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利用物理实验,提升创新能力
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期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN 15-1362/G4
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我刊投稿论文
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2019-09-02 | 所属栏目:我刊投稿论文 | 阅读次数:

作者:张万鹏
  【摘要】实验是科学研究的主要手段,也是物理学习的有效方式。在高中物理教学中非常注重实验教学,尤其是实验的创新性教学,既有效激发学生的学习热情,唤起他们探究的欲望,帮助学生扎实理解和掌握物理基础知识和基本技能,更能有效培养学生的观察力、实践操作力和任务执行力,尤其是创新意识的养成,不仅对于学生当前的学习非常重要,对于以后的发展也具有非凡意义。因此,高中物理教学必须要发展学生的科学探究能力和创新意识,养成求真求实、批判质疑、探索创新、客观严谨的科学态度和科学精神。
  【关键词】高中物理  实验  创新能力
  【中图分类号】G633.7   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)21-0173-01
  实践是检验真理的唯一标准,而实验则是验证物理原理,揭示物理规律的朴实标准。正如我国著名物理教育家、苏州大学朱正元教授所说:“千言万语说不清,一看实验就分明。”实验就是物理语言的最佳表述方式,许多言语不易表述的概念,一个物理现象就可以让学生恍然大悟,还有一些晦涩拗口的规律,记忆千遍不理解,一个创新实验就可以有效降低理解难度,帮助学生快速掌握。实验还是当前高考考查的重点,每年都有接近一半的题型来自物理实验,其中超过30%为创新性实验。因此,教师不仅要教会学生基本的实验方法,还有培養学生的创新能力和探究精神,从实验中发现异同,分析问题和解决问题,逐步提升学生的物理知识应用能力。
  一、当前物理实验创新存在的问题分析
  高中阶段学生本身学习任务就比较重,而且很多学校都没有开设专门的物理实验课程,所以实验基本都需要从理论教学中挤出时间,加之物理的很多实验操作起来难度较高,很多时候一节课可能都做不出应有的实验现象;还有很多实验对器材的要求较高,学校在这方面的配置不足;更有许多学生实验意识不够,上实验课基本在吵吵闹闹中度过,这就导致当前物理实验教学存在诸多问题,实验创新更无从谈起,表现在以下几个方面:
  第一,成绩压力大,实验开展课时受限。高中物理的知识模块相对分散,在有限的时间内完成知识教学已经非常紧迫,很多教师单纯从做题层面考虑学生的学习成绩,因而物理实验逐步变成了口头实验,讲原理、背重点、做易错点,成了物理实验学习的基本模式,实验课时有限,实验创新便成了无源之水。
  第二,教学观念落后,创新意识尽失。很多教师为了帮助学生快速完成实验,在理论课堂上已经对实验的基本过程进行了讲课,实验上学生只需按部就班来操作,以完成实验为考核的唯一标准,对学生缺乏应有的创新和引导,学生的实验创新意识逐步消失。
  第三,学生学习上缺乏主体意识,动手能力不强。很多学生对于教师布置的实验预习任务置若罔闻,实验课堂上对于实验过程缺乏应有的思考,只是按部就班来操作,还有很多学生对于实验结论如何得出都缺乏真正理解,实验操作过程中不知所措,给实验意识养成和观念创新带来很大负面影响。
  物理是在实验室中逐步发展壮大的一门学科,尤其是当前在高新技术支持之下的物理科研单靠理论已经无法完成,,甚至要经过千百次的尝试和实验,也未必能够取得理想的效果。但是实验过程中的一些重大发现,不仅对于物理学科本身具有重要意义,而且在化学、生物、计算机、医学、建筑等很多领域都具有非常重要的应用意义。实验的过程来不得半点虚假,必须一丝不苟把创新实验的原理、方法、步骤等各项活动安排得井井有条,才可以顺利开展实验。
  二、利用物理实验,提升创新能力
  1.帮助学生树立实验意识
  物理课本的很多内容都是来自于实验的推导或者实验结论,在教学的过程中教师不要直接要求学生对物理概念进行正确解读,而是要鼓励学生想一想这个概念从哪里来。一些简单的实验可以不用在课内进行,让学生通过兴趣小组,讨论分析,在自主实验的基础上,加强对新的概念的建立和理解,使学生少发生“想当然”的错误。
  以“圆周运动”为例,小球能够顺利过顶点都需要满足哪些条件?这个实验学生可以很简单的就地取材,一块小石子、一个纸团、一根线、一个弹簧测力计就可以鼓励学生对此进行探究。学生分析的结果可能不是非常正确,考虑得也可能不太全面,但是在这个实验的过程中,学生会观察小球运动速度的变化,线摆长度对小球运动的影响,这样一些浅层的发现也足以让学生兴奋半天,学习的热情大为高涨。
  2.指导学生开展一些趣味安全的探究性实验
  课本实验给了学生很多正确的物理实验操作思路,例如实验中要设置对照组,数据实验要多次测量请平均值等,这些实验思路的掌握不仅是要帮助学生应付考试,教师还有再此基础上指导学生开展一些有趣并且安全的探究性实验,体验物理学习的乐趣。
  譬如,学习电磁学的相关知识部分,可以让学生自己组装小收音机,这个实验相对比较容易,器材成本也相对较低,在组装的过程中学生不仅可以复习电路的相关知识,还会对电磁学的原理更感兴趣。完成这个实验之后,教师可以指导学生在自制电动机模型,小型直流电动机依靠通电电流在磁场中受到的磁场力而使线圈转动起来,既然永动机不可能,那么它如何实现持续运转。带着这样的心情,让学生以一块钦磁铁、一节干电池、一个宽橡皮筋、两个别针、一块砂布、一个漆包线绕成的线框为材料,试着自己制作电动机。让学生在实验的过程中掌握换向器的作用,鼓励学生改变其中的条件,将漆包线漆皮磨掉,做一下对比实验,自主发现线圈持续转动的奥秘。现在网络商城上还有许多趣味物理实验的素材,教师可以鼓励学有余力的学生自主购买和实验,切身体会科学家在解决技术难题的瓶颈和问题解决的快感。
  3.从解题出发尝试另辟蹊径
  很多学生觉得自己不具备实验创新的思维,很多实验完全不知该从哪个角度创新,针对这种情况,教师可以让他们从做题中寻找灵感。在试卷上出现的很多题目都是在课本实验的基础上做的改动或拓展,教师可以指导学生从正确解答题目出发,寻找试题与课本实验的关联性,立足知识导向,转向深度学习。
  例如试题中出现的题目有的是对实验过程的考查,改变其中的一个实验器材,观察实验现象、实验结论会如何变化;有的是对实验结论的考查,在原来实验探究的基础上更进一步。譬如平抛运动不考查小球落地距离的变化,而是问小球落地瞬间的运动方向、动能等的变化。再比如弹性实验中,如果撤掉弹簧,物体的运动状态会如何发生改变。
  结语:
  高中阶段对学生实验意识的培养必须要从基础实验入手,培养学生实事求是的科学态度和严谨求实的实验精神。物理基于实验,而实验又贵在创新,在此基础上学生的动手动脑能力、逻辑思维能力都会飞快进步,这比学生记诵多少实验原理都更有意义。实验的创新性教学,不仅可以提高学生的学习成绩,更是在激发学生学习物理的兴趣,培养学生的创新思维发展,不断完善学生的知识结构。
  参考文献:
  [1]奚波.浅谈物理实验课程对学生创新能力的培养[J].课程教育研究,2017(2).
  [2]黄标.浅谈如何在物理实验教学中培养学生的创新思维和创新能力[J]. 知导刊,2017(29).


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