时间:2023-03-28 15:01:33
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇物理实验论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
科学发明来源于大胆的猜想和假设,而当前物理教学中,学生按照教师预设的程式学习,缺少自由想象的空间,以致学生出现不敢猜、不会猜的状况,教师要精心设计教学问题情境,引发学生产生猜想.
1.培养学生主动参与的意识.
教师要想培养学生的参与意识,就要营造平等、民主的教学氛围,放手让学生回答问题,即使回答错了,教师也不要轻易批评甚至训斥学生.对于有一定难度的问题,学生在短时间内难以独立完成,教师要让学生进行小组交流讨论,提出有价值的观点.
2.头脑风暴法教学.
部分学生生怕发表错误的观点而引来同伴的讽刺、挖苦,以至于不敢提问.教师要强化学生的发散思维训练,鼓励学生毫无顾忌地发表自己的观点,才能产生有价值的新观点、新思路.
3.为学生搭建脚手架.
有些知识远离学生生活背景,如果直接呈现就显得有些突兀,此时,教师要为学生搭建脚手架,引导学生主动猜想.因而教师设计的问题应难度适宜,符合学生的“最近发展区”,对于难度过大的问题,教师应将其转变为若干个小问题,让学生逐层深入,各个击破.教师还要在新旧知识之间、多层次知识之间、理论与实际应用的衔接处设疑,引导学生沿着有意义、有价值的方向思考问题.
二、引导学生积极参与操作实验
1.演示实验策略.
(1)改进已有的演示实验.教师要引导学生对观察效果差的实验仪器进行改造,如在“弹簧的伸长量与所受的拉力成正比”实验中,后排的学生根据看不到刻度尺上的刻度,影响了演示效果,教师可以将其投影到屏幕上,或用白纸加以放大显示,从而增强教学效果.(2)通过多媒体演示,增强效果.有一些物理实验受时间和空间的限制,往往在短时间内无法完成.教师可以借助多媒体进行实验,利用其图文并茂、交互性强的特点进行演示.
2.分组实验策略.
教师要合理划分实验小组,按组内异质、组间同质的原则划分,以确保每组都包括不同层次的学生.小组要明确每个成员的角色和任务,包括组织者、操作者、记录员等,以保证探究活动的顺利进行.当学生在操作中遇到障碍时,教师应及时给予指导,为避免造成时间上的浪费,共性问题集中解决、个性问题个别指导,当然教师指导也不是替代学生的思考,直接将结论告诉学生,而留有让学生充分思考的时间和空间,在参与学生讨论后适当予以点拨,让他们在教师的启发下顿悟,寻求到最佳的解决方案.
三、组织学生开展自评和互评活动
在进行高中物理实验教学时,老师应激励学生多思考,敢于质疑,改变只听不讲的听课方式,并让学生在轻松愉悦的氛围下学习,只有这样才能让学生对物理的学习有更充分的思考,才能达到对学生创造力的培养。课堂上,老师应与学生平等自然地相处,消除学生的拘束,拉近老师与学生、学生之间的距离,鼓励学生多讨论交流。当学生提出与教材不同的问题结论时,老师也不能直接否定,而应先激励学生对自己结论的推理思路进行讲述,再对不正确的地方进行纠正指导。期间,老师应给学生适当的思考时间,激起学生对相关知识的思考,激励学生积极地对问题进行辩论,得出深层的只是结论和感受。进行实验教学时,老师也应该有针对性的设计一些问题,譬如让同学们合理地猜想实验过程和结果,这不但可以增大学生观察实验的兴趣,而且当学生猜想与实验过程和结果有偏差时,有利于学生对其进行质疑,老师可以即时帮助学生解决问题,引导学生思考解决方法,这样可以极大地提高教学效果。譬如学习加速度的时候,让学生思考问题“速度大,加速度一定大吗?”,此问题也表明同学们学习目的是,弄清楚速度与加速度的关系,然后老师和同学们一起进行实验并分析,间接让学生主动思考,有助于带动学生主导学习,从而培养学生的探究分析能力和创新能力。
二、小组合作法进行探究教学
