物理教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識
1.實驗內(nèi)容的創(chuàng)新開發(fā)和設(shè)計
新課程標(biāo)準(zhǔn)的一個重要的價值取向就是變課程的預(yù)定性和封閉性為課程的生成性與開放性，同時教師也由課程規(guī)范的復(fù)制者變?yōu)檎n程的創(chuàng)造者。做為課程的主體，教師要全方位地主動地介入課程的研究、開發(fā)、設(shè)計和實施等一系列的創(chuàng)新活動中，因此一個新的理念被突現(xiàn)出來：教師即課程(the teacher is the curriculum)。在這種理論指導(dǎo)下，教師完全有必要針對學(xué)生的實際情形，富有針對性地對物理實驗進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩�、增刪，最終沖破狹隘的課堂教學(xué)的封閉環(huán)境，建構(gòu)起以教科書為載體，以教室為物理空間的小環(huán)境和以所有媒介為補充以日常生活乃至宏觀世界為大環(huán)境的高中物理實驗教學(xué)體系。
教師在實驗的開發(fā)與設(shè)計上要把握好以下幾個原則。
1.1以教材為主
雖然說新課程是以開放性、生成性和創(chuàng)新性為價值取向的，教科書不再是教學(xué)的中心，也不再是唯一的課程資源，但是教科書在編寫過程中得到了大量的專家、學(xué)者的指導(dǎo)，凝聚了大量教育一線教師長期工作的經(jīng)驗教訓(xùn)，經(jīng)過了長期的試用和改進(jìn)，是最能充分體現(xiàn)創(chuàng)新教育價值取向的課程資源之一，它不僅是知識的載體，而且在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀等方面的教育任務(wù)上更是有突出作用，因此在教科書的框架內(nèi)進(jìn)行實驗的創(chuàng)新設(shè)計是實驗創(chuàng)新教學(xué)的首要原則。
首先，可以對教材上已經(jīng)給出的實驗進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。例如，在驗證動量守恒的演示實驗中，教材上的實驗方法是彈簧彈開兩輛小車，分析小車運動距離得出運動速度，進(jìn)而得出動量的關(guān)系。筆者認(rèn)為此實驗可以改為定量的測量，只要將車換成球，利用平拋求速度即可。其次，可以用實驗驗證教材或習(xí)題中的一些問題。例如，光滑水平面上的小車上站一人，人用錘子敲擊小車一端時小車能否朝一個方向連續(xù)運動。再有如何用實驗再現(xiàn)或驗證生活、生產(chǎn)中的某些物理問題。例如，電飯鍋的自動控制如何用實驗?zāi)M等。
1.2具有趣味性
興趣作為主體的一種內(nèi)驅(qū)力，直接導(dǎo)致學(xué)生主動地去關(guān)注實驗、完成實驗、理解實驗。例如，做聲音的共鳴實驗時，傳統(tǒng)的做法是教師只用兩個音叉a、b，敲a后觀察到b也振動了，筆者采用多個音叉a、b、c、d、e、f做實驗，a與b固有頻率同，a做為提供驅(qū)動力的音叉單獨放置，其它音叉環(huán)繞a音叉放置，敲a后一會兒用手握住a，發(fā)現(xiàn)還有聲音，再握住c音叉，還有聲音……，最后握住b后聲音消失，再看它們的固有頻率關(guān)系，最后得出結(jié)論。用此種實驗方法對學(xué)生的吸引力更大，學(xué)生不僅能表現(xiàn)出濃厚的探究興趣，而且印象很深，很長時間都忘不了。
1.3簡單易行
限于高中學(xué)生的理論水平和操作技能，實驗設(shè)計要盡可能用較少的儀器，儀器要盡可能簡單，實驗原理盡可能在高中范圍以內(nèi)。首先要就地取材，用簡單的器材做實驗容易使學(xué)生感到物理就在身邊，研究物理并不神秘，因此老師可以用可樂瓶、易拉罐、飲料吸管、膠帶等生活中常見的物品來做物理實驗，如抽水馬桶原理的模擬等。長久下去，學(xué)生對周圍生活的關(guān)注意識就會增強。其次，采用簡單的器材還容易突出實驗的物理原理，而不為器材復(fù)雜的結(jié)構(gòu)所干擾，能獲得更好的效果。比如在驗證單擺擺動過程中機械能足否守恒的實驗中，如果用光電計時器來測量小球某個位置的瞬時速度，學(xué)生絕大多數(shù)時間用來熟悉儀器的安裝、使用，調(diào)整光電門的位置，而忽略我們實驗的目的是機械能守恒的驗證，采用剔須刀片在某位置緊貼小球割斷擺線的方法，器材雖簡單，但體現(xiàn)了拋體運動和單擺運動的整合思想，學(xué)生完全理解這種思想，很容易地就接受了這個實驗方法。
