如何在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

陳　莉

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué), “創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂”，在知識(shí)經(jīng)濟(jì)的社會(huì)中，人最重要的素質(zhì)就是創(chuàng)新能力。所以在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是實(shí)施素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。因此在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注意不斷激勵(lì)學(xué)生通過(guò)觀察、比較、實(shí)驗(yàn)、歸納、類(lèi)比等探索手段提出種種假設(shè)和猜想發(fā)展他們的創(chuàng)新意識(shí)就顯得尤為重要。

一、培養(yǎng)觀察力是學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)

從培養(yǎng)能力的角度來(lái)看,演示實(shí)驗(yàn)主要是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,因此要培養(yǎng)觀察能力就必須抓好演示實(shí)驗(yàn)。在演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,著重要培養(yǎng)學(xué)生的觀察的目的性、敏銳性和客觀性。在培養(yǎng)學(xué)生觀察的目的性上我一般采用的是讓學(xué)生回憶的方法。例如:請(qǐng)你就剛學(xué)習(xí)過(guò)的《磁場(chǎng)》、《電磁感應(yīng)》舉一個(gè)老師在課堂上做過(guò)的、你又感興趣的演示實(shí)驗(yàn), 說(shuō)出老師做的步驟、你觀察到的現(xiàn)象和得到的結(jié)論。這樣的題目給學(xué)生很大的自主性。其一是, 學(xué)生選擇課題是自主的; 其二是體現(xiàn)學(xué)生自己的興趣、認(rèn)識(shí)的獨(dú)到之處是自主的。教師正好藉此培養(yǎng)學(xué)生的自主性和觀察的目的性以及可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

在培養(yǎng)學(xué)生的敏銳性的時(shí)候，著重要使學(xué)生能夠在司空見(jiàn)慣的物理現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)一些新的東西,發(fā)現(xiàn)一些重要特征。例如:在演示單擺振動(dòng)周期與重力加速度關(guān)系時(shí),教師可以放一塊強(qiáng)磁鐵在單擺的下方,再測(cè)出其振動(dòng)周期, 比較一下放了磁鐵與沒(méi)放磁鐵的哪個(gè)周期大?這樣的題目,在教師沒(méi)有講解的情況下,學(xué)生只有靠敏銳的觀察了。

在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多,作為教師,應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的客觀性及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。一就是一,二就是二,不要弄虛作假,實(shí)驗(yàn)中誤差是不可避免的。教師在演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度和體驗(yàn),避免出現(xiàn)捏造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、歪曲實(shí)驗(yàn)事實(shí)的現(xiàn)象。例如在凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,除了照課本上的實(shí)驗(yàn)步驟外,再要求學(xué)生在觀察中悟出凸透鏡的前后兩個(gè)鏡面上分別出現(xiàn)正立和倒立燭焰像的道理,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中鞏固了凸鏡和凹鏡成像的知識(shí), 培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的綜合觀察能力。接著追問(wèn)把光屏取走,能見(jiàn)到實(shí)像嗎?學(xué)生由于受思維定勢(shì)的影響, 認(rèn)為沒(méi)有光屏就不能成像。也有的學(xué)生感到老師的提問(wèn)而又無(wú)法來(lái)肯定或否定。這時(shí)老師抓住機(jī)會(huì), 引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中探索, 先用毛玻璃代替光屏, 并在成像的位置上把它漸漸下移,沿著光軸的方向看去在屏移去的位置上就有一部分燭焰實(shí)像,并和毛玻璃上成的另一部分燭焰實(shí)像上下接合,此時(shí)學(xué)生一種找到答案的喜悅感,猶如深山覓珍寶似的興奮激動(dòng), 使學(xué)生有探索過(guò)程中提高認(rèn)知興趣, 也培養(yǎng)了學(xué)生用求實(shí)的作風(fēng)探索科學(xué)的奧妙。

二、培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和思維品德

良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和思維品德是學(xué)生創(chuàng)新能力形成的重要途徑，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要重視學(xué)生分析、思考與比較、歸納能力的培養(yǎng)，要重視培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和思維品德，使之形成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

