在物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

摘要：創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫徹于素質(zhì)教育的整個過程。因此在物理實驗教學(xué)中要充分發(fā)揮學(xué)生思維的主體作用，改革實驗教學(xué)開展研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新能力

創(chuàng)新是思維的進(jìn)一步發(fā)展和升華，素質(zhì)教育的核心內(nèi)容是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。它是全體學(xué)生都有的等待發(fā)掘的內(nèi)在潛力，它要求教師根據(jù)不同學(xué)科的特點，把握契機。創(chuàng)設(shè)氛圍讓每一個學(xué)生得到最健康的發(fā)展。

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的陣地、渠道有多種多樣。課堂教學(xué)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主戰(zhàn)場，而實驗教學(xué)作為物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)、重要內(nèi)容、重要方法和重要手段，無疑應(yīng)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一條有效的途徑，這是由實驗的優(yōu)勢決定的。因為在實驗過程中師生地位是平等的，學(xué)生可以自由地觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗數(shù)據(jù)、判斷實驗結(jié)果，可以親自動手探索和驗證，還可以發(fā)表見解、與同學(xué)討論，這樣學(xué)生的思維不會受到壓抑，個性可以得到張揚。在民主、和諧、寬松、自由的氣氛中，可最大限度地激活學(xué)生創(chuàng)造的潛能。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力不是抽象和空洞的。本文就物理實驗教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力談幾點體會。

一、展現(xiàn)實驗設(shè)計思想。培養(yǎng)創(chuàng)新思維

思維是大腦對客觀事物間接概括的反映，創(chuàng)新思維不僅能揭示客觀事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，而更重要的是能產(chǎn)生出新穎的、前所未有的成果。對中學(xué)生來說，頭腦中舊的表象很少，展現(xiàn)書本知識發(fā)生發(fā)展的教學(xué)過程，就是學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)過程。在目前中學(xué)物理實驗教學(xué)中仍存在注入式教學(xué)模式，教師在教學(xué)中只注重學(xué)習(xí)的結(jié)果，而忽視學(xué)習(xí)的過程。這樣結(jié)果就是使學(xué)生只知結(jié)果。不知這個知識的來源，學(xué)生缺少自主學(xué)習(xí)的思維空間，就很難談得上創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。要真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，教師在教學(xué)中就要重視設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動。展現(xiàn)實驗設(shè)計思想，以相應(yīng)的創(chuàng)新思維的熏陶，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識。

每個實驗都有各自的設(shè)計思想，并往往都包含著對已有知識的靈活運用和創(chuàng)造性的科學(xué)構(gòu)思，對于課本上的一些演示實驗、學(xué)生實驗和著名的經(jīng)典實驗我們不是簡單地介紹其基本原理，然后就機械、簡單地操作，讓學(xué)生記住其結(jié)論，而是創(chuàng)設(shè)一定的問題情境，發(fā)揮學(xué)生設(shè)計實驗主動性，由教師加以正確引導(dǎo)，讓學(xué)生領(lǐng)會前人的設(shè)計思想，以此來滲透物理思維，啟迪學(xué)生的思路。例如，在講述到初中物理第一冊第十二章浮力中“一切浸在液體中的物體都受到液體對它的浮力”時，可先對學(xué)生進(jìn)行提問：任何物體當(dāng)它浸在水中時都受到浮力嗎?此時。可用一乒乓球?qū)⑵浣胨校^察到乒乓球上浮。再用一小石塊浸入水中，觀察到小石塊下沉，學(xué)生觀察上浮時幾乎都會認(rèn)為受到浮力，但當(dāng)觀察到小石決下沉?xí)r便會發(fā)生意見不統(tǒng)一。此時，可讓學(xué)生思考：如何驗證小石塊是否受到浮力進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生用彈簧測力計測得小石塊在空氣中受到重力，當(dāng)小石塊浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)有無變化，讓學(xué)生觀察這個實驗，當(dāng)從實驗中得到彈簧測力計示數(shù)變化時，繼續(xù)提問：“是什么原因使彈簧測力計示數(shù)發(fā)生變化?”。此時。學(xué)生便會知道小石決浸在水中也受到浮力，而且根據(jù)前面學(xué)習(xí)過的力學(xué)知識能回答出小石塊受到的浮力大小為F_浮=G—F_測，再進(jìn)一步讓學(xué)生自己動手測小石決在酒精中是否受到浮力。從而驗證“一切浸在液體中的物體都受到液體對它的浮力作用”。而且，學(xué)生還懂得用實驗測浮力的一種方法。這樣既激發(fā)學(xué)生的興趣，又啟迪學(xué)生積極思維，使學(xué)生自己在探索中得到知識，發(fā)揮學(xué)生主動性，培養(yǎng)學(xué)生劊新能力。

