充分利用物理演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

何新姬

在物理教學(xué)中為了突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師應(yīng)對(duì)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，要發(fā)掘物理演示實(shí)驗(yàn)中巧妙的構(gòu)思和方法，以實(shí)驗(yàn)為依托，拓寬其思路，挖掘其內(nèi)涵，通過(guò)形式多樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、將演示實(shí)驗(yàn)改為邊教邊實(shí)驗(yàn)

邊教邊實(shí)驗(yàn)是教師提出問(wèn)題，讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐，探索問(wèn)題發(fā)生的原因，從而得到結(jié)論的方式。這種方式有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力、解決問(wèn)題的能力、實(shí)際操作的能力和創(chuàng)新的能力，教師應(yīng)盡可能的將演示實(shí)驗(yàn)改成邊教邊實(shí)驗(yàn)的形式。

例如，對(duì)于摩擦起電現(xiàn)象，教師可讓每個(gè)學(xué)生都用塑料尺在衣服上摩擦幾下，然后吸引碎紙屑;在講慣性時(shí)，可讓每個(gè)學(xué)生將鋼筆帽放在紙條上，然后看誰(shuí)抽出紙條時(shí)還能保持筆帽不倒。學(xué)生們邊實(shí)驗(yàn)邊觀察，加深了對(duì)知識(shí)的理解，加上教師有針對(duì)性的提出問(wèn)題，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使他們養(yǎng)成動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦的好習(xí)慣。將演示實(shí)驗(yàn)改為邊教邊實(shí)驗(yàn)，不是只讓學(xué)生的注意力停留在使他們感興趣的現(xiàn)象和事物上，而是引導(dǎo)他們逐步深入、擴(kuò)散思維，從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

二、創(chuàng)新改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練，起著至關(guān)重要的作用。教材中原有的實(shí)驗(yàn)不能完全滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的需要，教材中有些演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)效果不是太好，這時(shí)，教師可以組織學(xué)生一道參與對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)。這樣，不但能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，而且可激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的科學(xué)實(shí)踐愿望并付諸于行動(dòng)，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生勇于進(jìn)行科學(xué)探索和敢于改進(jìn)前人科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新意識(shí)。

例如，在做高溫玻璃導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)時(shí)[2]，教師可以組織學(xué)生取一小塊玻璃，用鑷子夾住后在酒精噴燈上燒成黃豆粒大的玻璃球，趁玻璃軟化時(shí)，將兩根銅線插入玻璃內(nèi)，盡量靠近但不要接觸。再取一個(gè)帶有發(fā)光二極管的音樂(lè)賀卡，從賀卡電源接頭處引出兩根導(dǎo)線，再把自制的玻璃球串聯(lián)起來(lái)。玻璃球在未加熱前，賀卡音樂(lè)不響，發(fā)光二極管不亮，表明常溫下玻璃不導(dǎo)電。用酒精燈加熱玻璃球約1min，聽(tīng)到音樂(lè)聲，但發(fā)光二極管不亮，繼續(xù)加熱約30s后發(fā)光二極管就亮了。這表明玻璃的導(dǎo)電性隨溫度的升高而增強(qiáng)。這樣的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后，無(wú)論是直觀性、趣味性還是美感上，都比原來(lái)的教材上介紹的實(shí)驗(yàn)強(qiáng)得多，再加上讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、增加演示實(shí)驗(yàn)的層面

中學(xué)生對(duì)事物的觀察往往是表層、片面甚至是錯(cuò)誤的。而物理規(guī)律的表現(xiàn)形式是多層次、多側(cè)面的。教材中提供的往往是單層次、單側(cè)面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的角度來(lái)看，教師有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣购脱a(bǔ)充，盡量讓學(xué)生能從多層面、全方位去認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的全貌。

例如，為了證明大氣壓強(qiáng)存在做“覆杯”實(shí)驗(yàn)，很多教師簡(jiǎn)單的把厚紙片蓋在裝滿水的杯口再倒過(guò)來(lái)，實(shí)驗(yàn)做完即了事，讓學(xué)生目睹了一個(gè)“理所當(dāng)然的事實(shí)”“沒(méi)有什么好想的”。重新設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可先由學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn)思考“厚紙片能否掉下來(lái)”，在觀察的過(guò)程中先設(shè)疑讓學(xué)生帶著問(wèn)題，旨在引起學(xué)生對(duì)厚紙片與水杯的重點(diǎn)觀察，然后分別演示水杯盛滿水而杯口向下、向側(cè)面，盛少量水，不盛水，在盛滿水的水杯與厚紙片的接觸處插入鐵絲等多種條件下厚紙片變化的情形，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與條件關(guān)系的深層觀察和全面觀察，便能較好地培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展

創(chuàng)新教學(xué)的構(gòu)成要素是研究性、引導(dǎo)性、發(fā)現(xiàn)性、歸納性等有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，這就要求教師在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造性的應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段，將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合，用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。因此除了演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)之外，在學(xué)生的模型制作、游戲、調(diào)查小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，也可以發(fā)展創(chuàng)造活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造。

例如，在“物體內(nèi)能的變化”的教學(xué)中有個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，壓縮厚玻璃筒中的空氣，使空氣內(nèi)能增加，溫度升高，從而使筒內(nèi)易燃物著火。實(shí)驗(yàn)中明亮的火花給學(xué)生以深刻的印象，然而實(shí)驗(yàn)過(guò)后，不少學(xué)生提出：實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是什么？壓縮時(shí)筒內(nèi)空氣的溫度到底是否變化？如何判斷它是否變化？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？特別是在沒(méi)有判斷出筒內(nèi)空氣的溫度是否變化而事先就放入易燃物來(lái)顯示氣溫的升高，似乎不符合科學(xué)的探究過(guò)程。如果改變教材一舉成功的做法，而是實(shí)驗(yàn)時(shí)在厚破璃筒內(nèi)先不放易燃物，壓縮筒內(nèi)的空氣，要求學(xué)生仔細(xì)觀察筒內(nèi)空氣的內(nèi)能有無(wú)增加。這時(shí)，學(xué)生感到困惑了。空氣內(nèi)能增加與否怎能看得見(jiàn)？此時(shí)便可自然地引出一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)的問(wèn)題情境，如何判斷筒內(nèi)空氣內(nèi)能是否變化？如何變“看不見(jiàn)”為“可見(jiàn)”？順著這個(gè)思路展開(kāi)過(guò)程并組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由于實(shí)驗(yàn)是學(xué)生主動(dòng)參與設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)目的明確，還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想均留下了深刻認(rèn)識(shí)，甚至終身難忘。

五、變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，課堂演示實(shí)驗(yàn)一般以教師為主體，學(xué)生僅僅是旁觀者，沒(méi)有直接參與，不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為要將演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分的動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。

如在做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可對(duì)學(xué)生說(shuō)：現(xiàn)在我們來(lái)探究一下，滑輪組的機(jī)械效率高低與什么因素有關(guān)，我們一起來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，下面是同學(xué)們想出的幾個(gè)方法。

（a）一樣的滑輪組裝置，看提升重物的多少。

（b）提升重物相同時(shí)，用兩種不同的裝置。

在上面的方法中，提出第（a）種方法最為可貴。他們用相同的裝置，提升不同重物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用了控制變量法，也達(dá)到了發(fā)散的要求。這正是對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。也是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

總之，只要教師依據(jù)創(chuàng)新教育的理念，對(duì)每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)真分析、處理開(kāi)發(fā)，盡可能確定每個(gè)實(shí)驗(yàn)要著重培養(yǎng)學(xué)生哪方面的能力，就一定能在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)中取得良好的效果。