學科教育論文-物理實驗教學中學生創新能力的培養摘要：培養高素質創新型人才代寫論文是高等學校的根本任務，實驗室是培養學生創新能力的重要基地。在物理實驗教學中培養學生創新能力的主要途徑和方法包括：進行物理實驗史教育，培養學生的創新意識；采用多樣化的實驗方法，活化學生的創新思維；注重創新演示實驗和設計性實驗，培養學生的創新技能；介紹科學家的典型事例，培養學生的創新情感和創新人格；用科學評價激發學生的創新動力。關鍵詞：物理實驗；創新能力；培養科學技術的發展突飛猛進，社會對人們的創新能力的要求也越來越高，因而，加強對學生創新能力的培養，已經成為我國教育教學改革的重點。在物理實驗教學中，創新教育的提出，一方面是物理教學改革不斷深入的需要，另一方面也是由物理學科的特點與物理實驗的本質所決定的。然而，長期以來，普通物理實驗的教學內容缺少更新，教學方法過于死板，實驗內容基本上是驗證性和測量性的，缺少學生自己進行設計、研究的內容。學生不須分析與創新，只需按教材上的步驟按部就班去做，就能完成實驗。這種呆板的、千篇一律的實驗教學內容和方式在一定程度上限制了學生的主動性與積極性，難以激發他們獨立思考的興趣和激情，抑制了學生個性的發展，因而不利于創新人才的培養。為了彌補這一不足，我院在物理實驗教學中對實施創新教育進行了不斷的探索，取得了一定的經驗。一、物理實驗教學中培養學生創新能力的主要途徑1、進行物理實驗史教育，培養學生的創新意識物理實驗除演示實驗、驗證實驗外，還應包括物理實驗史教育、設計研究性實驗、學生小儀器制作等。例如：玻爾發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，直接證明了原子內部能量的量子化。后來，他們又在同樣的實驗中測得被慢電子激發的原子返回基態時輻射的光頻率，發現這種輻射驗證了玻爾假設的頻率定則。因此，夫蘭克一赫茲實驗就成為玻爾理論的一個重要實驗依據。由于他們的工作對原子物理學的發展起了決定性的作用，曾共同獲得1925年的物理學諾貝爾獎和1906年諾貝爾物理學獎。湯姆生研究陰極射線導致了電子的發現，利用實驗準確地測出了電子的荷質比。他們的實驗設計是何等的巧妙，設計思想與器材組合都是創新精神的體現這些實驗史的介紹，不僅向學生展示了科學發現、技術發明的過程，而且展示了科學家的創造思維和創新精神。要發揮物理學實驗史的創造教育功能，我們在教學中就要重視實驗史的教育。可以啟發學生體會實驗思想與設計的精彩之處并提出問題；也可采用演示實驗，引發學生的好奇心；還可讓學生自己動手，組織與設計實驗，來“表演”某些著名實驗。總之，通過讓學生接觸到不同的物理實驗背景、教師的不同觀點和思想方法，學習物理實驗史，對學生進行德育的滲透以及科學精神和創新意識的培養，具有很好的作用。2、實驗方法多樣化，活化學生的創新思維目前學生的分組實驗，普遍存在只重視簡單的操作練習，從器材、方法到表格設計都是按照規定好的步驟和方法進行實驗，不能很好地領會實驗原理和思想方法，因此，必須改革實驗教學的方法。教師在設計教學內容時可以結合實驗室條件對實驗項目進行重新組合，盡量將有相似的刺激與反應的教學內容做系統編排。在編排時，教師可以以專題的形式呈現實驗內容，每個專題確定一個主題，可以從實驗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、菲聶耳雙棱鏡實驗、邁克爾遜干涉實驗編在一個專題；也可以依據實驗儀器的相似程度進行選題，如將分光計、單色儀、攝譜儀等光譜儀器作為一個專題選擇實驗項目；也可以將對同一物理量的測量作為選題依據，如電阻的測量可將伏安法、電位差計法、惠斯登電橋法、開爾文電橋等編在一起；這樣學生在進行專題訓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行比較研究的問題，實現知識與能力間的相互遷移。