運用課堂演示實驗促進學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

1、運用課堂演示實驗，促進學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)1）摘要 如何激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力是當(dāng)前教學(xué)的中心任務(wù)之一。本文筆者根據(jù)在流體力學(xué)課 程教學(xué)中將簡單易行、靈活多樣的演示實驗帶進課堂，引發(fā)學(xué)生興趣，啟發(fā)創(chuàng)新思維方面的教學(xué)實踐，總結(jié)了 幾點經(jīng)驗和體會。關(guān)鍵詞 創(chuàng)新型人才，課堂演示實驗，流體力學(xué)，創(chuàng)新能力培養(yǎng)TO PROMOTE STUDENTS INNOVATIVE ABILITY BY USINGCLASSROOM DEMONSTRATION EXPERIMENTS1)Abstract One of the essential tasks of teaching is to stimulate

2、 students innovative consciousness and to develop their innovative capabilities. Various simple and flexible experiments are proposed for demonstrations in teaching fluid mechanics, for arousing studentsinterest and inspiring their creativity thinking. Based on this teaching practice, this paper hig

3、hlights several teaching experiences.Key words innovative talents, classroom demonstration experiments, fluid mechanics, innovative ability development創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)離不開創(chuàng)新性教學(xué)，實驗既 動手又動腦，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的極好途徑。由于流 體運動的復(fù)雜性，使得流體力學(xué)研究離不開科學(xué)實 驗，現(xiàn)代流體力學(xué)就是在純理論的經(jīng)典流體力學(xué)與 偏重實驗的經(jīng)典水力學(xué)結(jié)合后才發(fā)展起來的，理論 分析、實驗研究和數(shù)值計算是其三大支柱。但因?qū)嶒?學(xué)時少、學(xué)生人數(shù)多，還

4、有儀器設(shè)備臺套數(shù)的限制, 僅僅通過很少學(xué)時的實驗室教學(xué)很難達到培育創(chuàng)新 人才的要求。根據(jù)我校的現(xiàn)有條件，我們在課堂演示 實驗上進行了一些探索和創(chuàng)新。1將簡單易行靈活多樣的演示實驗帶入課堂, 提高學(xué)生興趣，啟發(fā)創(chuàng)新思維課程講到伯努利方程的時候，我們用一個盛水 的水槽，里面漂浮著兩個用泡沫做成的船模，兩個船 模之間相隔有一定的距離（如圖1）,實驗前請同學(xué)們 想一想：往兩個船模之間沖水，這兩個船模會如何運 動？當(dāng)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)兩船模不但不會被水沖往兩邊，反 而還會互相靠近直至撞到一起時（掃描圖1中二維 碼觀看船吸小實驗視頻），都表示了強烈的好奇，這時教師給同學(xué)們講述船吸現(xiàn)象和原理，講講歷史上 “奧林匹克

5、”號與“豪克”號相撞的重大海難，這極 大地調(diào)動了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。教師及時啟示同學(xué) 們，伯努利原理可以解釋生活中大量的類似現(xiàn)象，布 置他們課后用自己的眼睛去尋找生活中伯努利方程 的應(yīng)用，用自己的腦袋去思考為什么。因此，同學(xué)們 學(xué)習(xí)和探索的積極性變得高漲，提交的小作業(yè)質(zhì)量 也很高。比如：有的同學(xué)在老師實驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)實 驗，研究是在多大距離開始產(chǎn)生船吸？船吸時是小船 撞向大船還是大船撞向小船？是齊頭并進時容易產(chǎn) 生船吸還是一前一后有些距離更容易產(chǎn)生船吸？水槽船沖水中間/盛水圖1船吸小實驗水槽船沖水中間/盛水這個實驗因為要放在桌面上做，坐在下面的同 學(xué)不易觀察水槽內(nèi)的實驗現(xiàn)象，因此我們改用圖2 的

6、實驗：將兩根吸管粘在硬紙板上做成軌道，相隔一 定距離放置兩個乒乓球，通過卷紙筒往兩個乒乓球 之間吹氣，兩球不但不會被吹開，還會都往中間來直 至互相靠在一起（掃描圖2中二維碼觀看乒乓球吹 氣小實驗視頻）。通過這些生動有趣、貼近生活、靈 活多變、簡單易行的課堂演示實驗，極大地調(diào)動了同 學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性，探索和創(chuàng)新意識 不斷開啟。硬紙板乒乓球吸管吹氣圖2乒乓球吹氣小實驗2在實驗中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新 能力學(xué)習(xí)了文丘里管之后，提問同學(xué)們能不能開發(fā) 出文丘里管的一個新功能？有的同學(xué)提出可利用文 丘里喉管處的負壓，做成一個負壓抽水機，無需用電 即可抽水；有的同學(xué)提出可做成花式雞尾酒拌合

7、器 等等，年輕學(xué)生的頭腦中沒有固有概念的約束，當(dāng)他 們打開腦洞展開幻想時，出現(xiàn)了很多新奇古怪的想 法，盡管幼稚，盡管有些可能是已有的現(xiàn)成東西，但 他們確實是自己想出來的，這就是創(chuàng)新！這種訓(xùn)練, 無疑對創(chuàng)新意識的激發(fā)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是大有好 處的。創(chuàng)新能力訓(xùn)練貫穿在課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，比 如同學(xué)們學(xué)習(xí)了如何計算平面上的流體靜壓力，有 一個習(xí)題是計算某平板的轉(zhuǎn)動軸安裝位置，類似于 圖3的中間部分，教師在講評作業(yè)時告訴同學(xué)們，這 平板就是很有實用價值的水力翻板門。學(xué)完這一章, 布置一個開放性的思考作業(yè)：能不能設(shè)計一個不用 電的自動沖洗廁所裝置？很多同學(xué)立刻想到了水力 翻板門，設(shè)計如圖3：隨著水箱水位

8、的逐漸增高，水 壓力的作用點也增高，當(dāng)作用點在轉(zhuǎn)動軸之上時，形 成開門力矩，水力翻板門自動開啟，放水沖洗廁所, 放水后在自重作用下平板自動回位，進入下一個循 環(huán)。還有一個同學(xué)利用所學(xué)流體力學(xué)知識設(shè)計制作 了一個花盆自動虹吸澆水裝置，在家中無人給花澆 水的情況下，能夠自動不間斷地給花盆澆水。這種實驗引導(dǎo)式、討論式、互動式的教學(xué)，充分 調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維， 激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生許多創(chuàng)新聯(lián)想，進而主動學(xué)習(xí)探索流 體力學(xué)基本原理，從而取得了很好的教學(xué)效果。3教學(xué)體會 學(xué)的實施，創(chuàng)造型人才才能層出不窮，教育的最終目 在結(jié)合實驗開展創(chuàng)新性教學(xué)的實踐中，靈活有的才能實現(xiàn)。趣的課堂演示實驗，在提高學(xué)生興趣、啟發(fā)創(chuàng)新意 識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面確實很有效果，關(guān)鍵要有一支 熱愛教育，具有開放性、創(chuàng)造性思維和能力，以教書 育人為初心和使命的教師隊伍，教師必須做有心人， 時時處處留心收集各