1.4具有科學(xué)性
教師在創(chuàng)新型實驗設(shè)計上要保證不出科學(xué)性錯誤，同時在實驗中要尊重實驗事實，不要只關(guān)注與似設(shè)相符的實驗數(shù)據(jù)或現(xiàn)象，而忽略觀察收集那些與預(yù)期結(jié)果相矛盾的信息，這樣往往失去了科學(xué)的態(tài)度和方法，進(jìn)而由部分?jǐn)?shù)據(jù)得出錯誤的實驗結(jié)論。比如做探究單擺的周期與擺長關(guān)系的實驗時，同學(xué)采集到大量數(shù)據(jù)，在t-l坐標(biāo)系中描出點后，有的同學(xué)認(rèn)為靠近原點的數(shù)據(jù)誤差大而舍去，導(dǎo)致t與l成正比的錯誤結(jié)論。
1.5課內(nèi)外相結(jié)合
物理學(xué)是一門來源于自然而又應(yīng)用于自然的基礎(chǔ)科學(xué)，一方面它帶動了科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步，另一方面推動了文化、經(jīng)濟、社會的發(fā)展，因此關(guān)注物理的知識與技能在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，關(guān)注物理學(xué)與技術(shù)、經(jīng)濟、社會的互動作用是新一輪課程改革的重要目標(biāo)。因此高中物理實驗創(chuàng)新教學(xué)的另一重要內(nèi)容就是在安排足夠的演示實驗和分組實驗的基礎(chǔ)上，將學(xué)生從課堂、教材、習(xí)題中釋放出來，組織豐富多彩的課外活動，如小發(fā)明、小制作、小實驗等，實驗室要完全對學(xué)生開放，培養(yǎng)學(xué)生主動做課外實驗的意識，同時鼓勵他們博覽群書，逐步建立起以物理學(xué)為核心的廣博的知識體系。
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1.6利用信息技術(shù)
信息化時代的實驗教學(xué)，要充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，在重視傳統(tǒng)的實驗手段的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新，逐步將信息技術(shù)應(yīng)用到物理實驗中，逐步學(xué)會開發(fā)和使用物理實驗軟件，利用計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時采集、處理實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果等。例如，在做探究單擺的周期與擺長關(guān)系的實驗時。同學(xué)們采集到大量數(shù)據(jù)后，利用excel軟件的函數(shù)功能很容易在t-l坐標(biāo)系中描出曲線。節(jié)省了數(shù)據(jù)處理時間的同時提高了精度。
2.實驗教學(xué)方法創(chuàng)新變“廣播式”為“探究式”實驗?zāi)Ｊ?/p>
無論是演示實驗還是分組實驗，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是老師介紹實驗，學(xué)生根本不用自己思考，機械地按老師的要求操作。由于要觀察的現(xiàn)象或要得出的結(jié)論已經(jīng)先人為主，所以根本不分析采集到的數(shù)據(jù)，更談不上由實驗的數(shù)據(jù)去演繹、歸納出結(jié)論了。長此下去，實驗的教育功能不但沒有發(fā)揮出來，反而成為束縛學(xué)生思維的障礙，學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決問題的能力不能提高，反而下降。
在實驗教學(xué)中我們應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在問題情景中生疑、質(zhì)疑，這樣才能產(chǎn)生濃厚的興趣，才能使學(xué)生體驗科學(xué)研究的艱辛與喜悅，才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力，因此，實行探究式教學(xué)是實驗創(chuàng)新教學(xué)的重要組成部分。
2.1 精心創(chuàng)設(shè)探索性實驗培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
