實驗教學(xué)中發(fā)展創(chuàng)新能力的策略

陳元祥

技術(shù)時代呼喚具有創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的人才，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)與創(chuàng)新能力的形成都離不開學(xué)校教育的播種與耕耘。實驗教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展舉足輕重?，F(xiàn)就筆者的認識和做法進行介紹，以期拋磚引玉。

1.善激趣，發(fā)展創(chuàng)新能力的前提

興趣是人們對事物喜好或關(guān)切的情緒，當人們對學(xué)習(xí)、活動感興趣時，往往會心馳神往，產(chǎn)生愉快緊張的心理狀態(tài)，使其注意集中、思路開闊，從而成為學(xué)習(xí)、活動的正能量。顯然，在實驗教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須通過各種途徑激發(fā)學(xué)生對物理實驗的濃厚興趣。

選擇實驗時，在操作簡單，現(xiàn)象明顯、可見的基礎(chǔ)上，追求新奇、驚險，出乎意料。例如：演示物體的慣性時，筆者沒有采用如圖1所示的慣性演示儀，而是運用雞蛋、玻璃水杯配合演示物體的慣性（圖2）。當雞蛋掉進杯中時，學(xué)生懸著心也隨著平靜，改進后的實驗更容易集中學(xué)生的注意，引發(fā)學(xué)生揭秘的欲望，而且可以要求學(xué)生在家中嘗試。

教學(xué)實踐中并非每個實驗的現(xiàn)象都能出乎意料，教師要善于對實驗資源進行深度的開發(fā)，配合藝術(shù)性的教學(xué)策略進行激趣。

例如，電吹風(fēng)、乒乓球配合演示流體壓強和流速的關(guān)系時：首先用電吹風(fēng)正對著教室的窗簾吹。學(xué)生看到窗簾隨風(fēng)飄起，讓學(xué)生知道電吹風(fēng)的風(fēng)力較大。接著把乒乓球放在電吹風(fēng)口上（如圖3），問“通電后會看到什么現(xiàn)象？”。假如有學(xué)生猜測乒乓球吹不走，教師必須用“可能嗎？”、“說說你的理由”等等語言“為難”學(xué)生，到大家的認識都統(tǒng)一到“被吹走”。這時還不要急于演示，以停頓、沉靜來吊起學(xué)生的胃口。最后，演示乒乓球懸在吹風(fēng)口上，慢慢移動電吹風(fēng)時，乒乓球也隨著移動。

這樣的教學(xué)，能不給學(xué)生深刻的印象嗎？能不引起學(xué)生濃厚的興趣嗎？

2.常動手、多探究，發(fā)展創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)

常動手，就是設(shè)法經(jīng)常讓學(xué)生有動手實驗的機會。演示實驗雖然可以豐富學(xué)生的感性知識，提升課堂教學(xué)的活力，然而學(xué)生的主體性往往得不到充分的發(fā)揮，動手操作的體驗?zāi)芰εc協(xié)作能力難以充分的培養(yǎng)。

在教學(xué)時，要注意把課本中簡單、易做的演示實驗改為學(xué)生實驗，讓學(xué)生通過自己的操作、觀察和思考得出結(jié)論，從而發(fā)展學(xué)生的實驗操作、觀察分析等等能力，為創(chuàng)新能力的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

多探究，就是設(shè)法增加探究性實驗。驗證性實驗有利于實驗教學(xué)的順利進程，容易束縛學(xué)生的思維，不利于開放思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展。探究性實驗可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能夠主動探究、積極思考、發(fā)散思維，有利于創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的形成，但也有著耗時較多的缺點。為此，每學(xué)期安排一兩個開放程度高的探究。給足學(xué)生充分的自主權(quán)。沒有任何條條框框的限制，包括不受教材的束縛。期望學(xué)生的創(chuàng)新意識與能力的漸漸生成。

例如。探究影響浮力大小的因素時。生成有效猜想之后，提出了這樣的探究任務(wù)：設(shè)計一個實驗，探究浮力和排開液體的體積、物體所在的深度、液體的密度之間的關(guān)系。

①實驗中應(yīng)該控制什么因素？如何改變其變量？需要哪些器材？

②用什么方法比較或測量物體所受浮力的大??？

③實驗中觀察到什么現(xiàn)象？獲得什么結(jié)論？

為了避免學(xué)生受教材的束縛。在不看教材的前提下，每個小組就一個主題進行自主探索，生成了一個又一個的精彩。

例如。探究“浮力和排開液體體積的關(guān)系”教材中的實驗方案：將圓柱體掛在彈簧測力計上。測出圓柱體所受的重力。將圓柱體逐漸浸入水中，同時觀察彈簧測力計的示數(shù)，直到完全浸沒。通過觀察到現(xiàn)象和彈簧測力計示數(shù)的變化得出結(jié)論。

開放后，全班交流的教學(xué)片段：

生1：將一個物體掛在彈簧測力計上，測量出物體的重量。然后將其浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)，根據(jù)兩次的示數(shù)之差計算浮力的大小。換用不同體積的物體重復(fù)實驗兩次，通過比較不同體積下，所受浮力的大小得出結(jié)論。

生2：將一個物體掛在彈簧測力計上，將物體逐漸浸入到水中，觀察比較彈簧測力計的示數(shù)得出結(jié)論。

生1：這種方法不行，沒有控制深度相同。

生2：這種方法可行，我們實驗中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，浮力的大小和深度無關(guān)，也就不要控制深度相同。

