物理實驗教學中學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探究

何毅 劉高福

摘 要：物理實驗教學中學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有促進作用，越來越受人們的重視。文章探討了物理實驗課堂教學中對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的作用和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的原則，并探討了物理實驗教學對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面存在的不足，以及如何通過物理實驗教學更有效地培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的方法。

關(guān)鍵詞：物理實驗；創(chuàng)新能力；課堂教學

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）7-0021-3

物理學是研究物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用、最一般的運動規(guī)律及所使用的實驗手段和思維方法的自然科學。既然是研究性的自然學科，就需要建立在實驗研究的基礎之上?！皠?chuàng)新能力”指在已有的知識和經(jīng)驗中產(chǎn)生出對自己、對社會有意義的、新穎的方法或思維的能力。物理實驗蘊含在整個物理教學中，它既是物理教學的基礎，也是物理教學的一種教學手段和教學方法。物理實驗對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力具有一定的促進作用，越來越受人們的重視。通過物理實驗不僅能使學生的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，還可以激發(fā)學生對知識的渴望，使學生具有勇于探索新知識和追求真理的精神。文章將從以下幾點探討物理實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1 物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的作用

1.1 培養(yǎng)學生興趣，激發(fā)創(chuàng)新能力

興趣是最好的老師，物理教學也不例外。在培養(yǎng)學生對于物理實驗的主動性方面，可以通過不同的教學手段和多種教學方法培養(yǎng)學生的興趣。使他們帶著對知識的渴望去思考，通過自我實驗，提高自己的實驗技能，在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，并進行創(chuàng)新與改進，從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。例如，給學生講天平的使用及測量一課時，老師通常會告訴學生左物右碼的放置，但為什么不能相反呢？有些學生就會思考，為什么會出現(xiàn)這種情況，好奇心會促使學生自己動手實驗，反復驗證，最后得出結(jié)果。在驗證過程中，他們不僅掌握了知識，還使能力得到了提高，使他們對知識產(chǎn)生更加濃厚的興趣。

1.2 培養(yǎng)學生的科學探究精神

物理實驗是學生發(fā)現(xiàn)問題和進行解惑的方式之一，是物理探究學習的主要形式。通過實驗，使學生更加有效地掌握學習現(xiàn)代科學技術(shù)所必需的基礎物理知識，培養(yǎng)初步的實踐操作技能和創(chuàng)新能力。教學的重點放在培養(yǎng)學生科學實驗能力與提高學生科學實驗素養(yǎng)，使學生在獲取知識的同時提高自學能力、運用知識的綜合分析能力、動手能力和創(chuàng)新能力。因結(jié)論的獲得需要大量的實驗加以論證，實驗過程大多是繁瑣的，但只要認真對待，最終可以得出正確的結(jié)論。學生通過反復多次的實驗，最后得出結(jié)論，可以培養(yǎng)學生在面對困難的時候，不怕苦、不怕累、勇于探索創(chuàng)新的科學精神。

1.3 開展科技活動，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

大量的物理實驗可以讓學生很好的總結(jié)，創(chuàng)造出更簡單、更新穎的實驗方法去解決問題，提升他們的創(chuàng)新思維能力。創(chuàng)新活動的基礎是科技活動，科技活動的開展狀況深刻地左右著創(chuàng)新活動。從課外興趣小組開始，建立初步的創(chuàng)新活動的基礎。通過教師的指導，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力，利用現(xiàn)有條件，想方設法開展課外科技活動。例如，煮餃子時，水燒開后，將餃子放入水中，剛放入時，沉在水底。煮一段時間后，餃子浮了起來，這樣的課外活動，學生都愿意體驗。最后吃餃子的同時需要學生思考為什么會出現(xiàn)上述問題。學生通過自我實驗，進行觀察、分析、解決問題，可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

2 物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的原則

2.1 靈活性原則

要求在物理教學活動中，對課程內(nèi)容應用物理實驗和理論靈活分析。這種原則能夠保證學生學習時，將理論和實踐相結(jié)合，能取得較高的效率與成果，能夠使學生在理論基礎上通過多種實驗方法與途徑得到同種結(jié)論，有利于學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

