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在高中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生必須具備的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力的體現(xiàn)，因此，在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力成為必然要求。下面是小編整理的在高中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，希望能夠幫助到大家。
在高中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力 1
“創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂”，在知識(shí)經(jīng)濟(jì)的社會(huì)中人的最重要的素質(zhì)是創(chuàng)新能力。所以在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是實(shí)施素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。而物理學(xué)從本質(zhì)上說是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴(yán)格的物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。因此在物理教學(xué)中，尤其是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注意不斷激勵(lì)學(xué)生通過觀察、比較、實(shí)驗(yàn)、歸納、類比等探索手段提出種種假設(shè)和猜想發(fā)展他們的.創(chuàng)新意識(shí)就顯的尤為重要。
在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？
一、變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
在以前，課堂演示實(shí)驗(yàn)一般以教師為主體，學(xué)生僅僅是旁觀者，沒有直接參與，不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分的動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。
二、采用多種實(shí)驗(yàn)方法，活躍學(xué)生思維。
對于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，我們在幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍，對所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標(biāo)的過程中，有全局觀點(diǎn)和善于妥協(xié)，在不同情況下善于應(yīng)變，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生分析抽象概括綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。
三、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問題，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展
創(chuàng)新教學(xué)的構(gòu)成要素是研究性、引導(dǎo)性、發(fā)現(xiàn)性、歸納性等有機(jī)的結(jié)合起來，這就要求教師在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造性的應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段，將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合，用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件 。因此除了演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)之外，在學(xué)生的模型制作、游戲、調(diào)查小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，也可以發(fā)展創(chuàng)造活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造。
四、保持積極態(tài)度，主動(dòng)探索研究
積極一點(diǎn)，你就領(lǐng)先一步，領(lǐng)先一步，你就領(lǐng)先了一個(gè)時(shí)代。學(xué)習(xí)不是一蹴而就的，需要堅(jiān)強(qiáng)的毅力和積極的心態(tài)，否則，只能是半途而廢，無功而返。在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中必須注意以下幾點(diǎn)：
1、分析研究學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的異�，F(xiàn)象。
2、注意觀察老師的演示實(shí)驗(yàn)。
3、做好課外小實(shí)驗(yàn)。
4、留心分析日常生活中的物理現(xiàn)象。
通過物理實(shí)驗(yàn)，不但要達(dá)到教材對每一個(gè)實(shí)驗(yàn)提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模M(jìn)行常規(guī)的驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教育；還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真一絲不茍的科學(xué)態(tài)度；更重要的是通過對分組實(shí)驗(yàn)、課堂演示實(shí)驗(yàn)、課外小實(shí)驗(yàn)以及日常生活中物理現(xiàn)象的嚴(yán)密觀察和勤于思考，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)研究的探索精神和創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)、思考和解決新的實(shí)際問題的能力。
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一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
�。�1）部分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)不夠重視。
