物理實驗的創新策略

　　摘要： 在知識爆發時代，國家的創新能力，包括知識創新和技術創新能力，是決定一個國家在國際競爭和全球多極化格局中地位的重要因素，時代在呼喚創新教育。創新教育主要是培養學生的創新意識、創新思維和創新能力。實驗教學是物理教學的基礎和重要手段之一，實驗教學中包含著豐富的科學思維、科學方法和科學精神，這些都是培養創造性能力的基礎。創新能力是基礎知識與創造性思維的整合，只有解放學生的時間和空間，才能使學生創新精神和創新能力得到最大的發展。
　　關鍵詞： 物理實驗創新靈感創新思維創新能力
　　
　　在知識爆發時代，國家的創新能力，包括知識創新和技術創新能力，是決定一個國家在國際競爭和全球多極化格局中地位的重要因素，時代在呼喚創新教育。創新教育主要是培養學生的創新意識，創新思維和創新能力。實驗教學是物理教學的基礎和重要手段之一，實驗教學中包含著豐富的科學思維、科學方法和科學精神，這些都是培養創造性能力的基礎。下面我就以實驗教學為例談談物理實驗教學中實施創新教育的策略的幾點認識。
　　一、新奇實驗培養創新意識
　　創新意識是創造性活動的出發點和內驅力，是創造性思維和行為的前提，創新意識與個人的興趣、動機和情感等非智力因數緊密相關，興趣和動機是提出問題和解決問題的基礎，中學物理中包括有大量的新奇實驗。這些新奇實驗現象可能與學生固有認識不相符，有一定的差異從而引起學生的好奇心理，引發興趣、產生質疑，激發學生探究的動機從而產生創新的意識。例如我們在教“流體壓強與流速”的關系一課時，先演示一個用漏斗朝向下吹氣，而放在潛心斗口處的乒乓球卻能懸浮在空氣中，甚至會上升而不掉下來的實驗，這些現象與學生固有的認識向下吹氣物體應掉到地下不相符，從而產生質疑，引起極大的興趣。再告訴學生飛機就據此原理上升的時候，就會激發其探究的動機。新奇實驗使學生不得不一步步地去探究，并找尋一些新的方法來解決新問題。這些新奇實驗使學生產生好奇心、求知欲和內驅力，必然帶來一連串的聯想、創新的思維活動，從而產生創新意識。
　　二、典型實驗培養創新思維
　　創造力主要表現為學生的自主性和批判性精神為基礎，基本質屬于創造性思維品質。一個人的創造性思維品質好壞是決定創新能力高低的主要因素，創造性思維品質主要是指思維的深刻性、思維的批判性和思維的獨創性。思維的深刻性是思維品質的基礎，反映了抽象思維程度和邏輯水平，體現出思維的概括特點：思維的批判性表現為善于客觀分析正反兩方面的因素。明辨是非曲直，敢于質疑，提出新的見解，而思維的獨創性表現為獨立思考，獨特思維方式，創造性的發現新問題和解決新問題。這些思維在典型、經典物理實驗中被體現得最完整，包含著偉大的科學工作者的思想過程。例如奧斯特將電和磁的各種特點進行比較，從各種相似性中概括出磁和電可能是相互有聯系的，經過努力研究，通過奧斯特實驗發出了電流磁場，即電能生磁。而法拉第等人用逆向思維，認為既然電能生磁，那么磁也能生電，法拉第經過十年的實驗終于發現了電磁感應現象，導致發電機的發明。奧斯特實驗中通電導體能使磁針轉動，安培采用逆向思維認為磁場也能使通電導體運動，通過實驗研究發現的這種原理，從而導致電動機的發明。這些經典的實驗既有逆向思維，又有發散思維，真正體現了思維的深刻性和思維獨創性。再如伽利略的理想實驗，否定了“力使物體運動的原因”體現了思維的批判性，這正是創造性思維品質的具體表現。這些典型的經典物理實驗中包含著豐富的創造性思維內容，是培養學生創新精神和創造性思維的好教材，能夠使學生在不知不覺中被潛移默化，培養創新思維。
　　三、學生實驗培養創新能力
　　科學研究表明：一個人從小學生到博士后，學習期間其老師或導師的作用都是在促進其自學能力和創新能力的不斷增長。同時其老師或導師作用在量上不斷退化，最后完全獨立。此時學生已具有較強的自學能力和創新能力。創新能力主要是通過實驗技能，研究方法來具體表現出來，學生實驗包括課堂實驗和課外實驗部分，能極好地培養學生的觀察力、動手操作能力、處理信息能力、科學研究方法和探索問題的能力。培養創新精神和創新能力，使學生能獨立工作和與人合作的能力。