二、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化創(chuàng)新思維

對于課本上出現(xiàn)的一些難以理解、抽象的定律及有關(guān)知識點通過實驗加以直觀地驗證、解釋。學(xué)生在解決難題中獲得成就感，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生解決問題的能力。如“在伏安法測電阻”實驗中，可將習(xí)題中“電流表和電壓表錯接時，它們示數(shù)各多少”的問題，可用實驗進(jìn)行直接做答，這樣既省時又直觀。從實驗我們可看到現(xiàn)象：電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)約等于電源電壓。此實驗說明電壓表內(nèi)阻很大，利用串聯(lián)分壓作用，分到接近于電源的電壓；電流表內(nèi)阻很小，分的電壓幾乎為零。又如在“測小燈泡電功率”的實驗教學(xué)中，當(dāng)講到U_實>U_額時，學(xué)生很容易順著思路回答出小燈泡立即燒毀。此時可通過實驗加以驗證，控制電路中的滑動變阻器，使U_實>U_額，讓學(xué)生自己觀察實驗現(xiàn)象：小燈泡仍會發(fā)光，但沒有立即燒毀，只不過亮度比正常發(fā)光時亮，過一會兒小燈泡才燒毀。這樣化抽象為直觀，讓學(xué)生加深對知識的理解，也能讓學(xué)生自己從實驗中找到解決問題方法，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

三、改進(jìn)、拓展實驗內(nèi)容，活躍學(xué)生的創(chuàng)新思錐

當(dāng)前實驗教學(xué)普遍存在著只重視簡單的操作練習(xí)，教材中的演示實驗和學(xué)生實驗其方法一般都只有一種，內(nèi)容往往也是單層次、單側(cè)面。從器材、方法到表格設(shè)計都是按照規(guī)定好的步驟和方法進(jìn)行實驗。教師很少引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，有些學(xué)生在實驗中只是依葫蘆畫瓢。根本不能領(lǐng)會實驗的原理和思想。這樣存在較大的局限性和單調(diào)性不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，因此我們有必要對原有的實驗方案進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，拓展。如：在講述托里拆利實驗過程中，當(dāng)完成實驗后學(xué)生問下列幾個問題：若將玻璃管傾斜放置(保證水銀沒有充滿整根玻璃管)那么，此時管內(nèi)外液面高度差會如何變化?管內(nèi)水銀長度又會如何變?若玻璃管上端混入少許空氣時，則測出的值將會如何變化?在回答上述問題可邊做演示實驗，邊加以理論解答。這樣不僅提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣也加強學(xué)生直觀感受，教師也達(dá)到擴展知識的目的。又如：在學(xué)習(xí)電阻的串并聯(lián)時，我們可以給學(xué)生三個電阻，按要求連接電路：在固定的電源電壓下，分別在電路中得到最小電流和最大的電流。由學(xué)生在自我實驗的過程中，初步摸清串并聯(lián)電路特點及總電阻的變化情況，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生靈活多變，舉一反三、觸類旁通的創(chuàng)新能力。

四、將演示實驗或驗證性實驗改為探索性實驗，調(diào)動學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性