在進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生即使按照教師要求在實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作，對(duì)儀器的操作步驟也比較清楚了，但一旦接觸到實(shí)驗(yàn)儀器，仍會(huì)束手無(wú)策。因此，實(shí)驗(yàn)前教師應(yīng)對(duì)如何正確操作儀器進(jìn)行示范，必要時(shí)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明不按規(guī)范操作會(huì)造成什么后果。尤其在學(xué)生進(jìn)行操作過(guò)程中，要抓住典型事例向?qū)W生反復(fù)示范。在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)學(xué)生操作上出現(xiàn)的問(wèn)題，教師不能急于正面糾正、回答，更不能代替學(xué)生操作，而要針對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生分析、思考，尋找解決的方法。發(fā)現(xiàn)有操作錯(cuò)誤的，再進(jìn)行示范。教師在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意動(dòng)作的規(guī)范性，給學(xué)生以潛移默化的影響。教師要有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，使之養(yǎng)成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。首先，實(shí)驗(yàn)前都要對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)備性調(diào)節(jié)，根據(jù)需要，有的儀器位置安裝底座要水平，有的要垂直。各儀器之間的聯(lián)系也應(yīng)滿足一定要求，做完實(shí)驗(yàn)后教師還應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行評(píng)講，對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行討論分析，并啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合教材提出拓寬思維的問(wèn)題讓學(xué)生討論。比如可對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)常用步驟總結(jié)為：(1)接好線路，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)到阻值最大的位置(或適當(dāng)?shù)奈恢?；(2)試觸電鍵，如正常閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片，測(cè)出一組I、U值；(3)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，再測(cè)出幾組I、U值填入表中。同時(shí)使用各種儀器必須按一定操作規(guī)范進(jìn)行。對(duì)于違反操作規(guī)定的要禁止。操作要有一定的條理性，例如應(yīng)在檢查電路后，再接上電源的另一個(gè)接線柱，然后合上開(kāi)關(guān)。觀察儀表時(shí)視線應(yīng)與刻度平面垂直。儀器整理要有一定順序。如：電學(xué)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)先切斷電源然后拆除連接電源的接線柱。儀器整理要有利于儀器的保養(yǎng)維護(hù)。如：托盤(pán)天平游碼歸零，橡皮圈墊上，學(xué)生電源刻度盤(pán)旋鈕旋到最小值，萬(wàn)用電表刻度盤(pán)旋鈕撥離電阻檔，滑動(dòng)變阻器滑臂滑至同一邊，有傳動(dòng)裝置的儀器將傳動(dòng)皮帶松馳等等。

三、通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)造性思維能力

物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)又是學(xué)生將來(lái)從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn)。因此，在物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，必

須重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和獨(dú)立工作能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。每次作實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要指導(dǎo)學(xué)生弄懂實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)會(huì)正確使用物理儀器，掌握計(jì)數(shù)、讀數(shù)和處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的技巧，能夠通過(guò)分析、推理得出正確結(jié)論。比如在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)安培表、伏特表的連接特點(diǎn)及“＋”、“一”極的接線位置，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用歐姆定律正確估算量程，避免量程過(guò)大使測(cè)量值的誤差大，又避免量程過(guò)小使電流燒壞儀表。學(xué)生掌握了基本實(shí)驗(yàn)技能，就能獨(dú)立動(dòng)手操作，打好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，學(xué)到課本上沒(méi)有的或者是一帶而過(guò)的知識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，不僅有效地幫助學(xué)生領(lǐng)會(huì)物理知識(shí)，更重要的是通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析和解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

以前，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)。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)。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。采用多種實(shí)驗(yàn)方法，活躍學(xué)生思維。對(duì)于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，我們?cè)趲椭鷮W(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍，對(duì)所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標(biāo)的過(guò)程中，有全局觀點(diǎn)和善于妥協(xié)，在不同情況下善于應(yīng)變，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生分析抽象概括綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(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。通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，不但要達(dá)到教材對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，進(jìn)行常規(guī)的驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教育；還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真一絲不茍的科學(xué)態(tài)度；更重要的是通過(guò)對(duì)分組實(shí)驗(yàn)、課堂演示實(shí)驗(yàn)、課外小實(shí)驗(yàn)以及日常生活中物理現(xiàn)象的嚴(yán)密觀察和勤于思考，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)研究的探索精神和創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)、思考和解決新的實(shí)際問(wèn)題的能力。

學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,只有在培育的過(guò)程中不斷養(yǎng)成,才能逐步提高,為了能達(dá)到不斷提高的目標(biāo),實(shí)驗(yàn)教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神。幫助學(xué)生樹(shù)立人人具有創(chuàng)造力的概念。時(shí)常注意學(xué)習(xí)借鑒吸取前人或他人的不同的思維方式方法。 物理規(guī)律的確定需要建立在物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作又需要有很強(qiáng)的思維能力和動(dòng)手能力，所以只有在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中既注意動(dòng)手能力的培養(yǎng)又強(qiáng)化思維能力的培養(yǎng)，才能既調(diào)動(dòng)右腦半球的功能又充分調(diào)動(dòng)左腦半球的功能，造就具有創(chuàng)造能力的一代新人。