在物理实验中如何培养学生的创新能力

黄杰光

摘 要：物理具有抽象、精密和推理等多种属性，它的特殊性要求我们教师要在平时授课的过程中注意培养学生的学习能力及创新能力。创新力培养是物理教学的重要内容之一。在中学教学中，实验教学可以说是培养学生创造力、创新力最有效的办法。而物理，是以实验作为基础的学科，在实验教学中如果可以融入创新教育，打开学生的创新大门，对于培养他们的创造力而言极有帮助。

关键词：实验设计 探究性教学 创新能力

创新教育是教育教学改革的重要内容。实施创新教育必须落实到具体的课堂教学中，而物理学是一门以实验为基础的自然科学，生活现象中更是蕴含着极其丰富的物理知识，有些现象是可见的，但有些现象却不易显现，学生探究起来难免觉得枯燥乏味，但以机器人活动为主题的第二课堂内容，塑造多学科知识交叉的综合运用环境，能激发青少年的好奇心和求知欲，培养青少年想象力、创造力和开放性思维，使学生在物理学习动力上的得到了很好的补充。本文从营造宽松的学习环境，培养学生质疑意识；强化实验创新设计；开展探究性实验教学；积极参与课外机器人活动等方面阐述了如何在机器人活动中结合物理实验教学中养学生的创新思维，发展学生的创新能力。

党的十八大以来，习主席同志把创新摆在国家发展全局的核心位置，高度重视科技创新，围绕实施创新驱动发展战略、加快推进以科技创新为核心的全面创新，提出一系列新思想、新论断、新要求。面向21世纪的素质教育是以创新精神为核心，培养创新人才的教育。当今社会科学技术迅猛发展，知识更新日新月异，国际竞争日益激烈，培养创造性人才已经成为世界教育发展的一大趋势。在中小学教育中，课堂教学是实施创新教育的主渠道，也是实施创新教育成功的关键。而机器人活动最大的特点就是学生动手机会多，如能充分发挥学生主体性则很容易调动其学习物理的积极性，让他们积极主动地参与到各类实验活动中去，从而极大地激发学生的创新意识，提高学生的创新能力。

一、创设问题情境，培养创新意识

长期以来受传统教育的影响，教师的主导作用过强，实验课成了学生机械地按照老师的步骤、要求进行模仿的过程。教师和学生课堂教学的最终目的就是为了取得更高的分数。如此实验课学生轻松，教师也不必被学生提问而左右，大家落得清闲，表面上课堂纪律较好，学生实验成功率高，但结果却制约了学生的动手、动脑能力，长期以往更不利于学生创新能力的发展。 鉴于此教师应积极主动地创设宽松的学习氛围，鼓励学生开动脑筋，大胆想象，积极提问，勇敢质疑。教师应因势利导通过新奇有趣的实验激发学生的求知欲望。教师要不断的给学生以思维的动机和空间，处处设疑、激疑。只有不断激活学生的思维机能，使学生张开思维的双翼，在教师的正确引导和积极带领下，才能找到解决问题的方法和途径

二、注重参与，培养学生的创新思维能力

初中物理实验方法简单，实验器材不多，操作限制因素多，加之大部分学生过分依赖教材中说明的材料用具、方法步骤等原因，在一定程度上影响了学生创造性思维的发挥。而機器人活动就突破了这一限制，活动集成各学科知识交叉的综合运用，能够为学生创设一个良好的科技平台，使学生接触世界上最前沿的知识，激发学生的好奇心和求知欲，培养了学生的想象力、培养学生动手、动脑相结合的创新能力。例如：机器人的搭建是工程学的一部分，涉及很多物理内容，如杠杆、齿轮配比、轮子和轮轴、梁、摩擦力、重心等。中小学生对搭建知识一知半解，根据学生这一特点，老师一开始让学生接触机器人的时候，可先让学生搭建一些小车，然后介绍一些简单的杠杆、齿轮、摩擦力和重心等知识。接着在教学中积极引导学生学会观察、思考和创新，在已学习过的搭建基础上进一步改进，搭建一些他们感兴趣的东西。这样既能使学生保持对学习物理的好奇心和兴趣，又成功激发了学生的创新思维。

三、在机器人活动中开展物理实验教学

机器人活动在物理教学中的应用其只要目的之一是让学生的创新精神得到培养，机器人活动是各学科知识的集成，具有很强的综合性，将其融入物理教学，也将物理教学内容富于综合性，有利于培养学生的综合能力。机器人活动突破了传统课堂的封闭性，拓宽了课堂内外、书本内外的界限，将各种教学资源与物理学科进行整合，从而高效的实现物理的教学目标。例如在智能车比赛时，先要求学生搭建1辆行动自如的小车，能连续几次直线行驶到达同一个地方，能准确转弯。在这个过程中需要对模块如红外传感器、马达、超声波传感器、伺服电机等有一定的了解，再利用物理知识不断改进结构搭建，一次又一次的改进，不同的学生就能创作出不同的小车。在此活动中由于场地比较光滑，有些小车出现打滑现象，。在这个过程中，学生用随身配备的简易工具在轮胎上刻画出一下纹路，有效的缓解了打滑的问题。赛后，学生告诉笔者，“老师，我们是利用了物理课中的摩擦力的知识，通过增加了轮胎与地面的粗糙程度来增大摩擦力。”学生进行的渐进式的学习，再加上图形化的编程容易被学生接受，学生很容易找到成功感，克服对程序设计的恐惧，保持对物理学习的持续兴趣。

综上所述，创新是知识经济时代对人才培养的客观要求，而教育是知识创新、传播和应用的主要基地，是培养创新精神和创新人才的摇篮，在机器人活动教学中，只有找到了物理教育与创新教育的结合点，并把三者巧妙而有机地结合起来，才能提高学生的学习效率，培养学生的创新能力，从而培养出具有创新精神与创新能力的一代新人。

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