实验创新对培养学生创新思维能力的重要性

  摘要:创新思维是指对事物间的联系进行前所未有的思考,从而创造出新事物的思维方法。培养创新思维是当前素质教育的重要内容之一。素质教育是针对应试教育存在的种种弊病而提出来的,是促进全体学生德智体美全面、主动发展的教育,并以创新实践为重点。要创新,就需要有创造力,创造思维是构成创造力的核心内容之一。于是,本文提出通过在课堂实验演示中,改进实验,设计实验等来培养学生的创新思维能力。   关键词:创新思维;实验创新;自制教具   中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2008)4(S)-0027-2      物理学是一门建立在实验基础上的科学。实验教学是物理教学实施创新教育的重要基础和手段,是使教学直观化和形象化的重要措施。在教学中要充分实现实验的教学功能,就必须根据教学实际来进行创新。实验不仅对激发学生学习兴趣、提高实践能力具有不可替代的作用,而且也是为学生创设创新氛围,培养创新意识、创新思维、创新能力,提高科学素质的有效途径。在物理教学中,我们就要充分发挥学生思维的主体性,改革实验教学,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力。�         1 通过改进演示手段,演示方法或演示技巧进行实验创新�      当前实验教学中普遍存在着只重视简单的操作练习的现状。教材中的演示实验和学生实验,从器材、方法到表格设计都是按照规定好的步骤和方法所进行的,教师很少去引导学生思考和探索,学生也就根本不能领会实验的原理和思想。这样的做法很不利于学生创新思维的培养。�   比如,在演示力的合成实验中,很多老师的做法都是在一个方木板上固定三个滑轮,如图1所示:在P点固定一条橡皮筋,橡皮筋的另一端固定两条细绳,分别通过B、C两滑轮悬挂三个和四个钩码,画出拉力方向。然后只用一根细绳通过A滑轮悬挂五个钩码。这样就证明了力的合成满足平行四边形定则。我认为这种做法,效果不太好,可信度较低,思维有局限性。可将这些缺点列举出来,然后引导学生思考改进的方法。我在做这个实验时,在黑板上边缘相隔一定距离的地方钉了两颗铁钉A、B,直接将两条橡皮筋分别悬挂在铁钉上。然后叫两组学生(每组两人)在教师的引导下各做一次实验,如图2、3所示。F�1和F�2是两把弹簧称拉动皮筋时的读数大小和方向,F′是一把弹簧称将橡皮筋同样拉到O点时的读数大小和方向,引导学生利用力的图示作出F�1和F�2的合力F,最后比较F和F′的大小和方向。由此得出结论:力的合成满足平行四边形定则。�   �   2 利用自制教具创新实验器材�      自制教具在教学中占有很重要的位置。自制教具本身是一种富有创造性的科技实践活动。通过这种活动不仅能提高学生的实验能力、想象能力,活跃思维,让学生真正体味到观察和实验是学习科学的基本方法,而且还能激发学生的创造精神,培养学生的创新能力。�   如,平抛运动是学生接触曲线运动的第一个实例,平抛运动的竖直分运动是可以通过实验来证明的,但水平分运动的情况课本上是通过频闪照片分析而得,在课堂上是无法演示的,因此我做了如下图4所示的平抛运动演示仪应用于课堂中,收到了非常好的效果。      演示器材结构如图4:右端上、中、下是三根完全相同的斜槽轨道,它们由两块竖直铁片固定。斜槽轨道底端水平,这是为了使小球离开轨道后做平抛运动。在斜槽轨道右端相同位置固定三个电磁继电器,三个电磁继电器的接线端用并联的方式连接在两根接线柱上。底端也是用两块铁片固定在水平轨道上,并在铁片上标出刻度,刻度的零刻线在斜槽轨道末端,其目的是为了能直接读出小球做平抛运动的水平位移。而水平轨道左端向上弯曲,则是为了防止小球在运动中运动得太远。�   在平抛运动的授课过程中,竖直分运动是由两颗小球在同一高处分别做平抛运动和自由落体运动来演示。实验时让两个小球同时开绐下落,由于它们同时落地,可知平抛运动竖直分运动为自由落体运动。但水平方向的运动如何通过实验来完成呢?�   首先将两根电线通过一个开关接在电源上,闭合开关,将两颗小球放在中、下两斜槽轨道上,让电磁继电器吸住。然后断开开关,两小球同时下落,并在水平轨道上相撞。由于两小球通过斜槽轨道末端时速度大小是相同的,只是上面一颗小球做平抛运动,下面一颗小球离开斜槽轨道末端后做匀速直线运动。两小球相撞就说明它们水平方向上的运动是相同的,即证明小球平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。这是不是一种巧合呢?我又做了一次,只是这一次我是将另一个小球分别放在上、下两个斜槽轨道上,也就是改变了两小球间的高度差,两小球最后还是相撞了。因此充分说明了平抛物体水平分运动是匀速直线运动。�   另外,由于水平铁片和竖直铁片上都有刻度,由刻度可知上、中两斜槽轨道的高度差为H�1:H�2=1:4。引导学生思考:只用一颗小球能否证明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动呢?答案是可以的。