在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

【關(guān)鍵詞】物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新精神 培養(yǎng)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2012）10B-0030-02

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)對(duì)于物理概念和理論的建立和理解起著不可替代的作用。但是在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式都沒(méi)有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間。就學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，教師預(yù)先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生按教師和書(shū)本所說(shuō)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后得到統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的教學(xué)把學(xué)生置于被動(dòng)的地位，學(xué)生自主活動(dòng)少，極大地挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)、探究的積極性，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

當(dāng)前，基礎(chǔ)教育改革的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教師只有把實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生多動(dòng)手，多體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，才能激發(fā)學(xué)生的探究興趣和積極性，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。這里提出一些具體做法。

一、變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生隨堂實(shí)驗(yàn)

開(kāi)展創(chuàng)新教育，教師要樹(shù)立不僅要使學(xué)生“學(xué)會(huì)”，更重要的是要使學(xué)生“會(huì)學(xué)”的教學(xué)理念。要使學(xué)生“會(huì)學(xué)”，就要讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的方法，參與教學(xué)的過(guò)程，自己探究知識(shí)。因此，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意把教學(xué)的重點(diǎn)放在啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生尋找、發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的思路和方法上來(lái)，變學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)為學(xué)生主動(dòng)探究學(xué)習(xí)。變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生隨堂實(shí)驗(yàn)就是符合這一要求的做法。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生不再只是充當(dāng)“觀(guān)眾”，而是直接參與實(shí)驗(yàn)，充分動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，發(fā)揮學(xué)習(xí)主體作用，從而有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

例如，將初中物理的“平面鏡成像”演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生隨堂實(shí)驗(yàn)。

課前給每個(gè)學(xué)生小組備好器材：鍍膜玻璃一塊、電池兩個(gè)、蠟燭兩根、有格子的紙一張、白紙一張、火柴一盒和大頭針若干。上課時(shí)，先請(qǐng)學(xué)生觀(guān)察鍍膜玻璃的構(gòu)造及成像特點(diǎn)，然后向?qū)W生提問(wèn)：“根據(jù)剛才的觀(guān)察，你認(rèn)為平面鏡成像有什么特點(diǎn)？”讓學(xué)生提出假設(shè)，思考如何進(jìn)行研究，然后利用桌面上的器材進(jìn)行探究，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，歸納出平面鏡成像的特點(diǎn)。

在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師巡視，適時(shí)指導(dǎo)學(xué)生。實(shí)驗(yàn)完后，讓各小組進(jìn)行交流、分析、討論、小結(jié)，并請(qǐng)幾個(gè)小組各派一名代表向全班展示他們用什么方法去研究平面鏡成像的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)論。

學(xué)生甲：我們用A、B兩節(jié)電池分別放在鍍膜玻璃前、后的格子紙上，移動(dòng)B使它和A的像完全重合，說(shuō)明像和物體一樣大；并且A和B到玻璃即鏡面的格子數(shù)相等，說(shuō)明它們到鏡面的距離相等。

學(xué)生乙：我們本來(lái)認(rèn)為近大遠(yuǎn)小，可是我們發(fā)現(xiàn)將A放在玻璃前遠(yuǎn)近不同的地方時(shí)，移動(dòng)B總可以和A的像完全重合，說(shuō)明像和物始終是一樣大的。

學(xué)生丙：我們用白紙代替格子紙，用大頭針A、B代替電池，當(dāng)B與A的像完全重合時(shí)，在A、B位置的紙上分別各扎一個(gè)小孔，把這兩個(gè)小孔畫(huà)直線(xiàn)連接，用直角三角板量度，發(fā)現(xiàn)兩孔到玻璃的距離相等，且這兩孔的連線(xiàn)垂直于玻璃，說(shuō)明像物等距，且像物連線(xiàn)與鏡面垂直。

……

最后教師問(wèn)學(xué)生：“平面鏡成像的特點(diǎn)是什么？”學(xué)生紛紛回答：“像物等大，與鏡等距，連線(xiàn)跟鏡面垂直?！?/p>

在這個(gè)探究活動(dòng)中，學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)，積極思考和討論，尤其與傳統(tǒng)教學(xué)不同的地方是：不是由老師自導(dǎo)自演做總結(jié)，而是學(xué)生在自主探究的基礎(chǔ)上，通過(guò)梳理認(rèn)知結(jié)果來(lái)歸納結(jié)論。這樣能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)造意識(shí)。

二、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)

讓學(xué)生自己去探究，是“以學(xué)生發(fā)展為本”思想的體現(xiàn)。只有讓學(xué)生親歷探究的過(guò)程，通過(guò)探究去獲取知識(shí)，才能培養(yǎng)學(xué)生敢于探究、勇于創(chuàng)新的精神，才能徹底改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，學(xué)生中才能迸發(fā)出有創(chuàng)見(jiàn)的思想火花。因此，在教學(xué)中要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，盡量讓學(xué)生有足夠的探究空間，這樣才能有利于學(xué)生充分、主動(dòng)、積極地展示其思維過(guò)程，發(fā)揮其創(chuàng)造潛能，從而使學(xué)生的能力得到不斷發(fā)展。

