物理实验教学中创新能力的培养

来源:用户上传      作者: 何慧平

　　物理实验是物理学发展的基础及重要推动因素。物理实验中所显示的各种现象和结果将趣味性、科学性和思想性融为一体，能有效的激起学生的学习情感和意志，使他们的智力和非智力因素调动起来。因此物理实验教学是教学中学生创新能力的有效途径之一。
　　
　　一、创设思维情境，培养学生的创新思维意识
　　
　　创设思维情境，充分调动学生的参与兴趣，激发学生的思维意识，是教学中教师主导作用的核心所在。在教学中，我常利用现行教学内容，选定一些思考对象，精心设计妙趣横生的物理实验，注意营造情感氛围，创设思维情境，激发学生的创新思维意识。如讲解自由落体的完全失重现象时，引入“水瓶下落”实验。在一个底部扎有小孔的可乐瓶中装满水，释放小孔，水自然会喷射出来。但是当让瓶从高处自由落下时，小孔竟然不漏水了。这奇异的实验现象，引发了学生的强烈兴趣和积极思考。
　　除设计演示实验外，我还根据一些教材内容的特点，组织学生进行“五分钟课堂小实验”，创设思维情境。如讲授“大气压”时，将学生分成每六人一组，发给每组两支玻璃瓶、一支蜡烛、一盒火柴、一张湿纸巾安排学生实验：将燃照的蜡烛放到一个玻璃瓶中，把湿纸巾贴住瓶口，再将另一个水杯倒扣在湿纸巾上。隔一会提起上面的玻璃杯，发现下面的玻璃杯也被带起。此时，学生的好奇心和求知欲被极大的激发了，这不仅强化了学生的创新意识，而且为今后进一步创新思维活动打下了良好的基础。
　　
　　二、深挖掘教材潜力，培养学生的思维创新能力
　　
　　1增加实验教学的创新成份，培养学生的逆向思维能力。
　　逆向思维是创新思维的重要形成之一，它是比顺向常规更高层次的思维。在教学中，我注意运行可逆性原理，在演示了正面结论之后，再演示与之反方向的实验。如讲“大气压强的测定”时，用托里拆利实验测定了大气压后，学生头脑中往往存有疑惑：为什么管内水银柱压强等于大气压强？我继续演示：将托里拆利实验装置放在真空罩中，当抽气筒将真空罩内的空气逐渐向外抽出时，可看到水银柱高度降至几乎为零。再把空气送进真空罩中，则又恢复原状。由此，学生深刻的认识到了托里拆利实验中玻璃管中的水银柱是大气压强托起的。 在教学中，我注意挖掘物理问题的可还原因素，不失时机地演示由反推正的实验，这不仅可以使学生深刻理解知识，而且可以帮助学生突破习惯思维的框架，有利于培养学生的创新思维的能力。
　　2改“测量验证试验”为设计型实验，培养学生的发散性思维能力
　　发散性思维是创新思维的重要表现形式，它是一种从多方向推测、假设和构想探索答案的思维形式也是假设和构想探索答案的思维方式。物理实验教学把实验的目的、内容，步骤详细周密的设计安排好，学生只是“照方抓药”被动的实验，因而学生的思维能力单一狭窄，缺乏灵活性和创新性。在教学中，我注意选择一些灵活性、变通性大的问题，让学生自行设计实验方案进行试实验。
　　如在“伏安法测电阻”实验中一般有电流表外接和内接两种电路。因为电流表和电压表本身有内阻，因此这两种电路都存在误差。为使待测电阻尽可能准确，除电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线外，再给你一个电阻箱，你如何利用这些器材尽可能精确地测量Rx的阻值？经过学生的讨论，最后设计的方案有以下四种：
　　
　　图1　　　　　　　　　　　　　　　图2
　　
　　图其中（1）、（2）接法是替代法，先闭合S2，断开S1，使电压表（或电流表）有一定读数，然后断开S2，闭合S1，使表的示数与原来相同，此时电阻箱阻值就与Rx相等。
　　通过引导学生自行设计试验方式并进行实验的教学活动，鼓励学生发散性思维，进行多方位、多角度的联想，探索出多种解决问题的途径以培养学生的创新思维能力。
　　创新思维是整个思维活动的高级形式。对中学生进行创新思维的培养有利于其一生的发展。我们应该在教学过程中，运用物理实验这一得天独厚的天然条件，发挥实验的生动性、直观性、综合性，加强探究性、设计性，激发学生的求知欲望，培养学生的探索精神，进而培养学生的创新思维，以弥补传统教学中之注重再现性思维训练，学生思维的灵活性、批判性，独创性的不足，全面实现教育教学的功能。
　　（作者单位：河北省邢台市第二中学）

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