其做法是先将小球置于中斜槽轨道,让小球运动,由水平铁片上的刻度直接读出小球的水平分位移S�1。然后再将小球置于上斜槽轨道,让小球运动,由水平铁片上的刻度直接读出小球的水平分位移S�2。因高度差H�1:H�2=1:4,故可知它们在空中运动的时间之比T�1: T�2=1: 2,因此,只要读出S�1:S�2的值就可知道,如果比值等于1:2,则也可证明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。�      3 打破常规,多角度思考,培养学生创新思维�      物理是一门以实验为基础的学科。许多物理定理、定律都是通过实验得来的。在目前中学物理教学中仍旧存在着注入式教学模式,一些教师在教学中只注重学习的结果,而忽视学习的过程。学生缺少自主学习的思维空间,就很难谈得上创新思维的培养。要真正培养学生的创新思维,教师在教学中就要重视设计,去引导学生的学习活动,打破常规,多角度思考,以相应的创新思维熏陶,培养学生的创新意识。教师要不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等手段提出种种假设或猜想,使学生逐步学会运用假设或猜想的方法解决问题。如伽俐略的理想实验;牛顿推导万有引力定律时的“月――地检验”实验等。他们都是在实验的基础上,通过打破常规,通过逻辑推理而得出的结论。�   如,在验证机械能守恒定律的实验中,我们的目的是通过已知加速度去验证机械能是否守恒。那么,我们能否反过来思考:在不计一切阻力的情况下,能否由机械能守恒定律得出当地的重力加速度的大小呢?�   总之,教学中要充分实现实验的教学功能,就必须根据教学实际进行创新。随着信息化社会的发展,培养创新型人才,变得尤为重要。在中学物理教学中实施创新教育,培养学生的科学创新精神和提高创新能力,它不仅可以帮助教师对教材内容进行具体而生动的讲解,还可以启发学生的思维,发挥他们学习的积极性和自觉性,促进他们对所学知识的理解和记忆。因此实验教学在整个物理过程中是必不可少的,是落实素质教育的核心。在物理教学中要充分发挥学生思维的主体性,改革实验教学,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力。   (栏目编辑邓 磊)   注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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  摘要:创新思维是指对事物间的联系进行前所未有的思考,从而创造出新事物的思维方法。培养创新思维是当前素质教育的重要内容之一。素质教育是针对应试教育存在的种种弊病而提出来的,是促进全体学生德智体美全面、主动发展的教育,并以创新实践为重点。要创新,就需要有创造力,创造思维是构成创造力的核心内容之一。于是,本文提出通过在课堂实验演示中,改进实验,设计实验等来培养学生的创新思维能力。   关键词:创新思维;实验创新;自制教具   中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2008)4(S)-0027-2      物理学是一门建立在实验基础上的科学。实验教学是物理教学实施创新教育的重要基础和手段,是使教学直观化和形象化的重要措施。在教学中要充分实现实验的教学功能,就必须根据教学实际来进行创新。实验不仅对激发学生学习兴趣、提高实践能力具有不可替代的作用,而且也是为学生创设创新氛围,培养创新意识、创新思维、创新能力,提高科学素质的有效途径。在物理教学中,我们就要充分发挥学生思维的主体性,改革实验教学,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力。�         1 通过改进演示手段,演示方法或演示技巧进行实验创新�      当前实验教学中普遍存在着只重视简单的操作练习的现状。教材中的演示实验和学生实验,从器材、方法到表格设计都是按照规定好的步骤和方法所进行的,教师很少去引导学生思考和探索,学生也就根本不能领会实验的原理和思想。这样的做法很不利于学生创新思维的培养。�   比如,在演示力的合成实验中,很多老师的做法都是在一个方木板上固定三个滑轮,如图1所示:在P点固定一条橡皮筋,橡皮筋的另一端固定两条细绳,分别通过B、C两滑轮悬挂三个和四个钩码,画出拉力方向。然后只用一根细绳通过A滑轮悬挂五个钩码。这样就证明了力的合成满足平行四边形定则。我认为这种做法,效果不太好,可信度较低,思维有局限性。可将这些缺点列举出来,然后引导学生思考改进的方法。我在做这个实验时,在黑板上边缘相隔一定距离的地方钉了两颗铁钉A、B,直接将两条橡皮筋分别悬挂在铁钉上。然后叫两组学生(每组两人)在教师的引导下各做一次实验,如图2、3所示。F�1和F�2是两把弹簧称拉动皮筋时的读数大小和方向,F′是一把弹簧称将橡皮筋同样拉到O点时的读数大小和方向,引导学生利用力的图示作出F�1和F�2的合力F,最后比较F和F′的大小和方向。