淺談在物理實驗教學中，如何培養學生的創新能力

賀新軍

摘要：培養創新型人才是高中學校的根本任務，實驗室是培養學生創新能力的重要基地。在物理實驗教學中培養學生創新能力的主要途徑和方法包括：進行物理實驗史教育，培養學生的創新意識；采用多樣化的實驗方法，活躍學生的創新思維；注重創新演示實驗和設計性實驗，培養學生的創新技能；介紹科學家的典型事例，培養學生的創新情感和人格；用科學的評價激發學生的創新動力。

關鍵詞：物理實驗；創新能力；培養

中圖分類號：G633.7

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，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。在物理實驗教學中，創新教育的提出，一方面是物理教學改革不斷深入的需要，另一方面也是由物理學科的特點與物理實驗的本質所決定的。然而，長期以來，物理實驗教學的內容缺少更新，教學方法過于死板，實驗內容基本上是驗證性和測量性的，缺少學生自己進行設計、研究的內容。學生不須分析與創新，只需按教材上的步驟按部就班去做，就能完成實驗。這種千篇一律的實驗教學內容和方式在一定程度上限制了學生的主動性與積極性，難以激發他們獨立思考的興趣和激情，抑制了學生個性的發展，不利于創新人才的培養。那么在物理實驗教學中如何培養學生的創新能力呢？ 一、物理實驗教學中培養學生創新能力的主要途徑

1、進行物理實驗史教育，培養學生的創新意識

物理實驗除演示實驗、驗證實驗外，還應包括物理實驗史教育、設計研究性實驗、學生小儀器制作等。例如：玻爾發表原子模型理論的第二年，夫蘭克和赫茲用慢電子與稀薄氣體原子碰撞的方法，使原子從低能級激發到高能級。他們對電子與原子碰撞時能量交換的研究，直接證明了原子內部能量的量子化。后來，他們又在同樣的實驗中測得被慢電子激發的原子返回基態時輻射的光頻率，發現這種輻射驗證了玻爾假設的頻率定則。因此，夫蘭克一赫茲實驗就成為玻爾理論的一個重要實驗依據。由于他們的工作對原子物理學的發展起了決定性的作用，曾共同獲得1925年的物理學諾貝爾獎和1906年諾貝爾物理學獎。湯姆生研究陰極射線導致了電子的發現，利用實驗準確地測出了電子的荷質比。他們的實驗設計是何等的巧妙，設計思想與器材組合都是創新精神的體現……這些實驗史的介紹，不僅向學生展示了科學發現、技術發明的過程，而且展示了科學家的創造思維和創新精神。要發揮物理學實驗史的創造教育功能，我們在教學中就要重視實驗史的教育。可以啟發學生體會實驗思想與設計的精彩之處并提出問題；也可采用演示實驗，引發學生的好奇心；還可讓學生自己動手，組織與設計實驗，來“表演”某些著名實驗。總之，通過讓學生接觸到不同的物理實驗背景、教師的不同觀點和思想方法，學習物理實驗史，對學生進行德育的滲透以及科學精神和創新意識的培養，具有很好的作用。

2、實驗方法多樣化，活化學生的創新思維

目前學生的分組實驗，普遍存在只重視簡單的操作練習，從器材、方法到表格設計都是按照規定好的步驟和方法進行實驗，不能很好地領會實驗原理和思想方法，因此，必須改革實驗教學的方法。教師在設計教學內容時可以結合實驗室條件對實驗項目進行重新組合，盡量將有相似的教學內容做系統編排。在編排時，教師可以以專題的形式呈現實驗內容，每個專題確定一個主題，可以從實驗方法的相似性上選題。如重力加速度的測量實驗，學生可以利用單擺、復擺、可倒擺、自由落體運動、傾斜氣軌等許多實驗方法進行。應讓學生盡可能多地設計實驗方案，從科學性、可靠性、簡便性、準確性等實驗設計原則出發，對各個方案進行評價，最后選取兩種方案進行實驗測量與比較，活躍學生的思維，使實驗教學有更廣闊的活動空間和思維空間，可以激發和滿足不同層次學生的探索與創新欲望，使之達到不同層次學生創新能力培養的目標。

3、注重創新演示實驗和設計性實驗，培養學生的創新技能

教師創新演示實驗，不僅能更好地發揮實驗的教育功能，促使學生掌握有關學科知識，而且能對學生進行潛移默化的熏陶和感染，培養他們的創新精神，從而達到培養學生創新能力的目的。通過動手設計和實踐，切實培養了學生的創新能力、動手能力，還增強了他們的知識應用的能力。

4、介紹科學家的典型事例，培育學生的創新情感和創新人格

創新取得成功的決定因素首先不在于創新者淵博的知識，而在于他們的創新人格。源自內心的熱愛和追求是創新的靈魂，自主性、激情、意志等對創新素質的形成與提高具有極大地推動作用。所以在教學中要特別注重創新意識的培養，激發學生的創新欲望；加強對學生的情感教育，促進學生情感智慧的發展。物理學是一門實驗科學，物理學的發展史就是一個創新的歷史。用物理學發展過程中科學家的典型事例作為情感教育和價值觀教育的切入點，充分挖掘科學家崇尚科學的情感和價值觀、嚴肅認真的科學態度和良好的品格修養，追求科學的頑強毅力和獻身科學的奉獻精神，從而發揮科學史可以給人以智慧的功能，可以較好地達到培養學生創新情感和創新人格的目的。

二、創設物理實驗創新平臺，用科學評價激發學生創新的動力

愛因斯坦曾明確地談到許多學者在自己工作時的感受：“科學技術發現的歷史告訴我們，人類在獨立思考和創造思維方面的能力仍是很弱的。當客觀世界和科學需求長時期地等待一個新思想誕生時，通常需要在外部刺激下才使它實際產生。”我們如何在物理實驗教學中培養學生創新意識、創新思維和創造能力等方面也要深入的思考和探討，構建一個面向全體學生的，開放的物理實驗創新平臺是探索創新教育模式的一種有效方法。在這樣的環境下，學生可以很輕松地進行全開放的自主探索研究。通過這些學習和活動，學生不僅了解了一些前沿物理知識，而且有效地培養了學生的創新精神和實踐能力。 構建新的實驗操作考核體系，采用以多種形式對教學總體效果進行綜合考核評價，改革完善了學生實驗考核方法和考評標準。現以實驗過程的多個環節制訂考核標準，根據實驗報告、口試、筆試、實驗操作技能、自行獨立設計實驗能力、創新能力等多方面情況進行綜合考核，從而達到重點考核動手能力、綜合分析問題的能力和創新能力的目的。endprint