加強物理實驗教學 培養學生創新思維

回望人類文明的歷程，從簡單的勞動工具的制造，到宇宙飛船的發射成功；從原始的“結繩計數”，到今天的電子計算機，科學創新無不體現出它的巨大魅力。如今創新已經滲透到每一個學科甚至每個領域。只有創新，才能發展。時代需要創新人才，因此我們的教育要培養出具有創新能力的學生。

培養學生的創新品質、創新思維和創新能力，成為當今素質教育的核心。物理學作為自然科學中最重要、最廣泛的一門學科，就更應該，也更容易找到與創新教育的結合點。因為物理學的發展史本來就是一部人類征服自然的創造史。那么，在初中物理教學中，怎樣把物理教學與創新更好地結合，培養出適應時代需要的人才呢？

一、在教學中滲透科學家的故事，培養學生的創新興趣、創新情感和創新意識等創新品質。

教師在講授物理知識的時候，同時再現知識產生的社會、文化、歷史背景和物理學家們為獲取物理知識所作出的真實而令人興奮的探索歷程，有利于提高學生的創新品質。物理學作為一個完整的科學知識體系，含有靜態知識體系——科學規律、成果，動態知識體系——科學研究的過程。前者給人以知識，而后者給人以創新的智慧。離開了歷史背景的單純的物理知識只能使學生覺得枯燥和深奧。若能通過具體、生動、可靠的歷史事實來說話，讓學生感受到物理科學家們用有效的方法一步一步地揭示物理奧秘時那種科學創造的快感與激動，接受科學態度和優良品質的熏陶，則會讓學生在興趣、激情的支配下來學習物理知識，既提高了學習效果，又培養了學生創新的品質。

比如在講授重力時，我對學生們說：千百年來，“蘋果”不知“落地”多次了，而人們只看到“蘋果落地”就可以吃了（學生們笑），但有一個人——牛頓卻獨具慧眼地看到了“重力”，并由此推廣到宇宙間的萬有引力（這難道不是一種創新嗎？）。再介紹后來人們根據這一引力定律推導出了海王星的運行軌道，并導致海王星的發現。這樣能讓學生感受知識產生的過程及知識的力量所在，從而產生學習的興趣和創新的激情，同時也能讓學生感受科學家為追求真理而不怕艱辛、百折不撓的科學精神，從而激發學生知難而上，不怕挫折和失敗的堅強意志。

二、對學生“授之以漁”，使之掌握科學的研究方法和創新思維能力。

我們要引導學生把物理學的一些研究方法和創新思維相結合。早在伽利略時代就已形成了把科學實驗、數學推理和邏輯思維有機而巧妙地相結合的物理學研究方法。這一方法是符合辯證唯物論和認識論原理的，因而也符合創新的一般原理。

那么在教學中如何對學生“授之以漁”，切實貫穿創新思維呢？由于創新思維具有主動性、求異性、發散性和獨創性等特點，因此能從學生應用知識解決問題的過程中顯現出來。比如在學習測量時我先給大家講了一個例子：一個科學家走進工廠，拿起一個燈泡問身邊的大學生燈泡體積怎么算？大學生立即動手并運用復雜的數學知識開始計算燈泡的體積。科學家見狀說，不用這么復雜，給我一個量杯就可以了，實際上燈泡排開水的體積就是燈泡的體積。意大利杰出的物理學家伽利略在教堂里看見懸掛的吊燈被風吹得左右搖擺。這對別人而言是司空見慣、習以為常的現象，但伽利略卻提出了不同的看法，領悟出“搖擺等時性”的規律。在以往的教學中，我們往往習慣給學生一些固定不變的知識及方法，這對“創新”能力的培養是很不利的。教師在教學中要力求擺脫習慣認識的束縛，開拓思路，用一題多解、一解多題等多種形式，引導學生從不同角度、不同思路去思考問題，盡可能提出與眾不同的新觀點、新思想、新辦法。對于學生的設想不管對錯，教師要耐心細致地給予分析，同時要表揚敢于發表自己見解的學生，從而帶動其他學生標新立異。

我給學生出過一個題目：桌上有一長方形的木塊，給你一把刻度尺，你能不能不經過計算就測出木塊的對頂角尖的距離？按照常規的方法，應先測出長、寬、高，再利用數學知識進行計算。可這樣又違背了題目的要求，在此我們不妨改換思路，放棄以往的經驗，用一種新的方法來求解。解法：假如要量的兩對頂角尖分別為A點和B點，只要將木塊沿桌面平移一個長度，使其左側出現一個虛體，然后就可以用刻度尺直接測出A′、B′兩點距離，顯然A′B′=AB，此題即可解決。

