實驗教學對我的啟迪

馬 亮

物理學科是一門以“觀察和實驗”為基礎的實踐性學科，又是一門具有高度的抽象性，嚴密的邏輯性等特點的理論性和應用性學科。實驗教學是物理教學的重要環(huán)節(jié)，通過實驗教學，一方面可以培養(yǎng)學生基本實驗技能，使他們能夠從具體的實驗現(xiàn)象中形成正確的物理概念，掌握物理規(guī)律；另一方面，能培養(yǎng)學生觀察，分析綜合思維能力，初步掌握科學的物理實驗的方法。培養(yǎng)學生堅韌不拔的探索精神和創(chuàng)造力。實施創(chuàng)新教育，是時代發(fā)展的需要，十年的教學實踐深深地讓我意識到物理實驗教學對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力的重要性。

一、實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑

1實驗能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識

實驗具有真實形象生動的特點，極易喚起學生的直接興趣。興趣是推動人們求知探索創(chuàng)造的一種內在力量，興趣必然引起追求，而追求研究就會導致對事物的深刻認識和理解。鼓勵學生大膽提出問題積極猜想，從而也激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識是創(chuàng)造的前提和關鍵。有了創(chuàng)新的超前意識，才能抓住機會，產(chǎn)生創(chuàng)新方法，啟動創(chuàng)造性思維，去獲得創(chuàng)造能力。

2實驗有利于樹立學生的創(chuàng)造精神

實驗是一種科學方法，它是理論密切聯(lián)系實際的學習過程，其中藏有極其活躍的因素，能活化學生學到的物理知識。實驗又是一個嚴格的物理過程，要想獲得成功，來不得半點虛假，很多實驗實際上就是在科學發(fā)展史上具有重大意義的經(jīng)典實驗的簡化或模擬，其中凝聚著老一輩科學家追求真理實事求是的科學精神，蘊含科技先驅富于創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)性的偉大思想和一絲不茍，不怕挫折的科學態(tài)度，更有為證實預想進行的絕妙的實驗構思和精巧儀器設計，這些都將給學生以警醒和啟迪，并成為他們的楷模。實驗對樹立他們的遠大理想和艱苦踏實，勇于探索的創(chuàng)新精神起著重大的作用。

3實驗鍛煉了學生的創(chuàng)造性思維

實驗是物理直觀的最重要形式。著名科學家錢學森認為：直觀不僅是一種很重要的教學手段，更是產(chǎn)生形象思維的源泉。事實上，形象和直覺思維中的想象類比和大膽假設對物理學的發(fā)展、創(chuàng)造發(fā)明起著至關重要的作用。通過實驗，鍛煉了學生的創(chuàng)造性思維，創(chuàng)造性思維是多種思維形式交融的結晶，是創(chuàng)新能力的核心，前進的動力。

可見，實驗具有實踐性、真實性、探究性和創(chuàng)造性，它能夠促進學生左、右腦的協(xié)調發(fā)展，有利于發(fā)揮雙腦優(yōu)勢，挖掘創(chuàng)新潛能，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑。新課程的理念是先進的、好的。但在具體的教學實踐中，尤其是在大班教學背景下，似乎新課程的理念難以落實。如：如何在大班額的背景下，照顧到所有的學生?如何既面向全體，又照顧學生的個體差異，尤其是如何照顧學習有困難的學生?在大班額的情況下，如何進行探究性學習?如何進行小組合作學習等等。

