淺議高中物理實驗教學中對學生的創新能力培養

趙巖勤

物理是一門以科學實驗為基礎的學科，物理實驗是物理概念、物理規律的基礎支撐，是物理學重要的發現手段。以培養高中學生創新能力為目標，運用多種教學方案激發和鼓勵學生不斷創新。

物理實驗高中物理創新能力物理教學是以觀察、實驗為主的學科，物理實驗是引導學生質疑、探索物理原理的重要手段。高中物理教學以促進學生主動參與物理實驗，主動發現問題、探索學習為基礎而進行的課堂教學方法。探究學習能力是將科學原理以一種特殊的教學方法，使學生通過一種物理現象將科學知識更清晰、更直觀、更有推理性的方式展現出來，物理實驗有助于提高學生發現問題，探索問題的能力，激發學生對物理知識的濃厚興趣。

一、高中物理實驗的重要性

《高中物理課程標準》中明確指出，中學生應該具備“認識實驗在物理學中的地位和作用，掌握實驗的基本技能，會使用基本的實驗儀器，認識科學探究的意義，能獨立完成一些物理實驗。”對此，筆者進行了一項針對學生對于物理實驗興趣的調查研究，有96%以上的學生表示對于物理實驗持支持態度，認為物理實驗是學好物理的重要方法；有92%的學生會在實驗課前認真準備實驗用具和實驗相關的知識；學生對物理實驗的重要方面的排序依次為：物理科學的實驗方法、物理科學的嚴謹態度、物理科學的學科知識、物理科學的創新意識。

綜上所述，課程標準對物理實驗的重要性做出了綱領性指導，物理實驗的實踐氛圍和實踐意義也得到了老師和學生的重視。

物理實驗的意義主要表現在：（1）物理實驗能夠直觀地為學生展示物理現象，能充分調動學生的在課堂上的積極性，教科書上一系列的物理實驗，是對本章物理知識由淺入深的系統設計，學生可以通過合作學習的方式，親自動手設計實驗過程，對物理知識進行驗證。（2）學生自我參與，積極動手的過程本身就是對自身創新能力的培養，學生需要安裝、調試實驗裝置，對物理數據進行記錄分析、需要細致觀察總結規律等，學生在實驗中積累對未知領域進行探索的經驗，在實踐中發現問題，解決問題，是對創新能力培養打下基礎。

二、在物理實驗教學中培養學生的創新能力

1.以日常知識為切入點，培養學的質疑能力

物理現象多是以日常原理為基礎而得來，因此，物理來源于生活，教師要根據日常現象對學生提出問題。例如，在“熱和功”的教學中，熱能轉化為功能，是如何進行轉化的？怎樣判斷熱能已經轉化？轉化過程中是否有能量消失？如何計算？沒有質疑就沒有創新，就沒有發散思維的開始，物理實驗是培養學生質疑能力的有效手段。

2.運用典型的物理實驗，培養學生參與實驗的積極性

在教學中，許多老師反映，物理實驗多以教師演示為主，學生動手參與的機會少，這制約了學生創新能力的發展，缺乏創新思維的空間。實驗方法有所改進的物理教學，也是以學生分組實驗、將教材中實驗目的和實驗原理及實驗步驟講解給學生，學生依照步驟依次完成實驗。這樣的教學實驗，使學生的思維固化，不會思考和創新，更不能對實驗中的科學方法提出自己的見解。因此，在面對這樣的現狀時，教師要對實驗做好教學設計，用典型的、具有代表性的實驗，激發學生的積極性。例如，“原子核的人工轉變”教學中，α粒子轟擊氮核產生的新粒子是質子，教師可以首先提出疑問：質子是α粒子直接從氮核中打出，還是α粒子被氮核俘獲后形成一個新核，后又分裂出來質子？兩種方式，要求學生進行猜想，猜想的過程中學生要根據所學知識新進分析，找到支持此觀點的論據。然后教師在多媒體的幫助下，將質子的形成以動態的形式展現出來，學生更直觀的了解，也更進一步驗證直接的觀點和分析思路是否正確。

