经历了多年的探索和总结,借鉴和比较其它国家的经验和教训,得出一个结论:在面对新世纪挑战的时候,我们的学生缺少的不只是知识,也不单单是刻苦的精神,而是科学的创新精神和创造性的思维能力,通俗的讲,学生缺少的是一种科学的无中生有的意识和能力。创新思维是物理实验思维能力的重要组成部分,创新思维能力的培养与训练是一项复杂的综合型工作。作为一名物理教师,在物理实验教学过程中培养学生的创新意识和创新能力,是当今时期赋予我们的重要历史使命。
1物理实验和实验思维能力
物理实验是指人们根据研究的目的,利用科学仪器设备人为的控制或模拟物理现象,突出主要因素、排除干扰,在有利的条件下研究物理规律的一种活动。回顾物理学产生和发展的过程,不难看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位。早在古希腊时期就有了物理实验的萌芽,物理实验作为特定方法的确立,则应归功于近代物理学的奠基人,意大利的物理学家伽利略。伽利略不仅反复强调实验的地位和作用,并且创立了系统的物理实验方法,以实验方法为中心把试验方法与数学方法、逻辑论证相结合,使物理实验发展到一个全新的高度,从而也使物理学走上了真正科学的道路。物理实验思维,就是在物理实验中所体现出的思维能力,包括选择实验课题的思维能力、实验设计的思维能力、数据处理的思维能力,理想实验的思维能力,以及有关上述的思维创新能力。
2物理实验思维能力的培养物理实验思维能力主要包括,选择课题、构思与设计、实施操作、观测与记录及数据的处理等不同方面的能力,也包括对实验结果的理论解释、科学分析等诸多不同程面的创新能力。
2.1培养和训练学生选择实验课题的能力选择实验课题要根据实际需要、主观和客观目标等具体确定。实验前要让学生明确为什么进行实验、重点解决什么问题、能否有新观点和新知识的发明和创造。选择实验课题关系到确定的研究方向,具有重要的战略意义。所以在选题过程中,要全面了解本学科的历史、现状和其存在的主要矛盾,也要了解其临近学科的历史、现状及其当今存在的问题,这样将有助于培养学生在进行有目实验的同时,增加其更加广泛地探究和创新思维的能力。
2.2培养学生关于物理实验的构思与设计方法的能力
物理实验的构思与设计是整个物理实验的关键步骤,英国科学家贝弗里奇指出,“最有成就的实验家常常是这样的人:”他们事先对课题加以周密思考,并将课题分成若干关键的问题,然后精心设计为这些问题提供答案的实验。“依据卢瑟福的粒子散射实验这样的典范,我们可以得到如下的结论,构思和设计一个附有创造性的物理实验应着重做好一下几个方面。一是深入分析实验研究对象,明确实验对象所隐藏着的待揭之谜,继而找准主攻方向形成初步的设想。二是精心构思实验原理,它包括实验探索的原理和实验主题仪器所应用的科学原理。三是巧妙的设计实验技术。四是掌握好物理实验常用的设计方法。五是在作好上述诸多方面的同时,树立标新立异的潜在意识,力争在做好正常实验的同时取得创新和突破。
2.3让学生掌握物理实验数据处理的方法物理学的许多重大发现都是在观察物理实验的过程中或分析实验数据的过程中得出的。特别是物理定律的公式基本上都是由实验数据的处理中得到的。实验结果的数据处理包括技术处理和理论分析,它是运用数据关系来揭示事物的现象和本质的联系。为此,必须运用数学方法与逻辑思维方法相结合,对记录的实验数据加以整理和分析,它主要包括实验误差的分析,有效数字的运算以及实验数据的处理。几种常用的数据处理方法有,列表法、解析法和作图法等。
3物理创造性思维能力的培养和训练
创造性思维包含的内容异常广泛,关于物理创造思维的定义也是众说不一。但是,大体上可以概括为一下基本内容:物理创造思维是物理思维活动中的高级过程,是个人在已有物理知识和验的基础上,从某些物理现象、物理过程、和物理事实中形成新概念、建立新规律、完成新理论的创新思维过程。在物理实验教学中,逐步培养学生的实验创新能力一般应注意以下几个问题。
3.1培养学生良好的生理和心里基础
有关创造思维的研究告诉我们,创造思维是人的全部体力和智力都处在高度激励状态下的一种思维活动,也是人的一种正常的生理和心理活动。创造思维是人类大脑的机能,任何正常人都具有进行创造思维的禀赋,经过一定的培养和训练,就会具有创造思维的才能。创[1] [2] 下一页
|
