以實驗教學(xué)為契機(jī)培養(yǎng)學(xué)生能力優(yōu)秀獲獎科研論文

以實驗教學(xué)為契機(jī)培養(yǎng)學(xué)生能力優(yōu)秀獲獎科研論文科學(xué)實驗是在人為的條件下，對客觀存在的事實、現(xiàn)象及規(guī)律的重現(xiàn).無論哪種實驗，在促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)人腦的協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神及良好的意志品質(zhì)等方面均有獨特的功能.自然科學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗觀察是學(xué)習(xí)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，又是發(fā)展創(chuàng)造性思維的源泉.自然科學(xué)中的重大發(fā)現(xiàn)和主要規(guī)律的建立，都有“實驗”作為堅實的基礎(chǔ).在自然科學(xué)實驗中，從基本儀器的選擇到合理使用，科學(xué)思想的表現(xiàn)到數(shù)學(xué)應(yīng)用都處處蘊涵著有利于創(chuàng)造性思維能力培養(yǎng)的因素.本人通過２０余年的教學(xué)實踐，認(rèn)為以下舉措培養(yǎng)學(xué)生思維能力十分有效．

一、通過課堂演示實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察思維的深刻性

實驗是一種探究活動.在實驗中教師要依據(jù)實驗?zāi)康?，指?dǎo)學(xué)生有目的、有重點、有針對性地進(jìn)行觀察.心理學(xué)家認(rèn)為觀察是一種有目的、有計劃、持久的知覺活動，它是學(xué)生認(rèn)識自然事物的途徑，獲得知識的門戶，科學(xué)實驗在傳授知識的同時，也培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、思維能力和創(chuàng)造能力.在講到水沸騰一節(jié)，我演示冷水加熱至沸騰的全過程，實驗過程中，學(xué)生能清楚觀察到沸騰前水中氣泡如圖１，發(fā)出聲音較響.沸騰時聲音減弱，水中氣泡如圖２.學(xué)生在觀察了演示實驗后，發(fā)現(xiàn)了實驗過程中的異同現(xiàn)象，覺得非常好奇，激發(fā)了學(xué)生的興趣，活躍了思維，他們就自覺去思考是何原因.在老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過綜合分析，得出水在沒有沸騰前，即在升溫過程中，下部水溫度高，發(fā)生汽化產(chǎn)生氣體形成氣泡，在浮力作用下上升，但上部水溫度低，氣泡內(nèi)一部分水蒸氣遇冷液化，凝結(jié)成水，使氣泡變小或破碎，氣泡的這種變化引起振動發(fā)出聲響.當(dāng)水沸騰時，水中氣泡大量上升，且這些氣泡周圍的水也發(fā)生汽化，向氣泡內(nèi)蒸發(fā)水蒸氣，使氣泡不斷增大，升到水面破裂，把里面水蒸氣放出，沒有振動，無聲響.通過眼耳感官，感知并經(jīng)過思考，使學(xué)生進(jìn)一步理解“響水不開，開水不響”的科學(xué)道理.結(jié)合此演示實驗，我又給學(xué)生提出以下兩個問題：

１．試管中盛有一定量水，放入盛有水的燒杯中，給燒杯加熱至水沸騰，試管中的水會沸騰嗎？

２．將一個空試管口朝下按入燒杯內(nèi)的水中，在１標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，對燒杯加熱至水沸騰，試管中的水能沸騰嗎？

通過演示實驗激發(fā)了學(xué)生的求知欲望.教學(xué)中要適時地向?qū)W生提出一些啟發(fā)性的問題，設(shè)疑激疑，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合觀察對象積極思考，達(dá)到釋疑解疑的效果，以促進(jìn)學(xué)生把握現(xiàn)象的本質(zhì)屬性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生觀察思維的深刻性.

二、通過實驗組合求異教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性

思維的廣闊性是指運用已有的多方面知識和經(jīng)驗，從不同角度思考問題.引導(dǎo)學(xué)生多角度、多方位、多層次的思維，使學(xué)生廣開思路，各抒己見，不斷總結(jié)，促進(jìn)思維廣闊性得以培養(yǎng).

在學(xué)校科技周活動中，我校針對興趣性、實踐性、普及性及思維的廣闊性和創(chuàng)造性開展多項實驗操作活動.在本學(xué)期科技活動中，我校展開了電路實驗設(shè)計比賽，內(nèi)容是：用滑動變阻器控制電路使一盞燈變亮的同時，另一盞燈變暗.器材：同規(guī)格的小燈泡２只，滑動變阻器１只，學(xué)生電源１只，開關(guān)１個，導(dǎo)線若干.再如“測定小燈泡功率”的實驗中，所用電源電壓為６Ｖ，燈泡的額定電壓為３．８Ｖ，電壓表０～１５Ｖ量程已壞，而０～３Ｖ量程完好，其他器材也完好，在不更換實驗器材的情況下，如何測出小燈泡的額定功率？本實驗同常規(guī)測功率有異同.因０～１５Ｖ量程已壞，只能用０～３Ｖ量程測.如果限于舊模式思維很難湊效，后經(jīng)學(xué)生討論，教師引導(dǎo)，設(shè)計出兩個方案.其中一個方案是用電壓表直接測小燈泡兩端電壓，但這種方案計算煩鎖，另一方案則用電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，這是一種比較理想的方案.

實驗教學(xué)中如只按舊模式訓(xùn)練，或只偏重一般訓(xùn)練，只能引入注入式教學(xué)，不能引導(dǎo)學(xué)生向知識的深度和廣度進(jìn)軍.只有通過實驗組合求異教學(xué)才能把新舊知識聯(lián)系在一起，才能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性.

三、通過帶著問題的實驗培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性

學(xué)生的學(xué)習(xí)常常是在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中進(jìn)行的.教師要從教材內(nèi)容的重點和學(xué)生實際水平出發(fā)，設(shè)計富有啟發(fā)性的質(zhì)疑，提出新的問題.還可以針對容易混淆或錯誤的概念環(huán)節(jié)提出問題等激發(fā)學(xué)生思考和探究答案的欲望，把學(xué)生的學(xué)習(xí)變?yōu)樽约簩ふ掖鸢傅闹鲃踊顒?如學(xué)生學(xué)了杠桿平衡和浮力有關(guān)知識后，我設(shè)計了下面探究型實驗題：有一等臂杠桿兩端掛有重力相等、體積不等的兩個實心物體（兩物體密度不同），處于平衡狀態(tài)，若將它們同時浸入同種液體中，杠桿還能保持平衡嗎？許多同學(xué)帶著問題進(jìn)行實驗，經(jīng)過實驗得出杠桿不再平衡.在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生懂得了在沒有浸入液體前杠桿平衡一定有ρ１Ｖ１ｇＬ＝ρ２Ｖ２ｇＬ.當(dāng)浸入液體后，物體受到浮力，對杠桿的拉力發(fā)生了變化，兩邊力和力臂的乘積分別是Ｍ１＝（ρ１Ｖ１ｇ－ρ液Ｖ１ｇ）Ｌ，Ｍ２＝（ρ２Ｖ２ｇ－ρ液Ｖ２ｇ）Ｌ，因為ρ１Ｖ１＝ρ２Ｖ２，而ρ液Ｖ１≠ρ液Ｖ２，所以Ｍ１≠Ｍ２，杠桿失去平衡.若要使杠桿再次平衡，方法至少有兩個，一個是改變支點，二是在浮力較大的一邊