實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

林沈秋

【摘 要】在科學(xué)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。因此,在科學(xué)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(guò)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)展學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)尤為重要。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新能力 學(xué)生

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要積極創(chuàng)造問(wèn)題環(huán)境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,引發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的思維活動(dòng)。因?yàn)榕囵B(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。

一、讓學(xué)生自主做好課內(nèi)實(shí)驗(yàn),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)

1.做好實(shí)驗(yàn)安排,放手讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)

做好實(shí)驗(yàn)安排,既要考慮實(shí)驗(yàn)時(shí)間,又要考慮實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,時(shí)間的安排要與理論課配合,要根據(jù)學(xué)生掌握的知識(shí)和具備的能力的實(shí)際情況來(lái)安排預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn),因?yàn)檎n前預(yù)習(xí)是實(shí)施“自主實(shí)驗(yàn)”的根本保證。

2.重視利用說(shuō)明書,讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)

實(shí)施素質(zhì)教育,提倡自主學(xué)習(xí),說(shuō)明書具有不可低估的作用。例如,家庭的家用電器越來(lái)越多、越來(lái)越現(xiàn)代化,家用電器都附有使用說(shuō)明書,若能按說(shuō)明書的使用說(shuō)明進(jìn)行操作,就能正確地使用電器。因此,學(xué)校教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生使用說(shuō)明書的能力,讓學(xué)生利用儀器說(shuō)明書來(lái)做實(shí)驗(yàn),這對(duì)實(shí)施素質(zhì)教育,培養(yǎng)自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ呛苡斜匾?/p>

二、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

教師將演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分地動(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)。如在“歐姆定律”一節(jié)教學(xué)中,可作如下創(chuàng)新設(shè)計(jì):把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

1.定性研究定值電阻電流與電壓的關(guān)系,通過(guò)對(duì)電流表和電壓表以及滑動(dòng)變阻器的使用方法的回憶,要求學(xué)生先繪出電路圖,再指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)電路圖連接好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),學(xué)生會(huì)很快得出正確結(jié)論。那么,定值電阻的電流與電壓到底有什么關(guān)系呢,再要求學(xué)生列出表格進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)于大部分學(xué)生來(lái)講,計(jì)算電壓與電流的比值時(shí),各組數(shù)據(jù)不完全相等,應(yīng)如何處理數(shù)據(jù),要求學(xué)生自己思考討論,對(duì)能正確找出原因的同學(xué)予以肯定,而對(duì)于有些隨意更改數(shù)據(jù)的同學(xué)應(yīng)及時(shí)批評(píng)指正。

2.研究電壓不變,電流與電阻的關(guān)系時(shí),學(xué)生有了前面的操作應(yīng)能順利完成,再進(jìn)一步得出電流與電壓、電阻的關(guān)系——即歐姆定律,也就水到渠成了。這種以學(xué)生操作和思維活動(dòng)為主的教學(xué)設(shè)計(jì),增大了課堂容量,加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的探索功能。

三、采用多種實(shí)驗(yàn)方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

1.對(duì)于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),我們?cè)趲椭鷮W(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、不同的實(shí)驗(yàn)方法進(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(duì)所得信息進(jìn)行篩選。如在研究感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生可有多種猜測(cè):

a.導(dǎo)線切割的速度大小;b.導(dǎo)線切割的速度方向;c.永磁體的強(qiáng)度;d.切割導(dǎo)線的條數(shù);e.切割導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度等。并提供多種器材供學(xué)生選擇,學(xué)生可根據(jù)自己的猜測(cè)選擇一種或多種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。等實(shí)驗(yàn)完畢后,再通過(guò)交流討論得出結(jié)論,這就要求學(xué)生在制定目標(biāo)的過(guò)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、概括、綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。

2.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自主、多做課外實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣

課外實(shí)驗(yàn)?zāi)壳八坪踹€沒(méi)有引起人們的普遍重視,實(shí)際上,它是對(duì)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的延伸和補(bǔ)充,有利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性和主動(dòng)性,并能培養(yǎng)學(xué)生探索物理奧妙的思維能力和創(chuàng)造精神,對(duì)激發(fā)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的興趣,使他們養(yǎng)成愛(ài)觀察、愛(ài)實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣有很大作用。

小實(shí)驗(yàn)所表現(xiàn)的物理知識(shí)是最直觀,最“原汁原味”的。學(xué)生做小實(shí)驗(yàn)、搞小制作又可彌補(bǔ)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的不足,如使用的器材不受限制,學(xué)生如何回家后自找材料,就地取材,利用廢品,人人能做到,而且對(duì)這些材料感到分外親切;從儀器的設(shè)計(jì)和制造、實(shí)驗(yàn)步驟和方法的確定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等全過(guò)程,都由學(xué)生獨(dú)立完成,這都有利于他們探索和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