探究性實(shí)驗(yàn)比驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有更廣闊的活動(dòng)空間和思維空間，可以激發(fā)和滿(mǎn)足不同層次學(xué)生的探究、創(chuàng)新欲望，使學(xué)生在動(dòng)手、動(dòng)腦探究規(guī)律的過(guò)程中，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

例如，初中物理“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，如果按課本所給的現(xiàn)成的表格（表一）組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只是按

照表中給出的各種成像條件，根據(jù)焦距的大小，填入物距的大小，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物距在某個(gè)范圍內(nèi)成什么性質(zhì)的像。這樣做就沒(méi)有訓(xùn)練學(xué)生從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。成各種性質(zhì)的像的條件是預(yù)先給學(xué)生設(shè)好的，而不是學(xué)生從探究中發(fā)現(xiàn)的。為了增加實(shí)驗(yàn)中探究的成分，對(duì)課本的表格做些修改，先不給出成像的條件，而是直接給出物距的具體數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)物距從較遠(yuǎn)處開(kāi)始逐漸減小到30 cm，20 cm……如表二。

實(shí)驗(yàn)做完后，教師問(wèn)學(xué)生：“成倒立縮小實(shí)像的物距是焦距的多少倍？”學(xué)生說(shuō)：“6倍、4倍、3倍?！苯又鴨?wèn)：“這幾個(gè)數(shù)據(jù)都是在什么范圍內(nèi)？”學(xué)生很快看出規(guī)律，紛紛回答說(shuō)：“物距大于兩倍焦距?！?/p>

又問(wèn)：“對(duì)于凸透鏡，只要物距在什么范圍內(nèi)，就能成縮小倒立的實(shí)像？”學(xué)生異口同聲地說(shuō)：“物距大于兩倍焦距?！苯處熥寣W(xué)生分析像距與焦距的關(guān)系，學(xué)生也很快得出結(jié)論。

最后讓學(xué)生課后根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，找出成等大倒立、放大倒立、放大正立的像的條件以及它們的像距與焦距的關(guān)系，以此作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容，并讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)在分析物距與焦距、象距與焦距的關(guān)系后還有什么發(fā)現(xiàn)。從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告看，絕大多數(shù)學(xué)生能找出成各種像的條件及相應(yīng)的像距與焦距的關(guān)系，有的學(xué)生還提出了“像距越大，像也越大”“物距減小時(shí)，實(shí)像變大”等結(jié)論。通過(guò)這樣改變實(shí)驗(yàn)，學(xué)生有了足夠的探究空間，充分開(kāi)展自主探究，除完成教材要求的探究外，還探究了成各種性質(zhì)的像的條件，探究?jī)?nèi)容和思維訓(xùn)練更多，探究的發(fā)現(xiàn)也更多，從而能培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新精神。

三、加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)苋媾囵B(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問(wèn)題的能力、語(yǔ)言文字表達(dá)能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，因而是培養(yǎng)學(xué)生能力的一條重要途徑。

例如，學(xué)習(xí)機(jī)械效率后，向?qū)W生提出問(wèn)題：“斜面機(jī)械效率的大小跟斜面的粗糙程度有關(guān)嗎？如果有，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證?！闭n后不少學(xué)生認(rèn)真思考并提出他們的猜想。他們認(rèn)為“跟斜面的粗糙程度有關(guān)，因?yàn)樾泵嬖酱植谒龅念~外功越多，機(jī)械效率就越小”，并提出了實(shí)驗(yàn)方案：“用粗糙程度不同的兩塊木板制成簡(jiǎn)易斜面。實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，保持斜面傾角不變，將同一鐵塊分別從斜面底端勻速拉到頂端，測(cè)出拉力F和斜面長(zhǎng)L，利用W總=FL求總功；同時(shí)測(cè)出物重G和斜面高度h，利用W有用=Gh求出有用功。最后根據(jù)η=W有用/W總求出兩個(gè)斜面機(jī)械效率的大小，再進(jìn)行比較。”教師對(duì)學(xué)生的探究精神給予表?yè)P(yáng)，并讓學(xué)生在課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主探究。

讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并獨(dú)立撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，能使學(xué)生克服過(guò)分依賴(lài)?yán)蠋煹牧?xí)慣。這樣不僅能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，而且能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，讓他們能體驗(yàn)到探究成功的快樂(lè)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，最重要的是要樹(shù)立讓學(xué)生“會(huì)學(xué)”的教學(xué)理念，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，盡量給學(xué)生提供足夠的探究空間，把實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的探究興趣和積極性，引導(dǎo)學(xué)生在探究中有所發(fā)現(xiàn)，并從中歸納出正確的結(jié)論。

（責(zé)編 王學(xué)軍）