由此得出结论:力的合成满足平行四边形定则。�   �   2 利用自制教具创新实验器材�      自制教具在教学中占有很重要的位置。自制教具本身是一种富有创造性的科技实践活动。通过这种活动不仅能提高学生的实验能力、想象能力,活跃思维,让学生真正体味到观察和实验是学习科学的基本方法,而且还能激发学生的创造精神,培养学生的创新能力。�   如,平抛运动是学生接触曲线运动的第一个实例,平抛运动的竖直分运动是可以通过实验来证明的,但水平分运动的情况课本上是通过频闪照片分析而得,在课堂上是无法演示的,因此我做了如下图4所示的平抛运动演示仪应用于课堂中,收到了非常好的效果。      演示器材结构如图4:右端上、中、下是三根完全相同的斜槽轨道,它们由两块竖直铁片固定。斜槽轨道底端水平,这是为了使小球离开轨道后做平抛运动。在斜槽轨道右端相同位置固定三个电磁继电器,三个电磁继电器的接线端用并联的方式连接在两根接线柱上。底端也是用两块铁片固定在水平轨道上,并在铁片上标出刻度,刻度的零刻线在斜槽轨道末端,其目的是为了能直接读出小球做平抛运动的水平位移。而水平轨道左端向上弯曲,则是为了防止小球在运动中运动得太远。�   在平抛运动的授课过程中,竖直分运动是由两颗小球在同一高处分别做平抛运动和自由落体运动来演示。实验时让两个小球同时开绐下落,由于它们同时落地,可知平抛运动竖直分运动为自由落体运动。但水平方向的运动如何通过实验来完成呢?�   首先将两根电线通过一个开关接在电源上,闭合开关,将两颗小球放在中、下两斜槽轨道上,让电磁继电器吸住。然后断开开关,两小球同时下落,并在水平轨道上相撞。由于两小球通过斜槽轨道末端时速度大小是相同的,只是上面一颗小球做平抛运动,下面一颗小球离开斜槽轨道末端后做匀速直线运动。两小球相撞就说明它们水平方向上的运动是相同的,即证明小球平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。这是不是一种巧合呢?我又做了一次,只是这一次我是将另一个小球分别放在上、下两个斜槽轨道上,也就是改变了两小球间的高度差,两小球最后还是相撞了。因此充分说明了平抛物体水平分运动是匀速直线运动。�   另外,由于水平铁片和竖直铁片上都有刻度,由刻度可知上、中两斜槽轨道的高度差为H�1:H�2=1:4。引导学生思考:只用一颗小球能否证明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动呢?答案是可以的。其做法是先将小球置于中斜槽轨道,让小球运动,由水平铁片上的刻度直接读出小球的水平分位移S�1。然后再将小球置于上斜槽轨道,让小球运动,由水平铁片上的刻度直接读出小球的水平分位移S�2。因高度差H�1:H�2=1:4,故可知它们在空中运动的时间之比T�1: T�2=1: 2,因此,只要读出S�1:S�2的值就可知道,如果比值等于1:2,则也可证明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。�      3 打破常规,多角度思考,培养学生创新思维�      物理是一门以实验为基础的学科。许多物理定理、定律都是通过实验得来的。在目前中学物理教学中仍旧存在着注入式教学模式,一些教师在教学中只注重学习的结果,而忽视学习的过程。学生缺少自主学习的思维空间,就很难谈得上创新思维的培养。要真正培养学生的创新思维,教师在教学中就要重视设计,去引导学生的学习活动,打破常规,多角度思考,以相应的创新思维熏陶,培养学生的创新意识。教师要不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等手段提出种种假设或猜想,使学生逐步学会运用假设或猜想的方法解决问题。如伽俐略的理想实验;牛顿推导万有引力定律时的“月――地检验”实验等。他们都是在实验的基础上,通过打破常规,通过逻辑推理而得出的结论。�   如,在验证机械能守恒定律的实验中,我们的目的是通过已知加速度去验证机械能是否守恒。那么,我们能否反过来思考:在不计一切阻力的情况下,能否由机械能守恒定律得出当地的重力加速度的大小呢?�   总之,教学中要充分实现实验的教学功能,就必须根据教学实际进行创新。随着信息化社会的发展,培养创新型人才,变得尤为重要。在中学物理教学中实施创新教育,培养学生的科学创新精神和提高创新能力,它不仅可以帮助教师对教材内容进行具体而生动的讲解,还可以启发学生的思维,发挥他们学习的积极性和自觉性,促进他们对所学知识的理解和记忆。因此实验教学在整个物理过程中是必不可少的,是落实素质教育的核心。在物理教学中要充分发挥学生思维的主体性,改革实验教学,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力。   (栏目编辑邓 磊)   注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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