如何在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

林穩(wěn)心

摘要：創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化的標(biāo)志，是世界性教改的趨勢(shì)，這已被世界各國(guó)政府和教育家們所認(rèn)同。物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)建立、發(fā)展的基礎(chǔ)。物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中占據(jù)著重要的地位，發(fā)揮著重要的作用。在教學(xué)中，我們要抓住物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)實(shí)施創(chuàng)新教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

關(guān)鍵詞：高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；學(xué)習(xí)興趣；創(chuàng)新意識(shí)；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2016）08-0031

一、物理實(shí)驗(yàn)的地位和作用

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的物理思想、物理方法和技能是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要內(nèi)容。學(xué)生的創(chuàng)造力是一種綜合素質(zhì)，它不但要有創(chuàng)造思維能力和探索精神，而且要有良好的實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手制作能力。很多創(chuàng)造發(fā)明都是在反復(fù)實(shí)驗(yàn)和精心制作以后成功的。傳統(tǒng)的教學(xué)是教師按書本上講，學(xué)生按書本上做，學(xué)生處于被動(dòng)、模仿的地位。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在創(chuàng)新教育中有著獨(dú)特的作用和不可替代的手段。首先，實(shí)驗(yàn)的過程和方法有利于學(xué)生形成要領(lǐng)和認(rèn)識(shí)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)具有直觀具體、形象生動(dòng)的特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)的操作過程中，學(xué)生經(jīng)歷了從感性到理性、從具體到抽象的過程，這符合學(xué)生的身心特點(diǎn)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。另外，在學(xué)生今后的生活工作環(huán)境中會(huì)遇到各種各樣的實(shí)際問題，而解決這些問題的模式和方法與實(shí)驗(yàn)的過程和方法有許多共同之處，從而對(duì)學(xué)生適應(yīng)未來生活的挑戰(zhàn)具有重要的意義。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。為此，我們應(yīng)以加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)施素質(zhì)教育的一個(gè)重要突破口。

二、物理實(shí)驗(yàn)中實(shí)施素質(zhì)教育

物理學(xué)的形成是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，而設(shè)計(jì)探索性實(shí)驗(yàn)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使他們?cè)诰o張、積極、活潑和興奮狀態(tài)中積極思考，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要途徑。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了摩擦力之后，可布置一個(gè)探索性實(shí)驗(yàn)，只給一把刻度尺、一塊長(zhǎng)木板、一個(gè)小滑塊，請(qǐng)粗略測(cè)量長(zhǎng)木板與小滑塊之間的動(dòng)摩擦因素。讓學(xué)生發(fā)揮自己的想象，再實(shí)際進(jìn)行操作，最終測(cè)出該值。當(dāng)然，教師在教學(xué)過程中也可將有的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生自己動(dòng)手的分組實(shí)驗(yàn)，把一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成探索性實(shí)驗(yàn)，不但可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，而且在?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的操作過程中使學(xué)生的創(chuàng)造性思維得以發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У嘏囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新興趣、激發(fā)學(xué)生的求知欲望，而興趣和求知欲望是各種創(chuàng)新活動(dòng)的原動(dòng)力，有了這兩點(diǎn)才有創(chuàng)新的意識(shí)。而創(chuàng)新意識(shí)是創(chuàng)新的前提和關(guān)鍵，只有當(dāng)一個(gè)人有了創(chuàng)新的意識(shí)，他才能抓住創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，才能產(chǎn)生創(chuàng)新的方法，才能啟動(dòng)創(chuàng)新思維，從而獲得創(chuàng)新成果。

那么，探索性的實(shí)驗(yàn)從何而來呢？其中一個(gè)主要的來源就是將課堂演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)。課堂演示實(shí)驗(yàn)一般都是以教師為主體，學(xué)生作為觀察者，處于被動(dòng)接受的地位，這不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而將演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生的探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分致力于動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，發(fā)揮其主體作用，這必然有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)，在創(chuàng)造性思維中有所創(chuàng)新。

在物理實(shí)驗(yàn)中，不僅要讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體操作方法，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，而且還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握實(shí)驗(yàn)的物理思想、方法，為培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力打下良好的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)及學(xué)生實(shí)驗(yàn)都是教師或教材按教學(xué)要求精心準(zhǔn)備好的，缺乏對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理方法的科學(xué)訓(xùn)練，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的形成。所以，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方法的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握物理學(xué)中常用的實(shí)驗(yàn)方法，如間接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法，控制變量的實(shí)驗(yàn)方法，“以大量小”的實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)量微小量的“疊代法”“替代法”和“比較法”等；積極開展探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如選擇測(cè)量物體的密度，測(cè)量導(dǎo)體的電阻，判斷導(dǎo)體中電流方向等典型的實(shí)驗(yàn)組織學(xué)生進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、比較、討論和辨析，由于這類實(shí)驗(yàn)教學(xué)較課堂教學(xué)有更廣闊的活動(dòng)空間和思維空間，可以激發(fā)和滿足不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的探索和創(chuàng)新的欲望，同時(shí)學(xué)生在自動(dòng)“探索”物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過程中可以把動(dòng)手、動(dòng)腦能力結(jié)合起來，鍛煉和培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力通過來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注意指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析、處理，找出內(nèi)在的物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新教育的最終目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，而創(chuàng)新能力是在創(chuàng)新活動(dòng)中不斷得到培養(yǎng)和提高的。這就要求我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，要鼓勵(lì)學(xué)生敢于“別出心裁”，敢于“獨(dú)樹一幟”，不人云亦云，敢于獨(dú)立思考、勇于探索、敢于創(chuàng)新。教材中安排的演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)，其方法都只有一種，特別對(duì)于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，從器材到實(shí)驗(yàn)步驟及表格都由教材按一定的模式制定，學(xué)生按部就班、不必動(dòng)腦就能完成實(shí)驗(yàn)，這不利于學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面起著關(guān)鍵性的作用。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生能靈活運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過程進(jìn)行全方位的想象。這樣，學(xué)生必須在多種因素中進(jìn)行取舍，對(duì)所得信息進(jìn)行篩選；必須在追求既定目標(biāo)的過程中，有全局觀點(diǎn)并善于妥協(xié)，在不同的情況下善于應(yīng)變。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)新的物理情景，進(jìn)行新的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，擬定新的實(shí)驗(yàn)方案，選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，分析估計(jì)在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？哪些是正常的？哪些是不正常的？不正常的該如何來解決？等。

另外，要親自動(dòng)手操作做實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的可行性論證。在實(shí)際操作中，根據(jù)出現(xiàn)的問題對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、方法、器材、步驟等進(jìn)行調(diào)節(jié)和修正，使所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)更趨完善。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生由被動(dòng)做實(shí)驗(yàn)變?yōu)橹鲃?dòng)做實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性，加強(qiáng)了學(xué)生的主體地位，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力以及分析和解決問題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新教育是世界教育的發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的創(chuàng)造性人才更是祖國(guó)建設(shè)的需要。這就要求我們每一位教師在實(shí)踐中創(chuàng)造性地運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)方法，將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合，吸收新的教學(xué)思想和觀念，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新，用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件，為教育事業(yè)的全面振興貢獻(xiàn)自己的一份力量。

（作者單位：山西省運(yùn)城市臨猗縣第三中學(xué)校 044100）