二、在實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的方法和手段

1改革教學模式、立足實踐，讓每個學生都參與到教學活動中來。

通常演示實驗是由教師在講臺上做，學生在下邊看：有限的幾個學生分組實驗也是一窩蜂進去又出來(實驗室)，草草了事，由此導致學生動手機會明顯偏小，很難使每個學生都參與到教學活動中來。破除教師一人獨占課堂教學四十五分鐘的情況，使學生在課堂上也如教師一樣擁有自主活動的時間；擺脫有學生被排除在教學之外的情況，使每一個學生都能夠參與教學活動；照顧學生的個體差異，實現(xiàn)有效教學。因而我們有必要將演示實驗的空間由通常的講臺轉向學生座位，乃至向更大的范圍擴展，將實驗時間由通常課內向課外延伸。具體地說①可將一些演示實驗改進為師生合作實驗或共同實驗如：“單擺演示”、“電流的磁效應”等。②創(chuàng)造條件將一些演示實驗改為學生分組實驗或邊學邊實驗。③將一些演示實驗改造為課外實驗或家庭實驗。④組織課外興趣小組活動。⑤開放實驗室，在規(guī)定的時間內將有關實驗器材擺入實驗室，供學生自主地有選擇地進行操作研究。開放實驗室要讓不同層次，不同需要的學生各得其所，便于學生在寬松的氛圍中積極自主地動手、動腦。⑥拓展實驗方式。實驗教學還應因陋就簡，就地取材，修舊利廢，大力發(fā)展簡單易行的各種替代性實驗。同時，也需注意發(fā)揮一些微型化實驗。簡約化實驗以及現(xiàn)代化教學手段在培養(yǎng)學生動手能力方面的重要作用。

2精于思考，勇于探索的探究實驗

物理學科是以實驗作為載體的。許多的現(xiàn)象可以說明所要講述的物理知識。在教學中我通過探究實驗的設計，讓學生去發(fā)現(xiàn)問題，思索問題，尋找知識。探究實驗的教學首先要提出所要探究的問題，要注意問題的提出要新，要有一定的趣味性，能充分調動學生的積極性。如學習《熱現(xiàn)象》時提出在我們生活中熱水瓶是常見的生活用品，你知道熱水瓶的保溫與什么因素有關嗎?今天我們就來“探究熱水瓶里開水的多少與保溫性能的關系”；在《摩擦力》時提出我們都會走路，走路靠得是摩擦力，平時我們都走得很穩(wěn)，可是下雨天時走路就容易摔跤。想知道是什么原因嗎?那我們就一起來“探究摩擦力的大小與哪些因素有關”。

其次要引導學生根據(jù)已學過的物理知識和生活經(jīng)驗，對問題進行科學猜想，鼓勵大膽提出假設，開展討論，分組設計，檢驗猜想的實驗方案，包括選用哪些實驗器材。先后測量哪些物理量，具體如何操作等。例如在《重力》一節(jié)的教學中，“探究重力的大小與哪些因素有關”，要引導學生猜測重力的大小可能與形狀，體積，質量等因素是否有關，并設計選用相關材料進行探究；在《摩擦力》教學的，“探究影響摩擦力大小因素”的實驗中，讓學生以實驗組為單位，結合猜測“可能與接觸面的大小。接觸面的粗糙程度，壓力的大小等因素有關”，并針對每一猜測設計合理實驗方案，針對每一猜想討論如何進行實驗，設計出進行實驗的步驟。

再次就是在教師的指導下，讓學生進行分組實驗，取得合理實驗數(shù)據(jù)，通過實驗現(xiàn)象，數(shù)據(jù)的分析，綜合、判斷、推理等檢驗假設，最后得出結論獲得知識。這一過程是探究教學的關鍵，在學生自主探究實驗時教師要引導設計合理的實驗方案，強調實驗的要點，采用“控制變量”的實驗原理，自發(fā)的完成實驗。如在“探究熱水瓶里開水的多少與保溫性能的關系”時，以實驗組為單位。記錄測量熱水瓶里開水的體積，注意測量時間、測量溫度、環(huán)境溫度等，通過記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)后得出結論：熱水瓶中開水灌到離瓶塞2－3cm左右時性能最好。同時告訴學生熱水瓶的保溫性能還受其他因素影響，如瓶塞與瓶口是否密合，瓶塞的導熱性能如何等。在這一過程中教師要引導學生選擇實驗器材不要過于復雜，實驗過程中要觀察實驗現(xiàn)象，并及時將有關現(xiàn)象、數(shù)據(jù)記錄下來，對于實驗操作難度大或誤差過大的實驗，也不宜學生自我實驗探究，因為學生很難處理好實驗操作與思考探究的關系，他們會在實驗過程中忙亂不堪，妨礙學生正常思維的發(fā)展，無法達到教學目標。

