中职物理探索性实验与学生创新能力的培养

摘要:中等职业学校应大力开展对学生的创新教育,本文从物理探索性实验这一环节浅谈了对中职学生创新能力的培养。

关键词:中等职业学校创新教育物理探索性实验

中等职业教育正面临一场以培养学生创新能力和实践能力为重点的深刻变革。中职创新教育主要是指以前人的创新精神和创新能力为基本价值趋向的教育实践,是“以人为本”发展学生个体创造潜力的教育,它是相对于传统教育观而提出的,注重发挥学生的主观能动性,主张摒弃“注入式”的教育方法,也是提倡发展学生个性、因材施教的“导学式”教育方法,其最终目的是要培养和造就一大批适应时代发展要求、具有创新精神和创新意识的中级人才。

现代中等职业教育是在不同于普通高中教育的水平和基础上进行的,以着重传授某种职业或生产所需实用知识、技能的专业性和普及性相结合的教育,它与创新是相互依存和相互促进的。首先,创新教育中创新能力的培养,是现代职业教育以能力为本位的教育思想最本质的体现;其次,职业教育受教育群体的素质本身就应该而且必须包含创新素质。有调查资料显示,普高学生的思维流畅性比职高学生强,但思维的变通性与独创性则比职高学生差,中职学校在推进创新教育方面与普通高中相比存在着明显的优势。所以,在职业学校实施创新教育是应该、必须而且可行的。

中等职业学校推进创新教育可以从很多地方抓起,以下我仅从物理实验课这一方面谈谈对中等职业学校学生创新能力的培养。

在中职物理课程中,物理实验教学是其中一个重要组成部分,它既是物理教学的重要基础,也是物理教学的重要内容、重要方法和重要手段。培养和发展学生的物理实验能力是物理教学的重要目标之一,物理实验过程包含着观察、操作和思维三种相互影响、相互交叉的心理活动。中等职业学校物理学课程中有许多孕育创新思想的素材,其中有不少探索性实验的安排,这些正是顺应了中职教育对学生创新能力培养的要求。虽然物理课一般来说不认为是中职学校的专业主干课,但其和机电、电子、计算机、机械、建筑、汽车修理等专业课程之间有着相近的关系和学习研究思维方式。所以,在中职物理实验课中,能有意识地引导学生分析或增加一定的探索性内容,对于学生学习专业课程和掌握专业技能,培养学生再次发现知识的探索精神和准备“首创前所未有”事物的创新意识及创新能力都将有很大的帮助。

中等职业学校物理学中验证性实验的前提是认为学生已经掌握所涉及的知识,是由已知出发验证结论的正确性,因此这些实验对于培养学生的创新能力、激发他们的创新精神没有直接的促进作用;而探索性实验是由未知出发,是由特殊到一般的探索和归纳,有益于培养学生的求异思维和发散思维,有益于培养学生的创新能力,这不仅对学生学习专业知识乃至以后从事各种技术性工作都将有很大的帮助。

中职物理探索性实验大体可分为两类:

第一大类为操作探索型实验。在做这种类型的实验时,学生必须经过自己动手操作才能激发问题和感受创新的思想方法。细分又可分为两类。其一为以数据处理为主的实验。自伽利略把数学方法引入物理以来,物理学才真正具有了科学的生命力,许多重要的物理规律都是运用数学方法经过大量的辛勤劳动得来的。如开普勒的老师第谷把毕生精力都用于天文观测,记录了大量的天文数据,开普勒从中认真分析研究,终于找到了行星运行规律,其中著名的I2/R3=K为大家所熟知,为牛顿建立万有引力定律奠定了基础。通过数据操作型实验,可让学生在记录处理实验数据的过程中,体会科学的思想方法,培养其创新精神。通过这种探索性实验,不仅训练了学生的思维方法同时也培养了他们的创新意识。其二为以发现问题为主的实验。物理学中几乎每个重大发现都表明,创新思维活动起始于对困难问题的认识,而善于提出问题总是从对事物现象或已有理论怀疑开始的。在人类认识史上,提出一个新异而深刻的问题,必将导致一个重大的突破性发现,从而标志着科学的真正进步。爱因斯坦曾说“产生一个问题比解决一个问题更重要”,正说明了这一点。学生在亲自动手操作实验中所产生的问题及其引起的思考,潜移默化地影响着学生的创新能力,对学生以后的实验活动也有着重大的影响。例如在“验证牛顿第二定律”的实验中,如果学生自己发现直线没过原点或直线发生弯曲并引起深思,我们认为这样的验证性实验也能达到探索性实验的目的,有益于培养学生的科学精神和科学方法,而如果验证性实验单纯地就是为了验证,那就失去了创新教育的意义。

第二大类为设计型探索性实验。有些物理实验的条件在实验中难于做到,但如果设计理想化的条件与结论的逻辑推理却十分可靠,这样的实验我们常称之为理想实验。自伽利略把这种方法引入物理学研究中以来,理想实验就成为研究物理的一种重要方法,许多科学巨匠用此法做出了巨大的发现,如爱因斯坦所创立的相对论理论。学生在实验原理的设计中,教师应多引导其怎样抓主要矛盾、怎样建立理想化模型、怎样设计理想实验。如在学习失重现象相关知识后可进行探讨创新,在学习了万有引力定律之后可让学生设想替宇航员设计一些外星球实验,如在外星球上测量重力加速度、测定天体的质量等,这样,必然能激发起学生思维中创新意识的火花。另外,物理实验中对遇到问题的处理方法往往不止一种,例如测自行车的速度,可用平抛,可用匀速直线运动,也可用匀速圆周运动等。学生在设计解决问题的各种方法的探索过程中也正是其创新能力培养和提高的过程。

实践表明,在中等职业学校物理教学中,如果教师能适时地引入或设置一些探索性实验内容,学生是乐于接受并能激发出活跃的创新思维的。在中职物理教学中通过探索性实验培养学生的创新能力不仅是可行的,而且有着丰富的内容。重视物理探索性实验教学,必能深化中等职业学校对学生的创新教育。

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