以实验为载体培养学生创新能力_发散思维论文

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“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力”(江泽民语),物理是一个以实验为基础的学科,物理教学应该紧紧扣牢实验这一学科基石,着力启发学生的创新意识,培养学生的创新精神,造就敢于创新、善于创新、勤于创新的高素质人才。

1 从“旧”向“新”的转化,诱发学生创新欲望

脑科学和思维科学研究表明,中学阶段是培养学生创造性思维的最佳时期。而物理实验既能激发学生学习兴趣,加深对物理概念和规律的理解。又能培养学生观察能力、动手能力、思维能力以及独立分析问题和解决问题的能力,诱发创新欲望和动机。

树立以实验为载体培养学生创新能力的教学观,要彻底抛弃应试教育观。俗话说,百闻不如一见,眼见不如实践。只有通过实验,才能从生动的物理现象中获得丰富多采的感性信息。只有通过“动手操作、动眼观察、动脑思考”的实验活动才能将观察、思维和操作紧密结合起来,才能将学生的操作兴趣转化为探索的兴趣,充分发挥学习的积极性、主动性和创造性。

2 从“一”向“多”的转化,培养学生发散思维

创新活动的核心是创新性思维,创新思维实际上是发散思维和集中思维的综合。心理学家一般把创新能力看作是发散思维能力。因此,世界各国把培养发散思维作为创造力培养的重要方面。

在实验教学中,经常向学生提出一些没有唯一的、不是固定的,具有一定发散性思维问题让学生思考,从“一”向“多”的转化。

如:以气球为对象,以它的用途为思考的起点,就可以从它是一种玩具,通过丰富的想象和联想,想出它有很多用处,可以做很多实验。

(1)在烧瓶内灌满热水,使烧瓶温度升高,然后倒去热水, 立即将气球套在瓶中。随着瓶内气体温度下降,气球会被慢慢地“吞”入瓶内。说明气体温度下降时,在维持瓶内气体压强不变的情况下,体积收缩。

(2)将气球放入小口瓶内,球嘴反扣在瓶口处,从瓶口吹气球, 很难把气球吹“胖”。原来,瓶内气体是定量的,当球稍被吹“胖”时,瓶内气体即被压缩,压强随即增大,再要将球吹“胖”就很不容易。这说明,一定量气体的压强随气体体积缩小而变大。如图1a的装置。图1b同样可说明这个道理。在瓶内放一只吹鼓的气球。塞紧瓶塞后,此时瓶内的气体质量一定,当向外拉活塞时,瓶内压强变小,从而气球体积增大。也可把吹鼓的气球直接放进注射器内。封闭注射器口拉开活塞,可以看到同样的结果。

(3)把吹鼓的气球浸入酒精后取出,暴露在空气里, 球的体积会明显缩小。说明酒精蒸发时吸收了球内气体的热量。如果对着气球扇风或挥动球体,球会收缩得更快。从而表明液体蒸发快慢还与空气流动有关。

学生还设计出气球许多妙趣横生的实验:如做作用力反作用力、反冲、气压表等等。用“一”向“多”的转化,既扩大了知识的信息量,又触发了学生的发散思维。

3 从“看”向“问”的转化,培养学生发现问题和解决问题能力

社会的进步,科技的发展,与其说是在不断解决问题的过程中促进的,倒不如说是在不断发现问题和提出问题过程中促进的。因为,如果不能发现问题和提出问题,也就谈不上去解决问题。因此,要培养学生的创造能力,必须培养学生发现问题和提出问题的能力。于是我从简单易行的缺点列举法着手,启发学生的创造意识。如高中物理简谐运动的图像演示实验,用传统的砂摆法进行演示,让学生看实验结果后提出问题。学生再次重做实验,在真实的实验情景中,去发现问题并寻求、探查解决的方式方法。同学们仔细观察砂摆的摆动及手拉动的纸板过程,发现运动图像不完全是正弦曲线,是摆在摆动过程有点偏离开竖直平面成为圆锥摆造成;另有一些同学认为是手在拉动纸板过程中不够匀速造成。问题出来了,如何解决呢?有的说把纸板由手拉动改为电动机带动,有的说把纸板放在平板小车上,用手推车运动,有的说让小车在斜面上匀速下滑等,大家七嘴八舌提出了很多方法,但问题较集中。接着我又灵活地选择“发散点”,巧妙地提问一节课有多少时间,这一问引起学生好奇与思考,使学生产生了探索的欲望,大家睁大眼睛地议论这与时间有什么关系?有个同学说,在纸板上涂胶水,砂被胶水粘住可以竖起让同学看,就可以节省时间了,这一启发,学生又想出了很多方法,接着教师就把如图2所示的自制简谐运动演示仪展示给学生, 同时进行演示实验。同学们普遍感到自制的简谐运动的图像演示仪,具有操作方便,能见度高,图像清晰,效果好并能在同一板上绘出不同频率正弦或余弦曲线,利于教学中进行比较等优点,学生兴趣无不盎然。这时教师设疑这仪器是否就没问题了?用问题引着学生走,同时让学生不断地发现新问题,使学生始终面临着众多的未知领域,以此来激发学生的创造热情,走上创新之路。

4 从“思”向“做”的转化,培养学生的创新能力

学校是社会的一个重要组成部分,让学生走出校门,主动接触社会,了解社会,发现问题,思考问题,并提出解决问题的方法,这是实施素质教育的主要环节。学校教育应因势利导,把学生在学校教育中培养起来的创新意识及时引导,以社会为课堂,转化为学生的创新能力。

以社会活动为课堂,培养学生创新能力的办法是多方面的。

(1)通报情况,大家参与。改革开放以来, 我国的经济得到了长足的发展,人民的生活水平得到了较大的提高,但随着经济的发展,各种交通工具,娱乐场所等产生的噪音很大,严重地影响着人们的生活。老师将这种不正常的社会现象通报后,同学们立即议论纷纷。陈涯同学经过反复思考,动手设计出一种静音器。这种静音器虽然制作不够完善,但它体现了中学生敢于模仿领悟、敢于创新的精神,值得肯定。

(2)布置任务,突出重点。 老师布置同学到学校附近的月河观察水质,并取回水样化验。经化验,月河水中氮、磷元素严重超标,造成了月河藻类大量繁殖,水生动物大量死亡,水质严重恶化。为治理月河,同学们提出了种种治理方案,其中一种方案是种植水葫芦、水浮莲等水生植物,但大片水葫芦、水浮莲铺于水面上,容易造成水上交通受阻,降低了河道排水速度,引发水灾。如果任其自生自灭,残体又会加剧水污染。同学们经过反复思考,共同研究设计出了一种如图3 所示的水生植物加工船,及时将繁殖的水生植物收割加工,达到水清鱼肥的目的,这个方案获得全国小发明方案设计二等奖。

(3)及时表扬,激发积极性。对学生在实验中取得的成果, 要及时予以肯定,能使学生产生成就感,激发创新欲望。学校要设立专项奖,对学生的实验活动要关心支持,对必要的活动经费尽可能给于帮助。以鼓励更多的同学参与实验制作活动,竭立培养学生的创新能力。

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