改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力

張耀佳

1研究的背景

一個(gè)社會(huì)，沒有創(chuàng)新就沒有發(fā)展；一個(gè)國(guó)家，沒有創(chuàng)新就沒有未來.創(chuàng)新教育是我國(guó)當(dāng)今基礎(chǔ)教育改革的實(shí)施重點(diǎn)，更是當(dāng)前新課程實(shí)施的要求.培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)展，是我們義務(wù)教育階段工作的首要任務(wù).

2問題的提出

物理教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力.新課程實(shí)施前的基礎(chǔ)教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，示范的多，學(xué)生自主探究的少，更不用說自主開發(fā)、自主創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新教育功能缺乏，導(dǎo)致義務(wù)教育階段學(xué)生的創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足，我國(guó)后繼創(chuàng)新人才不足.改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，促學(xué)生全面自主發(fā)展，勢(shì)在必行.

3問題的解決

改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是基礎(chǔ)教育階段培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的好途徑.在教學(xué)過程中，充分利用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，探究與學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的生活現(xiàn)象、物理現(xiàn)象，解決生活中的實(shí)際問題，從而促進(jìn)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的發(fā)展，提高學(xué)生的整體素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展.

根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程目標(biāo)，筆者結(jié)合對(duì)應(yīng)階段學(xué)生的實(shí)際，積極進(jìn)行教學(xué)改革，全面實(shí)施實(shí)驗(yàn)新式教學(xué)，實(shí)施“興趣導(dǎo)入——自我探究——自主匯報(bào)——科學(xué)評(píng)估——成功展示”的具體教學(xué)模式.以開展物理實(shí)驗(yàn)課題研究教學(xué)為契機(jī)，激發(fā)學(xué)生自主參與實(shí)驗(yàn)探究、小實(shí)驗(yàn)課題研究，自主匯報(bào)，自主展示，引導(dǎo)學(xué)生自主參與科技創(chuàng)新活動(dòng)，教學(xué)改革就會(huì)倍見成效.

教學(xué)步驟分為：第一，按照國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)和上級(jí)教育部門所規(guī)定的教材要求，開足實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)課程，開展切合學(xué)生實(shí)際的小課題研究；第二，結(jié)合各個(gè)任教學(xué)科教師的自身學(xué)科優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)與自己原先所教學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)相結(jié)合的科技創(chuàng)新教學(xué)校本課程，創(chuàng)新性地實(shí)施課程，從而培養(yǎng)學(xué)生的小組合作探究學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生初步掌握自主探索、自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的基本要領(lǐng)和做法；第三，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用，開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題研究，積極參加科技創(chuàng)新活動(dòng)，通過參加科技創(chuàng)新活動(dòng)展示自己的能力和水平，從而全面提高學(xué)生的整體能力和素質(zhì).具體操作確定教學(xué)模式.

3.1認(rèn)真理解物理課程標(biāo)準(zhǔn)，開展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)

無論哪一個(gè)版本的初中物理教材，它都是根據(jù)國(guó)家義務(wù)教育階段的課程標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)的，它們的共同特點(diǎn)就是設(shè)計(jì)了大量的探究實(shí)驗(yàn)，通過探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)探究學(xué)習(xí)，自主開展實(shí)驗(yàn)研究，動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)好物理，提高自身素質(zhì).

在實(shí)際教學(xué)中，首先要做的就是：結(jié)合初中物理教材的內(nèi)容設(shè)計(jì)特點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生做好教材的探究實(shí)驗(yàn)，根據(jù)教材內(nèi)容，開展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，初步掌握實(shí)驗(yàn)研究的方法.

興趣是最好的老師，我們可以利用教材上精彩紛呈的生活實(shí)際和實(shí)驗(yàn)開展實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)提出問題、進(jìn)行猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)操作探究，逐步掌握實(shí)驗(yàn)研究的基本方法.

教學(xué)中，這樣操作的例子不少.例如，在進(jìn)行《液體壓強(qiáng)》教學(xué)時(shí)就可運(yùn)用“發(fā)現(xiàn)問題——大膽猜想——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——具體觀察——收集證（數(shù)）據(jù)——分析論證——評(píng)估交流——得出結(jié)論”的方式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)行探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)的小實(shí)驗(yàn)課題研究.具體教學(xué)過程為：

3.1.1從生活現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生的探究欲望

讓學(xué)生觀察現(xiàn)象：開有側(cè)孔的水桶，倒進(jìn)水后，孔離容器底的高度越低，水噴得越遠(yuǎn).提問：這是為什么？這說明了液體內(nèi)部壓強(qiáng)有什么特點(diǎn)？

3.1.2學(xué)生自己嘗試，初步實(shí)驗(yàn)

然后，啟發(fā)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室探究液體壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)器材：帶三個(gè)不同高度側(cè)孔的透明塑料圓水筒、大圓水筒、長(zhǎng)直尺、卷尺、水、白紙、筆等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究：將水倒進(jìn)塑料圓水筒后觀察、測(cè)量不同孔所處水的深度，水噴射的距離.得出初步結(jié)果：處于水深度越大的容器側(cè)孔，水噴射出的距離越遠(yuǎn).