在教學(xué)時，精心創(chuàng)設(shè)探索性實驗，首先需要教師進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，包括教具設(shè)計、實驗層次的安排、問題的設(shè)置及解決的辦法等。這種創(chuàng)新設(shè)計的目的，是要讓學(xué)生充分動腦，動手、動口，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。同時，這種創(chuàng)新設(shè)計對學(xué)生也是一種很好的示范，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)將起到潛移默化的作用。例如，在學(xué)“超重和失重”時，指導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計一個失重實驗裝置并觀察失重現(xiàn)象，有些學(xué)生找了一個用過的易拉罐，在靠近底部的側(cè)面打一個洞，用手指按住洞口，在里面裝上水，移開手指，水就從洞中噴射而出；如果放開手，讓易拉罐自由落下，在下落過程中，水將不再從洞中射出。這樣，在實驗教學(xué)中，教師精心創(chuàng)設(shè)實驗，鼓勵學(xué)生用自己的頭腦思考問題，勇于探索，不斷創(chuàng)新。
2.2盡量采用多種實驗方法活躍學(xué)生的思維培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神教材中安排學(xué)生實驗，方法都只有一種，從器材到實驗步驟及表格設(shè)計都由教材按一定的模式制定，學(xué)生只需按部就班完成實驗操作，這樣不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。對于學(xué)生的分組實驗，我們在幫助學(xué)生掌握原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的器材，不同的實驗步驟都進(jìn)行一下實驗。在不同情況下分析、綜合，這樣的實驗有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和獨立思考的品質(zhì)。例如，在做“伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗時，課本上要求同時利用伏特表和安培表的測量值來算出電源的電動勢和內(nèi)阻，能不能只用一個電流表或一個電壓表來測量呢?如果能，還需要哪些輔助器材?怎樣測量?請說出你設(shè)計的方案，畫出電路圖，并實際操作，分析比較這幾種實驗結(jié)果有何異同?為什么?這樣，通過多種方法進(jìn)行實驗，使學(xué)生能加深理解實驗原理和相關(guān)知識，掌握多種實驗方法，同時學(xué)會處理一些實驗問題，使學(xué)生的“方法和知識”的遷移能力得到提高，使學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力得到有效培養(yǎng)。
2.3 多做選做實驗課外實驗促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展
選做實驗和課外實驗活動也是物理教學(xué)的一個重要方面，它既是物理課堂教學(xué)的補充，也是課堂教學(xué)的延伸。學(xué)生獲得系統(tǒng)的物理知識，主要來源于課堂教學(xué)，但大量的物理知識卻來自于課外活動的親身體會和實踐。學(xué)生參加學(xué)科討論、自制學(xué)具、小論文、小實驗、小發(fā)明等各項活動，不僅能幫助他們認(rèn)識、理解、應(yīng)用物理知識，培養(yǎng)他們各種思維能力，而且還能開闊眼界，豐富知識，吸引他們?nèi)ヌ剿餍碌默F(xiàn)象、新的規(guī)律。
通過豐富多彩的課外實驗，理論和實驗相結(jié)合，進(jìn)一步加深和鞏固了學(xué)生書本上所學(xué)的知識，提高了他們的綜合素質(zhì)和能力。
3.實驗的評價上要創(chuàng)新變終結(jié)性評價為過程性評價原則
