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物理教学改革的主要目标是要构建“以学生发展为本”和培养学生的“创新精神,实践能力”的课堂教学模式。物理是一门以实验为基础的学科,因此,以实验教学为载体,重视培养学生实验探究能力是实现这一目标的主要途径之一。
一、课本中有些演示实验现象不明显,在教学中开展改进演示实验活动,培养学生创新思维能力
例如:“研究浮力产生原因”的实验:课本中原来使用图1、2实验装置,实验中图1石蜡不动和图2中石蜡上浮效果较好,但是实验中石蜡底部是否进水学生从演示中观察不到,会使学生产生误解,认为石蜡不上浮的原因是粘在底部,不能做出正确的分析;能否使我们明显地观察到是否进水呢?
以此为契机激发学生探究欲望,对实验进行改进。现列举学生改进一例:用一只可乐瓶和一个乒乓球。用一只塑料可乐瓶剪去底部(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径)把一只乒乓球放入瓶内,从上面倒入水,观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,但乒乓球并不上浮如图3,这是因为水对乒乓球只有向下的压力;用瓶盖堵住瓶的下部流水处,可观察到乒乓球浮起如图4,这是因为水对乒乓球向上的压力大于向下的压力;使学生可以很直观地判断原因。
二、学生的学习必须是一个主动的过程,只有学生自我发现的东西,才能积极地被同化
当代瑞士心理学家皮亚杰根据他的研究,提出“知识源于行动”和“认识发生了主、客体之间的相互作用”的观点,他认为学生的学习必须是一个主动的过程,只有学生自我发现的东西,才能积极地被同化。
初中物理无论是演示实验,还是学生实验,往往给出实验方案和方法单一,无探索性,不利于创新精神的培养。在教学中将一些实验进行改进,以培养学生的创新精神。如在“伏安法测电阻”实验中,学生对于电压表和电流表的使用已经相当熟练,笔者在学生实验中,根据学生的实际情况,将学生分成三大组:第一组提供电压表和电流表,第二组只提供电压表,第三组只提供电流表(其他器材满足实验要求)。有意识地给学生制造问题、创造条件,让学生放开手脚,大胆地去设计实验、寻求方法、探究真知。学生在实验活动中,表现出极大的热情和智慧,不仅完成了实验,而且设计了多种方案。学生实验完毕后笔者的教学并没有结束,而是要求学生针对刚才的实验进行交流与讨论、讲述设计思路、比较优劣、寻求改进。在这一过程中,学生又提出了多种解决方案、方法。让学生在活动中发现问题、解决问题,获取真知。既掌握了知识、沟通了知识间的联系,又培养了创新精神。
三、学生对未知的领域一般都会产生好奇并急欲获得正确的认识,这将会使学生对学习新知识产生强烈的求知欲望和饱满的学习热情,这种非智力因素的情感作用,将返过来促进思维的活力和思维的定向能力
牛顿说:“没有大胆的设想,就不会有伟大的发现。”所以,教师要积极鼓励和耐心引导学生去开展丰富的联想,在课堂上出现“意料之外”后,教师不是简单化地处理,而是关注学生的感受,果断地改变教学策略,维持学生积极的情感投入,引发学生的创造性思维活动。并引导学生奇思妙想,放开手脚,大胆尝试,让学生积极主动地参与实验教学,让他们在科学实验的体验过程中,轻松获得知识,还可以有更多新的发现与创意。比如在“探究并联电路各支路两端电压关系”如图5所示实验时,学生在测量灯泡两端的电压之后,又测量了电源两端的电压,实验数据如下:
问题:电灯两端电压并不等于电源两端电压,0.5V的电压哪去了?此问题学生当时的知识积累情况并不能说清,但是并不能简单地解释就放过去,而是在学完欧姆定律等知识之后,又重新讨论了此实验,当学生重新实验时,可提出多种猜想:电源内部有电阻,内电阻分得的电压随着外部电阻的增大而减少等,并设计实验进行了验证。(图6)