有很多原因?qū)е聦W(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)持有這樣的態(tài)度，首先，由于實(shí)驗(yàn)測試不參與中考的成績，學(xué)生滿不在乎;另外，有些學(xué)生根本就不好好做實(shí)驗(yàn)，每次在實(shí)驗(yàn)室只是隨意擺弄一下實(shí)驗(yàn)器材，還有些同學(xué)已經(jīng)在外面提前學(xué)過這些知識(shí)，為了顯示自己的本事，搶在別人前面胡編亂造一些數(shù)據(jù)等，這樣的做法根本不能鍛煉他們的實(shí)驗(yàn)操作能力及觀察能力。還有部分學(xué)生認(rèn)為試卷上的實(shí)驗(yàn)試題只需考前多把實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)背背就行了，因而實(shí)驗(yàn)課上經(jīng)常做其它的事情，甚至隨意缺課。要想展幵物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就得努力改變學(xué)生的這種思想觀念。
�。�2）初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式上，對于演示實(shí)驗(yàn)，通常是教師做，學(xué)生看或聽，偶爾也有讓一兩位同學(xué)幫忙一起完成實(shí)驗(yàn);對于分組實(shí)驗(yàn)，老師一般會(huì)提前將實(shí)驗(yàn)的原理先講一遍，有時(shí)甚至?xí)苯訉?shí)驗(yàn)步驟告訴學(xué)生，學(xué)生就按部就班的做實(shí)驗(yàn)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生沒有經(jīng)過積極充分的思考而只是被動(dòng)的進(jìn)行簡單操作，這樣就限制了學(xué)生思維的發(fā)展，使他們失去了主動(dòng)創(chuàng)新精神。這和新課程標(biāo)準(zhǔn)不相符，現(xiàn)在要求應(yīng)該以探究性實(shí)驗(yàn)為主，這樣做的目的是為了增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，體會(huì)科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。但是，實(shí)際效果卻差強(qiáng)人意。原因主要有:首先，物理課程安排的課時(shí)少了，而學(xué)習(xí)的任務(wù)又比較重。初中物理包含的知識(shí)點(diǎn)本來就較多，為了學(xué)生能在中考中取得較好的成績，使學(xué)生花更多的時(shí)間在試題上，而花在實(shí)驗(yàn)探究上的時(shí)間就越來越少。其次，中考試卷中出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)技能等相關(guān)的試題比例較小，即使不做實(shí)驗(yàn)，考試也能夠得高分。
（3）初中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源匱乏。
據(jù)調(diào)查了解到，部分條件相對好的中學(xué)，組織開展實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)施基本符合教學(xué)的要求，但目前的實(shí)驗(yàn)儀器和物理實(shí)驗(yàn)器材已經(jīng)不能滿足新教材中實(shí)驗(yàn)探究的新要求，有些儀器的損壞程度較大，由于經(jīng)費(fèi)有限，這就必然減少了學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。更不用說在一些貧窮的落后地區(qū)，這方面問題則更為嚴(yán)重，很多學(xué)校甚至都從未開設(shè)過學(xué)生實(shí)驗(yàn)課，即使有些學(xué)校開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課，由于儀器不足，只能7-8人組成一組，大部分的學(xué)生是沒有動(dòng)手機(jī)會(huì)的。
二、解決初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在問題的對策
（1）著力提高初中物理教師重視實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，不斷提高教師的實(shí)驗(yàn)技能。
首先，學(xué)校應(yīng)該不斷改善物理實(shí)驗(yàn)條件，多購進(jìn)一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為學(xué)生配置更加齊全的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并且將實(shí)驗(yàn)課程融合到教師的教學(xué)過程中，從而充分調(diào)動(dòng)教師上實(shí)驗(yàn)課的積極性；其次，學(xué)校還應(yīng)該不定期地安排物理教師進(jìn)行業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，不斷提高教師的教學(xué)綜合素質(zhì)。要求物理教師多安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，著力提高物理教師自身的實(shí)驗(yàn)技能和教學(xué)意識(shí)。
（2）增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，重視演示實(shí)驗(yàn)效果。
首先，在物理實(shí)驗(yàn)的`教學(xué)過程中，教師應(yīng)該給學(xué)生多創(chuàng)造一些動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生能夠從實(shí)踐中總結(jié)出物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，提升學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)性，讓學(xué)生能夠主動(dòng)去分析問題，然后提出解決問題的策略；其次，在教學(xué)過程中，教師必須要明確物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想，明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，以此來激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣，從而讓學(xué)生主動(dòng)參與到物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中。這樣便能夠讓學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)得到顯著的提高。
�。�3）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，促使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。
