學(xué)科教育論文-物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).doc

學(xué)科教育論文-物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)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；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)評價激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動力。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)。一、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1、進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)史教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識物理實(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，使原子從低能級激發(fā)到高能級。他們對電子與原子碰撞時能量交換的研究，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)諾貝爾獎和1906年諾貝爾物理學(xué)獎。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。可以啟發(fā)學(xué)生體會實(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)生自己動手，組織與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，來“表演”某些著名實(shí)驗(yàn)?？傊ㄟ^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)新意識的培養(yǎng)，具有很好的作用。2、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，教師可以以專題的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每個專題確定一個主題，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)練時很容易做到由此及彼，融會貫通，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、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)，對各個方案進(jìn)行評價，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)。3、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，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。現(xiàn)在我們把這個實(shí)驗(yàn)作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一個項(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、動手能力，還增強(qiáng)了他們的知識應(yīng)用的能力。(2)普通物理和普通物理實(shí)驗(yàn)的知識拓展和應(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)目所涉及的知識面廣，與普通物理光學(xué)部分的光的折射、衍射、干涉知識都有一定的聯(lián)系，學(xué)生可利用所學(xué)的知識或所掌握的方法進(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。這個實(shí)驗(yàn)雖然簡單，但它增強(qiáng)了學(xué)生的知識應(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)的物理以及相關(guān)學(xué)科的知識和技能，還需要學(xué)生做好以下工作：1)查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法；2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，正確選擇實(shí)驗(yàn)儀器；3)設(shè)計(jì)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思；4)獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。因而，大力開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У嘏囵B(yǎng)學(xué)生解決物理問題的能力和培養(yǎng)創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生分析能力和創(chuàng)新能力。4、介紹科學(xué)家的典型事例，培育學(xué)生的創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格創(chuàng)新取得成功的決定因素首先不在于創(chuàng)新者淵博的知識，而在于他們的創(chuàng)新人格。源自內(nèi)心的熱愛和追求是創(chuàng)新的靈魂，自主性、激情、意志等對創(chuàng)新素質(zhì)的形成與提高具有極大地推動作用。所以在教學(xué)中要特別注重創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望；加強(qiáng)對學(xué)生的情感教育，促進(jìn)學(xué)生情感智慧的發(fā)展。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理學(xué)的發(fā)展史就是一個創(chuàng)新的歷史。用物理學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家的典型事例作為情感教育和價值觀教育的切入點(diǎn)，充分挖掘科學(xué)家崇尚科學(xué)的情感和價值觀、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的品格修養(yǎng)，追求科學(xué)的頑強(qiáng)毅力和獻(xiàn)身科學(xué)的奉獻(xiàn)精神，從而發(fā)揮科學(xué)史可以給人以智慧的功能，可以較好地達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格的目的。二、建設(shè)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新基地，用科學(xué)評價激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的動力愛因斯坦曾