發散性思維是一種不依常規、尋求變異、從多方面探求答案的思維形式，也就是一個問題可能有多種答案，以這個問題為中心，從不同角度、不同途徑去尋求各種答案。美國心理學家吉爾福認為：“創造力作為一種心理活動，來源于發散思維。”發散性思維是一種高層次的思維方式，是創造性思維的主要形式。其并非一朝一夕可以完成，它既需要一個熟到巧的過程，又要教師的不斷培養。因此，在教學中，教師應在已形成的定勢思維的基礎上，注意培養學生的新奇感，多來幾個假設，多問幾個為什么，提供一題多解、一題多變，使學生達到舉一反三、觸類旁通之境界。如物理實驗中測“金屬電阻率”，要測金屬導線的橫截面積，除了書中方法之外可啟發學生還有哪些方法可測。像這樣利用開放題培養學生的發散思維是一種行之有效的途徑。有些教師怕麻煩，往往避而遠之。實際上利用開放題，可以培養學生創新能力，因為發散性思維是創新思維一個分支。我們用發散思維還可以進行一題多解、一題多思等。如學習了“阿基米德原理”后，可設計如下問題讓學生思考；某容器中盛了一定量的水，水面上浮著一塊冰。（1）如果冰融化后水面怎樣變化？（2）若冰塊中包有一實心鐵塊，冰融化后水面如何變化？（3）若此冰塊較大，下部對容器底有壓力，則冰融化后水面如何變化？（4）往水中加足夠多的食鹽，冰融化后，液面如何變化？這樣層層深入和多向發散，使學生的思維從單一性向多向性發展，可起到舉一反

三、觸類旁通的效果，在鍛煉學生創新思維的同時，也加深了物理知識的理解。

三、在教學中多開展小實驗、小制作、小發明等活動，培養學生的動手能力，提高創新技能。

《初中物理教學大綱》中明確指出，觀察和實驗，對培養學生的觀察和實驗能力、實事求是的科學態度，引起學生興趣都有不可替代的作用。并強調要大力加強演示實驗和學生實驗，鼓勵和指導學生在課外做一些觀察和小實驗。小制作、小發明活動本身就是一個創新的過程，它們不僅可以使學生學到各方面的專門知識，更重要的可以是培養學生的各種技能。同時學生通過小制作、小發明活動，能夠充分認識理論知識的重要性，提高學習興趣和積極性，培養運用理論知識解決實際問題的能力。在具體活動過程中，我采取了如下措施：（1）要求每位學生自己設計或改進一個物理小實驗，把優秀者組織起來成立科技活動小組；（2）教師定期進行教研活動，確定活動課方案，并對科技小組成員舉行創新思維講座，教給學生一些創新技能，如集思廣益法、抓關鍵法、特性列舉法、希望點列舉法、類比法、聯想法等；（3）要求科技活動小組成員每月有一件小制作、小發明或小構想等。經過一段時間的努力，小組成員們有了很大的進步。

但是，在探索創新過程中，常會遇到失敗。教師應指導學生正確面對失敗，可介紹科學家偉大發現背后的艱辛，在幾百次乃至上千次失敗中改進摸索再實驗。愛迪生說過：“失敗是我需要的，它和成功對我一樣有價值，只有在我知道一切做不好的方法以后，我才知道做好一切的方法是什么。”一個新的設想在開始時不遇到失敗，這種情況是罕見的，發明者和創新者可能一而再地失敗，愛迪生和他的合作者經過試驗1600多種不同材料的燈絲后才找到合格的材料。所以，面對失敗，要引導學生不急不躁，冷靜查找原因，排除故障，才會“撥開烏云見青天”，如我任教班有一個尖子生，喜歡動手，學了電磁學知識后，自購了一些元件設計門鈴，花了很長時間，費了很大力氣，就是無法發出聲音，結果氣餒了。我及時找到他談話，給他講了有關法拉第發現電磁感應的過程，鼓勵他堅持下去，耐心細致地尋找原因。沒幾天，他高興地跑來告訴我他成功了。經過一次磨練，更激起了他學習物理的興趣與動手做小制作的熱情。

綜上所述，創新是知識經濟時代對人才培養的客觀要求。教育是知識創新、傳播知識的主要基地，也是培養創新精神和創新人才的搖籃。在物理教學中，只有找到了與創新的結合點，并把二者巧妙而有機地結合起來，才能既提高學生的學習效率，又培養學生的創新能力，從而為創新教育在物理教學中具體實施找到切實可行的方法和措施。