加强实验设计训练 激活学生创新思维

来源 :中学教学参考·理科版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yzjzs13141
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  创新思维是指在前人已取得的成果基础上又有创新的思维过程。创新思维具有灵活性、独创性、敏捷性等特征。创新思维不是一种基本的思维形式,而是多种思维形式综合作用的结果。
  为了有效激活学生的创造性思维,我认为除了做好演示实验及与实验相关的练习外,还应在教学中尽量增加一些探索实验,充分挖掘学生的潜能。因为设计类实验不仅能全面考查学生的基础知识和动手能力,也能考查和培养学生的知识迁移能力和创新精神。依据教学大纲要求,以学生的经验与知识技能,实验能力为出发点,提出让学生自己设计实验,目的是激活学生记忆中的有关知识,让学生独立思考,探索创新,使之保持生动活泼的学习态势。
  一、让学生设计实验步骤,寻找培养学生知识迁移能力的突破口
  寻找各种途径,努力提高学生的创新意识和培养学生的创造才能,是每个教育工作者的神圣职责。近年来,各地中考题中,有些试题是改变教学大纲中规定的学生实验的实验仪器,要求学生根据新的实验器材重新设计实验步骤,以考查学生知识迁移能力。这类试题既能考查学生的实验基本技能,又能检测学生的创新能力。
  如在设计测量“电阻”的实验电路中,有这样一类题,给定下列器材:一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的电阻器R2和几根导线,测定未知阻值的电阻器R1的阻值。题目中只有电压表,而没有电流表,因此它的实验原理不同于伏安法测电阻。这时可让学生自己设计实验步骤:(1)将电阻器R1和R2串联起来,用导线将它们与电池组一起连成电路;(2)用电压表分别测出R1和R2两端的电压U1和U2;(3)根据欧姆定律算出电路中的电流强度I2;(4)I1=I2,而U1已测出,即可求出R1的阻值。如果题目中给出的不是电压表,而是电流表,则应将R1与R2并联,也可求出未知电阻阻值。这种实验题比较灵活,着重考查学生对知识的理解和应用。
  二、让学生设计多种实验方法,培养学生的发散思维能力
  发散思维又称求异思维,它是指一种沿着不同方向、思考,从多方面寻求多样性答案的开放性思维方式。发散思维是创造性思维的重要组成部分,培养发散性思维,有助于创造性思维的发展和创新能力的提高。如测石块的密度,器材有:天平、砝码、石块、烧杯、水和细线,没有量筒,怎么测?这是一道通过密度的测量考查实验设计能力的题,测量密度的方法很多,要测出石块的密度,需要测出石块的质量和体积。因没有量筒,原已熟悉的实验方法不再适用,所以不仅要用天平测出石块的质量,还要想办法测出体积,利用现有器材及所学物理知识,让学生自己设计测体积的方法。(1)排水法,先利用天平称出装满水时烧杯和水的总质量,然后把石块用细线拴住,轻轻浸没到装满水的烧杯中,待排开部分水后,取出石块,再称出烧杯和剩余水的总质量,则可得出石块排开水的质量,算出排开水的体积就是石块的体积。(2)称量法,在烧杯中装适量的水,称出其总质量,然后将石块浸没在水中,刻记水面上升的位置,取出石块,再往烧杯中加水到刻记的位置。称出这时的总质量,则两次质量差的水的体积便是石块的体积。(3)浮力法,测出石块在水中受到的浮力,根据阿基米德原理,即可算出石块的体积。学生在设计实验的过程中运用了质量、重力、密度、二力平衡、浮力和阿基米德原理等已有知识,创造性地找出了解决问题的方法。
  三、让学生分组实验开展合作学习
  学生分组实验就是利用集体的智慧,互相启发,互相激励,使小组成员的大脑产生连锁反应,从而引出更多的创造意念,获得更多富有创造性的方案,产生一种“1 1>2”的理想效果。
  为了充分发挥小组成员的积极性,使他们充分发挥自己的想象力,还要注意一些问题。首先,不要过早地评判,这样会扼杀许多有价值的设想,实验结束后再进行整理和评价。其次,要注意引导小组成员对各成员的设想进行综合、改善,发展成新设想、新思路。再者,不论学生的做法多么蠢笨,甚至荒唐可笑也应积极鼓励,每个人都可保留自己的意见,不得将集体的意见强加于个体。
  四、贴近生活实际,开发课外小实验
  物理活动课,可采用组织学生集体参观、实验操作比赛、实验设计成果展等形式。让学生走入社会,接触实际生活,真正体验“物理有用”这一初中物理教学的基本宗旨。在物理教学中,可引导学生进行课外小实验设计,即运用学生所学知识设计实验方案,寻找仪器,自己动手实验等,探索寻求解决生活中某个实际问题的实验方案。如,如何测量操场上旗杆的高度;如何测量食用大米的密度;如何在家中测量酱油、牛奶的密度;如何测量家用电冰箱的功率……对这些小实验课题的设计,学生感到非常亲近、实用,不管成绩优秀还是成绩差的学生都踊跃思考,大胆提出各种各样、甚至奇怪得连教师都想象不到的方案。课外实验的目的是培养学生设计实验的能力和创新意识。经过创造性思维的作用,设计出解决问题的方案,最终问题的解决需要付诸实践。课外实验从设计到最后实施,可有效培养学生创造性思维能力,同时也可以培养学生的创造性实践能力,从而全方位地培养学生的创新能力。
  学生独立设计出各自的实验方案后,可采用小组交流,全班评议,教师评价的方法,选评出最优的实验设计方案,在检查合理性、安全性后,让学生根据各自的实验方案,自己独立实验,以验证实验方案的科学性,使学生在设计、实验、观察、对比中,充分发挥自己的想象力,创造性地综合运用已有的知识,并在探索实验中获取新的知识。
  近两年来,笔者以创新物理实验教学来培养学生的创新思维、创新精神和创造能力,取得了初步的成功。新教材中,涉及学生动手做实验的习题越来越多,中考也把实验操作列入了其中。从学生做题和中考成绩看,绝大部分学生都取得了优秀的成绩。
  总之,实验教学是我们实施素质教育中的一个组成部分,通过实验能提高学生各方面的素质,而且使学生进一步懂得物理实验是研究物理问题的一种重要方法,如果只凭教师讲解,或学生死记硬背,是记不牢的。要善于捕捉习题教学中的实验演示或让学生亲自做,这样有利于培养学生学习物理的兴趣,有利于培养学生观察、分析推理、总结归纳等综合能力,在此基础上,再指导学生进行设计性实验训练,以调动学生动手和动脑的积极性。在教学中,要力求使学生感到设计性实验有探索价值和有设计的必要,从学生及实验的具体情况出发,注意控制实验难度,降低思维台阶,逐步提高设计水平,以培养学生的探究性学习能力。
  (责任编辑易志毅)
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