傳統(tǒng)的實驗評價是重結(jié)果輕過程、重數(shù)據(jù)輕內(nèi)心活動、重實驗試題輕操作的技能與素養(yǎng)，最終出現(xiàn)會說不會做實驗的現(xiàn)象。美國課程理論學(xué)家斯塔弗爾比姆說：“評價的最終目的不是為了證明而是為了改進(jìn)”因此實驗教學(xué)創(chuàng)新的另一個重要方面就是改變實驗的評價機制，變終結(jié)性評價為過程性評價、變單一性評價為多方位評價，關(guān)注學(xué)生的實驗結(jié)果，更關(guān)注學(xué)生在實驗中的種種表象，我們可以采用記錄學(xué)生實驗檔案的方法實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，例如，記錄學(xué)生實驗中的某一個好的實驗設(shè)計、一次優(yōu)秀的實驗報告、一組精確的實驗數(shù)據(jù)、一個創(chuàng)見、一個小教具等，及時發(fā)現(xiàn)閃光點反饋給學(xué)生，使每個學(xué)生都能認(rèn)識到自己的優(yōu)點，增強自信心，在原有基礎(chǔ)上都有所進(jìn)步。
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總之，基礎(chǔ)教育課程改革呼喚創(chuàng)新，教師要由課程規(guī)范的復(fù)制者變?yōu)樾抡n程的創(chuàng)造者，而物理課程的創(chuàng)新重點就在實驗的開發(fā)與創(chuàng)新設(shè)計上。
物理教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識 [篇2]
創(chuàng)新是創(chuàng)造，是更新，是改變。創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。創(chuàng)新的關(guān)鍵在人才，人才靠教育。作為教師，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力責(zé)無旁貸。
物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，它與社會生活緊密聯(lián)系，以物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)之間的相互作用和其運動變化規(guī)律為研究對象，具有科學(xué)性、實用性、趣味性。物理實驗是物理教學(xué)的重要方法和手段，也是學(xué)生掌握物理知識最有效、最輕松的途徑。而物理實驗教學(xué)的基本思想是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
創(chuàng)新，首先要使學(xué)生有創(chuàng)新意識。初中年齡段的學(xué)生精力充沛、活潑好動、勇于探索，求知欲大，好奇心強，對新事物特別感興趣。讓他們觀察生動有趣、新穎奇特的物理實驗，他們的注意力會高度集中，積極想象并期待著實驗結(jié)果，甚至個個迫不及待地想親自露一手。這就順應(yīng)了他們“好奇、好動、好勝”的心理，同時也刺激了他們的感官，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識，從而使學(xué)生在不知不覺中輕松學(xué)到物理知識。因此，創(chuàng)新意識在物理實驗教學(xué)中具有舉足輕重的作用。那么，如何才能使創(chuàng)新意識滲透每個學(xué)生心中，滲透每一節(jié)實驗課呢？
一、創(chuàng)造良好的環(huán)境和條件，讓學(xué)生多做實驗、做好實驗，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識
首先，給學(xué)生動手操作的機會。教師應(yīng)盡可能地創(chuàng)造環(huán)境，讓學(xué)生從親自實踐操作中學(xué)習(xí)知識；其次，給學(xué)生設(shè)計選擇的機會。讓學(xué)生從“生搬硬套”走向“自主創(chuàng)新”。例如，在做“如何測小燈泡電阻”的實驗中，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計實驗電路，選取實驗器材，自己動手實驗；再次，給學(xué)生一個思考的機會。在該實驗中，可以讓學(xué)生從不同的電源、導(dǎo)線、變阻器、不同電阻、不同電壓表、不同電流表、多個燈泡、多個開關(guān)等眾多器材中選取自己所需的器材，而不是規(guī)定好實驗器材讓學(xué)生生搬硬套。這樣，讓學(xué)生有充分思考的余地，有自主選擇的權(quán)利，多給學(xué)生提供這樣的機會，并以此激發(fā)他們的創(chuàng)新意識。
二、聯(lián)系生活實際，充分利用自制教具精心設(shè)計小實驗，重視學(xué)生的小制作、小發(fā)明，拓展學(xué)生的創(chuàng)新意識
我們一直在倡導(dǎo)從物理走向生活，從生活走向物理。的確，物理知識與生活實際是密不可分的，同樣，在實驗教學(xué)中也應(yīng)注重物理與生活的聯(lián)系。