課堂演示實驗一般都以教師為主體，學(xué)生僅僅是觀察，沒有直接參與，沒有主動性，有些驗證性實驗雖然是由學(xué)生自己完成，但都是根據(jù)教材設(shè)定的框框去照方抓藥。進(jìn)行簡單、機械操作。這樣無法發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師可以不拘于教材或教參的安排，結(jié)合實驗的特點和不同教學(xué)內(nèi)容，將一些演示實驗和驗證性實驗改為學(xué)生探索性實驗，讓學(xué)生充分地動腦、動手、動口去操作、分析、探索。從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起潛移默化的作用。在實驗教學(xué)中，教師不失時機地對學(xué)生中的標(biāo)新立異的方法給予肯定、支持和幫助，鼓勵學(xué)生大膽地猜想和獨立地思考，調(diào)動學(xué)生主動性、積極性和創(chuàng)造性。例如：在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗中，給學(xué)生提供線圈、電流表和碲形磁體，讓學(xué)生自己動手研究磁是否能產(chǎn)生電，它又是在什么條件下產(chǎn)生電流，以及產(chǎn)生的電流其方向受到什么因素影響。當(dāng)然教師應(yīng)通過設(shè)計一些適當(dāng)?shù)膯栴}，盡可能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種探索研究的氛圍，引導(dǎo)他們主動地去分析現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。解決實驗中發(fā)生的各種干擾因素，最后幫助學(xué)生共同對實驗的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生通過這種自主學(xué)習(xí)活動，不僅可以加深對知識的理解，也能不斷提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

五、學(xué)生設(shè)計實驗。促進(jìn)創(chuàng)新能力進(jìn)一步發(fā)展

所謂設(shè)計性實驗，就是要打破現(xiàn)成的實驗方案，在一些特定的要求和條件下自行設(shè)計新的實驗方案和步驟，完成實驗要求。由于這種設(shè)計具有較大的靈活性。因而不僅可以培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ⒖梢杂行У赜?xùn)練學(xué)生思維的發(fā)散性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在實際中可采用多種方法進(jìn)行訓(xùn)練。如可根據(jù)同一實驗?zāi)康模\用常規(guī)器材設(shè)計多種方案進(jìn)行實驗。例如給學(xué)生某一液體，要求學(xué)生測出這一液體的密度，讓學(xué)生用盡可能多的方法來完成它。首先，當(dāng)教師在引導(dǎo)過程中對學(xué)生進(jìn)行提示：在初中階段學(xué)習(xí)了物理知識中，計算液體密度相關(guān)的有什么物理量，學(xué)生首先想到的一般都會是測密度的基本方法利用公式p=m／V。那么，要測出液體密度。則必須先測出液體質(zhì)量m，就要運用到天平、砝碼、燒杯。還要測出液體的體積V，就必須要用到量筒。在進(jìn)行設(shè)計性實驗時，可以由簡到難。首先要求學(xué)生自主選擇實驗器材，然后再讓學(xué)生以給定的實驗器材讓其設(shè)計實驗。如在上述測液體的密度的實驗中，給定：彈簧測力計、小石塊、細(xì)線、量簡及待測液體。要求測液體的密度。那么當(dāng)學(xué)生進(jìn)行實驗時，先要求學(xué)生猜想與液體密度有關(guān)的公式除了上述o=m／V外，還有液體壓強計算式P=PU_液gh和F_浮=p_液gV_排這兩種方法，很明顯在上述過程器材測液體密度更適合于用第二種方法即測浮力的方法來進(jìn)行解決。因此在設(shè)計思路中往往要求學(xué)生對課本的各個基本實驗都要深入理解。當(dāng)然學(xué)生在實驗過程中往往不能一步到位，教師應(yīng)不斷對學(xué)生想法給予肯定、引導(dǎo)、幫助，這樣在不斷改進(jìn)和探索的過程中進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。

綜上所述，作為物理教學(xué)基礎(chǔ)的實驗教學(xué)。在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新時應(yīng)結(jié)合學(xué)生的身心、特點和物理實驗特點，盡力創(chuàng)設(shè)問題情景，遵循認(rèn)知規(guī)律，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)創(chuàng)造性思維火花。盡力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新氛圍，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中學(xué)會創(chuàng)新。讓我們利用創(chuàng)造性的教學(xué)活動，培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新能力的學(xué)生，為培養(yǎng)更多的創(chuàng)造型人才作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。