論物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新意識(shí)的構(gòu)建

陳　胤

摘 要 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)是教學(xué)理論研究中的重要課題。筆者通過(guò)近幾年物理教學(xué)的實(shí)踐和研究發(fā)現(xiàn)：物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)最有效的途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和創(chuàng)造性思維的最佳途徑。良好實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生的求知欲望，誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新沖動(dòng)，從而培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)，充分的實(shí)驗(yàn)條件、較強(qiáng)的動(dòng)手能力與實(shí)踐能力也能為創(chuàng)新提供重要保證。

關(guān)鍵詞 物理教學(xué) 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)新意識(shí)是人們從事創(chuàng)造活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和內(nèi)驅(qū)力，是創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造性想象與創(chuàng)造性行為的基礎(chǔ)。因此，為實(shí)施創(chuàng)新教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新人才，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中首先要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。那么，如何在物理教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)呢？眾所周知，物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性、應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科。物理學(xué)又是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)最有效的途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和創(chuàng)造性思維的最佳途徑。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要渠道。只有緊扣物理學(xué)科特點(diǎn)，利用其獨(dú)特的教學(xué)環(huán)境與條件，突出創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，才能符合時(shí)代對(duì)物理教學(xué)的要求，才能將物理教學(xué)提高到素質(zhì)教育的新層次上來(lái)。

一、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)設(shè)適宜的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程，從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。物理學(xué)是一門自然科學(xué)，又是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，這使得物理教學(xué)的環(huán)境性較強(qiáng)。其中實(shí)驗(yàn)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)對(duì)了解學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力顯得尤為重要，因此，教師必須根據(jù)教學(xué)需要，積極為學(xué)生創(chuàng)設(shè)適宜的環(huán)境，這包括觀察實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、動(dòng)手操作的環(huán)境、討論問(wèn)題的環(huán)境、鍛煉思維的環(huán)境、學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的環(huán)境等。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，除常規(guī)教學(xué)中的課堂演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和若干課外小實(shí)驗(yàn)外，我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在課上，也可以在課下；可以使用實(shí)驗(yàn)室所配備的器材，也可以自備自制教具，甚至可以使用日常生活中的現(xiàn)有物品，經(jīng)常用學(xué)生身邊的物品做實(shí)驗(yàn)，如用鉛筆和小刀做壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，用雪碧瓶做液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，用汽水瓶做大氣壓實(shí)驗(yàn)，用眼藥瓶做物體的浮沉實(shí)驗(yàn)，用水和玻璃做光的色散實(shí)驗(yàn)等，結(jié)合生活中常見的一些自然現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生從中找出相關(guān)的物理知識(shí)、嘗試從中找出答案，對(duì)于這些器材學(xué)生更熟悉，更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊，物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過(guò)這些課本上沒(méi)有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力：大家一起來(lái)想一想，還可以用什么來(lái)說(shuō)明我們要知道的內(nèi)容；或者這種類似的方法我們可以用來(lái)解決其他什么問(wèn)題等，教學(xué)中把趣味性、知識(shí)性融于一體，提高學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，調(diào)動(dòng)學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。由此可見，要充分重視物理課堂教學(xué)過(guò)程，就充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，這樣才能使學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)得以充分發(fā)揮。

二、通過(guò)對(duì)物理現(xiàn)象的觀察，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

觀察是實(shí)驗(yàn)的第一步，也是創(chuàng)新的前提。沒(méi)有對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)是談不到創(chuàng)新的。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中首先應(yīng)該使學(xué)生知道：所謂觀察就是要有目的地辨明觀察對(duì)象的主要特征，注意發(fā)現(xiàn)引起變化的條件和原因；其次要使學(xué)生了解觀察是要經(jīng)過(guò)一定的努力，克服一定的困難，才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能得到對(duì)事物的正確認(rèn)識(shí)和正確的結(jié)論。

