創(chuàng)新能力在物理實(shí)驗(yàn)上的啟發(fā)

徐青源

(江蘇省丹陽(yáng)市實(shí)驗(yàn)學(xué)校 江蘇 丹陽(yáng) 212300)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究已經(jīng)有多年了，但收獲并不是很大，也有很多學(xué)者提出創(chuàng)新型人才是指具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格三方面素質(zhì)的人才。這就要求我們?cè)诮窈蟮慕虒W(xué)實(shí)踐中，必須從“重理論，輕實(shí)踐，重灌輸，輕啟發(fā)”的觀念中徹底轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)，把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目的。

1.通過(guò)創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)需要?jiǎng)?chuàng)造性地教學(xué)。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，教師首先要具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要勤于思考，勇于探索，做好演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)工作。如物理課本第一冊(cè)圖11—4“雞蛋將怎樣？為什么？”的演示實(shí)驗(yàn)可以這樣改進(jìn)：把廣口瓶換成150mL平底燒瓶，把去殼的熟雞蛋換成去殼的鵪鶉蛋，演示時(shí)把一端浸過(guò)酒精棉的鐵絲點(diǎn)燃后迅速插入燒瓶中，待燃燒片刻后抽出鐵絲，再迅速將鵪鶉蛋放在瓶口上，過(guò)會(huì)即可看到鵪鶉蛋沿著燒瓶頸慢慢下滑到瓶底。這樣改進(jìn)可見(jiàn)度增大，生動(dòng)形象地證明了大氣壓的存在。另外該實(shí)驗(yàn)還可以演示燒瓶把鵪鶉蛋吐出來(lái)。方法是把燒瓶倒立，使鵪鶉蛋堵住瓶口(小頭向下)，然后把燒瓶固定在鐵架臺(tái)上，用毛巾包住瓶底，并不斷把熱水慢慢注到毛巾上，一會(huì)燒瓶就吐出鵪鶉蛋。

讓學(xué)生將改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)與課本上的方法對(duì)照比較，分析優(yōu)劣，體味實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的實(shí)用性，并誘導(dǎo)學(xué)生思考是否還有其他的改進(jìn)方案。并在課下指導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)加一加、減一減、改一改、變一變、擴(kuò)一擴(kuò)、縮一縮等方法動(dòng)手對(duì)日常接觸的事物進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。

2.通過(guò)增加設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)激活學(xué)生的創(chuàng)新思維

“照方抓藥”式的實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邔W(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度，但不能培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力。為了有效地激活學(xué)生的創(chuàng)造思維，筆者認(rèn)為在教學(xué)中盡量增加一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的潛能，依據(jù)教學(xué)大綱要求，以學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)技能、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槌霭l(fā)點(diǎn)，提出實(shí)驗(yàn)課題，讓學(xué)生自己動(dòng)手、動(dòng)腦設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，激活學(xué)生在記憶中的有關(guān)知識(shí)，獨(dú)立思考，去探索創(chuàng)新，保持生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)態(tài)勢(shì)。

如沒(méi)有量筒，如何測(cè)出一杯牛奶的密度？

學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)靈活地、創(chuàng)造性地運(yùn)用了質(zhì)量、重力、密度、二力平衡、浮力和阿基米德原理等已有的知識(shí)和用彈簧秤測(cè)重力、視重等已掌握的實(shí)驗(yàn)技能，找出了解決問(wèn)題的方法。這些設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦解決問(wèn)題的能力，而且激發(fā)了學(xué)習(xí)物理的熱情，為進(jìn)一步提高奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.布置課外小實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神

物理小實(shí)驗(yàn)、小制作的題材廣泛，材料極其豐富，是一種激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造性的有益活動(dòng)。課外小實(shí)驗(yàn)可以在一個(gè)心理狀態(tài)比較寬松的環(huán)境中，不受時(shí)間、器材、場(chǎng)所等條件的限制，可以反復(fù)做，反復(fù)觀察，直到認(rèn)為滿意為止。同時(shí)由于沒(méi)有明確給出實(shí)驗(yàn)所需器材、步驟，也無(wú)明確要觀察的現(xiàn)象，所有問(wèn)題均需學(xué)生自己獨(dú)立完成，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神以及各種能力都起著重要的作用。

通過(guò)創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)、增加設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、布置課外小實(shí)驗(yàn)等創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力都是大有裨益的。

那中學(xué)物理教學(xué)中如何開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究？

3.1 多設(shè)計(jì)開(kāi)放性問(wèn)題。創(chuàng)設(shè)物理情境，設(shè)計(jì)開(kāi)放性問(wèn)題，讓學(xué)生面對(duì)多種疑問(wèn)，產(chǎn)生濃厚的創(chuàng)新趣。如問(wèn)學(xué)生我們生活中的一次性口杯能否用來(lái)做物理實(shí)驗(yàn)，能做多少個(gè)？學(xué)生肯定會(huì)努力去思考，然后，我們可以指出幾種，分別：(1)用來(lái)制量杯;(2)接聽(tīng)土電話;(3)塑料杯燒水;(4)模擬放大鏡;(5)設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展創(chuàng)新。

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。在課堂上多設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新是一種有效的途徑。例如氣球在初中物理實(shí)驗(yàn)中有以下14種巧用。演示聲音是由于聲源的振動(dòng)而產(chǎn)生的，演示空氣是有質(zhì)量的，演示力可以使物體發(fā)生形變，演示力的作用是相互的，演示空氣有浮力，演示壓力的作用效果，驗(yàn)證大氣壓的存在，演示氣流的反沖作用，演示氣體受熱體積膨脹，驗(yàn)證分子大小，演示光在空氣中沿直線傳播，演示電荷間相互作用規(guī)律，演示帶電體能吸引輕小物體，演示凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用。

3.2 變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)時(shí)，其思維方式有很大的區(qū)別。先要對(duì)所創(chuàng)新的物理知識(shí)提出假設(shè)，然后自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并一邊實(shí)驗(yàn)一邊探究，再?gòu)闹邪l(fā)現(xiàn)規(guī)律。學(xué)生在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中親身經(jīng)歷了知識(shí)的形成過(guò)程，并成為知識(shí)的再發(fā)現(xiàn)者。正像波亞利所說(shuō)的：“學(xué)習(xí)任何知識(shí)的最佳途徑是由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@種發(fā)現(xiàn)理解最深，也最容易掌握其中的規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系。

總之，中學(xué)物理教學(xué)的“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”，充分體現(xiàn)了學(xué)生的“主體性”，特別是發(fā)掘了學(xué)生的“自我求知意識(shí)”，“自我動(dòng)手能力”和“內(nèi)在潛力”。在“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”的課堂上，教師的“主導(dǎo)”作用主要應(yīng)體現(xiàn)在“要?jiǎng)?chuàng)設(shè)學(xué)生求知問(wèn)難，探索以及大膽設(shè)想的情景，根據(jù)學(xué)生的總結(jié)提問(wèn)，將學(xué)生一步一步地引向“發(fā)問(wèn)—設(shè)想—探索—?jiǎng)?chuàng)新”的思維王國(guó)。這不但能促成學(xué)生“想做”、“活做”、“會(huì)做”物理實(shí)驗(yàn)，提高教學(xué)效果，而且將素質(zhì)教育真正地引入了課堂，無(wú)疑是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一條捷徑。