在探究教学时进行小组合作,可以培养学生的发散思维能力和创新能力,还有助于学生学会团结协作。在进行小组合作的探究式教学的时候,学生不仅要注重理论研究,还要注重科学探究的协作模式,小组分组时尽量保证每个人可以负责适合的相应岗位,充分发挥其积极性参与探究教学,进而更好地学习物理知识,提高独立的思考能力、创新能力和团体协作意识。与此同时,老师应该意识到学生的探究精神和创新能力并非天生,而是需要后天培养的,老师要重视对学生这些方面的培养,才能是学生达到更高效的学习。比如,进行机械能守恒定律的教学时,为了帮助学生进一步揭晓其规律,老师可通过设计DIS实验,对学生分小组进行试验,观察摆锤运动过程中的机械性能的变化,分析机械能守恒规律。通过实验学生发现,动能与势能反相关,当势能减小,动能增加,而机械能始终逐渐减小。学生就会有疑惑,为什么机械能会一直减小?进而会有更进一步探究的兴趣和热情,分析实验数据发现,机械能的减小都相当接近零,有学生想到可能是由于空气阻力的影响,此时老师可以引导学生做进一步的实验来证明。因为DIS实验中空气阻力太小,所以不适合用于研究空气阻力因素的影响,如果把阻力作用加大,比如让小车顺着粗糙的斜面向下滑动,对整个过程中小车的动能、势能和机械能的变化进行记录。通过分析实验数据可知,在小车滑下的过程中势能减小,动能增加,机械能也减小,机械能不守恒,表明阻力可减小机械能的猜想是对的。这种探寻答案的过程,很好地展现了物理学科的探究思想,同时让学生在动态立体的实验过程中学习,有助于学生形象化地理解实物理知识,加深记忆,有利于学生发散思维,开拓创新。
三、开展创新性实验
进行实验时,学生不仅要学会实验的操作方法、步骤等,还要学会物理实验的研究方法,譬如间接测量法、控制变量法等,为学生培养创新能力打下坚实基础。进行具体的教学实践时,老师可以利用课本上的小实验等经典实验,改编成学生实验,带领同学们设计、讨论并辨析,得出实验方案。有条件时,还可为同学们设计探究性的实验,比如学习“加速度”的时候,可以设计“不同速度的列车行驶中容器内液面倾斜的角度”实验,准备的器材为刻度尺、清水、玻璃盒等,让同学们带着实验器材分别乘坐高铁和地铁,在地铁和高铁启动和到站两个关键时点,观察玻璃盒中清水的液面倾斜角度。因为地铁在启动加速和到站减速时的加速度较大,所以尽管其速度比高铁慢很多,但是相比之下,不如高铁在启动和到站时稳定,继而让学生明白了加速度和速度的差异,解答了前面所提及的问题,在进行探究实验的过程中,提升了学生的实践能力和创新能力。
物理实验不同于一般的科研,尤其是大学的物理实验需要学生自己进行实验的操作,得出数据,进行数据的处理,写出实验报告。学生进行物理实验锻炼的是操作实践能力,如果完全利用计算机进行操作无疑会降低学生的动手能力,所以计算机应该作为辅助手段,或者是发挥其在物理实验中的特殊作用。
2多媒体技术在大学物理实验中的应用
物理实验的计算机应用其一就是利用多媒体技术进行物理实验的教学。随着科学技术的高速发展,传统物理实验的教学已经无法适应现代社会的发展,势必要求改变物理实验的教学方法,而计算机尤其是多媒体技术的应用满足了现在物理实验的要求。
2.1利用多媒体技术进行教学
大学物理学承担着培养新型人才的重任。物理实验涉及面比较广,但是实验课时间有限,所以传统的物理实验往往无法让学生充分的学习和操作,老师的讲解也是“填鸭式”,完全按照课本的操作步骤让学习进修操作,得到的数据往往也是根据课本上的公式得出的。而对媒体技术的引入,能够让教师获得最先进、最前沿的物理实验知识,让学生的视野开阔,动手意愿更强,培养学生的创新意识和创新思维。能够丰富实验教材,方便学生进行学习,客服传统物理实验教学的弊端。利用多媒体技术制作物理实验教学的课件,能够大大提高教学效果。物理实验的操作过程往往不具体,有些抽象描述如果利用传统的教学模式无法直观的表达给学生,而多媒体技术能够利用计算机的模拟技术,将一些抽象的描述具体化为图像、表格等,让学生能够直观了解物理实验的信息。比如大学物理实验当中的“霍尔效应”中平衡态的建立过程,就需要利用多媒体技术,将实验中本来瞬间完成的动作放慢,让学生仔细的进行观察和理解。多媒体技术能够使用计算机技术当中的PowerPoint,Flash等制作物理实验课件,先让学生近距离、科学的接触物理实验,能够掌握模拟实验的基本步骤,这样在进行具体的物理实验过程当中就会得心应手,更好的巩固已经学习的理论知识。教师还可以利用网络将已经制作好的课件上传到网上,方便学生自行学习。
