物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

史建偉

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的重要載體，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅能使學(xué)生獲取物理知識(shí)、認(rèn)識(shí)物理規(guī)律、形成物理概念、提高各種能力，而且對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是其他學(xué)科所不能替代的。我們必須立足物理實(shí)驗(yàn)這個(gè)基礎(chǔ)，采用多種實(shí)驗(yàn)方法，活躍學(xué)生的思維，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新意識(shí)，讓學(xué)生的思維個(gè)性充分展示，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維方法，倡導(dǎo)學(xué)以致用，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求。

本人現(xiàn)根據(jù)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)理論學(xué)習(xí)的心得體會(huì)，嘗試從以下幾方面進(jìn)行論述。

一、 創(chuàng)設(shè)多樣的問(wèn)題情境，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新意識(shí)

新課程理念下的物理實(shí)驗(yàn)倡導(dǎo)的是科學(xué)探究，就是通過(guò)創(chuàng)設(shè)一種類似于物理學(xué)家科學(xué)研究的情境，讓學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、搜集分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、表達(dá)和交流等過(guò)程，主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)物理概念和規(guī)律。注重的是探究過(guò)程中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。首先要善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，任何創(chuàng)新都是以發(fā)問(wèn)為前提的，學(xué)習(xí)前人的知識(shí)，就是要把前人走過(guò)的創(chuàng)新過(guò)程再次發(fā)現(xiàn)、再次體驗(yàn)，教師要有這個(gè)意識(shí)，由已知不斷地引出未知，使學(xué)生每掌握一個(gè)新知識(shí)，都能得到創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、大膽質(zhì)疑，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的起點(diǎn)。

給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)問(wèn)題情境時(shí)，教師要想方設(shè)法引起學(xué)生認(rèn)知的不平衡，引起學(xué)生內(nèi)部認(rèn)知矛盾的沖突，使學(xué)生迅速地由抑制到興奮，激發(fā)學(xué)生的求知欲和積極性，使學(xué)生在疑中生奇、疑中生趣，不斷激起學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。如在學(xué)習(xí)“力和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”時(shí)，由生活中用力推小車，小車就運(yùn)動(dòng)，不用力，小車就會(huì)停下來(lái)，啟發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題：這里力的作用是什么？多數(shù)學(xué)生認(rèn)為力是用來(lái)使物體運(yùn)動(dòng)的。再演示一個(gè)新的情境：用力抓住正在運(yùn)動(dòng)的小車，小車停下來(lái)，學(xué)生馬上提出新的觀點(diǎn)：力也可以使物體由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止。兩個(gè)矛盾的結(jié)論令學(xué)生疑竇大生。這時(shí)引入新的探究問(wèn)題，將教師的教學(xué)目標(biāo)變成學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并在師生雙向的交流過(guò)程中水到渠成地實(shí)現(xiàn)。學(xué)生在一次次的“為什么”中，創(chuàng)新意識(shí)逐步形成。

二、 提倡自主探究式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新體驗(yàn)

探究活動(dòng)中學(xué)生提出問(wèn)題以后，鼓勵(lì)他們大膽提出假設(shè)，開展討論。例如，在“浮力”教學(xué)中，從在水里向上搬石頭感到省力這一現(xiàn)象，學(xué)生自然而然猜測(cè)水里的石頭受到向上的托力，引入浮力的概念，進(jìn)而鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)“浮力的大小可能與物體的質(zhì)量、物體的體積、物體的密度、物體的形狀、物體浸在液體里的體積、液體的密度、物體浸在液體里的深度……有關(guān)?！比欢孪雰H僅是前奏，還要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)交流討論后分組設(shè)計(jì)檢驗(yàn)猜想的實(shí)驗(yàn)方案，包括選用哪些實(shí)驗(yàn)器材、先后測(cè)量哪些物理量、具體如何操作等。某學(xué)生自學(xué)后曾提出“如何測(cè)高壓鍋內(nèi)的氣壓？”，這個(gè)問(wèn)題極具生活性和實(shí)用性，在集體大討論中，我們得到了至少三種不同的方案，然后交給學(xué)生自己去測(cè)定。通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，自己查閱文獻(xiàn)，去最終解決問(wèn)題。教師在整個(gè)過(guò)程中起指導(dǎo)而不是講授的作用。通過(guò)這些活動(dòng)的開展，讓學(xué)生找到張揚(yáng)個(gè)性的空間，體會(huì)創(chuàng)新的樂(lè)趣，收獲成功的喜悅，吸取失敗的教訓(xùn)，讓學(xué)生的思維“新”起來(lái)，形成一種自主、創(chuàng)新的、探究性學(xué)習(xí)能力。

