盛光桐
創(chuàng)新是一個永恒的話題,創(chuàng)新精神是發(fā)明創(chuàng)造的重要因素之一,然而人們可能會認為對初學物理的中學生談創(chuàng)新能力簡直是“天方夜譚”。其實不然。對于中學生來說,只要能自己動手制作一個學具,能找到一個不同于他人的解題方法,能利用廢舊物品進行小實驗來驗證有關(guān)定律,能將自己的創(chuàng)作過程、思路寫出有關(guān)的說明文。均屬創(chuàng)造能力的范疇。教師只要在平時的教學中注意創(chuàng)造良好的物理情境,注意培養(yǎng)學生的思維方式,增強學生的自信心,使每個學生能發(fā)現(xiàn)自己的創(chuàng)造天賦,必能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。現(xiàn)結(jié)合本人的物理實驗教學實踐談談培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力的一些嘗試。
一、創(chuàng)造實驗條件。認真做好實驗。培養(yǎng)創(chuàng)新意識
開放物理實驗室,準備盡可能多的實驗器材,提供更多的動手機會。在實驗教師的指導下。讓學生利用課余時間走進實驗室,做一做演示實驗、學生實驗或是他們自己設計、創(chuàng)新的小實驗:多鼓勵學生對實驗進行創(chuàng)新設計。包括對器材的創(chuàng)新和改進等;多準備一些實驗器材(儀器不一定按教材上規(guī)定的去準備)讓學生自己去選擇:多給出一定數(shù)量和類別的器材,要求學生充分發(fā)揮器材的作用,盡可能地多做幾個實驗。例如,給出下面一些器材:干電池、學生電源、電鍵、導線、變阻器、電阻箱、電流表、電壓表、靈敏電流計,讓學生選用合適的器材,測出未知電阻的阻值和人體電阻的阻值。在實驗方法和步驟上可以盡量簡略一些,以提綱式列出要點,多給學生一些思考的余地和空間,這樣不僅能培養(yǎng)和提高學生的動手實驗能力,而且還能為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識創(chuàng)造良好的環(huán)境和條件。
二、利用身邊材料,制作實驗器材。激發(fā)創(chuàng)新意識
用日常器具做實驗,具有簡便、直觀、原理單一等優(yōu)點;用日常器具進行教學實驗探究活動。更有利于學生動手實驗。發(fā)展學生的實驗技能,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。由此可見,提倡用日常器具做實驗,決不是權(quán)宜之計。而是豐富物理實驗資源和全面提高學生科學素質(zhì)的需要。
著名物理教育家朱正元教授曾經(jīng)說過:“壇壇罐罐當儀器。拼拼湊湊做實驗”。就是說在物理實驗教學中要大力倡導做簡單易行的替代性實驗。其實,組織學生共同研究和制作一些簡單實用的實驗器材,本身就是培養(yǎng)實踐能力的有效方式,學生身邊的物品和器具就是豐富的物理教學資源。
比如利用廢棄的礦泉水或飲料瓶就可以完成“顯示光的折射現(xiàn)象:反映凸透鏡成像情況;表現(xiàn)聲音的產(chǎn)生和傳播:研究液體壓強和大氣壓強;探究物體的浮沉條件”等幾十個實驗。以廢棄的飲料瓶為例,可以做成簡易天平和桿秤的托盤;可以制成簡單的量筒;可以制成“土電話”的話筒和聽筒等等。
又如主要利用礦泉水瓶及借助其他輔助材料,可自行設計完成哪些實驗?說明哪些物理原理?學生通過查閱資料,動腦思考,能設計出多達十幾種的實驗方案。涉及到力、熱、光等許多知識點,能培養(yǎng)學生動手、動腦、勤于思考的好習慣,能培養(yǎng)學生觀察、分析、整理、概括等能力。
三、重視課外實驗。開展“三小”活動,培養(yǎng)創(chuàng)新意識
開展課外小實驗、小制作、小發(fā)明的“三小”活動,是培養(yǎng)和提高學生實驗設計能力的延續(xù)和補充。要想真正提高設計性實驗的教學效果,僅在課堂內(nèi)是不夠的。還必須輔之以生動活潑的課外小實驗、小制作和小發(fā)明活動,才能達到最佳效果。如在學了“光的色散”一節(jié)知識后,可以增設“室內(nèi)彩虹的形成”這一課外實驗;學了磁場后,可增設“指南針制作”這一課外小制作等。開展“三小”活動中,不僅能使學生的手腳充分放開,思維充分活躍,更有利于學生潛能的充分發(fā)揮,更有利于激發(fā)學生的靈感,更有利于學生的實驗技能在不知不覺中得到充分地開發(fā)和提高。
