在物理教学中培养学生的创新能力

江泽民同志曾指出:“创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”一个没有创新的民族,难以屹立于世界民族之林。随着我国改革开放的不断深入,人们越来越认识到,社会的竞争,主要是人才的竞争,而人才竞争的实质就是人才创造力的竞争。物理学从本质上说是一门实验科学,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受实验的检验。因此在物理教学中,尤其在实验教学中,培养学生的创新能力就显得尤为重要。

一、设计探索性实验,培养学生的创新能力

以前的课堂演示实验,一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于创新能力的培养。如果将演示实验改为探索性实验,让学生充分动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,就能有利于学生创造思维的激发。物理教学常用的演示实验有实验归纳法和实验验证法。在教学中,应有意识地安排这两种方法加强探索训练。

例如,应用实验归纳法探索电阻串联。首先,教师要求学生根据欧姆定律设计一个电路,测定各个电阻的阻值,然后由学生进行实验,并从实验中归纳出R串=R1+R2的结论。接着,教师根据串联电路中电流电压的特点和欧姆定律,从理论上加以推导,也得出同样的结果。这样,在获得关于串联总电阻与分电阻关系的知识的同时,学生学习到自己设计电路、总结规律、从理论上论证的初步方法,即实验归纳法,同时也培养了探索精神。同时应用实验验证法探索电阻并联。在并联电路的探索中,先由教师从理论上推导出1/R并=1/R1+1/R2的关系,接着由学生自己设计电路操作实验,然后验证这一关系。最后,由教师进行总结,联系电阻与导体截面积的关系对并联作出解释。这样,在获得关于并联电阻知识的同时,学生学习了实验验证法。

二、抓好物理小实验,挖掘学生中的创造潜力

初中学生的一个特点就是爱动手,在养成做好物理小实验习惯的基础上,可以布置一些有意义的实验给他们做,以拓宽他们的视野,进一步挖掘他们的潜在创造因素。初中物理第二册中有一个小实验:“楼梯电灯开关电路”在楼梯(或楼道)中间安装的电灯,需要在楼梯的上、下两头都能控制它,当上楼时,能用下面的开关开灯,人上了楼梯以后,能用上面的开关关灯;当下楼时,能用上面的开关开灯,用下面开关关灯,让学生根据设计的电路图,组装电路。有一个家住在医院的学生,做实验后提出了一个绝妙的联想,病房1、2号病床上分别装上一个电键,各控制护士室里的一盏小灯泡,则病人与护士之间的“距离”就缩短了。通过这样的实验制作,学生的潜在创造精神不断表现了出来,培养了学生的科学创新能力。

三、多给学生创造机会,提高动手操作能力

初中物理实验是学生将来从事科学实验的起点。因此,在物理实验课的教学中,必须重视培养学生的实验技能和独立工作能力,使学生养成良好的实验习惯。每次做实验时,教师要指导学生弄懂实验原理,学会正确使用物理仪器,掌握计数、读数和处理实验结果的技巧,能够通过分析、推理得出正确结论。比如在电学实验中,教师要反复强调电流表、电压表的连接特点及“+”、“-”接线柱的接法,让学生学会用欧姆定律正确估算量程,避免量程过大使测量值的误差大,又避免量程过小而烧坏仪表。学生掌握了基本实验技能,就能独立动手操作,打好实验的基础,有了这种基础,学生就能自主地探究其它电学实验。

四、创设实验问题,促进学生创新能力的发展

创新教学的构成要素是把研究性、引导性、发现性、归纳性等有机结合起来,这要求教师在实验中创造性地应用现代教学方法和教学手段,将多种教学方法进行优化组合,用“创造性地教”为学生“创造性地学”创造环境和条件。

问题意识是思维能力的动力,是创新能力形成的基石。强化学生的问题意识是培养学生创新精神的起源,也是培养学生创新能力的核心。在物理实验教学中,除了正常的演示与分组实验外,要加强学生的实践活动,让学生在操作材料的过程中发现问题。爱因斯坦把科学定义为“具有探究意义的经历”。可见,实践操作在学生认识知识与创新能力形成过程中的作用。如《摩擦力》一课,为学生准备了小车、磁块、圆棍、抹布、测力计等材料,让学生设计减少摩擦力的实验,学生在实验中发现用测力计拉动没有车厢的车轮,在光滑的桌面上滚动时摩擦力最小。这一实验,学生综合运用了正压力、摩擦方式、摩擦系数等知识,减少摩擦力的方法是学生在边操作边思考中总结出来的。

物理教学是培养学生创新能力的主阵地,物理实验教学是物理教学的最主要方法,教师应该努力挖掘实验教学的潜力,更好地培养学生的创新能力,使他们健康成长,成为21世纪所需要的创新人才,为中华民族的伟大复兴做出应有的贡献。