3.在探索性實驗的基礎上，培養學生的探究能力

“讓學生主動參與、樂于探索、勤于思考”是新課標的基本理念。探索性實驗是指學生根據物理現象和物理理論，提出實驗設想和實驗方案，運用驗證假設、總結歸納的方法自主進行的物理實驗。教師要不斷激發學生心靈深處強烈的探索欲望，使學生積極思考，不斷探索，從而掌握探索物理問題的思路和方法。探索實驗探索性實驗有助于激發學生對創新的能動性，培養學生的參與意識和創新能力。例如，在磁場對電流的作用的教學課時，有學生提出“如果導線和磁場方向不垂直”，會發生什么情況。對于問題的提出，教師要引導學生通過實驗做出對比：導線方向與磁場方向垂直時安培力最大，導線方向與磁場方向平行時安培力最小，導向方向與磁場方向斜交時安培力介于最大和最小值之間。學生的親自參與，使得實驗方法得以鞏固，問題的提出也活躍了學生的思維，學生在探索的過程中體驗出求知的快樂。猜想—探索—實驗—假設—驗證—修正，是探索教學的一般步驟，只有讓學是不斷發掘潛能，才能是學生不斷獲得能力，不斷激發出創新能力。只有讓學生具備自我 學習的能力，用于探索的能力，才能使學生獲得新知識。

4.以實驗為載體，培養學生的動手操作能力

物理是以物理實驗為基礎的學科，學生對物理現象的好奇心很強，眾多的物理實驗需要同學們自己動手設計、參與。在學是具備了一定的物理知識后，教師要注重培養學生的動手能力，要通過有趣的實驗將學生的興趣轉移過來，鼓勵學生自己設計、自己動手參與。

例如，在加速度的講解中，筆者要求學生進行不同情況的總結，獲取相關規律：（1）物體懸掛法：G=mg；（2）自由落體法：讓小球自由落體，測出下落時間，h=1/2gt2；（3）物體沿斜面滑下：s=1/2gt2sinα（α是斜面夾角）；（4）單擺運動：T=2∏√L/g；之后筆者要求學生們根據自己的方案，找出實驗進行的可行性，以及實驗會遇到的不可操作性。比如，在方案2中，物體自由下落所需的設計很短，如何計算設計成了此實驗的難點。方案4簡單易行，便于操作，誤差也相對較小，但實驗局限性較大。在分析了實驗的優缺點之后，教師要根據學生的實際情況和提出的不同問題，加以引導，讓學生字動手得到實驗的操作的難點，逐步培養學的動手能力。通過不同的實驗方法，得到的實驗結果和實驗數據不同，培養了學生的動手能力和思維能力。

5.用物理實驗方法，激發學生的創新意識

創新是一個民族發展的根本。高中物理要利用實驗方法，積極培養高中生才創新意識。物理實驗是物理教學中動手能力和動腦能力相結合的過程，必須積極思維，積極參與，才能真正實現創新能力的提高。

在一些物理實驗中，由于實驗器材和實驗方法的不合適，實驗結果會出現誤差，如何將誤差降到最小，如何消除實驗誤差，是筆者對學生實驗提出的更高要求。筆者多以鼓勵學生采用不同的實驗方法進行實驗，不斷對實驗器材和實驗方法作出改進，這樣不但改善了實驗結果，同時讓學生有尋找新思路新方法的動力。比如，我的一個學生，很愛動手制作小發明，多次對實驗方法和實驗步驟提出很好的意見。又一次他想制作一個音樂門鈴，多次實驗后對自己失去了信心。得知這一情況，我鼓勵他不要放棄，居里夫人經過了無數此的實驗，才發現了鐳。之后，這位同學又經過了不斷的學習和實驗，終于制作出了音樂門鈴，被學校評為“創新之星”。

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