新課程下物理實驗對學生創新能力的培養

徐文軍 王新春 司民真

摘要：本文對傳統的中學物理實驗進行分析和總結，在新課程理念下培養學生的創新能力。物理這門學科是一門具有探究性的、以實驗為基礎的實驗性很強的學科，在實驗環境中營造積極互動的學習氛圍，提高學生對這門學科的興趣。在實驗中，老師的啟發和引導讓學生進入探究的過程，在探究中，學生自主學習、思考，發現問題、解決問題，從而激發了學生的創新意識，使學生的創新能力得到了提高。

關鍵詞：新課程理念；學習氛圍；創新意識；培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）33-0267-03

物理學是一門以實驗為基礎的實驗科學。實驗教學是物理教學實施創新教育和素質教育的重要手段。許多物理規律的發現和物理理論的建立都是以物理實驗為基礎，因此，實驗是理論和實際相結合的一種實踐過程；同時是激發創新意識，培養創新思維，提高創新能力的重要途徑。創新是一個國家興旺發達的不竭動力，因此，在中學物理實驗教學中要高度重視培養學生的創新意識和創新能力[1]。然而，目前，傳統教學中落后的教學觀念和方法仍在妨礙學生創新能力的培養；因此，在中學物理中要充分發揮學生的主動性和主觀能動性，結合實驗教學開展研究性學習，努力更新教學觀念，以利于學生創新思維的培養，提高學生的創新能力。

一、現階段中學物理實驗教學的缺陷

1.中學物理學習的特點。中學生在物理學科上的發展特點是在掌握一定的物理概念基礎上，形成實事求是的科學態度，初步觀察（實驗能力）、初步分析（概括能力）和應用物理知識解決簡單問題的能力[2]。其結構如圖1：

2.傳統物理實驗的特點和不足之處。傳統的物理實驗項目以驗證性實驗居多，應用性、設計性和綜合性實驗占很少比例。驗證性實驗內容簡單，學生只需按部就班就能完成任務[3]。這樣不利于學生創新能力的提高，不能激發學生的積極性和創造的熱情。同時，傳統的物理實驗教學模式是學生先預習—教師講解—學生做實驗—提交實驗報告的過程。在這種模式下，學生永遠處于被動狀態，積極性得不到提高，也就談不上激發學生的創造性。還有，有些老師為了提高升學率把做實驗當成講實驗，在老師教學觀念的影響下，學生也理所當然的把做實驗當成背實驗，這樣就偏離了做實驗的初衷。實驗教材上有較全面的實驗目的、原理介紹、方法步驟說明、數據分析處理要求，老師在實驗前幫學生選好，調試好儀器外還要講解注意事項，指導學生預習，實驗過程中出的問題由老師代勞。總之，整個實驗都由教師安排妥當，這樣學生只能做學習的配角。做實驗，本來就是讓學生在實驗中獲取知識的樂趣，提高獨立思考的能力。由于在老師一手包攬的實驗的過程中，學生失去了學習的主動性，獨立性得不到培養，助長了學生的依賴性。

3.基于新課程理念的物理實驗教學。新課程中明確規定：物理學應當由實驗教學與理論教學兩個部分構成。新課程的這一規定對中學物理課堂教學的實驗教學提出了新的要求，在今后的中學物理實驗教學中要加強教學方法的改進，加強對學生自主參與、積極探究、勇于創新的精神。中學物理實驗教學過程中，強調以實驗為基礎，用實驗來展開激發學生的實驗興趣，設計實驗的實踐能力。這是物理實驗的應有之意。新課程改革要求培養學生操作實驗、設計實驗的實踐能力和創造能力。加強實驗教學的研究，盡量把驗證性實驗改成探索性實驗，把演示性實驗改成邊講邊實驗；挖掘教學內容的學術性，有機地把課內探索延伸到課外。