　　1.課堂實驗培養創造能力基礎
　　課堂實驗包括演示實驗和學生分組實驗，演示實驗在教師的示范下對學生產生潛移默化的影響。有目的的觀察實驗現象對培養學生敏銳的觀察能力起著至關重要的作用。它促使學生在觀察過程中進行深入細致的思維活動，手、眼、耳、腦并用，使學生在觀察實驗中激發求知欲和學會基本的技能，培養研究方法和科學精神，這些恰恰是我們對學生進行創新教育的基礎和培養創造能力的出發點。要使創新能力得到更好的培養，應將課文中的部分演示實驗和測量型、驗證型實驗改為探索型和設計型實驗，它們能促進創造性思維和能力深入發展。對于設計型實驗，教師只要對學生進行必要設計思路和策略的輔導即可。學生可進行發揮從而有創新。例如：將測密度實驗改為設計型實驗之后，其結論將不再是唯一的。學生有更多的思維時間，能使發散思維起作用，可以從實驗原理、實驗器材、實驗方法等方面出發進行設計。學生能創造性地設計出各種方案。在教學過程中確實能激發學生的創新潛能和促進創造能力發展。
　　驗證型實驗，學生是先接受結論而后實驗驗證，教學上學生處于被動，不利于創造性能力的發揮。而探索性實驗實質上是指學生通過自主研究活動，帶有培養創新意識、創新能力和實踐能力相結合的實驗，能調動學生參與學習過程。探索性實驗的特點是只給出課題研究的要求。又如：高中物理——電磁感應現象這節課改為探索性實驗，學生會用各種方法，從不同側面做出探討，直到他們相互討論并采用歸納得出最后結論，這些過程中學生真正應用自己的思維來解決問題，層層深入研究，從而促使創造性能力不斷提高。
　　2.課外實驗培養創造新能力
　　課外試驗包括物理課外小試驗、小發明等，是對課外知識的鞏固，又是課外知識向外延伸的主要途徑，是理論聯系實際的具體體現，有利于培養學生的實驗技能、技術創新能力、收集和處理信息能力和思維獨創能力，培養學生思維獨創性，培養興趣和特長，從而發展求異思維和創造能力，激發創造性靈感，促進創新意識形成和創新能力加強，是其他方法無法達到的。目前課程改革中的研究性課題教學就是以小實驗、小制作和小發明緊密聯系。由于學生自主性研究使其思維不受束縛能自由發揮，不受課堂限制，有足夠時間和空間進行創新，因而能極大地促進派創造潛能發揮。
　　四、寬松的實驗課堂激發創新靈感
　　教學上寬松的環境指的是課堂要建立和諧、平等、民主的氛圍，教師不再是獨裁者而是教學的組織者和引導者，是學生學習上的朋友和合作伙伴。教師的觀點不再是唯一正確性的，課本上的真理。教師和學生可以相互學習、討論、交流，課堂上學生與學生、學生與教師、學生與課本、學生與實驗應是多渠道的交流，學生真正成為學習的主人。要允許學生犯錯誤，允許學生實驗的失敗；要充分理解學生的行為和欣賞學生獲得成功，指導學生尋找實驗失敗的原因，這樣的實驗課堂學生才能自主創新，有新的發現或者從失敗實驗中得到啟發，才會激發其創新靈感。傳統的實驗課，學生必須規規矩矩地按課本步驟和教師的方法，按部就班完成實驗。這樣學生失去了自主性和獨立的創造性。創新教育中應該允許學生有自主的創造空間和時間，只有寬松環境學生才會有創造。例如，短路課教學中允許學生用干電池做短路實驗，我在上復習課時還特別設計一節故障實驗如短路、開路狀態實驗，指導學生從故障電路中找到新方法完成實驗。開放實驗室讓學生自選器材完成實驗。學生在這樣的寬松環境中就會敢想、敢疑、敢問、敢比、敢做，從而激發其創新靈感，一點就通。
　　總之，創新能力是基礎知識與創造性思維的整合，只有解放學生的時間和空間，才能使學生創新精神和創新能力得到最大的發展。
　　
　　參考文獻：
　　［1］廖伯琴.中外物理教育改革.東北師范大學出版社，2001.6.
　　［2］錢匡武.創造力開發.福建人民出版社，1999.8.