3.1.3精確探究，得出結(jié)論

最后，利用壓強(qiáng)計(jì)進(jìn)行精確的實(shí)驗(yàn)探究，分析論證后得出結(jié)論：同種液體，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大，深度越大，液體的壓強(qiáng)越大.

這樣的實(shí)驗(yàn)既有趣，又簡(jiǎn)單，易于進(jìn)行，學(xué)生樂于探究，在不知不覺中就懂得了實(shí)驗(yàn)探究的基本方法，為學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)課題研究的基本方法打下基礎(chǔ).

3.2積極實(shí)施校本教材，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究

課本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容雖然有趣，而且科學(xué)，但有時(shí)候器材不好找，在生活中進(jìn)行學(xué)生全體參與探究時(shí)，不方便、不夠科學(xué)：一是實(shí)驗(yàn)器材不足，不能全面展開；二是有時(shí)脫離學(xué)生生活實(shí)際，學(xué)生參與欲望不強(qiáng).為了解決這些問題，我們必須設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際的校本教材，拓展校本課程教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究，全面提高學(xué)生的參與度，讓學(xué)生逐步掌握實(shí)驗(yàn)課題研究的基本方法.

在進(jìn)行《電磁鐵》教學(xué)，我們?cè)O(shè)計(jì)了校本教材，鼓勵(lì)學(xué)生在進(jìn)行課堂探究的基礎(chǔ)上，利用生活器材進(jìn)行更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究，甚至可以進(jìn)行結(jié)合生活現(xiàn)象的物理小課題研究，鞏固課堂實(shí)驗(yàn)探究效果，拓展自己的研究能力.

我們進(jìn)行了這樣的教材設(shè)計(jì)：請(qǐng)你利用日常生活的用品，創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱的特點(diǎn)，并完成實(shí)驗(yàn)小課題研究報(bào)告.學(xué)生的研究結(jié)果令筆者驚喜的是，這樣的校本實(shí)驗(yàn)探究教材，學(xué)生的參與積極性大大增強(qiáng)了，自主探究能力明顯提高，還學(xué)會(huì)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，初步懂得了如何開展小實(shí)驗(yàn)課題的研究，學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ鸩降玫搅伺囵B(yǎng).

3.3全員開展科技創(chuàng)新活動(dòng)，全面提高學(xué)生自主創(chuàng)新素質(zhì)

鼓勵(lì)全體學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題研究，自主參與科技探究、科技創(chuàng)新活動(dòng)，提交科技小制作、小發(fā)明活動(dòng)成果，發(fā)明出有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的科技作品，應(yīng)用于社會(huì)與生活.從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，全面提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和素質(zhì).

由于有前面兩點(diǎn)作為基礎(chǔ)，教學(xué)中使用規(guī)定教材和開發(fā)校本課程教材得當(dāng)，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和素質(zhì)得到了提高，這就為學(xué)生開展自主實(shí)驗(yàn)、自主創(chuàng)新打下了良好的基礎(chǔ).因此，我們?cè)诮逃虒W(xué)中大力開展科技創(chuàng)新活動(dòng)，全面鼓勵(lì)學(xué)生大膽開展科技調(diào)查和科技發(fā)明創(chuàng)新，及時(shí)匯報(bào)、展示自己的創(chuàng)新成果，參賽并申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利，以點(diǎn)帶面，從而全面提高學(xué)生的自主創(chuàng)新素質(zhì).

3.3.1在活動(dòng)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

我們?cè)诨顒?dòng)過程中注意面向全體學(xué)生，面向?qū)W生完整的學(xué)習(xí)和生活領(lǐng)域，采用課題調(diào)查、課題研究、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、生活用品創(chuàng)新設(shè)計(jì)等活動(dòng)形式，利用課內(nèi)課外各種途徑，在教師的指導(dǎo)下，創(chuàng)設(shè)情境，置身環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐調(diào)查、具體研究，通過學(xué)生的自主參與、質(zhì)疑研究、實(shí)踐體驗(yàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)方法、知識(shí)能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面都獲得了可持續(xù)性發(fā)展.從而培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新能力，促進(jìn)全體學(xué)生創(chuàng)新能力的全面提高.

例如，我們?cè)谶M(jìn)行初二學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)課堂教學(xué)時(shí)，結(jié)合初二物理的教學(xué)實(shí)際，開設(shè)了《尋找校園噪聲來源》的實(shí)踐活動(dòng)課程.教師首先利用活動(dòng)方案設(shè)計(jì)課引導(dǎo)學(xué)生圍繞課題做好自行設(shè)計(jì)小組活動(dòng)方案，然后利用活動(dòng)方法指導(dǎo)課啟發(fā)學(xué)生做好詳細(xì)調(diào)查，再利用成果展示匯報(bào)課讓學(xué)生充分展示自己的研究成果，最后利用知識(shí)拓展普及課將研究成果應(yīng)用實(shí)際，解決了校園噪聲影響教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的問題，再引申到解決校園周邊和學(xué)生自己居住地周邊的噪聲污染的問題.學(xué)生在這些活動(dòng)過程中，創(chuàng)新能力得到了極大提高.

