在物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

盛光桐

創(chuàng)新是一個永恒的話題，創(chuàng)新精神是發(fā)明創(chuàng)造的重要因素之一，然而人們可能會認為對初學(xué)物理的中學(xué)生談創(chuàng)新能力簡直是“天方夜譚”。其實不然。對于中學(xué)生來說，只要能自己動手制作一個學(xué)具，能找到一個不同于他人的解題方法，能利用廢舊物品進行小實驗來驗證有關(guān)定律，能將自己的創(chuàng)作過程、思路寫出有關(guān)的說明文。均屬創(chuàng)造能力的范疇。教師只要在平時的教學(xué)中注意創(chuàng)造良好的物理情境，注意培養(yǎng)學(xué)生的思維方式，增強學(xué)生的自信心，使每個學(xué)生能發(fā)現(xiàn)自己的創(chuàng)造天賦，必能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。現(xiàn)結(jié)合本人的物理實驗教學(xué)實踐談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的一些嘗試。

一、創(chuàng)造實驗條件。認真做好實驗。培養(yǎng)創(chuàng)新意識

開放物理實驗室，準(zhǔn)備盡可能多的實驗器材，提供更多的動手機會。在實驗教師的指導(dǎo)下。讓學(xué)生利用課余時間走進實驗室，做一做演示實驗、學(xué)生實驗或是他們自己設(shè)計、創(chuàng)新的小實驗：多鼓勵學(xué)生對實驗進行創(chuàng)新設(shè)計。包括對器材的創(chuàng)新和改進等；多準(zhǔn)備一些實驗器材(儀器不一定按教材上規(guī)定的去準(zhǔn)備)讓學(xué)生自己去選擇：多給出一定數(shù)量和類別的器材，要求學(xué)生充分發(fā)揮器材的作用，盡可能地多做幾個實驗。例如，給出下面一些器材：干電池、學(xué)生電源、電鍵、導(dǎo)線、變阻器、電阻箱、電流表、電壓表、靈敏電流計，讓學(xué)生選用合適的器材，測出未知電阻的阻值和人體電阻的阻值。在實驗方法和步驟上可以盡量簡略一些，以提綱式列出要點，多給學(xué)生一些思考的余地和空間，這樣不僅能培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手實驗?zāi)芰?，而且還能為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識創(chuàng)造良好的環(huán)境和條件。

二、利用身邊材料，制作實驗器材。激發(fā)創(chuàng)新意識

用日常器具做實驗，具有簡便、直觀、原理單一等優(yōu)點；用日常器具進行教學(xué)實驗探究活動。更有利于學(xué)生動手實驗。發(fā)展學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。由此可見，提倡用日常器具做實驗，決不是權(quán)宜之計。而是豐富物理實驗資源和全面提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的需要。

著名物理教育家朱正元教授曾經(jīng)說過：“壇壇罐罐當(dāng)儀器。拼拼湊湊做實驗”。就是說在物理實驗教學(xué)中要大力倡導(dǎo)做簡單易行的替代性實驗。其實，組織學(xué)生共同研究和制作一些簡單實用的實驗器材，本身就是培養(yǎng)實踐能力的有效方式，學(xué)生身邊的物品和器具就是豐富的物理教學(xué)資源。

比如利用廢棄的礦泉水或飲料瓶就可以完成“顯示光的折射現(xiàn)象：反映凸透鏡成像情況；表現(xiàn)聲音的產(chǎn)生和傳播：研究液體壓強和大氣壓強；探究物體的浮沉條件”等幾十個實驗。以廢棄的飲料瓶為例，可以做成簡易天平和桿秤的托盤；可以制成簡單的量筒；可以制成“土電話”的話筒和聽筒等等。

又如主要利用礦泉水瓶及借助其他輔助材料，可自行設(shè)計完成哪些實驗?說明哪些物理原理?學(xué)生通過查閱資料，動腦思考，能設(shè)計出多達十幾種的實驗方案。涉及到力、熱、光等許多知識點，能培養(yǎng)學(xué)生動手、動腦、勤于思考的好習(xí)慣，能培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、整理、概括等能力。

三、重視課外實驗。開展“三小”活動，培養(yǎng)創(chuàng)新意識

開展課外小實驗、小制作、小發(fā)明的“三小”活動，是培養(yǎng)和提高學(xué)生實驗設(shè)計能力的延續(xù)和補充。要想真正提高設(shè)計性實驗的教學(xué)效果，僅在課堂內(nèi)是不夠的。還必須輔之以生動活潑的課外小實驗、小制作和小發(fā)明活動，才能達到最佳效果。如在學(xué)了“光的色散”一節(jié)知識后，可以增設(shè)“室內(nèi)彩虹的形成”這一課外實驗；學(xué)了磁場后，可增設(shè)“指南針制作”這一課外小制作等。開展“三小”活動中，不僅能使學(xué)生的手腳充分放開，思維充分活躍，更有利于學(xué)生潛能的充分發(fā)揮，更有利于激發(fā)學(xué)生的靈感，更有利于學(xué)生的實驗技能在不知不覺中得到充分地開發(fā)和提高。