在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，教師應(yīng)該不斷總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，將習(xí)題練習(xí)方法轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃缘膶?shí)踐方法，把演示性的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)檫呏v解邊實(shí)驗(yàn)的方法，盡量將物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際生活聯(lián)系起來�？傊�，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師必須以教學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，尊重科學(xué)，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能夠在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)過程中養(yǎng)成解決物理問題的能力。規(guī)范學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)會(huì)安裝實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)會(huì)調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置，并且在實(shí)驗(yàn)之后將實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳細(xì)地記錄下來。
�。�4）師生自制實(shí)驗(yàn)器材，降低成本。
現(xiàn)階段，我國很多學(xué)校都存在經(jīng)費(fèi)不足，實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器短缺或破舊等問題。為了滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，師生可以一起動(dòng)手，自制器材;也可以身邊的物體作為物理實(shí)驗(yàn)器材，這樣會(huì)大大降低了實(shí)驗(yàn)器材的采購費(fèi)用。
三、總結(jié)
綜上所述，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重要，因此，教師應(yīng)該不斷提高自身的專業(yè)素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)技能，多為學(xué)生創(chuàng)造一些動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，從而提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。
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一、采用布魯納發(fā)現(xiàn)法教學(xué)，改變灌輸式傳統(tǒng)教學(xué)模式
目前，大學(xué)物理教學(xué)中許多老師只是單一地講授教材中的概念、定律和定理，這樣做僅是積累了學(xué)生的知識(shí)，不利于他們思維能力的訓(xùn)練。而發(fā)現(xiàn)法教學(xué)是以掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)為內(nèi)容，把學(xué)科的基本概念、原理及特有的研究方法納入教材，并圍繞學(xué)習(xí)課題準(zhǔn)備好假設(shè)、驗(yàn)證用的資料及實(shí)驗(yàn)，老師為指導(dǎo)，學(xué)生為主體，探究物理概念的形成過程、物理定律怎樣被發(fā)現(xiàn)、物理定理怎樣推導(dǎo)出來、它們的物理意義等問題，并從中學(xué)習(xí)物理學(xué)家們的創(chuàng)新思維，從而拓寬思路，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。例如在學(xué)習(xí)帶電粒子在磁場的運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先通過介紹一則關(guān)于回旋加速器的新聞報(bào)道創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生探索帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的欲望。然后引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)雜問題簡單化，從帶電粒子速度和磁場正好平行和垂直兩種特殊情況出發(fā)，分析速度方向和磁場方向夾任意角的帶電粒子運(yùn)動(dòng)就是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成。學(xué)生通過思考和討論就能自行發(fā)現(xiàn)在均勻磁場中的一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
二、通過介紹物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維
物理學(xué)史其實(shí)就是一部創(chuàng)新史，在教學(xué)過程中，教師靈活穿插物理學(xué)史中一些典型的創(chuàng)新事例，提煉和整理后介紹給學(xué)生，通過學(xué)習(xí)物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)和提出問題的過程，可以培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和提出創(chuàng)新性問題的能力。同時(shí)，在分析問題和解決問題的過程中注意體現(xiàn)物理學(xué)家們的科學(xué)分析方法和思維方法，這有助于提高學(xué)生的思維能力和掌握科學(xué)方法。例如在學(xué)習(xí)波動(dòng)光學(xué)時(shí)，介紹物理學(xué)發(fā)展史上關(guān)于光究竟是粒子還是波的跨世紀(jì)大爭論，科學(xué)家們的創(chuàng)新精神和對科學(xué)真理的執(zhí)著追求極大地感染了學(xué)生；關(guān)于光的本質(zhì)的思辯過程也對學(xué)生科學(xué)思維方式形成產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
三、考核方法多元化
對傳統(tǒng)考核方式進(jìn)行改革。學(xué)生成績改為由幾個(gè)部分組成：平時(shí)作業(yè)、創(chuàng)新報(bào)告、小論文、課堂討論和期末考試。其中把創(chuàng)新報(bào)告、小論文加分加入到學(xué)生成績中是對創(chuàng)新教育和教學(xué)改革的一個(gè)保證。并鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上對教師所授的內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)疑、提問，并引導(dǎo)大家展開討論，取得了良好的教學(xué)效果。教學(xué)過程中同學(xué)們經(jīng)常主動(dòng)向教師提出對一些問題解決方案的新看法；[4]對同一道題提出不同解法，有些解法常具有創(chuàng)新性（經(jīng)查文獻(xiàn)，未見該解法的報(bào)道）。通過一題多解一題巧解能很好地把學(xué)生的發(fā)散思維和聚斂思維結(jié)合起來，[5]是獲得頓悟和靈感的有效手段，能有效克服學(xué)生定向思維的影響，從而發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。在教學(xué)實(shí)踐中，對學(xué)生提交的小論文盡量給予肯定和評價(jià)，根據(jù)價(jià)值和水平給予不同程度的加分。適度引入激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生課堂參與意識(shí)和創(chuàng)新欲望，使得課堂教學(xué)更加精彩。