最后對于學生積極主動參與探究活動學習要給予充分肯定，為學生今后解決類似或相似問題導向指路，

這是探究式課堂教學活動繼往開來的一步，其作用在于進一步讓學生牢記探究的方法，養(yǎng)成自主探究的習慣，把學習探究變成自己生活的第一樂趣，這一步激勵評價可由教師進行，也可以讓學生自評互評大家總結，教師補充。另外還可以把局限于課堂的時間與空間擴大到課堂之外，讓學生到社會生活中去探究，多給學生動腦動手、實踐、探究的機會。如在《聲音的特征》教學時，“比較幾種物質的隔聲能力強弱”實驗，安排同桌的學生作為實驗組，利用周日進行實驗；在學習了《摩擦力》之后，“探究自行車結構中哪些與摩擦力有關”的實驗。安排學生利用課余時間一同對自行車進行觀察，并實際的應用一下，體驗摩擦力在使用中的作用，以加深對知識的理解。

總之，探究實驗是以充分調動學生的各種感觀動能為前提的一個綜合學習過程，探究實驗由幾個部分構成：提出問題猜想與假設、制定計劃和設計實驗、實施實驗和收集證據(jù)、分析論證、評估、合作交流。在探究實驗過程要求學生通過獨立思考或與同學合作能夠弄清楚的問題。就留給學生小組去完成，以加強學生問的合作。既然是合作，每個人就必須有可以合作的基礎，即分工。有了分工，每個人就可能發(fā)揮自己的特長，經(jīng)由自己的獨立思考與獨立的活動結果和他人合作。這樣一來。就在客觀上使得每個學生必須進行獨立活動，并在獨立活動的基礎上與他人相互交流與合作。

這樣，學生就必須參與教學而不能游離于教學之外。應強化實驗教學的啟發(fā)性和探索性，努力使實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象或實驗結果能夠激勵學生進行深入的思索、探究?？朔坝惺譄o心”。及時設疑。疑是汲取知識的動力，有疑惑才有探求，才有積極主動的思維活動。敢于“嘗試錯誤”。為了強化實驗教學的探索性，還要鼓勵學生對實驗中可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象和實驗結果進行預測和猜想，即使當學生通過實踐發(fā)現(xiàn)自己的預測和猜想是錯誤的。也就為其下一步成功創(chuàng)造了條件?！皣L試錯誤”做為一條重要的學習原則，在實驗教學中適當?shù)丶右赃\用，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)造精神有著積極的意義。

課堂上學生的探究，與科學家的探究不同，這里蘊含著幾層意思。其一，課堂上的探究是在教師引導和幫助下進行的；其二，學生探究的內容，對學生而言是未知的，但對人類總體知識是已知的；其三，課堂上的探究為學生理解教學過程、形成科學的思維方法，積極的情感態(tài)度、價值觀服務，總之是為學生的全面發(fā)展服務的。

那么，在課堂教學中，到底應怎樣進行有效探究呢?

首先，教師在教學設計中。要努力將原先用于講授的內容轉化成適于學生探究的——個個有探究價值的問題(有些完全不適于探究的內容，另當別論)。其次，要為學生獨立探究和相互合作提供思維操作的中介性工具。思維操作工具既包括有價值的問題，也包括教師的語言工具和學生可以動手操作的實體工具。在課堂教學的情況下，尤其是大班額的情況下，教師的語言要結構化，實體的操作工具要精心設計。要給學生留有較充分的思維空間，培養(yǎng)學生善于獨立提出問題的能力，創(chuàng)設較為寬松的實驗教學環(huán)境。

實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑。在實驗教學中，要積極改革，打破傳統(tǒng)固定模式，創(chuàng)設逆向思維，立足實踐，改進教學方法，營造自主和諧的氛圍，要多渠道多層次地鼓勵和引導學生精于思考、勇于探索、大膽創(chuàng)新。著名教育家陶行知說過：“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人”。只要我們加強學習，不斷提高自身素質，把握好實驗教學各個環(huán)節(jié)，就一定能培養(yǎng)出適應當今時代的具有創(chuàng)新能力的建設人才。