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正文內(nèi)容

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力(編輯修改稿)

2024-11-09 02:45 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ][J].中學(xué)物理,2007(1).[3]劉曉華,[J].中學(xué)物理,2005(3).第三篇:物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)張娟 龍華店中學(xué)一級(jí)教師摘要:培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才代寫論文是高等學(xué)校的根本任務(wù),實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要基地。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑和方法包括:進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)史教育,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);采用多樣化的實(shí)驗(yàn)方法,活化學(xué)生的創(chuàng)新思維;注重創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技能;介紹科學(xué)家的典型事例,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格;用科學(xué)評(píng)價(jià)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力。關(guān)鍵詞:物理實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新能力;培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn),社會(huì)對人們的創(chuàng)新能力的要求也越來越高,因而,加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),已經(jīng)成為我國教育教學(xué)改革的重點(diǎn)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,創(chuàng)新教育的提出,一方面是物理教學(xué)改革不斷深入的需要,另一方面也是由物理學(xué)科的特點(diǎn)與物理實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)所決定的。然而,長期以來,普通物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容缺少更新,教學(xué)方法過于死板,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上是驗(yàn)證性和測量性的,缺少學(xué)生自己進(jìn)行設(shè)計(jì)、研究的內(nèi)容。學(xué)生不須分析與創(chuàng)新,只需按教材上的步驟按部就班去做,就能完成實(shí)驗(yàn)。這種呆板的、千篇一律的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方式在一定程度上限制了學(xué)生的主動(dòng)性與積極性,難以激發(fā)他們獨(dú)立思考的興趣和激情,抑制了學(xué)生個(gè)性的發(fā)展,因而不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。為了彌補(bǔ)這一不足,我院在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對實(shí)施創(chuàng)新教育進(jìn)行了不斷的探索,取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)史教育,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)物理實(shí)驗(yàn)除演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)外,還應(yīng)包括物理實(shí)驗(yàn)史教育、設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)、學(xué)生小儀器制作等。例如:玻爾發(fā)表原子模型理論的第二年,夫蘭克和赫茲用慢電子與稀薄氣體原子碰撞的方法,使原子從低能級(jí)激發(fā)到高能級(jí)。他們對電子與原子碰撞時(shí)能量交換的研究,直接證明了原子內(nèi)部能量的量子化。后來,他們又在同樣的實(shí)驗(yàn)中測得被慢電子激發(fā)的原子返回基態(tài)時(shí)輻射的光頻率,發(fā)現(xiàn)這種輻射驗(yàn)證了玻爾假設(shè)的頻率定則。因此,夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)就成為玻爾理論的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)依據(jù)。由于他們的工作對原子物理學(xué)的發(fā)展起了決定性的作用,曾共同獲得1925年的物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)和1906年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。湯姆生研究陰極射線導(dǎo)致了電子的發(fā)現(xiàn),利用實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確地測出了電子的荷質(zhì)比。他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是何等的巧妙,設(shè)計(jì)思想與器材組合都是創(chuàng)新精神的體現(xiàn)??這些實(shí)驗(yàn)史的介紹,不僅向?qū)W生展示了科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明的過程,而且展示了科學(xué)家的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新精神。要發(fā)揮物理學(xué)實(shí)驗(yàn)史的創(chuàng)造教育功能,我們在教學(xué)中就要重視實(shí)驗(yàn)史的教育??梢詥l(fā)學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)思想與設(shè)計(jì)的精彩之處并提出問題;也可采用演示實(shí)驗(yàn),引發(fā)學(xué)生的好奇心;還可讓學(xué)生自己動(dòng)手,組織與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),來“表演”某些著名實(shí)驗(yàn)。總之,通過讓學(xué)生接觸到不同的物理實(shí)驗(yàn)背景、教師的不同觀點(diǎn)和思想方法,學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)史,對學(xué)生進(jìn)行德育的滲透以及科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng),具有很好的作用。