四、實(shí)行小班教學(xué)模式，搭建課程網(wǎng)站，提供培養(yǎng)創(chuàng)新人才的良好平臺(tái)
現(xiàn)在大學(xué)物理的教學(xué)班普遍達(dá)到上百人，相比而言小班教學(xué)模式更利于每個(gè)學(xué)生充分主動(dòng)地參與到教學(xué)活動(dòng)中來。[6]教學(xué)活動(dòng)中教師鼓勵(lì)學(xué)生提出創(chuàng)新想法，展開課堂討論，并及時(shí)給予評價(jià)。由于課堂時(shí)間有限，通過建立大學(xué)物理精品課程網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)師生交流的課后延續(xù)，有教學(xué)大綱、授課錄像、互動(dòng)教學(xué)、課件與教案，創(chuàng)新平臺(tái)等欄目，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的搭建良好平臺(tái)。
五、充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)對創(chuàng)新能力培養(yǎng)的積極作用
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，當(dāng)中的許多原理和結(jié)論都來自實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更為重要的是，實(shí)驗(yàn)充分體現(xiàn)了人類社會(huì)的.創(chuàng)新發(fā)展過程和創(chuàng)新成果，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著積極重要的作用。但是目前大多數(shù)高校物理實(shí)驗(yàn)仍以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。2013年已逐步實(shí)現(xiàn)了物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、教學(xué)方式以及時(shí)間上的全面開放，學(xué)生可以依據(jù)在學(xué)習(xí)中或日常生活中遇到的實(shí)際問題結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，查閱相關(guān)資料，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，安排實(shí)驗(yàn)步驟，選擇實(shí)驗(yàn)儀器，分析解決實(shí)驗(yàn)中遇到問題，教師只是從旁適當(dāng)引導(dǎo)和啟發(fā)。這樣的開放性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，更重要的是對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新素養(yǎng)的形成也發(fā)揮了積極作用。在設(shè)計(jì)及實(shí)施實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生要查閱大量的資料，比較若干不同的方案，自己動(dòng)腦設(shè)計(jì)出符合實(shí)驗(yàn)邏輯和物理原理的操作步驟等，將真正體會(huì)到創(chuàng)新的樂趣。
六、將物理學(xué)前沿問題和物理基礎(chǔ)知識(shí)相結(jié)合
大學(xué)物理在啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、塑造學(xué)生分析和解決問題能力方面有著不可磨滅的作用。但是筆者發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)院校的大學(xué)物理教材都是沿用傳統(tǒng)物理學(xué)教材的知識(shí)體系，力熱光電以及原子核物理是主要章節(jié)的內(nèi)容，近代物理和物理前沿相關(guān)內(nèi)容是少之又少，即便出現(xiàn)也是一句話帶過。因此，這些內(nèi)容會(huì)讓學(xué)生覺得物理和現(xiàn)實(shí)生活脫節(jié)，從而喪失學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣，更談不上創(chuàng)新性的培養(yǎng)。但是，往往當(dāng)教師在課堂或者學(xué)術(shù)講座上，講述一些類似黑洞、百慕大、航天飛機(jī)、納米技術(shù)、磁懸浮高速列車等前沿問題的時(shí)候，學(xué)生是聽得最認(rèn)真并且反饋是最好的。有許多同學(xué)在聽講完畢還會(huì)追著筆者表示想深入了解更多相關(guān)知識(shí)，并有自己的想法與筆者探討。這些也從反饋的角度再次印證了在大學(xué)物理教學(xué)中，將物理學(xué)前沿問題和物理基礎(chǔ)知識(shí)相結(jié)合的重要性以及它對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。
因此，在大學(xué)物理教學(xué)過程中不能一味追求講述完成課本內(nèi)容就好，應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)地添加部分當(dāng)下或者近年來物理學(xué)前沿發(fā)生和發(fā)現(xiàn)的一些重大事件、科研成果和未解之謎，可以從很大程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的興趣和熱情。創(chuàng)新教育勢在必行，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)該是高校學(xué)科教育最重要的任務(wù)之一。大學(xué)物理作為全國大部分院校都要開設(shè)的一門基礎(chǔ)公共課，具有廣泛性和普遍性。本文提出的在大學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的改革思路和方法切實(shí)可行，許多兄弟學(xué)校同行、本校后續(xù)課程老師和廣大學(xué)生對筆者進(jìn)行的教學(xué)改革和實(shí)踐也給予了充分的肯定，可見這項(xiàng)改革具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和良好的應(yīng)用前景。
在高中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力 4