三、 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)生需要對(duì)各種因素進(jìn)行取舍，對(duì)所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生善于妥協(xié)，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)能力得到訓(xùn)練和發(fā)展。

四、 引導(dǎo)學(xué)生走向生活，拓展學(xué)生的創(chuàng)新品質(zhì)

使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動(dòng)和各種物理實(shí)驗(yàn)，可以拉近物理學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切感到科學(xué)的真實(shí)性，感受到科學(xué)與社會(huì)、日常生活的關(guān)系。另一方面，由于這些物品本來(lái)的用途并不是進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，所以這種做法本身就是一種創(chuàng)新。如用手將空杯子慢慢壓入盛水的盆中，讓學(xué)生感受手掌受力的變化，從而初步體驗(yàn)到物體浸入水的多少與浮力的關(guān)系。因此，要引導(dǎo)學(xué)生利用身邊物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

五、 采用多種教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生在探索中創(chuàng)新

楊振寧教授曾說(shuō)過(guò)：“中國(guó)小孩在動(dòng)手的興趣和能力方面明顯不如歐洲和美國(guó)的小孩，主要是沒(méi)有動(dòng)手的機(jī)會(huì)。”我國(guó)中學(xué)生在國(guó)際奧林匹克競(jìng)賽中，理論成績(jī)總是居于優(yōu)勢(shì)，可實(shí)驗(yàn)成績(jī)往往落后于其他國(guó)家。其主要原因是：中學(xué)教材中安排的實(shí)驗(yàn)本來(lái)就不算多，而一些教師還不自覺(jué)地越俎代庖，用講解和演示代替學(xué)生的動(dòng)手操作。我在平時(shí)的教學(xué)中首先將一些演示實(shí)驗(yàn)改為師生合作實(shí)驗(yàn)或?qū)W生分組實(shí)驗(yàn)。例如，在學(xué)習(xí)“升華和凝華”時(shí)，讓學(xué)生把固態(tài)碘放入帶塞的小試管內(nèi)，在酒精燈火焰上微微加熱，就能清楚地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，直接感受升華概念。其次改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)科學(xué)的分析、綜合等思維過(guò)程來(lái)獲取知識(shí)。在探究過(guò)程中，成功者從中獲得喜悅，從而激發(fā)其創(chuàng)新的興趣和激情，失敗者從中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，激發(fā)其認(rèn)真思考、勇于創(chuàng)新，從而使教學(xué)過(guò)程成為以學(xué)生學(xué)會(huì)求知、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的過(guò)程。另外我還引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)，遇到現(xiàn)象不明顯，操作復(fù)雜，污染物不易處理時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生共同分析實(shí)驗(yàn)的不足之處，然后鼓勵(lì)學(xué)生去改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)合理的方案。這樣不僅能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，而且激勵(lì)學(xué)生敢于創(chuàng)新。學(xué)生的分析和設(shè)計(jì)可能不夠完善，但只要體現(xiàn)了學(xué)生不唯書本、不唯教材、勇于批判的創(chuàng)新精神，我都給予及時(shí)的鼓勵(lì)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不是最重要的，主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

總之，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，既要遵循“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)規(guī)律，同時(shí)要不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，發(fā)揚(yáng)勇于創(chuàng)新、敢于創(chuàng)新的精神，全力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛群力,李志強(qiáng).現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)論[M].杭州:浙江教育出版社,1998.

[2]鐘啟泉,等.新課程的理念與創(chuàng)新—師范生讀本[M].北京:高等教育出版社,2003.

[3]石中英.知識(shí)轉(zhuǎn)型與教育改革[M].北京:教育科學(xué)出版社,2001.

（新鄭市軒轅中學(xué)）