如果有教材的束縛，不可能出現(xiàn)第一種探究方案，更不會出現(xiàn)對第二種方案的辯論。兩種見解的碰撞看似簡單，從學(xué)生口中蹦出，表明學(xué)生已經(jīng)真正在進行科學(xué)的探究，已經(jīng)初步具有用控制變量思想設(shè)計探究方案的能力。

在全程探究的基礎(chǔ)上，盡量把更多的實驗改進成部分探究，例如“影響液體蒸發(fā)快慢的因素”的探究點落實在“猜想與假設(shè)”上，“觀察水沸騰實驗”的探究點放在“分析、論證”上，期望學(xué)生某個方面的探究能力獲得長足的發(fā)展。

3.引共享，求質(zhì)疑，發(fā)展創(chuàng)新能力的關(guān)鍵

“橫看成嶺側(cè)成峰，遠近高低各不同”，盡管每個學(xué)生個體之間的知識層次與認知水平良莠不齊，但全身心投入實驗之中，每個人總會有自己的發(fā)現(xiàn)與體會。

例如，“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的過程中，就有學(xué)生站起來對“物體在凸透鏡的兩倍焦距的位置，成倒立等大的像”進行質(zhì)疑。原來這組同學(xué)的用蠟燭探究成等大像的條件時發(fā)現(xiàn)：當蠟燭位于凸透鏡的兩倍焦距處，光屏也位于凸透鏡兩倍焦距處，這時光屏上的像看起來要比燭焰小。當光屏上的像看起來和燭焰大小相同時。光屏到凸透鏡的距離往往小于蠟燭凸透鏡的距離。

在實驗結(jié)束后，教師需要及時引導(dǎo)學(xué)生說出見解、疑問、發(fā)現(xiàn)。在分享發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，評估見解、釋疑解惑。

例如，通過對“物體在凸透鏡的兩倍焦距的位置成像”情況的討論學(xué)生發(fā)現(xiàn)：“光屏上的像看起來要比燭焰小”是由像的亮度引起的：凸透鏡成倒立、放大像的條件。適宜理論探究——根據(jù)凸透鏡成倒立、放大，倒立、縮小像的條件進行推理。

實際教學(xué)中學(xué)生的見解，可能是幼稚可笑的，甚至是荒謬的，但教師都應(yīng)該加以肯定與鼓勵，肯定他們的思考，鼓勵他們說出產(chǎn)生問題的緣由，因為在學(xué)生提出問題的過程里，一定閃爍著學(xué)生求異創(chuàng)新的思維。經(jīng)常性的肯定和鼓勵可以促進學(xué)生思維的開放性和批判性，從而會在后續(xù)的實驗教學(xué)中生成更多的新發(fā)現(xiàn)、新見解，使學(xué)生的創(chuàng)新想象力漸漸地發(fā)展起來。

4.再實踐，發(fā)展創(chuàng)新能力的保證

再實踐，就是運用課外的小實驗、小制作、小發(fā)明來拓展、延伸、鞏固課內(nèi)實驗的教學(xué)成果，使其成為發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力的新場所。再實踐實際上讓學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為能力的過程，在學(xué)以致用中感悟物理知識的魅力。再實踐可以更好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，在查閱資料、嘗試設(shè)計、動手操作中體驗成功的快樂和喜悅。經(jīng)常性的喜悅可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新渴望，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力，同時讓學(xué)生感悟到創(chuàng)新發(fā)明并非高深莫測，我也行。

例如，如圖4所示，“瓶吞蛋”實驗證明大氣壓的存在之后，布置學(xué)生想力法取出瓶中的雞蛋。

有個小組，最初用一根線，拴住雞蛋，實驗后通過線把雞蛋拉出來。嘗試的失敗，導(dǎo)致他們用一塊小軟布墊在雞蛋下，將線拴在布上，成功地把雞蛋拉了瓶子。

有個小組的逆向操作，把瓶子倒過來，讓雞蛋堵住瓶口，然后用熱水澆在瓶子，用里面的熱空氣逼出了雞蛋。

這些看似平常的點子，對學(xué)生而言是首創(chuàng)——創(chuàng)新，對其創(chuàng)新能力的發(fā)展有著不可估量的價值。

再實踐的任務(wù)要量力而行，要注意學(xué)生身邊的物質(zhì)條件是否可行性，還要將成功設(shè)置在學(xué)生跳一跳摘到果子的層面上，過易的任務(wù)引發(fā)不起學(xué)生興趣，過難的任務(wù)容易讓學(xué)生失去信心和耐心。

結(jié)束語：學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個長期而艱巨的過程，物理教師應(yīng)該緊緊抓住物理實驗這個重要場所，培養(yǎng)學(xué)生能力，張揚學(xué)生個性，為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

參考文獻：

[1]李寶銀，“弱”教材探究的教學(xué)設(shè)計與評析[J]，中小學(xué)教材研究，2012，（8）：41.

[2]何書明，新課改視野下中學(xué)物理實驗教學(xué)的啟示[J]，物理教學(xué)探討，2009，（5）：11.

[3]李寶銀，物理實驗教學(xué)影響因素研究[J]，物理教學(xué)探討，2012，（9）：64.

（欄目編輯 王柏廬）