李建國
物理是一門以實驗為基礎的自然科學。筆者談談如何在實驗教學中創新,培養學生的創新能力。
演示實驗要注重過程教學
物理實驗生動、鮮明,既能提高學生的學習興趣,又能提高學生的觀察能力。帶著好奇心觀察實驗,這是大部分學生的心理,怎樣才能把學生的好奇引導到探究物理現象,提高創新思維能力上來,這是值得研究的。筆者認為演示實驗的創新,主要應突出實驗的過程教學。在實驗中,重視過程,留出一定空間讓學生進行思考,是培養學生創新思維的一個重要方面。因此,在實驗中首先應使學生明確觀察實驗的目的,實驗時要讓學生看清楚每一步出現的現象,留出一定的時間追究為什么會出現此現象,并由學生綜述現象,分析原因,得出結論。
如“阿基米德原理”的演示實驗,重點是讓學生知道浮力與G排的關系。傳統教學在演示到圖1所示的②、③步時,就告訴學生物塊受到多少浮力;演示到④、⑤步時,就告訴學生排出的水重恰等于浮力,然后讓學生去記這個結論。筆者認為這種做法沒有突出實驗過程,沒有留出一定的時間讓學生去思考,不利于培養學生的創新意識。要培養學生的創新能力,應該重視知識傳授的過程,把過程突顯出來。如在演示完圖1所示的第②、③步時,可向學生提出觀察到了什么現象、彈簧秤示數減小的原因是什么、溢出的水跟什么因素有關等問題;在演示到④、⑤步時,提出第⑤步彈簧秤的示數比第④步彈簧秤的示數小的原因是什么的問題,讓學生明確V排和G排;再回到第②、③步,讓學生總結出排開的水重與浮力之間的關系。通過把實驗過程突出給學生,既培養了學生的觀察能力,又培養了學生的思維能力。
變寫實驗報告為培養發散思維的過程
發散思維是一種從不同角度,不同途徑去設想、探索多種答案,最終使問題圓滿解決的思維方法,它是培養學生創新思維的重要途徑。發散思維的培養,可以避免教師、教材對學生思維的壓抑,避免無意識地將學生的思維納入某一特定模式;有利于開拓學生的思路,使學生處于主動思維的狀態,從而培養學生勇于探索、勇于創新的精神。在教學中,應鼓勵學生猜想,不輕易否定,培養學生廣泛的探究興趣、強烈的創新動機和自信心。
在物理實驗中,教師可以激發學生不限于課本中的器材,將器材開放,讓學生根據實驗的目的和原理去設計實驗,鼓勵學生寫出有獨立見解的實驗報告,然后根據不同的實驗類型,在課堂上進行點評,分析得出合理的器材與步驟。這樣就把以往學生抄實驗報告改變為發散思維的過程。如在講到用天平和量筒測量液體密度時,筆者讓學生根據實驗的目的和原理去設計實驗,寫出實驗器材和步驟。對于器材,有些學生把課本中的玻璃杯換成口杯等;在步驟上,有些學生把倒入部分鹽水改為全部倒入;還有些學生在步驟上先稱空杯的質量,再稱倒入鹽水后的總質量……對于器材,筆者表揚學生肯動腦筋;在步驟上肯定學生將鹽水全部倒入的合理性;并對先稱空杯后再倒入鹽水稱總質量的做法進行討論,分析后得出這種方法在理論上是可以的,但在將杯中的鹽水倒入量筒測體積時,由于杯底和壁還粘有鹽水,使測得的體積小于杯中原鹽水的體積,會造成較大的誤差。
又如學過歐姆定律后,筆者讓學生自行設計測未知電阻的電路圖。有的學生說出只需一個電壓表也可測未知電阻Rx的阻值。筆者充分肯定他們應用學過的知識畫電路的做法,并根據實驗室現有條件分析得出宜采用的電路,學生感到一種成功的喜悅。通過培養學生的發散思維,也使學生的創新能力在潛移默化中得到培養。
動手能力的培養
有人曾總結過,對于事物的認識,聽到不如見到,見到不如一做。這說明動手做的重要性。要培養學生的創造能力,就要培養學生的動手能力。
讓學生多動手在物理教學中,只要能讓學生動手的實驗,就應該創造條件讓學生動手做,讓學生在動手中觀察思考、討論分析、推理、判斷,自己去發現問題、解決問題和得出結論,使做實驗的過程成為學生再發現的創新過程。比如學習“液化現象”時,課本上有壓縮體積的演示實驗,而沒有降溫液化的實驗,筆者讓學生每個人手拿一塊玻璃,并對玻璃呵氣,讓學生體會、研究實驗現象,得出結論。

讓學生都動手通常在上分組實驗課時,秩序井然,實驗結果正確;而在實驗考查時,不少學生動手能力差,為什么?原來在分組實驗的時候,基礎好的或動手能力強的學生次次做,其他學生坐著看,沒有做到人人動手。針對上述情況,教師在分組實驗時應強調:實驗時,每次一人為主,其他為輔;輪流做主,使大家的動手能力都能提高。
此外,課外小制作實驗也是培養學生動手能力的好途徑,應倡導學生設法去完成。
物理實驗教學的創新,方式方法多種多樣,但目的是一致的,就是培養學生的創新能力,通過實驗教學提高學生解決實際問題的科學思維能力。
(作者單位:河北省遷安市楊各莊鎮楊各莊中學)