如重力加速度的測量實驗，學生可以利用單擺、復擺、可倒擺、自由落體運動、傾斜氣軌等許多實驗方法進行。應讓學生盡可能多地設計實驗方案，從科學性、可靠性、簡便性、準確性等實驗設計原則出發，對各個方案進行評價，最后選取兩種方案進行實驗測量與比較，活躍學生的思維，使實驗教學有更廣闊的活動空間和思維空間，可以激發和滿足不同層次學生的探索與創新欲望，使之達到不同層次學生創新能力培養的目標。3、注重創新演示實驗和設計性實驗，培養學生的創新技能教師創新演示實驗，不僅能更好地發揮實驗的教育功能，促使學生掌握有關學科知識，而且能對學生進行潛移默化的熏陶和感染，培養他們的創新精神，從而達到培養學生創新能力的目的。修完基礎物理實驗的學生，可以根據自己的專業和興趣愛好自由選擇實驗項目和實驗課時間，以體現全面開放的教學模式的優勢。近幾年，我們結合本校學生的具體特點和情況，從以下幾方面來確定設計性實驗項目：(1)利用原有的實驗項目某些已經做過的實驗，所用儀器的集成化程度較高，學生雖然做過這些實驗，但他們基本上都是在使用說明書和實驗室給出的操作步驟提示下完成的，對于儀器的結構，他們并不清楚。如霍耳效應實驗，實驗儀器的線路基本上都被封在儀器的內部，學生即使沒有掌握實驗及儀器的原理，也一樣可以完成數據的測量。這很容易養成學生急功近利的思想和不求甚解的學習態度，并沒有達到我們開設實驗的初衷。現在我們把這個實驗作為設計性實驗的一個項目，要求學生根據霍耳效應的原理，自己設計實驗電路來實現霍耳片一系列參數的測定，或實現對幾種形狀磁鐵磁場的測定。要完成這樣的實驗，學生對原理要深刻理解掌握，對實驗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計搭建實驗電路，并通過同學之間或師生之間的討論解決遇到的問題。這不僅使學生加深了對物理原理的理解掌握，并且通過設計和實踐，切實培養了學生的創新能力、動手能力，還增強了他們的知識應用的能力。(2)普通物理和普通物理實驗的知識拓展和應用教學應因材施教，根據我校學生以及實驗室儀器的情況，我們將普通物理學的一些知識設計成實驗項目。如給出一種透明固體(或液體)材料，要求學生測出它的折射率。該項目所涉及的知識面廣，與普通物理光學部分的光的折射、衍射、干涉知識都有一定的聯系，學生可利用所學的知識或所掌握的方法進行設計，如可利用分光計來測定，也可用劈尖或牛頓環來測定，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。這個實驗雖然簡單，但它增強了學生的知識應用能力，也增加了他們對物理的興趣。設計性物理實驗需要靈活、綜合地運用所學的物理以及相關學科的知識和技能，還需要學生做好以下工作：1)查閱資料，設計實驗原理和實驗方法；2)根據實驗要求，正確選擇實驗儀器；3)設計獨特的實驗構思；4)獨立進行實驗操作。因而，大力開展設計性實驗能有效地培養學生解決物理問題的能力和培養創造能力，培養學生分析能力和創新能力。4、介紹科學家的典型事例，培育學生的創新情感和創新人格創新取得成功的決定因素首先不在于創新者淵博的知識，而在于他們的創新人格。源自內心的熱愛和追求是創新的靈魂，自主性、激情、意志等對創新素質的形成與提高具有極大地推動作用。所以在教學中要特別注重創新意識的培養，激發學生的創新欲望；加強對學生的情感教育，促進學生情感智慧的發展。物理學是一門實驗科學，物理學的發展史就是一個創新的歷史。用物理學發展過程中科學家的典型事例作為情感教育和價值觀教育的切入點，充分挖掘科學家崇尚科學的情感和價值觀、嚴肅認真的科學態度和良好的品格修養，追求科學的頑強毅力和獻身科學的奉獻精神，從而發揮科學史可以給人以智慧的功能，可以較好地達到培養學生創新情感和創新人格的目的。二、建設物理實驗創新基地，用科學評價激發學生創新的動力愛因斯坦曾