二、在物理實驗教學中教師如何發揮學生主動性和積極性

1.教師和學生是教育活動的兩個主要方面，兩者缺一不可。學生在實驗過程中并不是消極被動地完成實驗，而是主動參與和積極的探究。要在實驗中培養學生的創新能力，需要教師的指導啟發，但最終還要取決于學生自己主觀能動性的發揮。新課標的要求是讓學生發現式、探究式學習，而不再是傳統的全面灌輸式，對于學生主動意識和自學能力的培養成了培養學生創新能力的主要方向。那么，我們實驗的重心就應該由實驗教材移向學生。因此，“如何發揮學生在學習中的主動性”應該是開展在新課程下培養創新能力的主要方向。學生主動性作用的發揮，主要取決于學生是否在實驗中自主學習、獨立思考。學生是否明白“為什么要這么做”和“怎么做”。如果解決了“為什么要這么做”的問題，對于“怎么做”的問題也初步有了一定的方法。只要明確方向，有了足夠的動力，就會自覺尋找一定的方法，并不斷嘗試、探索，直到找到較好的方法。要發揮學生的主動性，在新課改，新理念的推動下，教師要起關鍵的作用。

2.處理好師生之間的關系，加強與學生的溝通。教師要和學生多溝通，使學生從心理愿意學習這門學科并產生很大的興趣，學生就會由被動變為主動，從老師給的問題中發現新的問題，積極研究探索，并且會投入更多的課余時間查閱更多的資料。當學生在實驗過程中遇到問題不能解決、需要老師幫助時，教師一定認真負責循序漸進引導和啟發學生并和學生進行探討，激發學生的積極性和創新意識，絕不能敷衍了事。因為老師的一句話有可能會激發學生更高的探究激情，也有可能從此打消學生的探究積極性。所以，教師一定要對學生起到很好的引導作用。在實驗教學中，教師應設置不同難度、不同層次的問題，激發引導學生參與實驗中去，并及時給予點評，使學生獲得成就感與滿足感，學生就會保持很高的積極性和主動性。教師引導學生發現問題，并解決問題；但不是代替學生，或直接告訴怎樣去做，而是想辦法讓學生學會怎樣去思考。我們知道強迫學習的東西很難長時間記憶，更不可能理解。所以從教師的角度來說，在領悟課標的基礎上，設法激發學生的主動性，才會有更高的教學效率。

3.教師在做實驗時給學生更多的時間，因為自由，所以更具有創造性。培養學生的創新精神，盡量給學生多一點思考、交流的時間，多一些嘗試成功的喜悅，使實驗室真正成為學生自主活動和探索的天地。例如，教師設計不同方法讓學生去學習歐姆定律。

首先，教師設計一個串聯電路（圖2），讓學生測定各個電阻的阻值，并從實驗中歸納出R串=R1+R2的結論完成表1。接著，教師根據串聯電路中電流電壓的特點和歐姆定律，從理論上加以推導，也得出同樣的結果。然后，我們在并聯電路的探索中，先由教師從理論上推導出1/R并=1/R1+R2的關系，接著由學生自己設計電路（圖3）操作實驗，通過側量不同的電阻，驗證老師給出的并聯公式是否正確，完成表2。以上的實驗給予學生充分的空間，讓他們體會探索的樂趣。

在完成表1、表2過程中，學生通過不同的阻值，驗證串并聯電路中的總阻值與各個電阻之間的關系，從而進行自己獨立的思考、探究。在這一過程中，學生拓寬了自己的知識面，培養了學生的相互合作意識、創造意識，產生創新思維。學生當得知自己所推導出來的結果與科學家推導出來的是一樣的，那種成功的喜悅感就油然而生，從而推動學生想進一步探究的欲望。這樣，學生在以后的學習或工作中養成了勇于探究、勇于創新的良好習慣。

三、激發學生的學習興趣和好奇心理

1.培養學生的興趣，為培養學生的創新能力做催化劑。“興趣是最好的老師”，也是在實驗中培養學生創新能力的最好的催化劑。學生創新能力的培養不是一朝一夕的事情，需要長的堅持才能有效果。要做到持之以恒，沒有濃厚的興趣支配，很難成功[4]。教師通過一些簡單有趣的小實驗演示給學生看，并讓學生親自去做。例如，教師在廣口瓶倒入2mm～5mm深的細沙，將一點燃的脫脂棉放入瓶中，吹一個略比廣口瓶瓶口大一點的氣球，綁緊后等瓶內的火勢減弱后放在瓶口，此時叫學生注意觀察。大家都全神貫注地看，這時瓶內的火焰迅速熄滅，在隨后的1min左右時間內氣球被吸到了瓶內。看到這有趣的現象，學生便急切想要知道這“魔術”的奧秘，教師因勢指出原理，不需老師多講，學生就立即產生了強烈的求知欲，這對學生的理解就會起到水到渠成的作用。老師，應在認真調查的基礎上給予鼓勵。