2.2利用多媒体技术进行教学管理
物理实验过程中,由于实验室的设备有限,所以一般上物理实验课都需要老师进行学生的登记,进行学生成绩的考察和记录。这些工作通常比较繁琐,浪费时间和精力。而多媒体技术的应用能够方便老师利用计算机技术进行学生登记。学生还可以利用计算机技术在网上提前进行选课。多媒体技术在教学管理上的应用应该侧重对管理系统软件的开发,按照物理实验的特殊教学管理模式开发相适应的系统软件。
3计算机仿真实验在物理实验中的应用
随着仿真技术的快速发展,计算机仿真实验也随之出现了。所谓的计算机仿真实验就是虚拟实验环境,能够节约实验室资源的利用和消耗,是利用现代科技的典型。
3.1计算机仿真技术在物理实验中的作用
目前计算机仿真技术应用于物理实验当中,大多数高校学生都称仿真物理实验仪器具有较高的仿真度、图像和文字一起能够增强学习的乐趣。其中,调节仿真仪器可以模拟真实的操作仪器,从而减少对真实仪器的损害,而且学生出现错误时候,能够智能的提供帮助。再次,仿真实验系统是利用计算机技术进行的,所以能够在网络上进行传播,实现资源的共享。
3.2仿真实验在物理实验中应用的现状
3.2.1仿真实验在我国的产生和优势
我国对物理实验中的仿真实验起步比西方发达国家晚,但是后来者居上,我国也开发了一些非常好的仿真软件,主要集中于一些技术较先进的单位,比如中国科技大学物理实验中的仿真实验,为物理实验的教学模式提供了新的借鉴,该仿真实验主要是充分发挥了计算机的功效,将教学内容和学习者的操作融为一体,方便了一些没有接触过实验的学生进行仿真模拟,对操作仪器和操作过程有了更加直观的认识。仿真实验在大学物理实验中有很多优势,第一,仿真仪器可以进行拆卸,从而更好地对仪器进行观察,让学生和老师对仪器有更进一步的了解和认识。第二,可以随意产生实验中待定的物理量,从而适应不同的学习阶段要求,满足不同学生的学习需求。第三,能够模拟实验的误差,从而对实验的质量进行综合的评价。第四,将学生所做的物理实验得出的数据进行存储,方便学生进行查阅,方便分析资料。
3.2.2仿真实验的具体案例
某大学的物理实验面临着资源不充足和设备不先进的局限,为了满足更多学生的需求,为了方便教师对物理实验的学生报告进行更准确的核实,该校利用计算机仿真技术开发了新的物理实验网络教学管理系统,这个系统的基础就是利用互联网而产生的。整个系统的设置采用了教学大纲的实验模式,包括实验仪器、实验原理等很多模块,主要分为基本模块和附加模块。
4总结
师生关系也是教师占主导地位,学生处于被动的学习状态之中。这种教学方法忽视了学生主体的参与性及内在需求,导致学生对实验教学不感兴趣,其解决问题的能力和创新能力也得不到提高。而物理课教学内容的实验操作性又比较强,理论知识比较抽象难懂,所以培养学生学习兴趣对于他们深入了解物理原理具有重要意义。面对这种情况,教师应积极转变传统的教学思想,把兴趣作为引导学生学习的工具,准确把握实验教学的时机,通过趣味导入新课和游戏化的授课过程及风趣的教学语言,实现学生把“要我学”转为“我要学”。同时着力建立良好的师生互动关系,让学生时刻感受到老师的关心与理解,体会到学习的乐趣,从而激发对实验的兴趣,养成良好的实验习惯,为其终身的物理学习奠定良好的基础。
二、创设问题情境,培养学生问题意识
