改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

陳小軍

摘 要：初中物理教學(xué)以學(xué)生自主探究為主，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)。在教學(xué)中，大膽改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)學(xué)生自己的親身經(jīng)歷來(lái)接觸科學(xué)，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題。注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)權(quán)威、傳統(tǒng)進(jìn)行挑戰(zhàn)，突破條條框框，思維定勢(shì)的局限，形成自己獨(dú)特、新穎、富有創(chuàng)新的見(jiàn)解，從而為學(xué)生的終身發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)改進(jìn)； 培養(yǎng)； 創(chuàng)新思維； 創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2014）12-040-001

物理教學(xué)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為載體展開(kāi)過(guò)程，以問(wèn)題為線索，力求實(shí)驗(yàn)與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有機(jī)結(jié)合，層層遞進(jìn)，使學(xué)生始終處于不斷探索的情境之中，這樣既可優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程，展現(xiàn)物理自身的魅力，又符合素質(zhì)教育對(duì)物理教學(xué)的要求。筆者在物理教學(xué)中做了以下幾點(diǎn)調(diào)整，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)收到了較好的效果。

一、改演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望

初中學(xué)生年齡大都十四五歲，他們的認(rèn)知特點(diǎn)是：對(duì)直觀、具體、形象的事物易接受，極感興趣。教師把某些演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為師生共同動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)，使之達(dá)到不同層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)，動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)拓寬了學(xué)生的活動(dòng)空間和思維空間，可以激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望。學(xué)生在自己“探索”物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以把動(dòng)手和動(dòng)腦結(jié)合起來(lái)，鍛煉和培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。例如在“研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律”的教學(xué)中，把原來(lái)教師的演示實(shí)驗(yàn)改成學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自己準(zhǔn)備塑料袋、飲料瓶等簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明液體的內(nèi)部存在壓強(qiáng)，探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律，學(xué)生參與整個(gè)探究的過(guò)程，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)探究中獲得知識(shí)，在親自參與探究的基礎(chǔ)上總結(jié)出液體內(nèi)部的壓強(qiáng)規(guī)律。學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)，提高了他們的動(dòng)手能力、實(shí)踐創(chuàng)新的能力。由于實(shí)驗(yàn)是學(xué)生主動(dòng)參與設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)目的明確，實(shí)驗(yàn)后學(xué)生無(wú)論是對(duì)實(shí)驗(yàn)所揭示的結(jié)論，還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想，均留下了深刻印象，甚至終身難忘。

二、改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

探究性實(shí)驗(yàn)作為物理實(shí)驗(yàn)的一種形式，它有別于測(cè)定性實(shí)驗(yàn)，又有別于一般的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證已學(xué)過(guò)的物理知識(shí)的正確性。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)。而探究性實(shí)驗(yàn)是指在物理實(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)。這一過(guò)程要求學(xué)生有較多的思考和討論，學(xué)生處于一種主動(dòng)探索知識(shí)的狀態(tài)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力非常有利。例如在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”時(shí)，我做了如下改進(jìn)：我以鉛筆芯和鐵絲代替合金線，讓學(xué)生自行探究。改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：鉛筆芯、鐵絲為身邊材料，簡(jiǎn)單易得，學(xué)生一方面可身臨其境，自己駕馭實(shí)驗(yàn)，另一方面樹(shù)立物理就在身邊，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解。另外分組實(shí)驗(yàn)代替演示實(shí)驗(yàn)，觀察清晰，新鮮生動(dòng)，效果明顯，提高了學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，且使學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)有著長(zhǎng)期的動(dòng)力，增加了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)及結(jié)論的可信度。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)，從而激發(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。

三、改老師提示實(shí)驗(yàn)要求為學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，拓寬學(xué)生的創(chuàng)新思維

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)手動(dòng)腦并可培養(yǎng)學(xué)生各方面能力的過(guò)程。通過(guò)學(xué)生自己思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，教師在組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生閱讀、查找一些實(shí)驗(yàn)小竅門(mén)、實(shí)驗(yàn)儀器的代用品、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)等有關(guān)資料，以開(kāi)闊學(xué)生的視野，啟迪學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維，同時(shí)，也應(yīng)經(jīng)常提出一些能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造興趣的問(wèn)題，盡量給學(xué)生一些動(dòng)手的機(jī)會(huì)。

例如在“浮力大小的探究”教學(xué)時(shí)，我進(jìn)行如下改革：一是將部分的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的探究性試驗(yàn)；二是由學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)物體所受到的浮力大小可能與哪些因素有關(guān)進(jìn)行猜測(cè)；三是讓學(xué)生對(duì)各個(gè)猜測(cè)是否正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探索的方案；四是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生自由選擇；五是學(xué)生分組進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)中，學(xué)生對(duì)浮力大小與哪些因素有關(guān)提出了許多猜想，有浮力與液體的深度、物體的形狀、液體的密度、物體本身的質(zhì)量、物體本身的體積、物體排開(kāi)液體的體積等等。教師根據(jù)學(xué)生所提出的問(wèn)題，因勢(shì)利導(dǎo)、不失時(shí)機(jī)地對(duì)學(xué)生中那些標(biāo)新立異、獨(dú)樹(shù)一幟的做法予以肯定、支持和幫助，鼓勵(lì)他們用自己的頭腦思考問(wèn)題，勇于探索，不斷創(chuàng)新，并和學(xué)生一起對(duì)各個(gè)猜想應(yīng)用科學(xué)的方法進(jìn)行探索驗(yàn)證，最后歸納出影響物體所受浮力的大小只與物體排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān)的結(jié)論，收到了較好的教學(xué)效果。

四、改“先天”不足的實(shí)驗(yàn)為便于操作的實(shí)驗(yàn)，突出學(xué)生的創(chuàng)新能力

教材中少數(shù)實(shí)驗(yàn)存在“先天”不足，如在實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的現(xiàn)象不明顯，操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)不易處理等，可以先引導(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。例如“測(cè)定物質(zhì)的密度”實(shí)驗(yàn)中，在完成測(cè)定固體（石塊）、液體（鹽水）的密度實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生準(zhǔn)確地測(cè)量一杯牛奶的密度（提供牛奶）。開(kāi)始時(shí)學(xué)生沿用原來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)跟測(cè)量鹽水的密度不同，由于有部分牛奶仍留在燒杯內(nèi)，不能全部倒入量筒內(nèi)測(cè)量，所以測(cè)出的牛奶體積不準(zhǔn)，使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了較大的誤差。此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論：為了減小測(cè)量的誤差，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)操作步驟。在學(xué)生各持己見(jiàn)，發(fā)表各自的觀點(diǎn)后，再讓學(xué)生利用身邊的器材加以驗(yàn)證，找出各自實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所存在的不足之處，從而得出正確的測(cè)量方法：先用天平測(cè)量出燒杯和牛奶的總質(zhì)量，再將燒杯中的一部分牛奶倒入量筒內(nèi)測(cè)量出體積，用天平測(cè)量出燒杯內(nèi)剩余的牛奶的質(zhì)量，這樣可有效地避免在測(cè)量牛奶體積過(guò)程中所帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差。學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的推測(cè)和猜想，在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察思考，分析歸納后，會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果。學(xué)生的興趣就會(huì)油然而生，教學(xué)的效果自然就好了。