高中物理教学论文《以设计性实验为载体,培养学生的创造性思维能力》 .doc
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1、初中物理教学论文以设计性实验为载体,培养学生的创造性思维能力近年来高考物理试卷对实验的考查,已从一般性的实验知识记忆转向对实验原理和方法的理解与迁移,开始出现了以学生实验和演示实验为背景的设计性实验试题。所谓设计性实验,就是要打破现成的实验方案,在一些特定的要求和条件下自行设计新的实验方案和步骤,完成其实验要求。由于这种设计具有较大的灵活性,需要学生在牢固掌握基础知识和基本方法的前提下富有创造力,因此,以设计性实验为载体,是培养学生创造性思维能力的一条重要途径。本文重点探讨与设计性实验相关的几种创造性思维品质。一、实验方案的多样性与思维的广阔性人类正步入信息社会,各种信息的数量急剧增加,成份日
2、趋复杂。显然只有单通道的集中思维,已不能适应现代社会发展的要求,还需要有多通道的发散思维与之协同互补。所谓发散性思维,指的是一种沿着不同方向、不同角度思考,从多方面寻求多样性结论的辐射型思维方式。在物理实验中,即使实验目的和要求相同,但如果实验原理和实验器材不同,实验方案也往往具有多样性。因此实验教学中,如能选择典型的课题。通过多种实验方案的设计和实施,则可有效地训练学生思维的广阔性。具体可采用的方法有:1、根据同一实验目的,开放常规实验器材,让学生自己设计实验方案,选择实验器材进行实验。例如,测干电池的电动势和内电阻是高中物理的一个重要实验。针对这一实验,在学习了闭合电路欧姆定律以后就可编制
3、如下一道实验设计训练题:(1)利用电学实验中常用的仪器和仪表,可能有哪几种测量电池电动势和内电阻的方法。试画出实验电路,并说明其测量的原理和方法。(2)如果再补充些仪器(如电势差计),你还有其它方法吗?(3)这些方法中,哪些是比较合理的?哪些是比较精确的?哪些方法中需要附加些条件?(4)试就你所想到的各种方法,作一归纳总结,从中能得到测量电动势和内电阻的一般规律吗?学生通过广泛联系和运用所学的知识和方法,集思广益,初步提出了近十种可能的实验方案,其中一些不乏闪烁着创造性思维的火花。对此,再组织学生讨论、辩析,对合理的加以肯定,不恰当的指出问题所在,对无法完成的方案阐明其原因。各种方案在一一论证
4、以后,只要条件许可,都可组织学生自己动手操作,进行实际测量。2、根据限定的实验器材,要求学生进行发散性实验设计,看看最多能做多少种不同的实验。例如,在电学实验中,提供以下实验器材:电流表(006A3A)、电压表(03V15V)、滑动变阻器(050欧)、电池、小灯泡、几个阻值不一的定值电阻、电键、导线若干。要求:利用上述仪器尽可能多地设计一些电学实验。笔者曾让学生练习过,结果学生共提出了十多种可行的方案,兹例举如下:如图1(a),用伏安法测定值电阻的阻值。如图1(a),验证欧姆定律IUR。如图1(b),用伏安法测伏特表的内阻。如图1(C),研究小灯泡的伏安特性规律如图1(d),用伏安法测电池的电
5、动势和内电阻;如图1(e),验证并联电路总电阻的公式;探索并联电路的总功率与各支路功率的关系。如图1(f),研究滑动变阻器的限流和分压变化规律。如图1(g),研究照明电路中电灯的亮暗随负载变化的规律。二、实验仪器的局限性与思维的求异性审视传统的物理教学,我们的观念总是强调确定性,排斥可能性,在这种教育的熏陶下,培养的学生往往长于求同,而弱于求异,其结果往往是墨守成规,缺少创新。要真正塑造创造型的人才,教师在教学中必需要鼓励学生勤于观察、敢于质疑,勇于发问,即便对那些已成定论的东西也不妨去重新审视或争论一番,使之不成为僵死的教条。诚如笛卡尔所说:“科学产生于怀疑”。以测量性实验为例,由于每一种测
6、量仪器都有其基本的固定的作用,如用刻度尺测长度、用天平测质量等,但如果要求突破测量仪器固有的功能(局限性)去测量一些看似没有因果联系的物理量,这对培养学生的求异思维品质无疑是一条“绿色通道”。例如:提供一定容积的并盛满清水的“可乐瓶”一只(瓶底有一小孔)、细线一根、米尺一把、小祛码一只和用来盛水的桶一只。试估测水从此瓶底小孔连续流出的平均流量,并进行测量的误差分析。此题是1997年浙江省中学生物理竞赛实验试题。从题意来看:水的平均流量Q水的总体积V水流尽的时间t。从提供的条件来看:其中水的体积可从瓶贴的标签上直接观察得到(这里考查的是学生的观察能力,遗撼的是一些考生并未发掘出这一点);最困难的
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