用其只要目的之一是讓學生的創新精神得到培養，機器人活動是各學科知識的集成，具有很強的綜合性，將其融入物理教學，也將物理教學內容富于綜合性，有利于培養學生的綜合能力。機器人活動突破了傳統課堂的封閉性，拓寬了課堂內外、書本內外的界限，將各種教學資源與物理學科進行整合，從而高效的實現物理的教學目標。例如在智能車比賽時，先要求學生搭建1輛行動自如的小車，能連續幾次直線行駛到達同一個地方，能準確轉彎。在這個過程中需要對模塊如紅外傳感器、馬達、超聲波傳感器、伺服電機等有一定的了解，再利用物理知識不斷改進結構搭建，一次又一次的改進，不同的學生就能創作出不同的小車。在此活動中由于場地比較光滑，有些小車出現打滑現象，。在這個過程中，學生用隨身配備的簡易工具在輪胎上刻畫出一下紋路，有效的緩解了打滑的問題。賽后，學生告訴筆者，“老師，我們是利用了物理課中的摩擦力的知識，通過增加了輪胎與地面的粗糙程度來增大摩擦力。”學生進行的漸進式的學習，再加上圖形化的編程容易被學生接受，學生很容易找到成功感，克服對程序設計的恐懼，保持對物理學習的持續興趣。

綜上所述，創新是知識經濟時代對人才培養的客觀要求，而教育是知識創新、傳播和應用的主要基地，是培養創新精神和創新人才的搖籃，在機器人活動教學中，只有找到了物理教育與創新教育的結合點，并把三者巧妙而有機地結合起來，才能提高學生的學習效率，培養學生的創新能力，從而培養出具有創新精神與創新能力的一代新人。

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