接触、综合分析和实际参与是学习的三大要素,其中“接触”是良好学习的基础,所以教师要注重引导学生去发现问题,建立生活与物理的联系。由于“问题”是进行物理实验的起点,所以在实验课中如何培养学生的问题意识也是高中物理教师需要思考的问题。在物理实验教学的实践中,教师可以根据学生的实际认知水平来设置一种启发式的、开放性的问题情境,让学生发现所学的知识已经不够用了,需要学习更多的知识来解决,从而有效调动起学生主动学习的积极性。例如,在“验证力的平行四边形定则”的实验中,由于学生在初中阶段就已经学习了两个力在同一直线上的合成,那么我们就可以直接从二力在同一直线上的合成入手,再引入互成任一角度力的合成,明确学习目标。为了使我们的计算更方便,这里选择特殊情况进行实验。首先用一个弹簧测力计提起一个物体(500g),静止时,让学生记下此时刻度尺的读数F1=5.0N;接着用两个测力计同时向上提起这个物体,再让学生读出这两个测力计的读数F2=2.5N、F3=2.5N,并比较F2、F3与F1的关系,可以得到F2+F3=F1;然后再将两个测力计呈90度夹角向外拉出,调整到适当的位置之后再让学生读出此时两个刻度尺的读数:F4=3N、F5=4N。但我们通过计算发现F4+F5≠F1、∣F4—F5∣≠F1,这时候教师就可以提出问题了:“为什么二力的合成不再符合代数计算的规律了?”“如果角度任意,情况会不一样吗?”然后物理教师再引用学生在数学课中已经学过的勾股定理知识来对学生做一定的启发,使学生在原有知识基础上去思考探究,从二力同一直线到互成角度,从特殊角度到任意角度,实现从特殊到一般性的过渡,最后通过实验找出力的平行四边形规律。又或者教授“功与速度变化的关系”这一实验时,教师可以用“用怎样的方法可以弥补小车在动的过程中受到阻力所减少的速度?“”仔细观察打点的纸带,点距呈现怎样的一种变化趋势?”“各点之间的距离是不是均匀的?”“该选择哪些点距来计算速度呢?“”为什么会产生这种情况?“”如果能够平衡摩擦力,小车移动的方式会不会发生改变?”像这样通过阶梯式问题情景的设置,给学生质疑和思考的机会,引导学生通过实验一步步地去验证自己的猜想,能够切实提高他们的分析能力和解决问题的能力。而也只有使学生对某一物理现象产生强烈的好奇心和求知欲,才会主动去探究其背后的秘密。因此,教师要牢牢抓住学生的这一心理特点,积极创设问题情景,激发学生的问题意识,提高教学质量。
三、引导探究,培养学生的探究能力
在高中物理实验教学的操作中,有很大一部分教师懒于设计,完全就是对照教材来进行实验复制,缺乏特色和创造性,限制了学生自主探究能力的发挥。但对于物理学习来说,探究意识和探究精神是一个至关重要的必备素质。因此,教师设计物理实验时应遵循新课程“实验教学的出发点只能是学生的实际情况”的要求,对教材上的实验过程做合理的改动,灵活地对学生的实验操作进行指导,让学生能积极主动地参与到实验中来,这样才能有效提高实验教学的质量。学生通过自身的实际体验获得了新知,尝到实验所带来的成就感。这对他们来说无疑是一种鼓励,以这种方式来开展实验教学不仅能激发学生的学习兴趣,调动起他们的竞争意识和做实验的积极性,还有助于培养学生的创新精神和实践能力。又或者“,用双缝干涉测光的波长”这个实验,教师可以采用“演示法”来进行教学。任课教师先将实验的具体操作步骤给学生演示一遍,并做好特别需要注意的事项的示范,然后让学生以小组为单位进行实验操作。这样学生一边回忆教师的演示,一边合作讨论完成实验操作,就相当于是做了两次实验,无形中提高了教学效率。接着教师还可以针对测定波长的误差问题向各小组寻求解决方案,这样既能发掘学生的自主探究能力,还有利于合作意识的提高。当前实验教学改革的主要方向就是通过实验探究来提高学生的科学素养,培养学生的创新精神和自主探究的习惯。所以在实验教学中,高中物理教师可以适当放宽在实验课中对学生的限制,增强实验的延伸性和探究性,只在实验前帮助学生分析实验的原理,然后由学生自己设计出实验步骤和方法,并动手操作实施,使学生从枯燥的物理理论学习中解脱出来,体验到物理学习的快乐,进而产生更多的探究热情。
四、发展思维,培养学生的分析能力
