物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

湯遠(yuǎn)金

現(xiàn)代社會(huì)是以科技創(chuàng)新為靈魂的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，其教育核心要求是培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力。為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求，作為中學(xué)教育基礎(chǔ)學(xué)科的物理在其教學(xué)過程中不僅要向?qū)W生傳授基礎(chǔ)知識(shí)，更應(yīng)利用其實(shí)驗(yàn)性、應(yīng)用性極強(qiáng)的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)中又有著獨(dú)特的功能，能為學(xué)生提供豐富的感知材料，形成感性認(rèn)識(shí)，建立物理概念，總結(jié)物理規(guī)律，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力有著很大的作用，如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力？本文就這個(gè)問題談?wù)劰P者的一些嘗試。

一、增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

初中物理實(shí)驗(yàn)按性質(zhì)可分為測(cè)量型實(shí)驗(yàn)和探究型實(shí)驗(yàn)，測(cè)量型實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用基本測(cè)量工具直接或間接測(cè)量某些物理量；探究型實(shí)驗(yàn)是利用教材中提供的器材及思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和分析、概括能力起到了重要的作用，如能在教學(xué)中適時(shí)增加些設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于開闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有很好的作用。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)選擇，需要根據(jù)教學(xué)大綱的要求，在學(xué)生掌握好基本原理的基礎(chǔ)上，授予實(shí)驗(yàn)的基本方法，應(yīng)用最基本的測(cè)量儀器，讓學(xué)生自己去考慮哪些可能的做法，自己會(huì)怎樣做？

首先，給足實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生按給的器材來構(gòu)建物理情景，確定原理完成設(shè)計(jì)方案后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

其次，沒有給足實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生根據(jù)問題的條件和要求，構(gòu)思相關(guān)的物理情景，確定實(shí)驗(yàn)原理，添加所需器材，確定所測(cè)物理量，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。比如，用天平測(cè)出幾塊厚度相同，形狀不規(guī)則的玻璃片總面積，用量筒測(cè)出一瓶空氣的質(zhì)量，還需哪些器材？并用你設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定。

再次，沒有給定實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生對(duì)于同一個(gè)問題，構(gòu)想出不同的物理情景，確定不同的實(shí)驗(yàn)原理，選擇不同的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。比如有一蓄電池，正負(fù)極已看不清楚，請(qǐng)你采用三種不同的方法，檢驗(yàn)出蓄電池的正負(fù)極。

二、引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，誘發(fā)創(chuàng)新思維

許多學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材不足，裝配不全，大多數(shù)同學(xué)無法參與到實(shí)驗(yàn)中去，如能引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手，設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，又喚起學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，誘發(fā)創(chuàng)新思維。

設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)在選材上寧“土”勿“洋”，他“廢”我“用”，以學(xué)生日常生活中常見并隨時(shí)都可以找到的物品為好，這樣選材方便，使所有的同學(xué)都能積極參與，如氣球、可樂瓶、廢燈泡、水果等。比如，利用氣球和自制小桿稱驗(yàn)證力的作用是相互的，將鼓吹的氣球壓縮，用細(xì)線把它與稱盤縛在一起，撥動(dòng)稱砣，使稱平衡，用火燒斷系線后，觀察到氣球向上彈起而稱盤則向下沉的現(xiàn)象。再如，吹鼓氣球，并將氣嘴扎緊，用手掌手指壓氣球，球形變不一樣，說明壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關(guān)。

以上列舉的只是用氣球引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做的幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上遠(yuǎn)不止這些，如能認(rèn)真思考引導(dǎo)得當(dāng)，相信學(xué)生能設(shè)計(jì)出更多更好的小實(shí)驗(yàn)，達(dá)到預(yù)想不到的效果。

