在物理實驗中提高學生科技創新能力的探索

　　【摘要】新課程改革背景下，物理實驗教學應有助于調動學生學習的積極性，激發他們探索的興趣和動力，促進學生科學方法、創造性思維以及實驗能力的提升。因此，創新物理實驗教學以提升學生的科學創新能力具有十分重要的意義和價值。本研究探索了在物理實驗教學中提高學生科技創新能力的主要方法和策略：增強物理實驗的新、奇、特，讓學生在震撼中感受到物理實驗的創意；創設問題情景，突出實驗的生活化、社會化；重視實驗方法的教育和實驗思想的挖掘；引進數字化實驗和虛擬實驗，使學生在體驗中學習物理；利用廢舊材料和玩具做實驗，開發實驗教學資源；改變實驗的形式，培養思維的靈活性。
　　【關鍵詞】物理實驗 科技創新 問題情境
　　
　　傳統的物理實驗一般分為兩類：一是以“老師做，學生看”為主的演示實驗；二是在教師指導下，以驗證性實驗為主的學生分組實驗。可以說，傳統的物理實驗教學模式是以“接受式教學”為主，有一定的局限性，演示實驗是老師動手做的，學生只能被動接受演示過程和得出的結論，這影響了學生學習的積極性；傳統的分組實驗模式通常是由老師講授實驗原理，準備好實驗器材，給出固定的實驗方案，學生所做的往往只是照方抓藥，而很少進行選擇、創造甚至思考更好的測量和實驗探究方法的機會。
　　新課程對實驗的要求不僅僅是進行一些操作的訓練，更重要的是通過學生獨立自主地完成實驗探究的過程，使其科學方法、創造性思維和實驗能力都得到升華。為此，在實驗教學中，我們力求喚醒學生的創新意識，激發他們探索的興趣和動力。
　　一、增強物理實驗的新、奇、特，讓學生在震撼中感受到物理實驗的創意
　　物理實驗可以激發學生學習物理的興趣，但做了物理實驗，就一定能夠激發和保持學生的學習興趣嗎？這是一個很值得思考的問題。國內外的各種調查顯示，很多中學生對物理學習的興趣正在明顯降低，導致這一狀況的原因比較復雜，物理實驗的枯燥性是一個方面的原因。為此，我們創設了許多“趣味實驗”，并注意積累、總結，使趣味實驗系列化、多樣化。
　　例如，演示“內能對外做功” 實驗，實驗室沒有這方面的實驗裝置，所以我們用膠卷盒和打火機開關做了如上圖所示的裝置，演示時候，用棉花球涂一些酒精在膠卷盒的內壁擦一擦。然后蓋上蓋子，等酒精蒸發完了，一打火，“砰”的一聲，塞子被崩出去很遠，這個實驗對學生很有震撼力（見圖1）。
　　再如，演示“電動機”實驗，實驗室的裝置很復雜，連接起來很不方便，我們一個干電池、一個線圈、一塊磁鐵就制成了簡易的電動機模型（見圖2）。
　　通過這個小發明，學生不但感覺到了實驗的驚奇，也對這個教具的創意感到新奇！在玩的過程中學習了物理知識，增強了探索的興趣。
　　二、創設問題情境，突出實驗的生活化、社會化
　　物理情境是蘊涵物理知識和物理思想方法的情境，是物理知識產生的背景，是發現和提出物理問題的重要前提。只有當創設的物理情景進入學生的“最近發展區”，并且在內容上具有“挑戰性和探索性”，才能激發學生在已有認知的基礎上產生創新欲，促進其與同學、與教師互動合作，從而提出問題，探究問題，解決問題，進而不斷發展和完善自己的知識結構與創新能力。因此，我們創設了許多生活化情境，設計出與此相關的實驗探究，這不僅使我們的教學內容更真實、親切，更能體現“從生活走向物理”的理念，更重要的是，貼近生活、社會的問題情景對實驗設計還具有指導作用。
　　例如，在八年級下冊“大氣的壓強”的探究中，我們使用提瓷磚的工具（見圖3），創設探究情境，引導學生提出為什么能夠提瓷磚。通過解決情境中的問題，學生認識到大氣壓強的存在，并且啟發學生提出：“大氣壓強有多大”的問題供學生思考。為了測量大氣壓強的大小，學生利用針筒，通過二力平衡測量大氣壓強的大小。
　　聯系學生的生活情境、社會情境，是中學物理實驗教學改革的出發點和落腳點。它可以使學生感到物理就在自己的身邊，無處不體現物理，進而使學生認識并理解物理學對個人和社會的作用與價值。同時，還可使學生形成運用物理知識解決“生活”問題的思維方式，培養和提高學生的科學素養。
　　三、重視實驗方法的教育和實驗思想的挖掘
　　李遠哲說過，動手能力實際上是動腦能力，做實驗時你先要深刻地動腦思考，動手只是動手，真正起作用的還是動腦。所以，實驗教學不僅是“做中學”，還要“做