“偷工減料”巧設計 “過關斬將”真創(chuàng)新①
——在物理實驗教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

阮享彬1 牟銀勇 周鳳

(1. 重慶市教育科學研究院，重慶 400015；2. 重慶市育才中學，重慶 400050)

“創(chuàng)新是指以現有的思維模式提出有別于常規(guī)或常人思路的見解為導向,利用現有的知識和物質，在特定的環(huán)境中,本著理想化需要或為滿足社會需求，而改進或創(chuàng)造新的事物、方法、元素、路徑、環(huán)境，并能獲得一定有益效果的行為?！弊鳛榻逃ぷ髡邞撛诮逃虒W中突出對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在物理教學中利用實驗培養(yǎng)創(chuàng)新能力是絕佳的途徑。但在實驗教學中普遍存在著以下現象：一是教師很勤快，準備好了實驗需要的每一樣器材，什么東西都不缺，拿來即用，學生依葫蘆畫瓢，以完成實驗為目標，缺少創(chuàng)新的物質條件，實驗中主要培養(yǎng)學生的實驗操作能力，學生的創(chuàng)造力得不到培養(yǎng)；二是教師迫于學時的限制、對教學進度的掌控，過度主導了實驗的開展，沒有給大部分學生留思考、琢磨、反復實踐的機會，大部分學生的思維都跟著教師或少數優(yōu)生的思路進行，不易提出有別于常規(guī)或常人的思路和見解，很難培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。怎樣利用物理實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力？筆者針對初中物理實驗教學，選取可操作性強的部分實驗，開展了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究，并付諸教學實踐，受到學生的歡迎。

1 利用“偷工”為培養(yǎng)創(chuàng)新能力提供環(huán)境

所謂“偷工”是指教師合理減少課堂中的細節(jié)引導行為，提出實驗目標后，利用有限的設備，讓學生探索達成實驗目標的方案。在看似“偷工”的背后，需要教師在實驗設計之初對可能出現的方案盡量做到心中有數。在實驗教學中，教師盡量放手，讓學生自主做實驗，學生利用已有知識，設計實驗，并大膽進行實驗，后期開展必要的討論和交流，這樣才能為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力提供良好的氛圍和環(huán)境。

在“探究電流跟電壓和電阻關系”的實驗教學中，教師不要急于引導學生用完善的方案開展實驗探究，要依據學生的認知基礎和已有經驗(盡管有些經驗并不完全正確)，選擇關注的內容，自行設計方案，開展電流跟電壓和電阻關系的探究。在具體教學實踐中，學生設計了如下探究方案。

(1) 利用如圖1所示電路進行探究，通過改變電源來改變定值電阻兩端電壓，收集對應的電流表讀數，他們沒有得出電流跟電壓成正比的關系。

(2) 利用如圖2所示電路進行探究，通過改變電源來改變定值電阻兩端電壓，收集對應的電壓表、電流表的示數，得到了電流跟電壓成正比的關系。

(3) 利用如圖3所示電路進行研究，通過改變滑動變阻器的阻值，同時記錄電流數據，得出的結論是：電阻越大，電流越小。

(4) 利用如圖4所示電路進行研究，通過更換定值電阻的阻值，收集電壓值和電流值，得出的結論是：U=IR。

有人認為上述學生自主設計的方案中，一部分跟本節(jié)教學目標的關聯性不強，似乎是走了彎路，于是在課堂上為了節(jié)約時間，強行引導學生依照教材的方案進行探究，忽略了學生的個性化認知，學生的興趣和參與度會大打折扣。物理課程標準要求：在科學探究活動中，應鼓勵學生積極、大膽地參與，避免包辦代替、簡單否定等。放手讓學生借助已有認知，在自由民主的氛圍中開展個性化探究，正是學生積累自主創(chuàng)新寶貴經歷的良好途徑。

在日常的課堂教學設計中，我們需要著力創(chuàng)設有效的教學情境，讓學生在有趣的情境中，感受到問題解決的意義和價值，順利實現“樂學”開端。如何基于情境提出有價值的科學問題？怎么設計方案去驗證自己的想法？如何收集證據并開展分析論證？作為教學活動的組織者，切忌越俎代庖，完全可以大膽“偷工”，放手讓學生思考、動手和展示，讓他們成為學習的真正主人，讓物理學習真正發(fā)生。

2 利用“減料”培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

所謂“減料”即適當減少實驗中的器材，學生根據已有的認知，利用身邊的物品來完成探究任務，為學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)留足物質空間。這要求教師在實驗教學設計之初，結合學生的知識和技能基礎，做好充分的預估，對部分學生實驗進行“減料”設計，充分發(fā)揮實驗教學在學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用。

比如，在“測量固體密度”的實驗前，布置學生帶上自己感興趣的家中小物件作為測量對象，根據原理分析，通過向實驗員借用天平、量筒等儀器，開展密度測量；沒有提拉固體的細線，同學們想到了借用身邊的鞋帶、實驗室現成的導線以及女生頭發(fā)作為拴綁線；由于自帶物件太大，無法放入量筒中，同學們設計了簡易溢水杯測量排開水的體積，用于替代被測物體的體積(如圖5)；由于所帶物體無法自行沉底，于是，同學們想出了用細針壓、用重物拉等多種辦法(如圖6)；由于托盤天平操作不易，有學生回家后用廚房電子秤進行更為便捷的質量測量。

學生在親身經歷了各種固體密度的測量后，通過班級分享、交流，關于捆綁用的繩子對測量結果影響的研討、不規(guī)則固體體積的特殊測量方法等，都是在學生的真實實驗過程中自然生成的。學生積極參與具有挑戰(zhàn)性問題的解決，真實的情感體驗讓深度學習發(fā)生，學生創(chuàng)造性解決實際問題的能力也得以提升。

我們可以有意識創(chuàng)設具有一定開放性的生活問題情景，生成需要通過實驗解決的實際問題，使學生在充分理解實驗方案的前提下，自己選擇實驗器材，組合實驗裝置，自主進行實驗，還可以放手讓學生開展“異想天開”式的測量和探究活動，倡導隨手抄起身邊的“家伙”，想盡一切辦法達成實驗探究目標，這就是“減料”式實驗教學設計的真諦。

3 結語

教師通過有意識的“偷工”，鼓勵學生自主探究，在問題解決條件中“減料”，融探究于多種真實情境中，充分激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)造力，克服困難，在“過關斬將”中不斷跨越物理學習障礙，在創(chuàng)新解決實際問題中增長能力。作為物理教師的我們，應該不忘物理實驗教學初心，充分發(fā)揮物理演示實驗、學生分組實驗、課外探究實驗的教學功能，重視真實生活情境創(chuàng)設，營造學生樂于深度參與的良好氛圍和環(huán)境，挖掘實驗教學對創(chuàng)新人才的培育功能，助力中國創(chuàng)造之夢想成真。