2.2 開發(fā)性原則

學生是學習的主體，他們在學習過程中內(nèi)心深處都有一種能成為研究者、發(fā)現(xiàn)者的愿望。教師在教學活動中應該高度重視學生的能力，根據(jù)不同學生的能力引導他們提出和發(fā)現(xiàn)不同的問題，教師多運用物理實驗對問題及答案進行開發(fā)、解決。這種原則能夠激發(fā)他們?nèi)ヌ剿?、去開發(fā)、去創(chuàng)造，他們就能夠很好地駕馭自己的知識，提高攀越學習的成就感。

2.3 全面性原則

全面性原則指教師在引導學生的過程中，需要注意他們對于各科知識的鏈接，做到各科知識相互滲透、相互補充。另外，并不僅僅只引導有興趣的學生，在激發(fā)全班興趣的同時，要讓全體學生動手，合理運用素材，實踐與動手、資料與活動聯(lián)合起來，做到全面的發(fā)展和成長。

3 物理實驗教學中學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的限制

3.1 教育理念觀念陳舊

長期以來的應試教育，已在學生心目中形成影響，教師和學生認為實驗教學的開展與否對學習成績的提高并沒有太大的影響。教師在教學過程中受這樣的影響，教學過程中很少做演示實驗，學生自我實驗甚至從未開展過，教學中以考試大綱為中心，缺乏讓學生動手的意識，教學中只注意應試教育，努力提升學生的成績，這樣就遏制了學生的創(chuàng)新意識。同樣，學生覺得只要會做題，會考試，成績代表一切，實驗只需要理論結(jié)果就夠了，無形之中忽視了自我的創(chuàng)新精神。

3.2 課堂學時的限制

各門課程的學時都是固定的，物理課程也一樣，教師希望通過物理實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，但實驗也有不確定性，有些實驗不是一次就能做成功的。比如教師演示摩擦起電，空氣較潮濕時，該實驗的效果就不明顯。學生自主實驗按規(guī)范操作要求，可能一節(jié)課能完成，但學生動手能力弱的話，可能需要幾節(jié)課的時間。如電學中的伏安法測電阻，學生理論上知道電流表、電壓表的接線要求，但一到具體實驗時，就不知如何連接，特別設計滑動變阻器的分壓式連接，學生這部分可能就用很長時間，測量的數(shù)據(jù)可能會與理論值相差很遠甚至不符。需要在有限的時間里既學習知識又能動手實驗顯然是難以實現(xiàn)的，所以兩者取其一，只能重視理論的學習，而忽視學生的動手能力，這樣會阻礙了學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

3.3 物理實驗教學儀器的限制

目前，大多數(shù)學校配用的仍然是比較陳舊的儀器，這些陳舊的儀器大多不適用。太老化或者精密度較低，給學生的實驗帶來了不少的困難，而現(xiàn)代太過于精密的儀器又不能幫助學生培養(yǎng)他們的動手能力。有些新的儀器，由于質(zhì)量不過關(guān)，買來幾年都未開封，可能做出來的實驗數(shù)據(jù)與理論不符，會誤導學生的學習。所以，教師干脆用理論講解結(jié)果代替實驗過程。

3.4 社會的影響

教師迫于家長的希望和分數(shù)的要求，不得不偏重于講知識，學生的動手能力并沒有得到很好的引導，會使他們?nèi)狈?chuàng)新思想。教師在教學中也很少鼓勵學生思考，更多地要求死記硬背，學生的思維難以開闊。

4 物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的方法

近些年來由于教學改革的不斷深入，物理實驗在教學中的地位逐漸提高，下面就從以下幾方面介紹通過物理實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

