創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必由之路

黃子強

摘 要：本文在分析中學物理實驗教學現(xiàn)狀的基礎上，提出了針對實驗教學目標實施的對策，并著重闡述了探索設計性實驗教學的新構想。

關鍵詞：探究；創(chuàng)新

實驗是物理學的基礎，是檢驗物理理論的標準，在學生建立完整的物理概念和導出正確物理規(guī)律的課堂教學中，實驗是最活躍最具生命力的部分。縱觀物理學史，物理大師們?yōu)樘角笪锢硎澜绲膴W秘，曾運用科學的實驗給人以啟迪，揭示事物的變化規(guī)律。從伽俐略的比薩爾斜塔實驗到法拉第十年磨一劍，揭示“磁生電”的奧秘，再到盧瑟福的α粒子散射實驗。他們正是通過這些或簡單或復雜的實驗操作，再現(xiàn)事物變化的情景，讓事實為他們的理論說話，令人不得不信服。當我們在引導學生學習物理知識時，應該充分認識到物理這門實驗學科的特征，通過觀察、操作、分析實驗全過程，給學生提供清晰的感性認識體驗，這應該是學生物理知識建立的基礎，也是提高學生綜合能力必經途徑，且物理實驗在增加物理教學的趣味性方面，也有它不可替代的作用。面對21世紀培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要，認真探討物理實驗教學如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力的問題是十分重要、勢在必行的.下面是筆者的分析：

中學物理實驗教學中存在的問題：

近年來對中學物理實驗教學現(xiàn)狀的調查結果表明，由于高考指揮棒的引導，加之有關教育主管部門對科學實驗的重視，強化了實驗教學，大力開展了實驗教學研究，有的把演示實驗改為分組實驗，有的根據教材、學生特點，適當增加了一些課外實驗，但也有人覺得“做實驗不如講實驗”，“講實驗不如背實驗”，加之多媒體進入課堂，使得部分教師過分追求、迷戀多媒體的模擬實驗，讓學生看看了事，不重視讓學生看實物，實際操作.總而言之，目前相當數量的教師不做或少做實驗，放棄了運用實驗的直觀教學方法，這一現(xiàn)象嚴重妨礙了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才。另一方面，從教師的角度說，目前中學物理教師在物理實驗中對實驗的設計與操作的心理活動不佳，缺乏實驗測量的操作技巧，缺乏設計、改進實驗以及排除故障的創(chuàng)造性能力，缺乏實驗考核的命題能力，從而大大影響了學生實驗能力的培養(yǎng)。從教學模式方面講，中學物理實驗教學的基本原則沒有得到充分的體現(xiàn)，教學方式呆板，無論從內容還是方式都沒有給學生留出足夠的發(fā)展空間。由于教學設備和教學時空的限制，現(xiàn)行教材為學生提供的實驗方案大多著眼于單層次、單側面的操作，有較大的極限性和片面性。如分組實驗來說，教材明白給出了實驗目的、原理、儀器、步驟乃至注意事項，面面俱到，學生只是照著現(xiàn)成的實驗步驟或跟著教師動幾下，取幾個數據，實驗就算完成了，同一時間、同一個實驗，同一種方法、相同的儀器、規(guī)定時間內、得出同一結論，這就是我們實驗課的現(xiàn)狀。這種模式不利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導學生突破思維定勢這個思維障礙，不利于學生創(chuàng)新思維方法的形成，不利于學生智能的發(fā)展.

針對以上存在的問題，有必要研究新的、適合學生身心發(fā)展的探究性實驗教學方法。

1 中學物理實驗教學目標實施的對策

1.確定指導思想，強化目標

在中學物理實驗教學過程中確定以實驗為基礎，用實驗來展開，激發(fā)學生的實驗興趣，發(fā)揮學生參與教學的主動性和積極性，培養(yǎng)學生操作實驗、設計實驗的實踐能力和創(chuàng)造能力，加強實驗教學的研究，盡量把驗證性實驗改為探索性實驗，把演示實驗改為邊講邊實驗，通過挖掘教學內容的學術性，有機地把課內探索延伸到課外?？傊?，尊重科學，實事求是，面對群體，以實驗創(chuàng)新教育為前提，使學生達到掌握物理實驗技能和科學方法，養(yǎng)成科學態(tài)度，學會運用實驗手段解決物理問題的能力為指導思想。

強化目標，要求學生在實驗的全過程中自始至終抓好“七個正確”：其一，選擇儀器正確；其二，安裝調試實驗裝置正確；其三，操作規(guī)程正確；其四，觀察方法正確；其五，測量讀數正確；其六，處理數據正確；其七，實驗結論正確.