一般情况下,对实验数据的归纳和处理都是两个物理量间的关系是否相等(探究恒力做功与动能改变的关系)或者两个物理量之间是不是正比关系(弹簧的伸长量和弹力的关系)。但是在“探究加速度与力、质量之间的关系”的实验过程中,我们通过对数据的观察与分析发现当力相同时,质量越大,加速度却越小。这时候教师就要不失时机地引导学生进行思考:在寻找物理量之间的关系时,除了直接观察实验数据外,还经常采用什么方法呢?在学生经过了一番思考过后,教师便可给他们引进“图像法”来解决问题。在物理中利用图像来处理物理量之间的关系是非常常用的方法,因为物理量之间的关系用图形表示出来会更加直观,也能够有效减小实验误差,确定并排除实验中的一些错误数据。一说到用图像来分析物理关系,学生们首先想到的就是a-m图像,但实际在图像中直线比曲线更容易反映出物理量之间的规律,判断二者关系也会更加轻松,所以由此学生就会想到能不能将曲线转化为直线的问题,而教师在进一步启发———“数学上是如何将双曲线转化成直线的?”多数学生就能够想到可以在直角坐标系中建立a-1/m的图像,通过图像发现a-1/m形成一条过原点的直线,直观体现了a与1/m成正比的关系,从而也就更确切地判断出a与m之间的关系。教师的循循善诱,引导学生对物理问题进行拆解分析,不仅加深了对物理知识的理解,同时也让学生广开思路,为学生主观能动性的发挥提供了空间,对有效提高学生的实验分析能力,拓宽学生的思路,从多角度进行研究活动也大有裨益。
五、重视数据处理,培养学生的科学精神
1.尊重实验数据。
在实际的实验过程中,学生的实验数据往往和预期结果相差很大,这时一些学生懒得寻找出错原因,就抄一抄旁边同学的数据或是自己随意写一个跟预期值差不多的数据,这是对实验极度不负责的表现。这就需要教师及时制止,和学生一起对较大误差进行详细分析,看问题具体出在哪,在确认了测量方法和仪器操作都无误后,若实验数据仍不理想,就可以组织学生成立问题研究小组共同探讨问题产生的原因。但无论如何,改动实验数据的行为都是必须禁止的,要培养其尊重实验数据的习惯,树立尊重科学的意识,养成一丝不苟的科学精神。
2.选择合适的数据处理方法。
以处理实验数据的工具为例,很多教师不是采用了最先进的科技方法———计算机,就是采用最原始的方法———手工计算,走了两个极端,却忽视新课程标准提出的“中学生必须掌握计算器的使用方法”的要求。科学计算器体积小、重量轻,且操作简便、功能强大、价格也适合学生一族,所以在此建议让学生使用计算器来进行物理数据的演算,在减轻学生的计算量的同时也减小实验数据的误差值。
六、结语
(一)高尚的思想品德和健康的心理素质
物理师范生都会进行教学,和学生接触多,交流多,是学生学习的榜样,是学生发展自己的标杆。因此,教师的思想品德必须高尚。教师承担着创传授知识和学习方式的重任,对学生的学习和发展有着重要的指导作用,教师的思维方式和对世界的看法会在不同程度上影响学生。总的说来,教师职业对思想品德的要求远远高于其他职业。对教师的思想品德提出了明确的要求,比如:乐于指教、为人师表、无私奉献、追求真理等。物理师范生还需要有过硬的心理素质,健康的心理素质对于教师本人来讲可以使其获得更多的成功,取得物理实验成果。教师具备健康的心理素质可以更好的完成教学任务,在教学过程中取得更加良好的效果。物理师范生需要做到在任何意外发生的时候,都可以控制个人情绪,有一个良好的心理状态,积极客观的生活。物理师范生还要不断的进行自我反思,懂得如何在短时间内纠正自己的错误,提供自己的教学能力。
(二)现代教育理念和先进科学知识
现代的教育方式已经转变为主动、自由、平等的教学方式,学生是学习的中心。学生在学习过程中按照个人的需求和追求进行学习。但是,这种自由离不开教师的指导和辅助。教师应从“知识”、“方法”、“思想”三个方面开展教学。教师有责任和义务为学生进行知识层面的讲解,通过利用现代的新技术,对知识本质进行详细叙述;进行教学的过程中,需要采用多种方法,这些方法可以是小组讨论,也可以是合作研究也可以是个人创新等等,在这个阶段中,教师和学生平等,教师要对学生的疑惑进行解答;教师还应培养学生的个人思维力,在学习过程中,给学生留足时间进行思考,对问题的探索可以出现错误,可以存在差异,只有这样才可以激发出学生的创造能力;每个学生的思维和能力是不同的,学生个人可以根据自身的特点和兴趣进行个性化发展,教师需要配合学生的特色,努力扩大外延,丰富课堂的教学内容。物理实验的具体研究过程中是复杂的,学生需要将实验和生活实际联系到一起,从试验中找到乐趣,建立起自己学习模式,形成个人学习方法,将整个物理教学联系在一起,完成物理教学任务。
