从设计性实验培养学生创新能力培养学生能力实能力实验培养创.doc

从设计性实验培养学生创新能力
作者:李玲
设计性实验能全面培养学生综合运用所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作能力。设计性实验是在一些特定的要求和条件下,自行设计并实验,灵活运用知识和技能进行的创新性思维和实践活动,因此设计性实验是一条培养学生创新能力的重要途径。
1 基础——创新之源
创新之根源在于基础,而扎实的基础不仅来源于牢固的基础知识,更来源于知识所体现的基本研究方法和思考方法,这些都为我们创造性地进行实验设计提供了坚实的理论基础。在物理教学中,应有意识地引导学生设计创新。下面给出一些设计性实验的具体例题,供同行商榷。
【例1】请设计两种方法,测量腾一中教学楼的高度(一座五层楼房)。
刘同学的设计方法一:
【器材】l m长的直尺(或木棍)1把,卷尺1个。
【依据】光沿直线传播和图l所示的相似三角形知识。
【步骤】(1)在楼房旁竖立一把1 m长的直尺;
(2)测出在阳光下直尺的影长,然后测出楼房的影长;
(3)利用相似三角形知识得,求得楼房的高度为
杨同学的设计方法二:
【器材】40cm至60cm的直尺1把。
【依据】假设每层楼高度及每一级台阶相等。
【方法】累积法
【步骤】(1)测出一级台阶的高度;
(2)步行上楼,数出每上一层楼的台阶数,则五楼的台阶总数为;
(3)可算出这座楼房的高度为
近年来实验区的物理中考题在设计实验能力的考查上加大了力度,纵观几十个实验区出现的设计性实验,它们的设计思路都根植在基础知识、研究和思考方法的土壤中。
【例2】用图2所示的水杯盛水,经常会遇到这样的情况,往杯里装入大半杯热水,拧紧杯盖,过较长一段时间后,杯盖会很难拧下来。
(1)简要回答产生这一现象的原因。
(2)请设计两种打开杯盖的方法,并说出每种方法用到的物理原理(不能损坏杯子)。
【解答】(1)杯内温度降低,同时部分水蒸气液化,致使杯内上方空气压强减小,小于外部大气压。
(2)举例:1)垫上毛巾,用力拧,增大摩擦力。
2)放到热水中烫一段时间,再用力拧下来,增大内部气压。
3)将布条紧绕在杯盖上,增大动力臂,将杯盖转下来,利用杠杆原理(或答轮轴原理)。
2 有的放矢——创新之法
有的放矢作为一种创新思考方法是指思考一个较复杂的问题时,在掌握了一定的有关情况之后,首先应当弄清,需要紧紧抓住的目标是什么。在设计实验中,这个目标就是实验目的,它可以引发我们的定向思维。在实验目的的引导下,根据题目的要求和给出的条件,运用贮备知识和科学思维方法,分析相关物理情景,精心构思实验原理,确定需要测定的物理量,安排实验方案和操作程序,最后进行实验数据记录和处理实验数据。
【例3】某杆秤最多只能称5 kg的物体,现有一袋标有l5 kg的袋装大米,小刚手头上有一根轻质硬棒,他想利用这杆秤和这根硬棒称出大米的质量,还要什么器材?应该怎样测量?画出必要的示意图。设计方案:
【增添器材】l把刻度尺
【方法】如图3
【步骤】(1)将轻质硬棒悬挂;
(2)平衡后,测出和的长度;
(3)读得杆秤的示数为;
(4)由就可以计算该袋米的质量和重力()。
由上述可知,在设计实验时,紧抓实验目的,用发散性思维方式充分调动与之相关的基础知识完成实验,对学生创新能力的培养能起