初中物理实验培养创新思维的思考与实践.doc

初中物理实验培养创新思维的思考与实践 天铁一中：赵凤兰 邓小平同志说过：“教育.要面向现代化，面向世界、面向未来。未来世界是以信息化和知识经济为重要标志的新世界，他需要一大批各级各类的富有创造性思维能力的高科技人才。教育要适应新世界的要求。因此未来教育一定是以脑科学为基础的教育，即要充分挖掘人脑的潜能，培养人们获取新知识，发现新知识，解决新问题的能力，帮助人们构建新的知识体系，促他们产生新颖独特的思维成果，给世界带来有价值的产物。这就要求我们的教育要以培养人的创新思维为目的，从现在开始，从课堂做起，尽最大可能寻找最科学有效的教学手段，运用一切可行的教学方法，达到教育目的。下面笔者就以实验在初中物理教学中培养学生创造力的应用谈一谈自己的一些认识。 一、教师要具有新的教育理念教师是教育的实施者，是学生的指导者、激励者、促进者，教师的观念决定着教育方向，教育方法及教学模式，在教育过程中教师起着关键的作用。为了更好地培养人才，教师要具有两个基本的科学理念：（一）教学理念；（二）实验理念。（一）教学理念。 在传统教学中，教师是教学过程的主宰，一堂课要教什么内容，如何实施教学老师了如指掌，课前教师认认真真备教材、备学生。而学生对要学什么，应该怎么学却一无所知，课前学生却无所事事，课上只能按老师的意志、被动地接受、服从。这样教学只能采取“填鸭式”、“注入式”、“满堂灌”，一堂课成了教师的“独角戏”。天长地久逐渐形成教师“唯我独尊”，学生“惟命是从”的不良局面。从而严重地影响、桎梏了学生思维的发展。为了培养学生的创造力，教师一定要改变传统的思想意识，重新培养科学的教学理念，改变原有的教学方法，从讲台上走下来，把学生看成学生的主人，把单纯地讲授知识变成培养学生学习能力，把教学过程变成教师指导下的学习过程。学生做，教师看；学生想，教师帮；学生问，教师启发和指导。使整个过程均以学生为中心，学生对自己学什么都心中有数，怎样学让他们自己去探索，使学习由被动变为主动，为培养探索性、创新性人才提供有力的保障。（二）实验理念 由于长期应试教育的影响，广大教师或多或少地具有重理论轻实践的思想认识。在实验教学中教师讲得多，学生做得少。即使学生实验，也是教师先做示范，学生再按教师的操作方法、思维方式去模仿，最终得出事先想要的实验现象和结果。对于实验器材的应用：用什么，怎么用，均按教师的意志、书本的说明去做，从不敢越雷池一步。更有甚者，在两年的物理教学中，部分同学还从来没有自己做过实验，只是看别人做。这与素质教育、创新教育的目的是相悖的。为了改变现状，教师要首先改变自己的思想观念，形成科学的实验理念，不要把实验看成理论教学的辅助品，要把它看成培养创新思维的有力途径，把实验真正交到学生手中。鼓励学生多动手，敢动手；多探索、敢探索。放开手脚。自己设计实验。自编实验报告。帮助学生自制实验器材。激励他们进行发明创造等。把培养学生的创造力提到日程上来。二、创设良好的实验环境 心理学研究表明：个性创造性的高低，不仅跟智力因素有关，而且和一个人的非智力因素有关。独立性、冲动性、幻想性等有利于创造力的发展。安于现状、墨守成规等不利于创造性的发展。这种优良个性品质的培养更多的依赖于周围的环境。因此在教学中，我们必须注意给学生提供一个民主、宽松、活泼、和谐的实验环境，帮助学生处理好与其周围的关系，特别是师生关系。首先教师要从自身做起，要有博大的胸怀，要充分做好思想准备接纳学生的过失、包容学生的错误，保护学生的好奇心、求知欲和探索精神。鼓励学生独立操作，敢于提出自己独立的看法，改进书本的实验和创造新的实验。当遇到与书本和老师的不同意见时，要首先肯定自己，并尽最大可能、寻找一切方法来证明自己的正确。把好的想法、好的构思、好的做法保留下来。调动学生对实验的兴趣，享受愉快的情感体验。在这种氛闱中，学生就会在一种富有激情的状态下进入实验室，不受约束和禁锢，使他们的思维变得灵活而富有创造性。例如电流表的正确使用是：电流表要串联在电路中：正、负接线柱的接法要正确（电流从正接线柱流进，从负接线柱流出）。被测电流不能超过电流表的量程。绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在电源上。但是，在用电流表测电流的实验中，有些同学由于好奇心的驱使，故意把正、负接线柱接反，也有的把电流表直接接在电源上，致使电流表发生一些故障。此时此刻，学生十分紧张。但是我并没有批评他们，而是组织学生展开了一次讨论。同学们畅所欲言，气氛非常活跃。最后得出这样的结论：（1）电流表只能串联，不能并联。因为串联电路各处电流相等。并联则不能测出通过用电器的电流值。（2）正、负接线柱接反后电流表的指针会向相反方向偏转，损坏电流表。接着我又鼓励学生用试触法把电流表直接接在电源上，学生观察到电流过大会损坏电流表。然后我引导学生把两块电流表串联在电路中，记下两块表的读数。再用一根导线代替其中一块电流表，记下另一块表的读数。发现两次读数相同。学生们恍然大悟，原来，电流表的电阻很小，直接接在电源上会发生短路，不仅电流表会被损坏，而且也有烧毁电源的可能性。通过这次讨论学习，同学们既学到了知识，又增加了对实验的兴趣。三、创设问题情景、激发好奇心、调动创造欲 怀疑是思维的原因，又是思维的结果。如果怀疑成为一种习惯性的思维，就意味着获得创造力的潜能。因为“思维自疑问和惊奇开始”。“疑有所思，思有所获”。“没有大胆的猜测就不可能有伟大的发现”。心理学也认为：当一个人的学习未得到满足时，他自身的平衡状态便会受到破坏，造成心理或生理上的压力或紧张。为了解除这些压力或紧张，他便产生某种内部力量，使自己从生理或心理上提高对能满足学习需要的反映能力。当一个人对某一事物产生好奇心，提出置疑的时候，就已经破坏了他自身结构的平衡状态。为了恢复平衡，在他的内心深处就会产生一种强有力的力量，促使他去思考，去探索，去寻求新的答案。可见，好奇心是激励人们进行创造的内部动力。因此教学中教师要不断地创设问题情景，利用新奇现象，使学生心有疑问，活跃学生思维，保持学习兴趣，激励学生去问、去想，从而培养学生的创新思维。实验以其直观、形象、生动等特点，非常有利于激发好奇心，调动学生创造欲，促使他们去试一试，去做一做，去异想天开。例如当我在做小鱼在沸腾的水中自由游动的小实验时，开始同学们都非常担心，他们都怕水沸腾时小鱼会被烫死。但是事实却是水沸腾时小鱼还依然如故。强烈的好奇心促使他们去仔细观察，认真思考，最终得出三点：（1）鱼在试管的下面，加热的是试管上面的水。（2）试管中间有一个铁丝网，阻挡鱼上来。进而他们又提出新的问题：在试管下面加热，小鱼会不会死？如果拿掉铁丝网小鱼会怎样？如果摇晃试管鱼会如何等等。同学们都迫不及待地想要自己亲自做一做这个实验，努力去寻找问题的答案。四、利用实验培养学生的发散思维 发散思维是创造思维的核心，它是根据已有信息，从不同方向、不同角度去思考，从多方面寻求多样可能性答案的一种开放性思维方式。它具有流畅性、变通性、独创性等特点。培养学生的发散思维，就要有意识地给学生创造有利的情景，引导学生从多方向、多角度思考问题，使之形成一种思维习惯，从而培养学生思维的流畅性、变通性、独创性。（1）“一题多变”“一题多解”培养思维的流畅性、变通性 实验中的“一题多变”是指，通过改变某个实验器材或实验条件等，使之变成一个不同的实验。它具有引导学生思维，培养学生思维灵活性的作用，有利于学生改变原有的思维方式，或在原有思维的基础上，寻找新的解决问题的方法。例如：伏安法测电阻的实验中，实验器材有：电流表、电压表、电源、导线、滑动变阻器、开关。电路图如图（1）步骤： （1）闭合开关，调节滑动变阻器。 （2）读出电压表的示数Ux ，电流表的示数I 。 （3） (1)改变（一）上述器材若除去电压表，如何测出Rx ？同学们设计了不同的电路图，找出了不同的解决问题的方法。方法一：电路图如图（2）步骤： （1）把滑动变阻器调至最大（变阻器上标有最大电阻值R），断开开关，读出电流表的示数I1 。 （2）闭合开关，读出电流表的示数I2 。 （3）方法二：电路图如图（3）步骤： （1）把滑动变阻器调至最大（变阻器上标有最大电阻值R），断开开关读出电流表的示数I1。 （2）闭合开关读出电流表的示数I2 。 （3）方法三：（1）把滑动变阻器调到最大，直接接在电源上，用电流表测出通过变阻器的电流I1 。 （2）把被测电阻直接接在电源上，用电流表测出此时的电流I2 。 （3）改变（二） 如上题中只有电压表而没有电流表，也可用多种方法测出电阻值。改变（三） 把滑动变阻器换成电阻箱或定值电阻，也可用多种方法测定未知电阻。通过实验的多次变化，使学生的思维更广阔，应变能力更强。（二）利用开放实验题培养学生发散思维的独创性和新颖性 开放型习题是指没有“固定的条件”和“固定的答案”。开放型实验也就是没有固定的实验器材，用多种多样的方法得出多种答案。它可以使学生拥有非常广阔的想象空间，开拓思路，促进创新思维的发展。例如：你用什么测量工具测出物质的密度？就此问题同学们找出了各种各样的测量方法。方法（一）可以用天平、量筒测出物质密度。方法（二）用一个弹簧秤，借助有适量水的烧杯。方法（三）用天平可以测出物质密度。方法（四）用量筒可以测出物质密度。方法（五）用刻度尺可以测出物质密度。方法（六）用密度计可以测出物质密度。每一种方法就包含一种新的思维方式，得到与众不同的思维成果。五、利用实验培养学生的集中思维 集中思维是一种有方向、有范围、有条理的收敛性思维，它主要表现为学生的抽象、概况和推理能力。它是创造思维的基础，是创造思维的重要组成部分。每一次创造性活动都是经过集中发散集中发散的多次循环。如果没有集中思维，就不会有好的发散思维，更不能培养具有创造力的学生。因此，教师要有意识地引导学生形成概念，并利用概念进行推理和判断，培养解决问题的能力。我们知道，概念的形成和掌握要以大量的感性认识为基础，而实验是丰富感性认识的最有力的手段，为理解和掌握概念创设良好的环境，保持学习的兴趣，同时还可以帮助我们突破难点，扫除思维上的障碍。例如惯性、比热、额定电压、额定功率、压强、密度、浮力、磁感线等概念教学中均利用了实验，收到很好的效果。 其实，在解决问题时，我们也经常借助于实验。以下题为例，池水中漂浮着一只船，船上装满石子，如果把石子都投入池中，水面是上升还是下降？学生很难找出为问题的关键，我们就事先做了一个模拟实验，把水面的变化直观地演示出来，降低了问题的难度。六、自己设计实验培养学生的创新思维 有人对初中学生做过调查，39%的学生从未自制过简单仪器，50% 的学生从未设计或很少设计记录表格。这就说明实验教学还存在着许多问题。一是应试教育的思想还普遍存在，二是重知识轻能力的意识还严重影响教育的发展，三是学生的主体地位还不太显著。这些均对创新型人才的培养设置了重重困难，在实验教学中教师要不怕费时费力，力争把实验交给学生，指导学生自制实验器材会更利于创新思维的培养，因为这项工作需要大量的构思、想象和实践，我曾经指导学生制造器材验证焦耳定律，学生的情趣非常高涨，我把学生自制的最典型的器材及实验步骤介绍如下。实验电路如图说明：R1、R2、R3均是同种材料制成的电阻丝，R1、与R2等长，即R1=R2，R3=2R1=2R2，把R1、R2、R3分别浸入盛有相同质量水的同样的烧杯中（水中有温度计）。步骤：（1）用温度计测出三杯水的初温 ，把滑动变阻器的滑片调到a点，闭合开关，记录电流表的示数，2分钟后再计下各杯水的温度值。（2）把滑动变阻器的滑片调到b点，记录电流表的示数，2分钟后再记录温度计的示数。 （3）把滑动变阻器的滑片调到c点，记录电流表的示数，2分钟后记录温度计的示数。利用 计算热量的多少（不计热损失），再根据所得Q值得出：当I一定时(R1、R3是串联，I相等)，Q与电阻成正比。当R一定时(R1=R2)，Q与I2成正比。总之，物理实验在培养学生的创新思维有得天独厚的优势，只要我们充分利用，一定会收到很好的效果。参考文献：1、教育管理类专业考试参考书 天津师大 2、心理学学科综合水平全国统一考试大纲及指南国务院学位委员会办公室编高等教育出版社出版 3、中国教育发展史 王惠来编 天津大学出版社出版 4、外国教育发展史 张琦编著 南开大学出版社出版 5、中学物理教学参考 2002年第四期第五期 6、人民教育 2001年第七期第十一期 7、物理教学 2002年第五期