从设计性实验培养学生创新能力

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1、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

2、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】lm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1m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

3、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

4、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5kg的物体，现有一袋标有l5k

5、g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到事半功倍的效果。3学以致用——创新之路医学专家吴阶平说过：“知识本身不是本领，知识需要通过思考，通过实践才能转化为本领。”这就要我们认真地观察自

6、己周围的环境，从生活中发现问题。通过观察、分析，建立明确的物理情景，确立物理思想，从理论上解决问题。拓宽知识面，增强动手能力，激发无尽潜能，这是创新能力培养的方向。【例4】有两杯不同的液体，现提供如下器材：①托盘天平(已调节平衡，不含砝码)：②弹簧测力计；③两个质量和形状完全相同的烧杯；④拴着细线的物块(其密度大于这两种液体的密度)；⑤刻度尺。请你用两种方法比较它们的密度大小。写出所选器材的序号，并简要说明比较的方法。方法一：选用器材①、③(1)将这两种不同的液体装满两个质量和形状完全相同的烧杯中；(2)将这两杯等体积的液体分别放入已调平衡的托盘天平的

7、左右盘中；(3)托盘偏重一侧的杯中所装液体密度较大。方法二：选用器材②、④(1)用弹簧测力计测出栓着细线物体的重量；(2)分别测出物体浸没在两种不同液体时弹簧测力计的示数；(3)比较步骤2的示数，示数小的物块受到的浮力大，则该杯所装液体密度大。方法三：选用器材①、③、⑤或①、③(1)在两个质量和形状完全相同的烧杯中装入这两种不同的液体；(2)将这两杯不同的液体分别放人已调平衡的托盘天平的左右盘中，调节天平中的液体使天平恢复平衡；(3)利用刻度尺比较这两杯等质量液体的体积，体积小的那杯所装液体的密度较大。综上所述，设计性实验是培养学生创新能力的重要途径之

8、一。在教学过程中，教师应加强对学生设计性实验技巧的指导，帮助学生拓展思维，培养更多具有创新精神