增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

余 勝

摘 要:新課程強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,這就要求教師處理好學(xué)生的自主性與教師的指導(dǎo)之間的關(guān)系。

關(guān)鍵詞:學(xué)習(xí)的主體 創(chuàng)新能力 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

物理學(xué)是一門自然科學(xué),物理學(xué)本身的特點(diǎn),決定了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要的地位。中學(xué)物理教學(xué)中,大量的概念和規(guī)律的獲得都需要建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,而且觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和動手實(shí)驗(yàn)本身就是物理學(xué)研究的重要的方法,所以,實(shí)驗(yàn)是促進(jìn)學(xué)生形成概念規(guī)律、掌握物理學(xué)研究方法的一項(xiàng)重要的措施。而要想提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?首先要從改變上實(shí)驗(yàn)課的教法上入手。本人在物理實(shí)驗(yàn)課上做了一些嘗試,取得了一定的效果,下面以一節(jié)實(shí)驗(yàn)課為例,來加以說明。

學(xué)習(xí)《串聯(lián)電路和并聯(lián)電路》后,教材上有串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的應(yīng)用,要求把電流計(jì)改裝成電壓表和電流表。在課堂上有學(xué)生提出了這樣的問題:“要把電流計(jì)改裝成電壓表和電流表,首先要知道電流計(jì)的滿偏電流和內(nèi)阻才能改裝,那么如何才能測出電流計(jì)的內(nèi)阻呢?”

針對學(xué)生在課堂上提出的這樣一個(gè)問題,由于時(shí)間關(guān)系,不可能在課堂上完成,于是就給學(xué)生布置了這樣的課外作業(yè):請同學(xué)們課后思考如何測電流表和電壓表的內(nèi)阻?同學(xué)們可以查資料,也可以相互討論。

實(shí)驗(yàn)課上,通過學(xué)生的反饋,本人進(jìn)行收集整理以后,主要有以下幾種測電表的內(nèi)阻的方案。

設(shè)計(jì)方案一:電路如下圖所示,怎樣用這個(gè)電路來測電表的內(nèi)阻呢?

學(xué)生:先閉合開關(guān)K1,然后調(diào)節(jié)R的阻值,使得電流計(jì)的指針達(dá)到滿偏,再閉合開關(guān)K2,調(diào)節(jié)電阻箱R1的電阻,使電流計(jì)的指針半偏,這時(shí)電流計(jì)的內(nèi)阻就和電阻箱R1的電阻相等。

這種方案叫半偏法,雖然是在復(fù)習(xí)資料上找到的,但學(xué)生還是有收獲的:能找到一種測量電表內(nèi)阻的方法,并且弄清了用這個(gè)電路測電表內(nèi)阻的步驟。

設(shè)計(jì)方案二:電路如下圖所示,怎樣用這個(gè)電路來測量電流表內(nèi)阻呢?

學(xué)生:先把R1調(diào)節(jié)到某個(gè)適當(dāng)?shù)闹?閉合電鍵K,調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,設(shè)A1和A2兩個(gè)安培表的示數(shù)分別為I1和I2,然后根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)有:I1r1=(I2-I1)R1,解得r1=(I2-I1)/I1。

這個(gè)方案是學(xué)生經(jīng)過自己思考后得到的,學(xué)生巧妙地應(yīng)用了電阻箱能讀出電阻的值,同時(shí)電流表本身能讀出電流的特點(diǎn),然后應(yīng)用并聯(lián)電路的特點(diǎn),通過簡單的計(jì)算,就可以得到電流表的內(nèi)電阻。

設(shè)計(jì)方案三:電路如下圖所示,如何用這個(gè)電路來測量電壓表內(nèi)阻呢?

學(xué)生:利用了歐姆定律的知識,因?yàn)殡妷罕肀旧硎且粋€(gè)電阻(也就是電壓表本身的內(nèi)阻),不僅可以讀出自身的電壓,同時(shí)只要知道了通過電壓表的電流,利用歐姆定律,就很容易測出電壓表的內(nèi)阻。

這個(gè)電路運(yùn)用了電壓表的雙重身份,電壓表不僅是一個(gè)電阻,同時(shí)又是可以讀出自己電壓的電表,然后運(yùn)用歐姆定律,就可以得到電壓表的內(nèi)阻RV=U/R。

下面讓學(xué)生根據(jù)自己的電路圖選擇適當(dāng)?shù)膬x器來做實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)一下自己所設(shè)計(jì)的電路是否合理。教師要強(qiáng)調(diào)做實(shí)驗(yàn)時(shí)安全第一,一定要確保所用電器的安全。

經(jīng)過學(xué)生的實(shí)際操作,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了下面的問題:

運(yùn)用方案一的這一組同學(xué)找不到合適的滑動變阻器,所以無法把實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下去。學(xué)生找教師來幫忙,這時(shí)教師可以跟學(xué)生說清楚,這里不是滑動變阻器,滑動變阻器沒有這么大的電阻,這里使用的是電位器,并找出電位器,給學(xué)生做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)很快就成功了。

運(yùn)用方案二的這一組同學(xué)通過簡單的計(jì)算很快就獲得了成功,測出了電流表的內(nèi)阻。

運(yùn)用方案三的這一組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中也遇到了問題,主要是電壓表的內(nèi)阻很大,串在電路中,電路中的電流很小,很難準(zhǔn)確地讀出電流值。

教師提示:可不可以不用電流表,用一個(gè)電阻值很大的定值電阻來代替電流表做這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)?

在教師的提示下,學(xué)生通過思考以后,畫出了如下圖所示的電路圖。測量的方法是先閉合K,斷開K1,讀出電壓表的示數(shù)U1,再閉合K1,讀出電壓表的示數(shù)U2,根據(jù)串聯(lián)電路的有關(guān)知識有:U2/Rv=(U1-U2)/R,就可以得到電壓表的內(nèi)阻。

這節(jié)課進(jìn)行設(shè)計(jì)以后,學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)的知識,來解決所遇到的問題,學(xué)生在創(chuàng)新方面也有一定程度的體現(xiàn),敢于在課堂上提出自己的觀點(diǎn)和看法。雖然學(xué)生設(shè)計(jì)的方案還有待進(jìn)一步研究,但是這些方案都是學(xué)生通過主動參與、積極思考而獲得的,是很可貴的。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和主動參與的意識,教師就要在課堂上創(chuàng)造一個(gè)良好的教學(xué)情景,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問題,讓學(xué)生盡可能提出新觀點(diǎn)、新方法,激發(fā)學(xué)生思維的火花。

參考文獻(xiàn):

王棣生主編.中學(xué)物理創(chuàng)新教法實(shí)驗(yàn)改革指導(dǎo).學(xué)苑出版社,1999年第一版

作者單位:浙江省溫州市甌海區(qū)第二高級中學(xué)