2.探索改革實驗教學模式，發(fā)揮主導、主體功能

大力探索改革不適應新時期形勢的中學物理實驗教學模式，建立起按科學設計實驗教學程序、優(yōu)化實驗教學過程、指導實驗方法、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的“引導—探索—實驗—掌握”教學模式.這種教學模式應充分發(fā)揮教師的主導作用，突出學生的主體地位.教師充分相信學生，使學生主動參與實驗.課本讓學生看，實驗讓學生做，思路讓學生想，疑難讓學生議，錯誤讓學生析.讓學生獨立設計實驗，利用物理實驗，發(fā)揮學生的主觀能動作用，最大限度地調動學生自主學習的積極性和主動性.變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流，教師在課內講重點、關鍵點和注意點，發(fā)揮好主導調控作用.主要方式是采取提問、答疑、討論、觀察實驗現(xiàn)象、動手操作等.在實驗中，加強對學生實驗方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

按教學大綱規(guī)定必做的分組實驗，采用一人一組，總體安排，并將學生分成三種類型：第一類是理解能力差，反應較慢，動作緩慢；第二類是思維敏捷，動作粗糙；第三類是獨立思考，動手能力強.不管哪類學生整個實驗過程全部由學生自己獨立完成，教師必要時答疑引路.另外要還改革實驗報告的書寫，實驗報告不要求統(tǒng)一的格式，只要求與中學物理教學相聯(lián)系，寫出本實驗成功的關鍵、有何不足.

3.改革考試方法，加大實驗考核力度

中學物理實驗考試總體要求是把考理論和考操作結合起來，全面反映學生實驗課的基本要求；不論哪類學生考試的原則都是把考實驗和做實驗結合起來.

2 利用設計性實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

在抓好演示實驗和分組實驗的同時，努力開拓實驗教學的新構想，探索設計性實驗教學的新路子.設計物理實驗需要靈活、綜合地運用所學的物理以及相關學科的知識和技能，還需要學生：（1）查閱資料，設計實驗原理和實驗方法；（2）根據實驗要求，正確選擇實驗儀器；（3）設計獨特的實驗構思；（4）獨立進行實驗操作.因而利用設計實驗能有效地培養(yǎng)學生解決物理問題的能力和創(chuàng)造能力，對學生進行科學方法教育.

1.設計性實驗選題的原則

設計性實驗選題的原則是不要求突出實驗內容的復雜性，題目只給出實驗目的和要求，由學生根據目的要求去獨立查閱資料，獨立制訂實驗方案，在自己認真思考的基礎上，提出自己分析、解決問題的設想，然后在教師的指導下獨立地去解決，最后寫出實驗報告.

2.設計性實驗類型

從設計性實驗形式上，我們將設計性課題分為兩種類型：第一，給定某種儀器設備，要求完成某一物理量的測定或某一物理現(xiàn)象的觀察研究；第二，只提出測量要求，不限定實驗方法和所用儀器，完成某一物理量的測量任務

3.設計性實驗內容的分類

第一，測量某一物理量的課題.如“測定動摩擦因數”的課題，給學生刻度尺、秒表、天平、砝碼、細繩、帶有滑輪的長木板、滑塊m、重物M、彈簧秤、支架等，由學生設計實驗方案。再如，測量彈簧的頸度系數與哪些量有關，如何設計對比實驗等。這類實驗便于結合實際，促進學生把基礎知識轉化為能力.

第二，探討研究和應用的課題.比如：比比誰的“水火箭”發(fā)射的更遠，你有幾種方法可以測某一電阻的阻值，哪一種最精確，哪一種最方便。這類實驗可以培養(yǎng)學生思維的靈活性，開拓學生思路，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性.

3 實施過程中需注意的問題

第一，相信學生，給學生足夠的空間，但在必要時又要給以適當的幫助，包括實驗器材的準備、知識方面的答疑解難。

第二，注意結果的修正，如果學生在實驗過程中得出了錯誤的結論，一定要尋找原因，及時修正，以免給學生今后學習造成負面影響。

第三，得出實驗過程及結論一個很重要的作用是為學生理解、掌握知識做準備的，要幫助學生順利完成由感性到理性的飛躍，不能停留在表層，而忽略了抽象、升華。