如何在实验教学中培养学生创新能力.docx

如何在实验教学中培养学生创新能力【摘要】实验教学的主要目的是鼓励学生勇于质疑善于思考敢于标新立异敢于创造发明；鼓励学生多角度分析问题以开放性思维解决问题以形成优秀思维品质培养良好的创新能力。实验教学能充分调动学生的主动性和积极性培养学生操作实验、设计实验的实践能力和创新能力。【关键词】实验教学；培养；创新；能力物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学物理实验教学可以充分调动学生的主动性和积极性在培养学生操作实验、设计实验的实践能力和创新能力等方面有着不可替代的作用尤其在面向21世纪国际竞争即创新人才竞争的今天物理实验教学已成为培养有创新能力的高素质人才的重要而有效的途径。本文就笔者多年教学积累之浅见与同行共探。一、使学生学会研究物理问题的实验方法为培养创新能力打下良好的基础。所谓“实验方法”是指研究问题时的实验设计思想和测量方法。在物理实验教学中不仅要让学生掌握基本的实验原理、实验技能还要引导他们学会研究物理问题的实验方法。物理学中每一条定理、定律的建立都离不开实验前人研究问题的实验设计思想及测量方法无不闪现着创造性的智慧火花：万有引力恒量（扭秤）、毛发直径（螺旋测微器）的微小量放大测量法；光波长（干涉法）、分子直径（油膜法）的不易直接测量转换为易测量的变量转换法；多变量问题（气体性质研究）的控制条件法；质量测量（天平）的比较法以及验证平行四边形定则的等效替代法；补偿法、共轭法等等。向学生展现、剖析各种奇妙的设计方法不失时机地选择典型问题让他们自己去解决就会唤起他们的创造欲许多奇思妙想在沉思中、讨论中产生。例如在讲完“伏安法测电阻”后让学生讨论“若不是给一伏特表、一安培表而是给两块伏特表或两块安培表怎样测未知电阻？”紧接着给出这样一道题：试用以下器材测电阻Rx：（1）电流表（2）电阻箱（3）单刀双掷电键（4）待测电阻Rx（5）电源（6）限流电阻。学生在用间接测量法（前三种方法）测出电阻后仍习惯于按这种方法去思考、设计此实验方案但只有一块电表使得他们用“闭合电路欧姆定律”等原理的设计碰壁。我提醒他们只有一块电表怎样用这时学生思维异常活跃开始讨论电表能否移接最后结论出来了：用等效替代法。学生理解了“等效替代法”同时也学会了变通与迁移创造地应用。二、将某些演示实验和学生实验设计为探索性实验使之达到不同层次的创新能力培养目标。探索性实验教学较课堂教学有更广阔的活动空间与思维空间可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望学生在自己探索物理规律的实验过程中把动手和动脑结合起来锻炼和培养自己的创新能力。在教学中要选取合适的需要探索问题作为实验内容提出实验的目标和要求设计一系列有针对性、启发性、充分渗透创新意义的问题引导学生构思实验方法、正确选择器材、合理安排操作程序教师可在数据处理、故障排除、结论得出等环节中给予指导。学生会在相对独立的实验活动中体会到创新的愉悦和振奋。例如可将电磁感应现象中的“感应电流产生条件”演示改为探索性学生实验。此实验目标是探索能否利用磁场来获取电流。问题设计如下：（1）要看有无电流产生首先要有电流回路。这个回路应由哪些元件组成？此回路中要接入一个电源吗？（2）除此回路外还必须有怎样的装置？（3）回路与磁体如何放置？（学生能正确回答以上问题）（4）除永磁体周围有磁场外还有哪些物体周围存在磁场？可以用通电螺线管代替永磁体吗？（5）法拉第用了十年的时间才发现电磁感应现象说明要用磁场来产生电流需有一定的条件。我们应该用各种想到的方法尝试改变一切可能的因素去探索。能说出此实验可以变化的因素有哪些吗？然后各组自己选择器材进行实验教师可适时点拔实验结束后各组公布结果互相取长补短然后讨论归纳、统一实验结论。尽管实验过程中有不尽如人意的地方但每个学生靠自己思维得到了一部分结果不同程度地提高了动手实践、创新的能力。三、选择典型的实验通过多种实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的物理创新能力。未来对人才的要求不仅是知识广博更重要的是具有创新素养。作为教育工作者要鼓励学生勇于质疑善于思考敢于标新立异敢于创造发明；鼓励学生多角度分析问题以开放性思维解决问题以形成优秀思维品质培养良好的创新能力。物理实验教学是培养物理创新能力的有效途径。例如“验证碰撞中的动量守恒”实验在教学中抓住需测量碰撞前后瞬时速度这一关键问题展开讨论除教材上介绍的一种方法外学生中形成了四种以上的实验方案：（1）用气垫导轨、两滑块、纸带、打点计时器来设计。让一滑块原来静止另一滑块拖纸带以一定速度去碰静止滑块碰后两滑块粘在一起；（2）用气垫导轨两滑块再用闪光照相机通过拍照求出速度；（3）用气垫导轨再用两个光电门以及光电计数器等