新课程的变化使得课程由过去教师牢牢控制转变为一个动态的课堂,课堂会因时、因势、因人而发生变化,这就要求教师的知识储备要时常更新,驾驭课堂的能力要增强,关注学生的所思所想。只有敢提出新问题、新思想、新见解,才能作出创造性的发现,才能走出前人的框框,走向科技的新领域。
四、在实验教学中注重给学生提供更多的思维机会和广阔的思维空间,激发学生求异创新的愿望,逐渐培养学生从全方位推测、假设和构思中“探视”答案及解决问题的思维方式
在教学中以常见实验知识为生长点,进行引申和延展,让学生发掘其内涵和外延,从多角度、多方位、多层次地进行创新分析,利用尽可能多的方法来设计实验方案,并对各方案进行评价,选择最佳方案,以此来培养学生创造性思维。
例如:现有一种未知液体(已知其密度小于水的密度),请你利用学过的知识,自选器材、设计实验测量该液体的密度。
解法一:利用密度计直接测量。
解法二:器材:托盘天平(含砝码)、量筒、干燥的小烧杯。
实验步骤:
⑴调节托盘天平,使天平平衡,用天平测量出空烧杯的质量为M0。
⑵向烧杯中倒入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量为M1。
⑶将烧杯中的水全部倒入量筒里,量出水的体积为V。
解法三:在解法二的基础上,假如只提供天平(含砝码)、小烧杯、适量的水,如何测量?
实验步骤:
⑴调节天平平衡,用天平测出空烧杯的质量为M0。
⑵向烧杯中倒满水,用天平测出烧杯和水的总质量为M1。
⑶将烧杯中的水倒掉,向烧杯中倒满液体,用天平测出烧杯和液体的总质量为M2。
⑷推算液体密度ρ。
问题1:假如天平没有砝码,你如何测量?还需哪些器材?
问题2:假如天平不是等臂天平,你又将如何测量?还需哪些器材?
这样,让学生去设计问题,去解决问题,在解决问题的过程中,不仅使学生最大限度地获得物理基础知识和基本技能,沟通了知识间的联系,更重要的是培养了学生的创新精神。
(作者单位:344300江西省乐安县教育局教研室)
一、课本中有些演示实验现象不明显,在教学中开展改进演示实验活动,培养学生创新思维能力
例如:“研究浮力产生原因”的实验:课本中原来使用图1、2实验装置,实验中图1石蜡不动和图2中石蜡上浮效果较好,但是实验中石蜡底部是否进水学生从演示中观察不到,会使学生产生误解,认为石蜡不上浮的原因是粘在底部,不能做出正确的分析;能否使我们明显地观察到是否进水呢?
以此为契机激发学生探究欲望,对实验进行改进。现列举学生改进一例:用一只可乐瓶和一个乒乓球。用一只塑料可乐瓶剪去底部(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径)把一只乒乓球放入瓶内,从上面倒入水,观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,但乒乓球并不上浮如图3,这是因为水对乒乓球只有向下的压力;用瓶盖堵住瓶的下部流水处,可观察到乒乓球浮起如图4,这是因为水对乒乓球向上的压力大于向下的压力;使学生可以很直观地判断原因。
二、学生的学习必须是一个主动的过程,只有学生自我发现的东西,才能积极地被同化
当代瑞士心理学家皮亚杰根据他的研究,提出“知识源于行动”和“认识发生了主、客体之间的相互作用”的观点,他认为学生的学习必须是一个主动的过程,只有学生自我发现的东西,才能积极地被同化。