(三)教育能力和教学科研能力
物理师范生是知识的传播者,因此,物理师范生必须具备一定的传授知识的能力和良好的知识基础。教学不单单是进行知识的传授,在教学过程中,语言表达的方式、教材使用方式以及教学组织能力和实验操作能力都会影响到最终的教学效果。教师应该结合学生的特点,从自身优势出发,将教学过程变得丰富有趣。教师作为一个长者还需要不断进行学习,知识是无穷尽的,尤其是在现代社会中。教师需要不断的提高自身知识储备,追求更高的教学境界,从教学的各个方面进行总结反思,发现其中的教学规律,破解其中的困难,减少学生学习过程中的阻力。
二、物理实验的改革对物理师范生的作用
物理实验改革使得物理实验不再死板枯燥,不必遵循一板一眼的实验步骤,学生可以按照多种简易方式进行操作。这样的改变使得学生更加喜欢物理实验教学,从物理实验中可以收获更多的知识和操作技能。
(一)提高物理师范生心理素质
物理师范生在过去科学家的研究基础上进行试验的创新和改造对其自身素质有着重要的作用。首先,物理实验进行改革需要改变实验过程中使用的工具、器材甚至是进行试验的方案。这些改动都可以促使学生进行积极地思考。修改完成后,学生可以在修改后的装置中得到正确的结论,就会获得成功的喜悦,体会到自身的重要性,对学习和教育事业产生兴趣,对事业的发展充满信心。物理实验的改进是一个枯燥并且难以成功的过程,每一个实验都是经过多少科学家实验过的,进行二次突破肯定难度重重,这就需要设计小组进行共同创作,不断修改设计方案,从多次失败中寻找突破口,冷静的思考,努力进取,形成健康的学习心态,积极面对挫折,热爱生活。
(二)增加物理师范生的教育科学知识
物理实验是以物理科学知识为基础的。进行物理实验的改革需要对物理实验的原理和结构以及实验器材进行改动,这些改动离不开物理科学原理,离不开前人的经验积累,为了更好的完成这些工作,必须进行物理知识的学习。因此,物理师范生应在进行物理实验改进的时候,进行物理知识的再次深造,以便形成良好的知识系统。
(三)提高物理师范生的科研素质
物理实验的改进和设计是对个人思维力和创新力的考验,对学生的动手动脑有着比较高的要求。物理师范生需要提高自身的科研素质,提高动手能力。物理师范生需要亲自进行试验现象的观察、试验改进方案的设计以及试验效果的比对,对这个创新过程有一个深入的了解。物理研究过程辛苦,工作量大、需要收集材料比较多,需要物理师范生可以耐心研究,将实际和理论进行对接,从中找到规律,发现科学奥秘。
三、结语
课本中的很多章节以及教学素材都可以成为实验教学的内容.教师可以将课本知识进行发散与延伸,通过探究性实验的创设来多样化课堂教学,这是培养学生创新意识的一种良好途径.创造能力的培养需要经历一个有效的阶段,在这个过程中教师应当有意识地激发学生的创新意识,让学生具备分析问题与探究问题的能力,这些都能够为创造能力的培养打下坚实基础.同时,教师要善于在理论知识的教学中渗透实验教学,引导学生对于很多内容展开剖析,透过探究性实验的创设来不断活跃学生的思维,深化对于学生创新意识的培养与激发.例如,在讲“力的合成”时,教师可以借由探索“分力与合力”的关系进行解读性实验,让学生观察实验现象,并进行探究解读,结合实验结果、数据进行分析,从而获得对力的平行四边形定则的感性认识,结合实际生活中的常见案例和习题练习上升为理性认识,并进行创造性应用.需要注意的是,在探究性实验教学中,教师要把握好自身的定位,以引导者、启发者的身份做到顺其自然、因势利导,对学生在实验过程中展现出的创新性思维火花进行保护和鼓励,这样才能够让实验过程更好的展开,并且激发学生的创新能力.探究性实验的创设有着很重要的教学实践意义.探究性实验不仅是对于理论知识的一种有效实践,而且能够深化学生对于教学内容的理解与认知.探究性实验教学,能够激发学生的思维,培养学生的创新意识.这是学生创造能力培养的基石所在.