雖然在教科書中有課外小實驗和小制作。豐富了學(xué)生的課外實驗活動，但僅有書上的這些還不夠，教師在教學(xué)中可適時適當(dāng)加以補充。例如，在上“壓強”一節(jié)時，可讓學(xué)生做“捏雞蛋”的小實驗，實驗做完后再給學(xué)生講《“大力士”捏雞蛋》的故事：很久以前，有一個年輕人十分好強。一次他參加一個豐盛的宴席?？腿藗冞叧赃呎?wù)撝煜碌囊恍┠苋恕？洫勊麄內(nèi)绾瘟Υ鬅o比。突然，這位年輕人擺出一副不屑一顧的神氣說：“我是天下最有力氣的人，在座的諸位客人，敢不敢同我比一下力氣?”這時鄰座走出一位白胡子老公公，他來到年輕人跟前，拍拍他的肩膀說：“小兄弟，你說自己是天下無敵的大力士，請你當(dāng)眾表演一下，用一只手把一只雞蛋捏碎，我們就承認你是個大力士?！边@位年輕人笑呵呵地把一只雞蛋捏在手里，嘴里說著：“這還不容易”。心里卻在想：你這個老頭兒，太小看人了!客人們都圍繞著年輕人觀看，只見年輕人雖然使盡最大力氣，把臉憋得紅通通的。但還是沒把這個雞蛋捏碎。于是，他不得不慚愧地低下頭，認輸了。從此，他再也不敢隨便夸口了。一只雞蛋在碗口上輕輕一磕就碎了，可為什么用手捏它卻不碎呢?這要從壓力的作用效果說起。壓力的作用效果，不僅跟壓力的大小有關(guān)，還跟受力面積有關(guān)。當(dāng)那位年輕人手握雞蛋時，盡管用力很大，但由于受力面積也較大，故壓強很小，不足以使雞蛋破碎；而當(dāng)把雞蛋放在碗口上輕輕一磕，盡管用力很小。但由于受力面積較小，產(chǎn)生的壓強反而較大，能使雞蛋破碎。這樣，既增加了課堂的趣味性，又培養(yǎng)了學(xué)生動手、動腦、勤于思考的好習(xí)慣，在實驗中，學(xué)生創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)和提高。

四、設(shè)計開放問題。培養(yǎng)發(fā)散思維。升華創(chuàng)新意識

實驗是理論與實踐密切相結(jié)合的一種實踐過程，而實驗原理并不是僅僅指實驗?zāi)康闹兴f明的物理原理。廣義地講。實驗原理是實驗的方法、實驗的裝置和器材、實驗過程、實驗結(jié)果分析等所依據(jù)的物理原理。所以。只有吃透實驗原理，才能在原理和方法上有所創(chuàng)新，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。為了同一個實驗?zāi)康模覀兛梢赃x擇不同的實驗原理。從而創(chuàng)造出不同的實驗情景和操作方法。

—個物理問題，往往存在多種處理的方法。每種方法的答案也可能不盡相同。答案之間又往往不是存在簡單的誰對誰錯之分，而是只有誰優(yōu)誰劣之爭，這就是問題的開放性。通過開放性問題的設(shè)計。可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力，拓展學(xué)生的思維空間，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

例如，在“用伏安法測定未知電阻”的實驗教學(xué)結(jié)束后，可以進一步讓學(xué)生思考：除了本實驗的這種測量方法外，是否可以用其它方法來測定未知電阻呢?學(xué)生將在掌握基本實驗方法的基礎(chǔ)上。發(fā)揮各自的聰明才智，設(shè)計出測未知電阻的多種不同方法，達到打破學(xué)生思維定勢，拓寬學(xué)生的思維空間，升華學(xué)生的創(chuàng)新意識的最終目的。

作為教師。不僅要通過教學(xué)設(shè)計教會學(xué)生學(xué)會選擇和設(shè)計解決問題的方法。學(xué)會權(quán)衡利弊，選擇出適當(dāng)?shù)?、可行的方法；還要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會獨立思考，不迷信教師和教材，敢于發(fā)表自己見解的精神。

總之，物理實驗教學(xué)能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和實踐能力。而創(chuàng)新教育能使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，開發(fā)智力，提高素質(zhì)，增加鍛煉的機會，增強適應(yīng)社會發(fā)展的意識。只要在教學(xué)過程中能潛移默化地滲透創(chuàng)新思想。持之以恒，加強物理實驗創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并為之付出努力，必能培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新精神的人才。