物理實驗教學中培養學生創新能力的方法和途徑

物理是一門以實驗為基礎的學科，物理實驗是物理教學的重要基礎，又是物理教學的重要內容、方法和手段。通過物理教學，目的是要培養學生動手的能力和實驗創新的能力，使學生體會物理實驗對物理學發展的意義，領悟物理學的研究方法，能達到自己提出問題，實驗探索，再總結結論的要求。下面是我校實驗教學中開展創新教育的方法、措施及途徑。

一、引導學生觀察實驗以激發創新的興趣

興趣是最好的老師，只有有了興趣，才談得上學習的積極性、主動性和創造性。對于中學生，物理實驗有很強的吸引力，極易喚起他們的直接興趣。中學生天生好奇、好動，讓他們觀察生動有趣的實驗，他們的注意力會高度集中，新奇的實驗現象常常出乎他們的意料之外，使他們興趣盎然。心理學告訴我們，在強迫的、不自覺的、程度不同的苦惱、煩惱的心理狀況下學習，有關學習的神經纖維通道對信息的傳輸不可能達到最佳狀態，因為上述干擾使學習方面的神經處于抑制狀態，反之，在積極的心理狀態下學習，興趣濃厚時，有關學習的神經處于高度興奮狀態，信息在神經通道內的傳輸保持高度暢通，這樣必然促使學生的創新意識，從而使教學效益達到最佳。因此，在實驗教學中，我們要求演示實驗不但要直觀簡明，而且要求配合實驗講解，引導學生觀察，啟發學生思維，利用中學生的好奇心，激發他們的興趣。具體操作過程中可以利用對比、矛盾、設疑等方面激趣，使學生自覺產生解惑需要。如“自感”一節的教學中，我們進行了如下的教學設計：

實驗激趣：首先引導學生觀察“通電自感現象”，與電阻相連的燈先亮，通過兩燈亮度對比兩個燈泡亮度的對比，不需要教師提問，學生自然會想到，為什么產生兩種不同的現象呢？從而自覺產生解惑需要。

思考解惑：通過短暫的時間思考，教師可以鼓勵學生思考回答問題，學生遇到困難時可以啟發對比兩個電路圖電阻與線圈的不同特點，聯想前面所學的電磁感應現象，從而順利解決問題。

激疑創新；在前面演示實驗的基礎上介紹：斷電自感現象“的電路，首先接通電路，電燈正常發光，提問學生，開關斷開時，會發生什么現象呢？學生充分思考后，讓學生搶答。

實驗驗證：通過實驗觀察，可進一步激發他們的求知的興趣，增強他們創新的意識和信心。

形成概念：在前面的基礎上，引導學生歸納總結，形成概念。

通過這樣的教學，極大地調動了學生學習的積極性，不但使學生自覺產生了解惑的需要，且掌握了解惑的方法，學生的創新意識和創新能力得到了提高。

在八年級進行趣味物理實驗講座，簡單的實驗可以讓學生參與，實驗內容可以是學生身邊的物理現象、現代科技中的一些重要成果，以激發學生求知的欲望和學習物理的興趣，培養學生觀察、分析思考問題的良好學習興趣，為順利進入高年級的學習打下良好的基礎。

二、通過學生獨立操作實驗，培養學生動手能力，實驗創新的途徑

設法讓學生動手實驗，不僅可以滿足學生操作的愿望，更重要的是可以讓學生不斷體會和嘗到發現和克服困難解決問題獲得成功后的喜悅，加強學生實驗動手的能力以增強學習的信心，所以教師有必要使學生多做實驗，具體有以下途徑：

（1）把演示實驗改為邊講邊實驗。

（2）開放實驗室

（3）學生分組實驗

教材安排的學生實驗，是通過專家精心編排的，它包括了一些基本儀器的使用、介紹了實驗的常用方法，同時加強了所學知識的理解運用，因此，在實驗室條件容許的范圍內，盡可能做到每個學生一組，創造環境讓學生獨立操作。具體教學中可以首先讓學生預習，寫好實驗報告，實驗前教師與學生一起探討歸納實驗的設計思想，引導學生對實驗原理的分析，知道要選擇的器材、實驗方法、數據記錄以及數據處理。通過對學生實驗的分析研究，明確實驗設計的一般要求和.實驗過程應逐步要求學生能獨立列出實驗步驟，獨立設計表格，獨立完成實驗，在觀察現象、數據處理的基礎上、獨立得出結論，從而提高學生實驗創新的能力。

三、啟發學生課內課外設計實驗，促進知識遷移，提高創新能力

“設計實驗”是由學生根據實驗目的，自己進行設計和實驗，靈活運用知識和技能，進行創新的實驗活動，實際上，一些創造發明、一些理論的重大突破，都是通過設計實驗來完成的。教學過程中，對一些重大的發明創造，不但要介紹實驗的創造思想，同時要介紹實驗設計的時代背景和科學家艱難的探索過程，以培養學生的創新的良好品質。

設計實驗的具體途徑可以是：

（1）改變學生實驗的要求，讓學生進行實驗設計

在完成學生實驗的基礎上，對能力較強的同學可以布置與實驗內容相關的實驗課題。通過對學生實驗的實驗方法，實驗儀器等的改變，要求學生再按照實驗目的，重新設計實驗，完成實驗要求。

（2）課堂上創造設計實驗環境

課堂上可以創造某些情景激發學生創新的欲望，根據課堂內容的需要，要求學生設計實驗對某一物理量進行測量或某些問題進行研究。

（3）課外活動中進行實驗設計

課外活動中，可以要求學生進行實驗研究。比如，在課外活動中，要求學生設計實驗，雞蛋撞地球。

四、指導學生進行課題研究，進行實驗探索，全面提高創新能力

翻開物理學史可以發現，任何一條物理規律的建立，都有一段艱辛而又漫長的過程，探索規律的工作之所以能夠取得成功，這一規律之所以能夠確立起來，其中有很多科學研究的方法和推理的思維方式，如果把科學家運用的實驗思想、方法開發出來，將有利于學生的創新能力培養。如：“單擺”一節，為討論決定單擺周期的因素，我采用學生探索實驗進行研究，具體分以下幾個階段：

（1）準備、猜想階段：主要引導學生觀察單擺的振動，討論、分析、猜想、總結決定單擺周期的因素。實際上，許多重大的發明創造，開始都是由猜想開始的，鼓勵學生大膽猜想、提出問題，這也是培養學生創新能力的一條重要途徑，并且也符合中學生的心理特點。

（2）探索發現階段：主要引導學生分析實驗研究的方法以及實驗方案，為使實驗順利完成，可以引導學生分析寫出實驗提綱、記錄表格等。

（3）總結形成規律階段：主要引導學生對實驗現象的分析，得出實驗結論和規律。

（4）發展應用階段，在探索發展的基礎上進行拓寬，可以讓他們設計實驗解決實際問題等。

采用這樣的方法教學，有利于學生積極思考，發揮學生的主體作用；有利于發展學生智力、培養能力，有利于培養學生的科學研究方法，培養學生創新品質；可克服傳統演示實驗的弊病，使學生獲得發展知識的實驗基礎，享受科學實驗的成果，進而鼓勵同學立志去發現，去創造探索物質運動的奧秘。