初中電學(xué)教材的小實(shí)驗(yàn)、小制作,如果難度不是特別大的話,教師不但要布置,而且要督促、檢查,要鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新。儀器創(chuàng)作要求簡(jiǎn)單、容易、美觀大方,能說(shuō)明問(wèn)題。對(duì)那些富有創(chuàng)造精神的作品,要及時(shí)向?qū)W生推薦,讓作者為老師、同學(xué)表演,并將實(shí)驗(yàn)情況寫出報(bào)告,組織評(píng)比,利用學(xué)生好勝的心理,引導(dǎo)他們不斷推陳出新,向創(chuàng)造型方向發(fā)展。例如,曾經(jīng)有學(xué)生用磁石導(dǎo)線、圓珠筆上的彈簧、小燈泡等制作了一個(gè)“水位自動(dòng)報(bào)警器”;還有學(xué)生在學(xué)了電與磁的有關(guān)知識(shí)后,利用家里的一些廢舊零件制作了一臺(tái)小電動(dòng)機(jī),實(shí)驗(yàn)效果很好。其他學(xué)生看后,覺(jué)得有趣味而紛紛模仿制作,有的還進(jìn)行了一些改進(jìn),使之變成精美的玩具。一旦成為玩具,更容易促進(jìn)學(xué)生“玩”進(jìn)科學(xué)世界,“玩”出科學(xué)規(guī)律,“玩”出學(xué)習(xí)方法及趣味。這樣通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手做的實(shí)驗(yàn),能促進(jìn)他們加深理解和鞏固課內(nèi)所學(xué)的物理概念和規(guī)律。這是自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的一種方法,也是教學(xué)的一種改革。

四、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)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)地結(jié)合起來(lái),這就要求教師在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造性地應(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)造性地教”為學(xué)生“創(chuàng)造性地學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決問(wèn)題更重要,因?yàn)榻鉀Q問(wèn)題,也許是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已,而提出問(wèn)題,新的可能性,從新的角度去看舊的問(wèn)題,都需要有創(chuàng)造想象力,而且標(biāo)志著科學(xué)真正的進(jìn)步。”故在實(shí)驗(yàn)中,教師要發(fā)揮主導(dǎo)作用,就必須善于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與提出問(wèn)題,探索問(wèn)題與解決問(wèn)題。例如,讓學(xué)生提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn),以探索新的問(wèn)題;要針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的情況及提出的問(wèn)題,提出補(bǔ)充問(wèn)題,要求學(xué)生回答或者再做某些補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)操作,要當(dāng)面對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講評(píng)以及成績(jī)?cè)u(píng)定,指出學(xué)生掌握知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)等方面的優(yōu)缺點(diǎn)等,并提出今后進(jìn)一步努力的方向。如“用伏安法測(cè)導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn),當(dāng)一些學(xué)生測(cè)出的電阻值各組都不同時(shí),他們對(duì)誤差產(chǎn)生的原因的分析,只提出電壓表或電流表的原因或是從電源方面去找,認(rèn)為是電壓表或電流表不精確,或讀數(shù)存在誤差引起的。其實(shí),原因不止這些。教師若讓學(xué)生重做實(shí)驗(yàn),繼續(xù)尋找原因,通過(guò)摸索就會(huì)發(fā)現(xiàn),每個(gè)人甚至同一個(gè)人的不同時(shí)間的讀數(shù)也是不同的,電流的熱效應(yīng)也導(dǎo)致不同的電流下有不同的電阻,即電阻還受溫度影響。學(xué)生能這樣提出問(wèn)題、自己探索和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)實(shí)驗(yàn)的印象自然就深刻得多,從而有效地增強(qiáng)了他們理解、分析和解決問(wèn)顧的能力

總之,在科學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)創(chuàng)新人才不只是利用科學(xué)知識(shí)來(lái)提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力,更是一種嶄新教育觀念的形成,乃至趨向成熟。21世紀(jì)是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性和競(jìng)爭(zhēng)性的社會(huì),發(fā)展中學(xué)生的創(chuàng)新能力,開(kāi)發(fā)其創(chuàng)新潛能是中學(xué)教育必須解決的重要問(wèn)題。只有我們每位教育工作者大膽改革,勇于實(shí)踐,才能實(shí)現(xiàn)教育的創(chuàng)新,才能培養(yǎng)出一代又一代的創(chuàng)新人才。