法拉第曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“沒(méi)有觀察，就沒(méi)有科學(xué)。科學(xué)發(fā)現(xiàn)誕生于仔細(xì)的觀察之中。”對(duì)于剛接觸物理的初中學(xué)生，尤其要重視對(duì)現(xiàn)象的仔細(xì)觀察。因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)對(duì)現(xiàn)象的觀察，才能對(duì)所學(xué)的物理知識(shí)有生動(dòng)形象的感性認(rèn)識(shí)；才能使我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解不斷深化。在教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生知道，觀察事物是科學(xué)方法中提取大量事實(shí)的第一步，也是我們要進(jìn)行任何創(chuàng)造和超越的第一步，我們所需要的不僅是大家觀察到的結(jié)果，更重要的是觀察這個(gè)活動(dòng)的過(guò)程，觀察在日常生活中無(wú)處不在。比如，觀察自行車從平路駛到坡上，要想省力，后軸的齒輪應(yīng)該換用較小的還是較大的？冰棍“冒”出的“白氣”向上還是向下？為什么？新鮮雞蛋在水中會(huì)下沉，假如陸續(xù)向水中加鹽并輕輕攪拌，你能看到什么現(xiàn)象？這說(shuō)明了什么？用開水把杯子燙熱，立即扣在氣球上，氣球能把杯子“吸”住，這說(shuō)明了什么？水的沸騰實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生注意觀察在給水加熱的過(guò)程中，能看到什么？在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生討論觀察的方法和應(yīng)注意的問(wèn)題，可以提示看到的不同現(xiàn)象是由不同原因所引起的，但是具體是哪些原因，應(yīng)該由學(xué)生通過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)得出一定的結(jié)論，而不是老師在黑板上把各種條件羅列出，再提供給學(xué)生實(shí)驗(yàn)，那樣做實(shí)際限制了學(xué)生的思維，是不利于學(xué)生形成創(chuàng)新思維的。

仔細(xì)、認(rèn)真地觀察可以使我們從平時(shí)所熟悉的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，對(duì)新問(wèn)題的好奇使我們產(chǎn)生進(jìn)一步探索的興趣，由此就會(huì)提出一些我們尚未認(rèn)識(shí)的新問(wèn)題。對(duì)這些新問(wèn)題，我們通常會(huì)用已經(jīng)掌握的知識(shí)去分析、解決它，一旦發(fā)現(xiàn)用現(xiàn)有的知識(shí)不能解決這些問(wèn)題時(shí)，我們就會(huì)主動(dòng)地學(xué)習(xí)新的知識(shí)，用新的知識(shí)去認(rèn)識(shí)那些新問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中，不僅有助于提高我們應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

三、注重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題目教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

物理實(shí)驗(yàn)有相當(dāng)一部分是基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對(duì)知識(shí)的正確與否加以驗(yàn)證。如果用以往的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行教學(xué)，則學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索。而探索式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新意識(shí)，觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ确矫嬗歇?dú)到的作用。因此，在進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，我們采用了探索式實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，即讓學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教材和相關(guān)的資料自行設(shè)計(jì)切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)步驟。在做的過(guò)程中，讓學(xué)生多想想：換種方法行不行?以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路，激發(fā)學(xué)生的興趣，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的目的。例如，在進(jìn)行《碰撞實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)過(guò)程中，我們首先讓學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案做實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中初步掌握物體在碰撞前、后過(guò)程中，兩物體質(zhì)量和速度之積所遵循的規(guī)律。接著，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生改變碰撞前兩物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使學(xué)生先思考是否與前者效果一致，然后再繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)，讓學(xué)生們通過(guò)幾種不同的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)碰撞時(shí)所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并比較，最后得出結(jié)論，每一種情況下，物體在碰撞前不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(不同的實(shí)驗(yàn)作方案)都可驗(yàn)證物體的動(dòng)量守恒，但是每一種實(shí)驗(yàn)方案產(chǎn)生的誤差大小是不同的，使學(xué)生通過(guò)比較選出一種最佳的實(shí)驗(yàn)作方法。在設(shè)計(jì)、作、再設(shè)計(jì)、再作、計(jì)算比較，選出最佳的實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中，學(xué)生自然地對(duì)規(guī)定的研究對(duì)象成立的條件、應(yīng)用的范圍、注意事項(xiàng)等搞清楚了，由學(xué)知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索自然規(guī)律，對(duì)知識(shí)學(xué)得更扎實(shí)更牢固。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程充分發(fā)揮了它的創(chuàng)造教育功能，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