3.3.2在知識(shí)運(yùn)用過程中提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)

將物理課堂上學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際，制作出發(fā)明作品創(chuàng)新性地解決實(shí)際問題，這是實(shí)施新課程教學(xué)的最好效果.學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)過程中，才會(huì)收獲成功，才會(huì)學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，自主發(fā)展.學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的提高才會(huì)水到渠成.

在運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行“液體壓強(qiáng)對(duì)擋土墻的危害及其預(yù)防研究”過程中，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了調(diào)查研究的方法，更學(xué)會(huì)了創(chuàng)新制作、創(chuàng)新發(fā)明，發(fā)明制作的“斜坡危險(xiǎn)預(yù)警自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)”獲得了市青少年科技創(chuàng)新大賽金獎(jiǎng)，學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)得到了極大提高.

3.3.3在參加科技競(jìng)賽過程中全面發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力

在開展好實(shí)驗(yàn)課題研究的基礎(chǔ)上，我們利用物理學(xué)科活動(dòng)的成果，鼓勵(lì)學(xué)生選好自己最滿意的創(chuàng)新研究題目，繼續(xù)研究、創(chuàng)新，將最后成果上交，參加學(xué)校、區(qū)、市、省、國(guó)家等舉辦的青少年科技創(chuàng)新大賽等科技創(chuàng)新比賽，展示自己的創(chuàng)新成果，更進(jìn)一步提高自己的創(chuàng)新能力和素質(zhì).

在學(xué)科教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容很多與科技創(chuàng)新息息相關(guān)，可以根據(jù)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容開展創(chuàng)新選擇.例如，初中物理學(xué)科學(xué)習(xí)，學(xué)生接觸得最多的是電學(xué)知識(shí)，筆者就利用學(xué)生學(xué)習(xí)到這部分知識(shí)的時(shí)候鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新，自主創(chuàng)新制作出多種自動(dòng)報(bào)警器，其中，初三級(jí)學(xué)生創(chuàng)新發(fā)明制作出的幾種自動(dòng)報(bào)警器：溫度自動(dòng)報(bào)警器、防汛水位自動(dòng)報(bào)警器、風(fēng)暴報(bào)警器、水污染自動(dòng)報(bào)警器，參加科技創(chuàng)新比賽，在省、市、區(qū)青少年科技競(jìng)賽中獲得了多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，獲國(guó)家發(fā)明專利，從而激發(fā)了更多學(xué)生參與創(chuàng)新探究.

李美波同學(xué)在學(xué)習(xí)了《聲現(xiàn)象》后，就想到解決這樣的問題：如何讓聾啞人聽到聲音？通過大量的調(diào)查研究與創(chuàng)新實(shí)踐，她終于找到了解決的方法，科學(xué)地解決了聾啞人聽聲音的問題，創(chuàng)新研究作品《如何在無聲世界中“看”到聲音》獲得了省市區(qū)青少年科技創(chuàng)新大賽獎(jiǎng).

學(xué)生的創(chuàng)新能力是無窮的，只要我們善于挖掘，善于啟發(fā)，學(xué)生就能想出別人不能想象，做出別人不能做出的研究與發(fā)明，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新.這幾年筆者的學(xué)生年年獲得省市青少年科技創(chuàng)新大賽大獎(jiǎng)，榮獲市科技大賽最高獎(jiǎng)——市長(zhǎng)獎(jiǎng)，獲得5項(xiàng)國(guó)家實(shí)用發(fā)明專利，就是很好的證明.這過程中，學(xué)生的創(chuàng)新能力有了極大提高.

4評(píng)價(jià)與反思

研究成果在省內(nèi)74所學(xué)校推廣，實(shí)踐中，改變了傳統(tǒng)教學(xué)只注重知識(shí)傳授、接受式學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，學(xué)生主動(dòng)探究、樂于參與、自主研究.培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問題的能力以及交流合作的能力，促進(jìn)了學(xué)生自主發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展.

學(xué)生學(xué)會(huì)了探究，學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)研究，更學(xué)會(huì)了自主創(chuàng)新.實(shí)驗(yàn)探究——小課題研究——發(fā)明創(chuàng)新——參賽獲獎(jiǎng)——申請(qǐng)專利.開展學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革讓我們驚喜，更讓我們嘗到了實(shí)驗(yàn)育人，創(chuàng)新育人的成功.一批又一批學(xué)生的成功，標(biāo)示著我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式改革是正確的科學(xué)的，它帶來的不僅僅是學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的提高，更是帶來了學(xué)生創(chuàng)新能力質(zhì)的飛躍，素質(zhì)的全面提高.實(shí)施創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是全面培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的好途徑.