1、實(shí)驗(yàn)原理與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，物理定律和理論的建立離不開大量實(shí)驗(yàn)，比如從伽俐略的斜面上小球滑下實(shí)驗(yàn)到牛頓運(yùn)動(dòng)三定律，從法拉第的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)到麥克斯韋電磁理論的創(chuàng)立，都是從反復(fù)實(shí)驗(yàn)中觀察，分析，歸納和總結(jié)出來的，反過來，一個(gè)理論的正確與否最終也需要實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。那么，我們怎么樣設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)？為什么這么做？這就是實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生首先需要理解。例如，牛頓環(huán)和邁克爾遜干涉兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，從干涉圖樣來看，極其相似，很多同學(xué)便混淆不清了，什么原因呢？就是因?yàn)樗麄儧]有掌握實(shí)驗(yàn)的原理，不明白牛頓環(huán)是等厚干涉，而邁克爾遜干涉是等傾干涉，通過教師分別講解牛頓環(huán)和邁克爾遜干涉的實(shí)驗(yàn)原理之后，同學(xué)們再回到實(shí)驗(yàn)中重新認(rèn)識(shí)兩種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，比較它們之間的異同，從而可以加深他們對等厚干涉和等傾干涉的認(rèn)識(shí)，提高他們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，強(qiáng)化他們學(xué)以致用的思想觀念，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。
2、實(shí)驗(yàn)方法的選擇與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中有直讀法、比較法、模擬法、放大法、轉(zhuǎn)換變量法、平衡法和干涉法七大類[6]，這些方法中都蘊(yùn)含著一定的物理模型，是非常好的思維訓(xùn)練素材。課堂上，教師除了講授原理，從原理中提煉出測量方法，并作詳細(xì)講解才是更重要的。例如，在“用拉伸法測金屬絲的彈性模量”實(shí)驗(yàn)中，重點(diǎn)是介紹金屬絲在砝碼作用下產(chǎn)生的微小伸長量的測量方法，對于數(shù)量級達(dá)10—4m的長度，用一般測長工具直接測量行不通，怎么辦？老師提出一種新的測量方法——光放大法。它是利用在砝碼作用下金屬絲產(chǎn)生的微小長度變化，來帶動(dòng)光杠桿轉(zhuǎn)過微小角度，然后經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡將此角度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)榉瓷涔饩�角度的變化，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成標(biāo)尺上較大的讀數(shù)變化，這樣，就把不易測量的微小伸長量轉(zhuǎn)換成了用一般方法可測量的量。通過對光放大測量方法的理解，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會(huì)大大增加，前人巧妙的構(gòu)思和無窮的智慧打動(dòng)了他們，激勵(lì)他們?nèi)ビ掠谔剿骱烷_拓創(chuàng)新。
3、實(shí)驗(yàn)儀器的'使用與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，對長度、質(zhì)量、電流、電壓等基本物理量的測量是最基本的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生使用什么實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行測量才能最準(zhǔn)確，是問題所在。近年來，一些高校實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)[7]，取得了較好的教學(xué)效果。例如，測量測狹縫寬度時(shí)，有米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器和讀數(shù)顯微鏡四種儀器讓學(xué)生選擇，哪一個(gè)更加合適？需要學(xué)生對四種測量工具進(jìn)行比較，探討不同測量工具的準(zhǔn)確度，分析出測量數(shù)據(jù)位數(shù)與測量工具的精確度等級之間的關(guān)系。認(rèn)真篩選之后，最終選擇了用讀數(shù)顯微鏡去測量，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生對讀數(shù)顯微鏡的結(jié)構(gòu)、測微原理和如何提高其測量精度都有了正確的認(rèn)識(shí)，明白了測量數(shù)據(jù)不是一個(gè)簡單的測量結(jié)果，而是包含有很多信息，如所使用儀器的精確度、測量結(jié)果的準(zhǔn)確性等，從而能夠做到正確讀數(shù)和正確測量，整個(gè)過程對他們的動(dòng)手能力、判斷是非的能力和創(chuàng)新思維的能力無疑是一個(gè)很好的鍛煉。
4、實(shí)驗(yàn)操作與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
物理實(shí)驗(yàn)對物理量的測量都是先觀察和判斷目標(biāo)，再對儀器進(jìn)行調(diào)整，然后讀數(shù)，因此，實(shí)驗(yàn)者判斷的準(zhǔn)確程度以及操作技能的高低都會(huì)直接影響測量結(jié)果的可靠性。在固體密度的實(shí)驗(yàn)中，測量質(zhì)量要用到物理天平，物理天平我們中學(xué)就已經(jīng)使用過，但是有的同學(xué)操作仍然不規(guī)范，在起動(dòng)的狀態(tài)下調(diào)節(jié)平衡螺母或加減砝碼，導(dǎo)致橫梁落下，儀器受到損壞，課堂上，教師應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的操作過程，給予及時(shí)糾正。調(diào)節(jié)時(shí)，首先轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)旋鈕起動(dòng)天平，由指針觀察橫梁是否平衡，隨即止動(dòng)，根據(jù)指針在標(biāo)盤上的偏移不同調(diào)節(jié)平衡螺母或加減砝碼，再起動(dòng)，再觀察，如此反復(fù)直到調(diào)平為止。有時(shí)，由于部分天平磨損比較嚴(yán)重，同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)中還會(huì)遇到天平調(diào)不平衡的問題，此時(shí)，教師就可以啟發(fā)學(xué)生，是不是可以想出一個(gè)辦法使天平平衡？學(xué)生經(jīng)過思考，想到可以加砝碼先使天平平衡，計(jì)算時(shí)再折算質(zhì)量，不失為一個(gè)好方法。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能提高了，學(xué)習(xí)興趣大大提高，同時(shí)也培養(yǎng)了他們獨(dú)立思考和創(chuàng)新實(shí)踐的能力。
綜上所述，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門基礎(chǔ)性的實(shí)踐課程，它在鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究興趣，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)等方面是其他課程無法替代的，并將日益顯示其重要性。
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