“偷工減料”巧設計 “過關斬將”真創新①
——在物理實驗教學中培養學生的創新能力

阮享彬1 牟銀勇 周鳳

(1. 重慶市教育科學研究院，重慶 400015；2. 重慶市育才中學，重慶 400050)

“創新是指以現有的思維模式提出有別于常規或常人思路的見解為導向,利用現有的知識和物質，在特定的環境中,本著理想化需要或為滿足社會需求，而改進或創造新的事物、方法、元素、路徑、環境，并能獲得一定有益效果的行為?！弊鳛榻逃ぷ髡邞撛诮逃虒W中突出對學生創新能力的培養，在物理教學中利用實驗培養創新能力是絕佳的途徑。但在實驗教學中普遍存在著以下現象：一是教師很勤快，準備好了實驗需要的每一樣器材，什么東西都不缺，拿來即用，學生依葫蘆畫瓢，以完成實驗為目標，缺少創新的物質條件，實驗中主要培養學生的實驗操作能力，學生的創造力得不到培養；二是教師迫于學時的限制、對教學進度的掌控，過度主導了實驗的開展，沒有給大部分學生留思考、琢磨、反復實踐的機會，大部分學生的思維都跟著教師或少數優生的思路進行，不易提出有別于常規或常人的思路和見解，很難培養學生的創新能力。怎樣利用物理實驗培養學生的創新能力？筆者針對初中物理實驗教學，選取可操作性強的部分實驗，開展了創新能力培養的研究，并付諸教學實踐，受到學生的歡迎。

1 利用“偷工”為培養創新能力提供環境

所謂“偷工”是指教師合理減少課堂中的細節引導行為，提出實驗目標后，利用有限的設備，讓學生探索達成實驗目標的方案。在看似“偷工”的背后，需要教師在實驗設計之初對可能出現的方案盡量做到心中有數。在實驗教學中，教師盡量放手，讓學生自主做實驗，學生利用已有知識，設計實驗，并大膽進行實驗，后期開展必要的討論和交流，這樣才能為培養學生的創新能力提供良好的氛圍和環境。

在“探究電流跟電壓和電阻關系”的實驗教學中，教師不要急于引導學生用完善的方案開展實驗探究，要依據學生的認知基礎和已有經驗(盡管有些經驗并不完全正確)，選擇關注的內容，自行設計方案，開展電流跟電壓和電阻關系的探究。在具體教學實踐中，學生設計了如下探究方案。

(1) 利用如圖1所示電路進行探究，通過改變電源來改變定值電阻兩端電壓，收集對應的電流表讀數，他們沒有得出電流跟電壓成正比的關系。

(2) 利用如圖2所示電路進行探究，通過改變電源來改變定值電阻兩端電壓，收集對應的電壓表、電流表的示數，得到了電流跟電壓成正比的關系。

(3) 利用如圖3所示電路進行研究，通過改變滑動變阻器的阻值，同時記錄電流數據，得出的結論是：電阻越大，電流越小。

(4) 利用如圖4所示電路進行研究，通過更換定值電阻的阻值，收集電壓值和電流值，得出的結論是：U=IR。

有人認為上述學生自主設計的方案中，一部分跟本節教學目標的關聯性不強，似乎是走了彎路，于是在課堂上為了節約時間，強行引導學生依照教材的方案進行探究，忽略了學生的個性化認知，學生的興趣和參與度會大打折扣。物理課程標準要求：在科學探究活動中，應鼓勵學生積極、大膽地參與，避免包辦代替、簡單否定等。放手讓學生借助已有認知，在自由民主的氛圍中開展個性化探究，正是學生積累自主創新寶貴經歷的良好途徑。

在日常的課堂教學設計中，我們需要著力創設有效的教學情境，讓學生在有趣的情境中，感受到問題解決的意義和價值，順利實現“樂學”開端。如何基于情境提出有價值的科學問題？怎么設計方案去驗證自己的想法？如何收集證據并開展分析論證？作為教學活動的組織者，切忌越俎代庖，完全可以大膽“偷工”，放手讓學生思考、動手和展示，讓他們成為學習的真正主人，讓物理學習真正發生。

2 利用“減料”培養學生的創新能力

所謂“減料”即適當減少實驗中的器材，學生根據已有的認知，利用身邊的物品來完成探究任務，為學生創新能力的培養留足物質空間。這要求教師在實驗教學設計之初，結合學生的知識和技能基礎，做好充分的預估，對部分學生實驗進行“減料”設計，充分發揮實驗教學在學生創新能力培養中的作用。

比如，在“測量固體密度”的實驗前，布置學生帶上自己感興趣的家中小物件作為測量對象，根據原理分析，通過向實驗員借用天平、量筒等儀器，開展密度測量；沒有提拉固體的細線，同學們想到了借用身邊的鞋帶、實驗室現成的導線以及女生頭發作為拴綁線；由于自帶物件太大，無法放入量筒中，同學們設計了簡易溢水杯測量排開水的體積，用于替代被測物體的體積(如圖5)；由于所帶物體無法自行沉底，于是，同學們想出了用細針壓、用重物拉等多種辦法(如圖6)；由于托盤天平操作不易，有學生回家后用廚房電子秤進行更為便捷的質量測量。

學生在親身經歷了各種固體密度的測量后，通過班級分享、交流，關于捆綁用的繩子對測量結果影響的研討、不規則固體體積的特殊測量方法等，都是在學生的真實實驗過程中自然生成的。學生積極參與具有挑戰性問題的解決，真實的情感體驗讓深度學習發生，學生創造性解決實際問題的能力也得以提升。

我們可以有意識創設具有一定開放性的生活問題情景，生成需要通過實驗解決的實際問題，使學生在充分理解實驗方案的前提下，自己選擇實驗器材，組合實驗裝置，自主進行實驗，還可以放手讓學生開展“異想天開”式的測量和探究活動，倡導隨手抄起身邊的“家伙”，想盡一切辦法達成實驗探究目標，這就是“減料”式實驗教學設計的真諦。

3 結語

教師通過有意識的“偷工”，鼓勵學生自主探究，在問題解決條件中“減料”，融探究于多種真實情境中，充分激發學生的積極性和創造力，克服困難，在“過關斬將”中不斷跨越物理學習障礙，在創新解決實際問題中增長能力。作為物理教師的我們，應該不忘物理實驗教學初心，充分發揮物理演示實驗、學生分組實驗、課外探究實驗的教學功能，重視真實生活情境創設，營造學生樂于深度參與的良好氛圍和環境，挖掘實驗教學對創新人才的培育功能，助力中國創造之夢想成真。