利用自制教具，精心設(shè)計小實驗。自制教具有可選用學(xué)生在生活中的常見材料，讓學(xué)生有親切、熟知、而不失新奇感。例如，在講解凸面鏡與凹面鏡對光的作用時，我用一硬紙片作為面鏡，用學(xué)生常見的較長的縫衣針作為光線，穿入紙片，這一簡單的教具可直觀形象地讓學(xué)生看到光的會聚、發(fā)散形狀，使學(xué)生學(xué)到知識的同時體會到物理與生活的聯(lián)系，學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的聯(lián)系。
重視學(xué)生的制作、發(fā)明，給予肯定、贊揚。楊振寧教授說：“成功的真正秘訣是興趣。”學(xué)生的制作、發(fā)明，哪怕是一個小小的發(fā)現(xiàn)都表現(xiàn)出了他們的好奇、興趣。而正是這興趣才會促使他們思考下去、研究下去，最終走向成功。所以，我們不僅要重視、肯定、贊賞學(xué)生的發(fā)明制作，而且要引導(dǎo)學(xué)生思考，指導(dǎo)學(xué)生研究制作，培養(yǎng)他們良好的觀察能力，并進(jìn)一步拓展學(xué)生的創(chuàng)新意識。
三、變演示實驗、學(xué)生實驗為探索性實驗，在探索中尋求創(chuàng)新，滲透實驗原理，升華學(xué)生的創(chuàng)新意識
有人說過，會學(xué)習(xí)的人首先要會提問，要學(xué)會知識首先要善于產(chǎn)生疑問。有了疑問才會為了釋疑而想方設(shè)法，才會在探索過程中獲得知識，才能找到問題的真正答案。例如，在講到“力的作用效果”時，學(xué)生對力可使物體發(fā)生形變產(chǎn)生懷疑。教師可借這一疑問啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生：“如何來解開這一疑問呢？”創(chuàng)造一種探索氛圍、研究色彩，然后進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考實驗的設(shè)計、實驗方法、選用的裝置、所需的器材以及實驗中應(yīng)注意的問題等。最后，讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計，動手操作，發(fā)現(xiàn)問題，改正問題并評估交流，得出結(jié)論。這樣把一個簡單的“力使玻璃瓶形變導(dǎo)致裝置中細(xì)管內(nèi)液面上升”的演示實驗變?yōu)槿鄬W(xué)生的探索實驗，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生學(xué)到知識，又使學(xué)生增強了自信，有成就感，進(jìn)一步升華學(xué)生的創(chuàng)新意識。
四、對重難點知識的實驗精心設(shè)計，強化學(xué)生的創(chuàng)新意識
中學(xué)物理教學(xué)中，浮力一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，然而浮力涉及一系列問題：如浮力的產(chǎn)生、物體的浮沉條件、浮力的應(yīng)用等。為了更好地讓學(xué)生掌握這一系列知識，可精心設(shè)計小實驗。如三個相同的乒乓球（其中兩個注入不等量的鹽水）同時放入水中，讓學(xué)生猜想并觀察現(xiàn)象，進(jìn)一步探索漂浮、懸浮、沉底的原理。在學(xué)生認(rèn)識浮力，了解物體的浮沉條件后，可進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生，“要想使球上浮，該怎么辦？”讓學(xué)生通過思考及動手操作對潛水艇的浮沉原理等生活應(yīng)用有了更深的認(rèn)識。如此，一個簡單的實驗不僅將所涉及的知識串聯(lián)，更教給學(xué)生一種思維方法。強化了學(xué)生的創(chuàng)新意識。
綜上所說，經(jīng)過對學(xué)生創(chuàng)新意識的激發(fā)、拓展、升華、強化，相信我們的學(xué)生會在物理實驗中不斷進(jìn)步，我們的教師在物理實驗教學(xué)中也會進(jìn)一步完善，為以后發(fā)揮它更大的作用積累經(jīng)驗。
創(chuàng)新，是人類社會不斷向前發(fā)展的源泉和動力，只有創(chuàng)新，科技才會突飛猛進(jìn)，社會才會進(jìn)步，人類才會不斷向前發(fā)展。讓我們不斷地探索和改進(jìn)物理實驗教學(xué)方式，從而推進(jìn)素質(zhì)教育，邁向創(chuàng)新教育。
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