初中物理无论是演示实验,还是学生实验,往往给出实验方案和方法单一,无探索性,不利于创新精神的培养。在教学中将一些实验进行改进,以培养学生的创新精神。如在“伏安法测电阻”实验中,学生对于电压表和电流表的使用已经相当熟练,笔者在学生实验中,根据学生的实际情况,将学生分成三大组:第一组提供电压表和电流表,第二组只提供电压表,第三组只提供电流表(其他器材满足实验要求)。有意识地给学生制造问题、创造条件,让学生放开手脚,大胆地去设计实验、寻求方法、探究真知。学生在实验活动中,表现出极大的热情和智慧,不仅完成了实验,而且设计了多种方案。学生实验完毕后笔者的教学并没有结束,而是要求学生针对刚才的实验进行交流与讨论、讲述设计思路、比较优劣、寻求改进。在这一过程中,学生又提出了多种解决方案、方法。让学生在活动中发现问题、解决问题,获取真知。既掌握了知识、沟通了知识间的联系,又培养了创新精神。
三、学生对未知的领域一般都会产生好奇并急欲获得正确的认识,这将会使学生对学习新知识产生强烈的求知欲望和饱满的学习热情,这种非智力因素的情感作用,将返过来促进思维的活力和思维的定向能力
牛顿说:“没有大胆的设想,就不会有伟大的发现。”所以,教师要积极鼓励和耐心引导学生去开展丰富的联想,在课堂上出现“意料之外”后,教师不是简单化地处理,而是关注学生的感受,果断地改变教学策略,维持学生积极的情感投入,引发学生的创造性思维活动。并引导学生奇思妙想,放开手脚,大胆尝试,让学生积极主动地参与实验教学,让他们在科学实验的体验过程中,轻松获得知识,还可以有更多新的发现与创意。比如在“探究并联电路各支路两端电压关系”如图5所示实验时,学生在测量灯泡两端的电压之后,又测量了电源两端的电压,实验数据如下:
问题:电灯两端电压并不等于电源两端电压,0.5V的电压哪去了?此问题学生当时的知识积累情况并不能说清,但是并不能简单地解释就放过去,而是在学完欧姆定律等知识之后,又重新讨论了此实验,当学生重新实验时,可提出多种猜想:电源内部有电阻,内电阻分得的电压随着外部电阻的增大而减少等,并设计实验进行了验证。(图6)
新课程的变化使得课程由过去教师牢牢控制转变为一个动态的课堂,课堂会因时、因势、因人而发生变化,这就要求教师的知识储备要时常更新,驾驭课堂的能力要增强,关注学生的所思所想。只有敢提出新问题、新思想、新见解,才能作出创造性的发现,才能走出前人的框框,走向科技的新领域。
四、在实验教学中注重给学生提供更多的思维机会和广阔的思维空间,激发学生求异创新的愿望,逐渐培养学生从全方位推测、假设和构思中“探视”答案及解决问题的思维方式
在教学中以常见实验知识为生长点,进行引申和延展,让学生发掘其内涵和外延,从多角度、多方位、多层次地进行创新分析,利用尽可能多的方法来设计实验方案,并对各方案进行评价,选择最佳方案,以此来培养学生创造性思维。
例如:现有一种未知液体(已知其密度小于水的密度),请你利用学过的知识,自选器材、设计实验测量该液体的密度。
解法一:利用密度计直接测量。
解法二:器材:托盘天平(含砝码)、量筒、干燥的小烧杯。
实验步骤:
⑴调节托盘天平,使天平平衡,用天平测量出空烧杯的质量为M0。
⑵向烧杯中倒入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量为M1。
⑶将烧杯中的水全部倒入量筒里,量出水的体积为V。
解法三:在解法二的基础上,假如只提供天平(含砝码)、小烧杯、适量的水,如何测量?
实验步骤:
⑴调节天平平衡,用天平测出空烧杯的质量为M0。
⑵向烧杯中倒满水,用天平测出烧杯和水的总质量为M1。
⑶将烧杯中的水倒掉,向烧杯中倒满液体,用天平测出烧杯和液体的总质量为M2。
⑷推算液体密度ρ。
问题1:假如天平没有砝码,你如何测量?还需哪些器材?
问题2:假如天平不是等臂天平,你又将如何测量?还需哪些器材?
这样,让学生去设计问题,去解决问题,在解决问题的过程中,不仅使学生最大限度地获得物理基础知识和基本技能,沟通了知识间的联系,更重要的是培养了学生的创新精神。
(作者单位:344300江西省乐安县教育局教研室)