四、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

1.正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新。創(chuàng)新不是知識(shí)堆積，而是學(xué)習(xí)能力的不斷培養(yǎng)和完善。知識(shí)的積累有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但并不是全部。在對(duì)大量杰出人士進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新通常來(lái)自于三種情況：一是，對(duì)某一領(lǐng)域進(jìn)行充分研究后，得出的新結(jié)論、新成果；二是，通過(guò)交叉學(xué)科的研究，產(chǎn)生新思維；三是，革新舊制，提高效率。由此，我們可以看出，有創(chuàng)新能力的人才應(yīng)具備的條件是：踏踏實(shí)實(shí)的工作態(tài)度、堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、對(duì)新事物的濃厚興趣、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力、強(qiáng)烈的改變現(xiàn)狀的動(dòng)機(jī)以及團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。而所有這一切都要從培養(yǎng)學(xué)生的探索新事物的興趣開始，要讓他們發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，將學(xué)習(xí)作為一種活動(dòng)而不是任務(wù)來(lái)主動(dòng)參與，激發(fā)他們的創(chuàng)新欲望。

2.更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路。教學(xué)實(shí)踐和心理學(xué)研究表明，學(xué)生有了一定的觀察能力，但分析判斷能力還不成熟，自主性還不強(qiáng)，因此還需要給予正確的、及時(shí)的指導(dǎo)。在探究學(xué)習(xí)中完全放手或束縛太多都不現(xiàn)實(shí)，不僅不能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)也有負(fù)面影響。因此，在探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，既需要學(xué)生的自主探究，也需要教師的必要指導(dǎo)，在互動(dòng)中實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。上課時(shí)，要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知能力設(shè)計(jì)好方案，增加教師的指導(dǎo)，針對(duì)學(xué)生的猜想，分步實(shí)驗(yàn)，逐個(gè)檢驗(yàn)，及時(shí)交流，教師也成為研究主體中的一員，效果就理想多了。由于把學(xué)習(xí)過(guò)程還給了學(xué)生，沒(méi)有了教師的絕對(duì)權(quán)威，學(xué)生們依據(jù)自己的天性、智力水平，自然地在教師的引導(dǎo)下完成認(rèn)知過(guò)程，他們熱情高漲，從不同的角度思考、討論，設(shè)計(jì)不同的方案并選取不同的實(shí)驗(yàn)用具，積極動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，再思考、討論、交流，除了應(yīng)用通常一些方法（如人舉左手，鏡中像則舉右手）外，學(xué)生在活動(dòng)中又找到了同種很有創(chuàng)意的方法。顯然，同學(xué)們?cè)谡n堂活動(dòng)中已經(jīng)成為了教學(xué)主體，他們?yōu)樽约旱陌l(fā)現(xiàn)（或稱為創(chuàng)新）而歡欣。我想這樣親歷的探究過(guò)程他們會(huì)終生難忘。

總之，我們不是為做實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)，我們做實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟趯W(xué)習(xí)這種研究事物內(nèi)在聯(lián)系、研究問(wèn)題的方法，正如德國(guó)文化教育家斯普朗格所說(shuō)：“教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創(chuàng)造力量誘導(dǎo)出來(lái)，將生命感、價(jià)值感‘喚醒。”

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（作者單位：湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院）