二、创新实验设计,培养创造性思维
要透过实验教学深化学生创造能力的培养,教师可以透过创新实验设计来实现这一教学目标,可以通过对于实验的改造与革新来激发学生的创造性思维,并且加强学生对于相关知识点的领会.物理教学进入高中阶段后学生积累的知识已经非常丰富,这个时期的学生完全具备实验创新的能力.教师要对学生的这种能力加以鼓励与激发,要激励学生大胆地进行实验创新,使学生能够借助创造性思维来加深对于很多实验过程以及知识点的领会.例如,在讲“加速度、力与质量”时,课本上限定的实验条件是水平板必须光滑,但是实际实验中,必须考虑到摩擦力的存在与作用.教师可以以此为切入点,让学生对摩擦力、拉力、合力的概念进行分析认识,验证三个物理量之间存在的关系,以实际情况中存在摩擦力为限定条件,让学生探索合理的解决办法并进行解答,配合再次实验进行验证.这个实验过程,不仅十分灵活,而且能够活跃学生的思维,让学生在交流探究中找到合适的问题解决模式.透过这个实验创新,不仅化解了理想实验条件在现实环境中无法实践的阻碍,而且能够培养学生的创造性思维.
三、自主实验设计,激发创新能力
随着学生实验能力的提高,教师可以尝试给学生布置相关的实验主题,让学生自主进行实验设计.这既是开放式实验教学的直观体现,又能够充分锻炼学生的创新实验能力.自主实验设计可以有很多不同的突破口,教师可以让学生在基础实验上进行发散与延伸,对于实验探究的问题进一步深化;教师也可以鼓励学生对于实验器材或者实验条件有所改变,在不同的情况下再来验证相关的定律或者规律是否依然成立.自主实验设计,不仅能够锻炼学生的动手能力,而且能够培养学生的思维能力与问题解决能力.对于“测量型实验”,不同的测量实验对于选用的测量工具往往有明确限定,不管是刻度尺、分析天平,还是打点计时器等.教师从这一角度进行突破,可以引导学生在实验器材与工具上进行创新.例如,要求“用一根卷尺测量一堆砂砾间的动摩擦系数”,乍一看无从下手,毕竟卷尺只能获得长度,动摩擦因素看起来不仅困难且风马牛不相及,但是不妨换个思维:动摩擦系数的获得需要建立在相对运动的基础上,结合高中物理实验中最常使用的斜面模型,可以通过逐渐增长斜面倾角使得木块在斜面上发生相对运动,由此可以联想到砂砾在斜面上慢慢滑下形成圆锥体并且不断增高直到即将发生滑动状态,此时砂砾的形态就构成一个经典的斜面模式.以这个斜面上的砂砾作为经典斜面上的木块,就能顺利获得动摩擦系数.这是非常有意义的实验创新,不仅能有效激发学生的思维,也让学生看到了物理实验的多种可能.这样的教学构成,能够培养学生的创造能力.