2.做一些貼近學生生活的實驗，會使學生具有“親近感”，學習起來更有效率。良好的教學氛圍，不僅能促進求知欲的滋長，激發解決問題的興趣，而且還會刺激創新思維的開拓，在輕松的環境中獲得真知。這就要求我們教師堅持教學民主，在實驗教學中營造一個民主、平等、寬松和充滿信任的教學氛圍，讓學生產生自覺參與的欲望，毫無顧忌地表達自己的見解。

3.重視演示實驗，給學生創造動手的機會。演示實驗能夠提供豐富的感性材料，變抽象為形象，但它最終目的是要通過觀察啟發思維，使學生更好地認識客觀規律，發展能力，培養興趣[5]；讓學生深入實際營造活生生的物理情景。教師把所要掌握的物理現象以及其所蘊含的物理原理清楚明白地展示在學生們面前，增強學生對物理知識的理解與運用。當前，所使用的中學物理教材中有些實驗不能很好地滿足學生創新精神的培養需要，有的章節所設計的實驗教學也比較少。基于以上分析，中學物理教師應當依據課堂教學的需要不斷開發和設計一些有利于學生創新思維培養的演示實驗，增強中學物理實驗教學的可操作性，使中學物理實驗教學的開展能夠真正起到培養學生創新能力的積極作用。“從生活走向物理”，教師多用一些教材上的插圖，把它搬上“講臺”進行演示；認真做好引導，讓學生親自動手；把課堂看成實驗室、把實驗看成課堂，要讓學生感到實驗的樂趣無處不在。教師要想方設法地為學生創造在實驗課上表現的機會，因為學生在自我表現過程中可增強自信，提高創新能力。

4.鼓勵學生做課外實驗和小制作活動。課外小實驗和小制作是課內演示實驗、學生實驗的補充，一般所用器材簡單易找，實驗易做，現象明顯，學生易于理解，并且鞏固新學的知識。所以，教師鼓勵學生去做這些實驗，并給他們評分和點評，作為平時實驗的成績，還要選一些好的作品留下來，參加展評。課外實驗題材廣泛，材料極其豐富，是一種激發學生學習興趣，發揮學生創造能力的有益活動。課外實驗和做小制作活動培養了學生收集信息、處理信息的能力，發展了學生的創新能力。例如，教師安排學生做“筷子提米”，制作小天平；小孔成像，自制“滑動變阻器”等儀器。學生在制作和實驗操作過程中會感受到創造的艱辛和成功的喜悅，從而培養學生追求新知、獨立思考、勇于創新的精神和能力。結合以上各種方法對學生進行創新能力的培養，為了驗證我們班的學生對物理實驗這門課程的好感度作了一次問卷調查。

由表3中的數據可以看出，學生對物理實驗這門課程的興趣大大提高了。培養學生創新能力的方法和途徑是多種多樣的，但目的是一致的，就是要培養學生的創新能力，這樣不僅調動了學生的積極性、主動性，還拓寬了學生的知識面，提高了學生的動手能力。

21世紀是一個充滿活力與創造的新世紀，科學技術的發展突飛猛進，社會對人們的創新能力的要求也越來越高。培養與時代發展相適應的人才，就必須加強對學生的創新意識和創造能力的培養。教師必須轉變教學理念，用長遠的教育觀來培養和指導學生，并把握不同課程模塊的特點，合理選擇教學策略和教學方式；在繼承傳統教學的基礎上吸取新課程教學的長處，并使之發展完善，將教材、教法、學法三者有機結合起來，和諧地統一于每一堂課的教學之中；使學生能在研究中探索知識，在探索知識中掌握一些基本的研究方法，讓學生逐步走上研究性學習的軌道，使學生初步具有探索精神，從而達到培養學生創新精神和創造能力的目的。因而，加強對學生創新能力的培養，已經成為我國教育教學改革的重點。

參考文獻：

[1]許蘭.中學物理新課程教學理論與學生創新能力的培養[J].湖南第一師范學報，2005，6（2）.

[2]謝春風，時俊卿.新課程下的教育研究方法與策略[M].北京：首都師范大學出版社，2004.

[3]賈慶超，張楠.物理化學實驗教學改革與實踐[J].廣東化工，2009，11（199）.

[4]傅瑤.初中物理教學中思維能力的培養[J].學科教學，2010，（6）.

[5]孫弘永.新課程標準下物理教學與學生創新能力的培養[J].江西理工大學學報，2008，12（6）.