在物理實驗教學中培養學生的創新能力

盛光桐

創新是一個永恒的話題，創新精神是發明創造的重要因素之一，然而人們可能會認為對初學物理的中學生談創新能力簡直是“天方夜譚”。其實不然。對于中學生來說，只要能自己動手制作一個學具，能找到一個不同于他人的解題方法，能利用廢舊物品進行小實驗來驗證有關定律，能將自己的創作過程、思路寫出有關的說明文。均屬創造能力的范疇。教師只要在平時的教學中注意創造良好的物理情境，注意培養學生的思維方式，增強學生的自信心，使每個學生能發現自己的創造天賦，必能激發學生的創新意識，培養學生的創造能力。現結合本人的物理實驗教學實踐談談培養學生創造能力的一些嘗試。

一、創造實驗條件。認真做好實驗。培養創新意識

開放物理實驗室，準備盡可能多的實驗器材，提供更多的動手機會。在實驗教師的指導下。讓學生利用課余時間走進實驗室，做一做演示實驗、學生實驗或是他們自己設計、創新的小實驗：多鼓勵學生對實驗進行創新設計。包括對器材的創新和改進等；多準備一些實驗器材(儀器不一定按教材上規定的去準備)讓學生自己去選擇：多給出一定數量和類別的器材，要求學生充分發揮器材的作用，盡可能地多做幾個實驗。例如，給出下面一些器材：干電池、學生電源、電鍵、導線、變阻器、電阻箱、電流表、電壓表、靈敏電流計，讓學生選用合適的器材，測出未知電阻的阻值和人體電阻的阻值。在實驗方法和步驟上可以盡量簡略一些，以提綱式列出要點，多給學生一些思考的余地和空間，這樣不僅能培養和提高學生的動手實驗能力，而且還能為培養學生的創新意識創造良好的環境和條件。

二、利用身邊材料，制作實驗器材。激發創新意識

用日常器具做實驗，具有簡便、直觀、原理單一等優點；用日常器具進行教學實驗探究活動。更有利于學生動手實驗。發展學生的實驗技能，培養學生的創新意識。由此可見，提倡用日常器具做實驗，決不是權宜之計。而是豐富物理實驗資源和全面提高學生科學素質的需要。

著名物理教育家朱正元教授曾經說過：“壇壇罐罐當儀器。拼拼湊湊做實驗”。就是說在物理實驗教學中要大力倡導做簡單易行的替代性實驗。其實，組織學生共同研究和制作一些簡單實用的實驗器材，本身就是培養實踐能力的有效方式，學生身邊的物品和器具就是豐富的物理教學資源。

比如利用廢棄的礦泉水或飲料瓶就可以完成“顯示光的折射現象：反映凸透鏡成像情況；表現聲音的產生和傳播：研究液體壓強和大氣壓強；探究物體的浮沉條件”等幾十個實驗。以廢棄的飲料瓶為例，可以做成簡易天平和桿秤的托盤；可以制成簡單的量筒；可以制成“土電話”的話筒和聽筒等等。

又如主要利用礦泉水瓶及借助其他輔助材料，可自行設計完成哪些實驗?說明哪些物理原理?學生通過查閱資料，動腦思考，能設計出多達十幾種的實驗方案。涉及到力、熱、光等許多知識點，能培養學生動手、動腦、勤于思考的好習慣，能培養學生觀察、分析、整理、概括等能力。

三、重視課外實驗。開展“三小”活動，培養創新意識

開展課外小實驗、小制作、小發明的“三小”活動，是培養和提高學生實驗設計能力的延續和補充。要想真正提高設計性實驗的教學效果，僅在課堂內是不夠的。還必須輔之以生動活潑的課外小實驗、小制作和小發明活動，才能達到最佳效果。如在學了“光的色散”一節知識后，可以增設“室內彩虹的形成”這一課外實驗；學了磁場后，可增設“指南針制作”這一課外小制作等。開展“三小”活動中，不僅能使學生的手腳充分放開，思維充分活躍，更有利于學生潛能的充分發揮，更有利于激發學生的靈感，更有利于學生的實驗技能在不知不覺中得到充分地開發和提高。