四、结语
物理学是一门实验科学,物理实验是物理学发展的基础。也可以说是“系统工程”,它集力、热、声、光、电于一体。大学物理实验作为一门独立设制的课程,是学生动手、观察、创造思维、处理数据、总结写作等综合能力提高的过程,有着其他课程不可替代的作用。因此不能教条学习,只是简单地照猫画虎,测几组数据。应使知其然,还能举一反三,循序渐进。要在全学年实验中,致使综合能力有全面“质”的飞跃。只有这样才能真正起到锻炼实效,这就要求实验教师在每个实验过程中积极引导学生的学习欲望。
2利用物理学史激发学生的兴趣
光学是研究客观世界中有关光现象规律的一门学科,通过大量历史资料和出土文物的分析研究,充分证明我国古代光学在世界科学技术史中的重要贡献。当时物理学领域内成就最大的是墨家,它是由鲁国的墨翟(公元前480~39年)和他的弟子等所创立。《墨经》是墨家的集体创作成果,它比古希腊欧几里得(公元前330~275年)“光学”还早百余年,不仅是中国光学的先驱,在世界光学史中也占领先的地位。《墨经》对光的直进律,做出了精辟的记载,认为从物体上发出来的光线,好像箭矢一样(“光之人,照若射”),通过精细的观察实验发现,当两个光源同时照一物,产生本影和半影,还给投影下了一个科学定义:光有所遮挡的地方就是影。墨家根据光的直进律,制成了世界上最早的针孔照相机。在十一、十二世纪间,我国科学家郭守敬根据光学原理制成了各种天文仪器,观测天象,取得了丰硕成果[4]。
在教学中我们感到,上实验课缺少足够的时间,应该将实验仪器的一些改进通过演示,使学生明了其实用与便捷。而我们只能见缝插针,简单叙述。例如:在薄透镜测焦距的实验中,以前成像的像屏用的是一个喷漆薄铁片。共轭法测焦距,要求同学们在观察到大小两个像,我们说这叫“大像追小像”,追的结果是看两像的中心是否重合,这一步是用成像的方法(细调)验证粗调是否调好了,是否“同轴等高”。为了对比,学生往往在屏上做记号(划一横线),时间长了,白色屏被画得全是横线,面目全非,很难辨别。新仪器做了巧妙的改进,在一小张硬纸板上,印了坐标,然后用塑料薄膜扎制,既美观又实用。这一看似简单的改进,给使用者带来很大便利。让同学们知道,实验仪器的设计也不是完美的,需要不断改进、更新,这首先就需要认真观察,发现不足,提出建议或思路。
单摆测重力加速度实验,这是经典的物理实验。单摆不仅是准确测定时间的仪器,也可用来测量重力加速度的变化。第一个发现摆的振动等时性的科学家伽利略,他用实验求得单摆的周期随长度的二次方根而变化。惠更斯制成了第一个摆钟,而且第一次记录到一个耦合的振荡器观察。“惠更斯的同时代人天文学家J.里希尔曾将摆钟从巴黎带到南美洲法属圭亚那,发现每天慢2.5min,经过校准,回巴黎时又快2.5min。惠更斯就断定这是由于地球自转引起的重力减弱。英国科学家罗伯特•胡克发明了圆锥摆,是在两个方向上自由摆动的钟摆。通过分析摆锤圆周运动,他用它来分析行星的轨道运动。19世纪中叶傅科在巴黎的先贤祠证明了地球的自转。牛顿则用单摆证明物体的重量总是和质量成正比的。实验教师本身应该对所做实验从实验内容、历史背景、仪器结构、仪器调节、仪器维护各环节了如指掌,这样才能及时解决和解答实验中出现的种种难点、问题,并迅速应急处理。更重要的是要教会学生遇到问题应该如何面对、怎样解决。当然教师的知识也不是全方位的,在科学技术不断进步的过程中,有些问题也可能会出现瞬间“卡壳”的尴尬现象,这就敦促教师应大量查询资料,不断更新知识,在教学中学习,提高自己认知能力,从而保障教学质量。
3存在的问题
(1)对物理学史融入大学物理实验重视不够,且不重视学生的逻辑思维及动手能力的培养,形成单纯知识灌输。
(2)没有特定时间进行物理学史、物理思想的教学,从而导致在实验课中不系统、不全面,缺乏完整性。
(3)需进一步加强教师对教学的严谨态度、拓宽知识面、提升自身素质、提高实验教学水平。
4结论