三、發(fā)掘?qū)嶒?yàn)的更大效用，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須吃透教材的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和內(nèi)在聯(lián)系，從知識(shí)疑難著手，鼓勵(lì)學(xué)生勤于觀察，大膽猜測(cè)、質(zhì)疑，使學(xué)生在實(shí)踐中有所發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。其實(shí)教材中有許多實(shí)驗(yàn)經(jīng)仔細(xì)研究，都可以找到激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維之處。比如，研究平面鏡成像的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，教師不要像課本上那樣，直接給出玻璃板。既然是研究平面鏡成像，應(yīng)取出學(xué)生熟悉的平面鏡，點(diǎn)燃蠟燭后，讓學(xué)生觀察，提出問題，像有多大？距離平面鏡多遠(yuǎn)？能否測(cè)定出？這個(gè)有趣的問題馬上吸引了學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生思維，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生測(cè)定像的大小和距平面鏡多遠(yuǎn)，必須找到像的確定位置，而平面鏡不透光（實(shí)際上玻璃板相當(dāng)是平面鏡）無法知道像在鏡后的確切位置，怎么辦？能否用其它什么器材達(dá)到這個(gè)目的？啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生換用玻璃板做實(shí)驗(yàn)，或?qū)W生自己動(dòng)手做，逐步激發(fā)學(xué)生積極思考探究，從而使學(xué)生思想集中、思維活躍、興趣盎然，印象深刻自不言喻。

有些實(shí)驗(yàn)在按課本要求完成后，要留意將它們拓寬、延伸一下，也將增加實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效益。比如在做完托里拆利實(shí)驗(yàn)后，就這個(gè)實(shí)驗(yàn)帶來的水銀材料，鐵釘或銅片放入水銀中，做一個(gè)“銅鐵浮水銀面”的實(shí)驗(yàn)給學(xué)生看，學(xué)生從未見過，必定很好奇，從而激發(fā)學(xué)生探究，這對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)“浮力”會(huì)有很大的好處。

四、建立興趣小組，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望

創(chuàng)造欲是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造活動(dòng)的內(nèi)驅(qū)力，只有學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，才能真正激發(fā)其創(chuàng)造的積極性。開放實(shí)驗(yàn)室，建立實(shí)驗(yàn)興趣小組，選擇生活中的一些物品，由老師、成績優(yōu)秀的學(xué)生帶頭，成立幫帶小組，讓每個(gè)學(xué)生都參與，靈活地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的科學(xué)探索精神，培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)興趣，增加了課外知識(shí)，讓學(xué)生在交流討論和合作探究中有所收獲，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中具有成就感，掌握更好的物理研究方法。建立實(shí)驗(yàn)興趣小組，讓他們利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問題，進(jìn)行小發(fā)明，小創(chuàng)造等。比如制作音樂門鈴、電子報(bào)警器、小孔相機(jī)、潛望鏡等。同時(shí)小發(fā)明、小創(chuàng)造的成果使學(xué)生體會(huì)到創(chuàng)造不再神秘莫測(cè)，不再是只有“天才”、專家才能做的事，從而有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造動(dòng)機(jī)。同時(shí)，還可布置適當(dāng)?shù)恼n外小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手，多思、多做，從中受到激勵(lì)、啟發(fā)，產(chǎn)生聯(lián)想、靈感，使學(xué)生在知識(shí)性、科學(xué)性、趣味性的活動(dòng)中觀察課內(nèi)教學(xué)所不曾看出的道理，去領(lǐng)悟課內(nèi)教學(xué)所來不及深透的奧秘，去觸摸課內(nèi)教學(xué)所無法涉及的東西。實(shí)踐證明，通過小制作和小實(shí)驗(yàn)等物理實(shí)踐活動(dòng)，給學(xué)生提供了更多的動(dòng)手動(dòng)腦和自我發(fā)展的機(jī)會(huì)，能充分挖掘?qū)W生潛在的創(chuàng)新素養(yǎng)，不斷提高學(xué)生知識(shí)的應(yīng)用能力，還能發(fā)展學(xué)生的個(gè)性、特長和創(chuàng)新技能。

創(chuàng)新是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)人才的客觀要求，基礎(chǔ)教育是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。作為中學(xué)教育基礎(chǔ)學(xué)科的物理教學(xué)不但要傳授知識(shí)，更重要的是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，啟迪學(xué)生的創(chuàng)造思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是學(xué)校教育的核心環(huán)節(jié)，作為一個(gè)物理教師，我深深體會(huì)到，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力有機(jī)地結(jié)合起來，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)造性，增強(qiáng)教學(xué)的效果，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，解決實(shí)際問題大有裨益。