物理實驗教學與學生創新能力的培養

湯遠金

現代社會是以科技創新為靈魂的知識經濟時代，其教育核心要求是培養人的創新能力。為了適應時代的發展要求，作為中學教育基礎學科的物理在其教學過程中不僅要向學生傳授基礎知識，更應利用其實驗性、應用性極強的特點，培養學生的創新能力。物理學是一門以實驗為基礎的學科，而實驗教學在物理教學中又有著獨特的功能，能為學生提供豐富的感知材料，形成感性認識，建立物理概念，總結物理規律，對培養學生的思維能力有著很大的作用，如何在實驗教學中培養學生的創新能力？本文就這個問題談談筆者的一些嘗試。

一、增加設計型實驗，培養學生的創新能力

初中物理實驗按性質可分為測量型實驗和探究型實驗，測量型實驗是應用基本測量工具直接或間接測量某些物理量；探究型實驗是利用教材中提供的器材及思路進行實驗研究，這對于培養學生觀察能力和分析、概括能力起到了重要的作用，如能在教學中適時增加些設計型實驗，這對于開闊學生的視野，培養學生的創新能力有很好的作用。設計型實驗選擇，需要根據教學大綱的要求，在學生掌握好基本原理的基礎上，授予實驗的基本方法，應用最基本的測量儀器，讓學生自己去考慮哪些可能的做法，自己會怎樣做？

首先，給足實驗器材，讓學生按給的器材來構建物理情景，確定原理完成設計方案后進行實驗。

其次，沒有給足實驗器材，讓學生根據問題的條件和要求，構思相關的物理情景，確定實驗原理，添加所需器材，確定所測物理量，完成實驗設計后進行實驗。比如，用天平測出幾塊厚度相同，形狀不規則的玻璃片總面積，用量筒測出一瓶空氣的質量，還需哪些器材？并用你設計出的實驗方案測定。

再次，沒有給定實驗器材，讓學生對于同一個問題，構想出不同的物理情景，確定不同的實驗原理，選擇不同的實驗器材進行實驗。比如有一蓄電池，正負極已看不清楚，請你采用三種不同的方法，檢驗出蓄電池的正負極。

二、引導學生自己動手設計小實驗，誘發創新思維

許多學校實驗器材不足，裝配不全，大多數同學無法參與到實驗中去，如能引導學生自己動手，設計小實驗，既培養了學生的動手能力，又喚起學生對物理實驗的興趣，誘發創新思維。

設計小實驗在選材上寧“土”勿“洋”，他“廢”我“用”，以學生日常生活中常見并隨時都可以找到的物品為好，這樣選材方便，使所有的同學都能積極參與，如氣球、可樂瓶、廢燈泡、水果等。比如，利用氣球和自制小桿稱驗證力的作用是相互的，將鼓吹的氣球壓縮，用細線把它與稱盤縛在一起，撥動稱砣，使稱平衡，用火燒斷系線后，觀察到氣球向上彈起而稱盤則向下沉的現象。再如，吹鼓氣球，并將氣嘴扎緊，用手掌手指壓氣球，球形變不一樣，說明壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關。

以上列舉的只是用氣球引導學生動手做的幾個小實驗，實際上遠不止這些，如能認真思考引導得當，相信學生能設計出更多更好的小實驗，達到預想不到的效果。

三、發掘實驗的更大效用，開發學生的創新能力

教師在實驗教學中必須吃透教材的內在結構和內在聯系，從知識疑難著手，鼓勵學生勤于觀察，大膽猜測、質疑，使學生在實踐中有所發現和創新。其實教材中有許多實驗經仔細研究，都可以找到激發學生創新思維之處。比如，研究平面鏡成像的特點實驗，教師不要像課本上那樣，直接給出玻璃板。既然是研究平面鏡成像，應取出學生熟悉的平面鏡，點燃蠟燭后，讓學生觀察，提出問題，像有多大？距離平面鏡多遠？能否測定出？這個有趣的問題馬上吸引了學生的注意力，激發學生思維，進一步啟發學生測定像的大小和距平面鏡多遠，必須找到像的確定位置，而平面鏡不透光（實際上玻璃板相當是平面鏡）無法知道像在鏡后的確切位置，怎么辦？能否用其它什么器材達到這個目的？啟發、引導學生換用玻璃板做實驗，或學生自己動手做，逐步激發學生積極思考探究，從而使學生思想集中、思維活躍、興趣盎然，印象深刻自不言喻。

有些實驗在按課本要求完成后，要留意將它們拓寬、延伸一下，也將增加實驗的教學效益。比如在做完托里拆利實驗后，就這個實驗帶來的水銀材料，鐵釘或銅片放入水銀中，做一個“銅鐵浮水銀面”的實驗給學生看，學生從未見過，必定很好奇，從而激發學生探究，這對學生學習“浮力”會有很大的好處。

四、建立興趣小組，激發學生的創造欲望

創造欲是學生進行創造活動的內驅力，只有學生產生了強烈的學習興趣，才能真正激發其創造的積極性。開放實驗室，建立實驗興趣小組，選擇生活中的一些物品，由老師、成績優秀的學生帶頭，成立幫帶小組，讓每個學生都參與，靈活地進行實驗。這樣大大調動了學生的科學探索精神，培養了實驗興趣，增加了課外知識，讓學生在交流討論和合作探究中有所收獲，在創新實驗中具有成就感，掌握更好的物理研究方法。建立實驗興趣小組，讓他們利用所學的知識解決實際問題，進行小發明，小創造等。比如制作音樂門鈴、電子報警器、小孔相機、潛望鏡等。同時小發明、小創造的成果使學生體會到創造不再神秘莫測，不再是只有“天才”、專家才能做的事，從而有效地培養了學生的創造動機。同時，還可布置適當的課外小實驗，讓學生動腦、動手，多思、多做，從中受到激勵、啟發，產生聯想、靈感，使學生在知識性、科學性、趣味性的活動中觀察課內教學所不曾看出的道理，去領悟課內教學所來不及深透的奧秘，去觸摸課內教學所無法涉及的東西。實踐證明，通過小制作和小實驗等物理實踐活動，給學生提供了更多的動手動腦和自我發展的機會，能充分挖掘學生潛在的創新素養，不斷提高學生知識的應用能力，還能發展學生的個性、特長和創新技能。

創新是知識經濟時代對人才的客觀要求，基礎教育是培養創新精神和創新人才的關鍵。作為中學教育基礎學科的物理教學不但要傳授知識，更重要的是指導學生進行思考，啟迪學生的創造思維，培養學生的創新能力。學生創新能力的培養是學校教育的核心環節，作為一個物理教師，我深深體會到，重視實驗教學，把傳授知識與培養能力有機地結合起來，對提高學生的學習積極性與創造性，增強教學的效果，培養學生的動手能力，解決實際問題大有裨益。