實(shí)驗(yàn)方法多樣化,活化學(xué)生的創(chuàng)新思維目前學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn),普遍存在只重視簡單的操作練習(xí),從器材、方法到表格設(shè)計(jì)都是按照規(guī)定好的步驟和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不能很好地領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)原理和思想方法,因此,必須改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行重新組合,盡量將有相似的刺激與反應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容做系統(tǒng)編排。在編排時(shí),教師可以以專題的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,每個(gè)專題確定一個(gè)主題,可以從實(shí)驗(yàn)方法的相似性上選題。如用干涉法測量光波波長,可將楊氏雙縫干涉、菲聶耳雙棱鏡實(shí)驗(yàn)、邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)編在一個(gè)專題;也可以依據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器的相似程度進(jìn)行選題,如將分光計(jì)、單色儀、攝譜儀等光譜儀器作為一個(gè)專題選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;也可以將對同一物理量的測量作為選題依據(jù),如電阻的測量可將伏安法、電位差計(jì)法、惠斯登電橋法、開爾文電橋等編在一起;這樣學(xué)生在進(jìn)行專題訓(xùn)練時(shí)很容易做到由此及彼,融會(huì)貫通,從而衍生出一系列值得進(jìn)行比較研究的問題,實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力間的相互遷移。如重力加速度的測量實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以利用單擺、復(fù)擺、可倒擺、自由落體運(yùn)動(dòng)、傾斜氣軌等許多實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行。應(yīng)讓學(xué)生盡可能多地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,從科學(xué)性、可靠性、簡便性、準(zhǔn)確性等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則出發(fā),對各個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià),最后選取兩種方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量與比較,活躍學(xué)生的思維,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)有更廣闊的活動(dòng)空間和思維空間,可以激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望,使之達(dá)到不同層次學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。注重創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技能教師創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn),不僅能更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能,促使學(xué)生掌握有關(guān)學(xué)科知識(shí),而且能對學(xué)生進(jìn)行潛移默化的熏陶和感染,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。修完基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,可以根據(jù)自己的專業(yè)和興趣愛好自由選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)課時(shí)間,以體現(xiàn)全面開放的教學(xué)模式的優(yōu)勢。近幾年,我們結(jié)合本校學(xué)生的具體特點(diǎn)和情況,從以下幾方面來確定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:(1)利用原有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目某些已經(jīng)做過的實(shí)驗(yàn),所用儀器的集成化程度較高,學(xué)生雖然做過這些實(shí)驗(yàn),但他們基本上都是在使用說明書和實(shí)驗(yàn)室給出的操作步驟提示下完成的,對于儀器的結(jié)構(gòu),他們并不清楚。如霍耳效應(yīng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)儀器的線路基本上都被封在儀器的內(nèi)部,學(xué)生即使沒有掌握 1 2 下實(shí)驗(yàn)及儀器的原理,也一樣可以完成數(shù)據(jù)的測量。這很容易養(yǎng)成學(xué)生急功近利的思想和不求甚解的學(xué)習(xí)態(tài)度,并沒有達(dá)到我們開設(shè)實(shí)驗(yàn)的初衷?,F(xiàn)在我們把這個(gè)實(shí)驗(yàn)作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一個(gè)項(xiàng)目,要求學(xué)生根據(jù)霍耳效應(yīng)的原理,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路來實(shí)現(xiàn)霍耳片一系列參數(shù)的測定,或?qū)崿F(xiàn)對幾種形狀磁鐵磁場的測定。要完成這樣的實(shí)驗(yàn),學(xué)生對原理要深刻理解掌握,對實(shí)驗(yàn)中引起誤差的因素要理解并想辦法減小或消除,要自己動(dòng)手焊接霍耳片的電極引線并設(shè)計(jì)搭建實(shí)驗(yàn)電路,并通過同學(xué)之間或師生之間的討論解決遇到的問題。這不僅使學(xué)生加深了對物理原理的理解掌握,并且通過設(shè)計(jì)和實(shí)踐,切實(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力,還增強(qiáng)了他們的知識(shí)應(yīng)用的能力。(2)普通物理和普通物理實(shí)驗(yàn)的知識(shí)拓展和應(yīng)用教學(xué)應(yīng)因材施教,根據(jù)我校學(xué)生以及實(shí)驗(yàn)室儀器的情況,我們將普通物理學(xué)的一些知識(shí)設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如給出一種透明固體(或液體)材料,要求學(xué)生測出它的折射率。該項(xiàng)目所涉及的知識(shí)面廣,與普通物理光學(xué)部分的光的折射、衍射、干涉知識(shí)都有一定的聯(lián)系,學(xué)生可利用所學(xué)的知識(shí)或所掌握的方法進(jìn)行設(shè)計(jì),如可利用分光計(jì)來測定,也可用劈尖或牛頓環(huán)來測定,還可用單色光直接以一定角度照在材料面上,通過測定折射光線的折射角來測定。這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然簡單,但它增強(qiáng)了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力,也增加了他們對物理的興趣。設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)需要靈活、綜合地運(yùn)用所學(xué)的物理以
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