雖然在教科書中有課外小實驗和小制作。豐富了學生的課外實驗活動，但僅有書上的這些還不夠，教師在教學中可適時適當加以補充。例如，在上“壓強”一節時，可讓學生做“捏雞蛋”的小實驗，實驗做完后再給學生講《“大力士”捏雞蛋》的故事：很久以前，有一個年輕人十分好強。一次他參加一個豐盛的宴席。客人們邊吃邊談論著天下的一些能人。夸獎他們如何力大無比。突然，這位年輕人擺出一副不屑一顧的神氣說：“我是天下最有力氣的人，在座的諸位客人，敢不敢同我比一下力氣?”這時鄰座走出一位白胡子老公公，他來到年輕人跟前，拍拍他的肩膀說：“小兄弟，你說自己是天下無敵的大力士，請你當眾表演一下，用一只手把一只雞蛋捏碎，我們就承認你是個大力士。”這位年輕人笑呵呵地把一只雞蛋捏在手里，嘴里說著：“這還不容易”。心里卻在想：你這個老頭兒，太小看人了!客人們都圍繞著年輕人觀看，只見年輕人雖然使盡最大力氣，把臉憋得紅通通的。但還是沒把這個雞蛋捏碎。于是，他不得不慚愧地低下頭，認輸了。從此，他再也不敢隨便夸口了。一只雞蛋在碗口上輕輕一磕就碎了，可為什么用手捏它卻不碎呢?這要從壓力的作用效果說起。壓力的作用效果，不僅跟壓力的大小有關，還跟受力面積有關。當那位年輕人手握雞蛋時，盡管用力很大，但由于受力面積也較大，故壓強很小，不足以使雞蛋破碎；而當把雞蛋放在碗口上輕輕一磕，盡管用力很小。但由于受力面積較小，產生的壓強反而較大，能使雞蛋破碎。這樣，既增加了課堂的趣味性，又培養了學生動手、動腦、勤于思考的好習慣，在實驗中，學生創新能力得到了培養和提高。

四、設計開放問題。培養發散思維。升華創新意識

實驗是理論與實踐密切相結合的一種實踐過程，而實驗原理并不是僅僅指實驗目的中所要說明的物理原理。廣義地講。實驗原理是實驗的方法、實驗的裝置和器材、實驗過程、實驗結果分析等所依據的物理原理。所以。只有吃透實驗原理，才能在原理和方法上有所創新，從而培養學生的創新意識。為了同一個實驗目的，我們可以選擇不同的實驗原理。從而創造出不同的實驗情景和操作方法。

—個物理問題，往往存在多種處理的方法。每種方法的答案也可能不盡相同。答案之間又往往不是存在簡單的誰對誰錯之分，而是只有誰優誰劣之爭，這就是問題的開放性。通過開放性問題的設計。可以培養學生發散思維能力，拓展學生的思維空間，有利于學生創新能力的培養。

例如，在“用伏安法測定未知電阻”的實驗教學結束后，可以進一步讓學生思考：除了本實驗的這種測量方法外，是否可以用其它方法來測定未知電阻呢?學生將在掌握基本實驗方法的基礎上。發揮各自的聰明才智，設計出測未知電阻的多種不同方法，達到打破學生思維定勢，拓寬學生的思維空間，升華學生的創新意識的最終目的。

作為教師。不僅要通過教學設計教會學生學會選擇和設計解決問題的方法。學會權衡利弊，選擇出適當的、可行的方法；還要培養學生學會獨立思考，不迷信教師和教材，敢于發表自己見解的精神。

總之，物理實驗教學能有效培養學生的創新意識、創新精神和實踐能力。而創新教育能使學生學會學習，開發智力，提高素質，增加鍛煉的機會，增強適應社會發展的意識。只要在教學過程中能潛移默化地滲透創新思想。持之以恒，加強物理實驗創新能力的培養，并為之付出努力，必能培養出更多具有創新精神的人才。