4.1 通過課堂演示實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

演示實驗在物理教學中起著舉足輕重的作用。既然說學生是課堂的主體，教師在做演示實驗的時候可以讓學生圍繞教學內(nèi)容和任務來進行，引導他們進行思考，讓他們在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，以致解決問題。不斷調(diào)動學生的興趣，讓他們積極參與，使思維能力得到鍛煉，能更好地培養(yǎng)創(chuàng)新能力。例如，教師在演示“測量酒精和水的密度”的時候，先讓學生思考此實驗需要測哪幾個物理量，以及這些物理量的測量方法。這些可以帶動學生不斷思考，調(diào)動學生學習的積極性。

演示實驗可改為探索性實驗，讓學生充分動腦、動手、動口，發(fā)揮學生的主體作用，從而有利于學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。如學習光的折射實驗時，可采用探索性的分組實驗，由學生提出問題，要探究什么內(nèi)容，可讓學生先看書，再根據(jù)書本知識確定怎樣設計實驗，選擇恰當?shù)膬x器而且學生就地取材自己準備：用玻璃磚還是用燒杯中的水容易？折射光線的位置怎樣確定，有的用一張白紙，有的畫好了玻璃磚的位置，有的用坐標紙。怎樣看到反射光線，學生也想了很多辦法，相互交流，相互探討。學生自己探究出實驗結(jié)果，探究實驗記錄表格也由學生自己根據(jù)需要來設計。這樣老師只是參與者和合作伙伴，學生的學習熱情很高，興趣很濃?？沙浞终{(diào)動學生學習的主動性，發(fā)展學生的思維能力。

4.2 通過分組實驗來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

學生是在教師的指導下進行分組，小組之間各成員協(xié)調(diào)完成實驗，有的組裝儀器，有的觀察測量，有的記錄數(shù)據(jù)并分析最后得出結(jié)論，這都需要成員之間的互相幫助來完成，這些過程既能培養(yǎng)他們的合作精神、動手能力、觀察能力還可以培養(yǎng)他們分析總結(jié)的能力，從而提高他們的創(chuàng)新能力。在此過程中，小組可分別展示自己的結(jié)論，老師可以引導其他小組成員進行對照，然后驗證。例如，在天平的使用實驗中，學生可以大膽猜想左碼右物測出的數(shù)據(jù)是偏大還是偏小，再通過實驗具體測量，得出結(jié)論。這樣大膽的猜想和驗證可以提高學生的求知欲和創(chuàng)新能力。

4.3 通過科學研究方法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

科學研究方法包括控制變量法和類比法?？刂谱兞糠ǎ豪?，在學習物體的質(zhì)量跟什么因素有關(guān)時，學生可以通過猜想與材料或體積有關(guān)，通過控制變量的方法來驗證。首先，通過控制物體的材料來比較不同體積的物體，誰的質(zhì)量大；其次，通過比較相同體積不同材料物體的質(zhì)量的大小。類比法：物理結(jié)論的得出會碰到一些看不見摸不著的，這就需要用類比法來解決問題，引導學生觀察它們的相似之處。例如，可以類比磁場對小磁針的作用與電場對電荷的作用，磁感線能用曲線來描述，電場線同樣也可以，這種比較法既可以讓學生高效學習新知識，也可以復習舊知識，使學生更加深刻地理解知識的鏈接，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力。

5 結(jié)論與討論

通過物理實驗教學培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是要讓學生充分利用學習到的物理知識，通過學生的自主動手，發(fā)掘?qū)W生的潛在能力，并針對學生的自身特點進行區(qū)別培養(yǎng)，使學生產(chǎn)生對事物、問題有意義的猜想和新穎的思維能力。物理教師在教學活動中應注重學生的個性想法，并正確引導。使學生在面對不同問題時不慌亂，自己弄清思路，自己解決、分析并總結(jié)。這樣才能在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面起到作用。

物理實驗教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的過程中，應結(jié)合學生的年齡特點和物理學的學科特點，遵循認知規(guī)律，讓學生在自主學習中學會創(chuàng)新。用創(chuàng)造性的物理實驗課堂教學活動，培育出更多具有創(chuàng)新能力的學生，培養(yǎng)出更多的創(chuàng)作型人才。

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（欄目編輯 劉 榮）