雖然在教科書中有課外小實驗和小制作。豐富了學生的課外實驗活動,但僅有書上的這些還不夠,教師在教學中可適時適當加以補充。例如,在上“壓強”一節(jié)時,可讓學生做“捏雞蛋”的小實驗,實驗做完后再給學生講《“大力士”捏雞蛋》的故事:很久以前,有一個年輕人十分好強。一次他參加一個豐盛的宴席??腿藗冞叧赃呎務撝煜碌囊恍┠苋???洫勊麄?nèi)绾瘟Υ鬅o比。突然,這位年輕人擺出一副不屑一顧的神氣說:“我是天下最有力氣的人,在座的諸位客人,敢不敢同我比一下力氣?”這時鄰座走出一位白胡子老公公,他來到年輕人跟前,拍拍他的肩膀說:“小兄弟,你說自己是天下無敵的大力士,請你當眾表演一下,用一只手把一只雞蛋捏碎,我們就承認你是個大力士。”這位年輕人笑呵呵地把一只雞蛋捏在手里,嘴里說著:“這還不容易”。心里卻在想:你這個老頭兒,太小看人了!客人們都圍繞著年輕人觀看,只見年輕人雖然使盡最大力氣,把臉憋得紅通通的。但還是沒把這個雞蛋捏碎。于是,他不得不慚愧地低下頭,認輸了。從此,他再也不敢隨便夸口了。一只雞蛋在碗口上輕輕一磕就碎了,可為什么用手捏它卻不碎呢?這要從壓力的作用效果說起。壓力的作用效果,不僅跟壓力的大小有關(guān),還跟受力面積有關(guān)。當那位年輕人手握雞蛋時,盡管用力很大,但由于受力面積也較大,故壓強很小,不足以使雞蛋破碎;而當把雞蛋放在碗口上輕輕一磕,盡管用力很小。但由于受力面積較小,產(chǎn)生的壓強反而較大,能使雞蛋破碎。這樣,既增加了課堂的趣味性,又培養(yǎng)了學生動手、動腦、勤于思考的好習慣,在實驗中,學生創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)和提高。
四、設計開放問題。培養(yǎng)發(fā)散思維。升華創(chuàng)新意識
實驗是理論與實踐密切相結(jié)合的一種實踐過程,而實驗原理并不是僅僅指實驗目的中所要說明的物理原理。廣義地講。實驗原理是實驗的方法、實驗的裝置和器材、實驗過程、實驗結(jié)果分析等所依據(jù)的物理原理。所以。只有吃透實驗原理,才能在原理和方法上有所創(chuàng)新,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。為了同一個實驗目的,我們可以選擇不同的實驗原理。從而創(chuàng)造出不同的實驗情景和操作方法。
—個物理問題,往往存在多種處理的方法。每種方法的答案也可能不盡相同。答案之間又往往不是存在簡單的誰對誰錯之分,而是只有誰優(yōu)誰劣之爭,這就是問題的開放性。通過開放性問題的設計??梢耘囵B(yǎng)學生發(fā)散思維能力,拓展學生的思維空間,有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
例如,在“用伏安法測定未知電阻”的實驗教學結(jié)束后,可以進一步讓學生思考:除了本實驗的這種測量方法外,是否可以用其它方法來測定未知電阻呢?學生將在掌握基本實驗方法的基礎(chǔ)上。發(fā)揮各自的聰明才智,設計出測未知電阻的多種不同方法,達到打破學生思維定勢,拓寬學生的思維空間,升華學生的創(chuàng)新意識的最終目的。
作為教師。不僅要通過教學設計教會學生學會選擇和設計解決問題的方法。學會權(quán)衡利弊,選擇出適當?shù)?、可行的方法;還要培養(yǎng)學生學會獨立思考,不迷信教師和教材,敢于發(fā)表自己見解的精神。
總之,物理實驗教學能有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和實踐能力。而創(chuàng)新教育能使學生學會學習,開發(fā)智力,提高素質(zhì),增加鍛煉的機會,增強適應社會發(fā)展的意識。只要在教學過程中能潛移默化地滲透創(chuàng)新思想。持之以恒,加強物理實驗創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并為之付出努力,必能培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新精神的人才。