在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中如何追求新境界

陸海秀

（廣西省南丹縣中學(xué)，廣西 南丹）

[摘 要]:物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能為學(xué)生正確認(rèn)識(shí)事物及客觀規(guī)律提供事實(shí)依據(jù)，又能培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力，同時(shí)以其生動(dòng)的魅力和豐富的內(nèi)涵為學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造潛能提供獨(dú)特的創(chuàng)造性環(huán)境。因此，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)成為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要教育資源，本文介紹初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展創(chuàng)新教學(xué)的一些做法。

[關(guān)鍵詞]:中學(xué) 物理實(shí)驗(yàn) 新境界

物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能為學(xué)生正確認(rèn)識(shí)事物及客觀規(guī)律提供事實(shí)依據(jù)，又能培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力，同時(shí)以其生動(dòng)的魅力和豐富的內(nèi)涵為學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造潛能提供獨(dú)特的創(chuàng)造性環(huán)境。因此，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)成為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要教育資源，如何開發(fā)利用好這塊資源開展創(chuàng)新教育，是我們初中物理教師應(yīng)探索的課題。

一、以教師的創(chuàng)新教育觀和創(chuàng)新素養(yǎng)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新情感

教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者，教師的觀念、能力、素養(yǎng)直接影響教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，直接關(guān)系到教學(xué)活動(dòng)的實(shí)效。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)新教育，教師首先要轉(zhuǎn)變教育觀念，提高自身的創(chuàng)新素養(yǎng)。新課程標(biāo)準(zhǔn)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中尤其重視科學(xué)探究，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)。現(xiàn)行教材中的“探究”、“想想做做”等，具體實(shí)驗(yàn)步驟、方法文字表達(dá)較少，為我們的創(chuàng)新留足了空間，這有利于拓展課程資源，創(chuàng)造性地開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此教師不能只為完成教學(xué)任務(wù)而做實(shí)驗(yàn)，也不要僅僅局限于物理教科書中的實(shí)驗(yàn)，更不應(yīng)在黑板上講實(shí)驗(yàn)、學(xué)生看實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn)，而要積極創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生多動(dòng)手、多體驗(yàn)，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、研究并解決問題。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在課堂上，也可以在課外；可以使用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的器材，也可以自備自制甚至可以使用日常生活中的物品，應(yīng)有“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的意識(shí)。教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)這種滿腔熱情的態(tài)度和在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的創(chuàng)新精神，必然會(huì)潛移默化地調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新情感。

二、改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

1.增加實(shí)驗(yàn)探究成分，在探究過程中尋求創(chuàng)新

過去物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師總是讓學(xué)生預(yù)先知道實(shí)驗(yàn)的目的、原理以及最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，要求學(xué)生背熟實(shí)驗(yàn)步驟后才能用固定的實(shí)驗(yàn)器材按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根本不考慮為何要這樣做。在實(shí)施素質(zhì)教育與新課程標(biāo)準(zhǔn)的今天，探究實(shí)驗(yàn)越來越被人們重視，這種探究實(shí)驗(yàn)的一般程序是：提出問題→猜想和假設(shè)→設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)→分析歸納、獲得結(jié)論→評(píng)估與交流。與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)相比，它的優(yōu)點(diǎn)是能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能鍛煉學(xué)生的各方面能力、培養(yǎng)學(xué)生的性格品質(zhì)，更能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。人教版初中物理教材中探究實(shí)驗(yàn)已明顯增加，而且筆者認(rèn)為演示實(shí)驗(yàn)、小實(shí)驗(yàn)等都可挖掘一些探究的要素。所以教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，要多下一番苦功夫，想方設(shè)法將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探索性實(shí)驗(yàn)，有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)一種探究的氛圍，擴(kuò)大探究空間和思維空間，并能在學(xué)生探究過程中尋找創(chuàng)新的突破口。用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能僅僅停留在實(shí)驗(yàn)的層面上，要?jiǎng)?chuàng)造性地去探索和發(fā)現(xiàn)。

2.依托生活經(jīng)驗(yàn)，巧用身邊之物創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)

物理是一門與生活實(shí)際緊密聯(lián)系的科學(xué)，它滲透在日常生活的各個(gè)方面，如走路、騎車、照鏡子……這些看起來普通的日常生活，其實(shí)都包含著許多物理知識(shí)，這為學(xué)生學(xué)習(xí)物理提供了大量的生活經(jīng)驗(yàn)背景。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如果能巧妙地運(yùn)用學(xué)生身邊的一些學(xué)習(xí)、生活用品甚至自己的身體等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，它比“正規(guī)實(shí)驗(yàn)”更富有親切感，更貼近學(xué)生的生活實(shí)際，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，深刻理解所學(xué)的知識(shí)。如用鉛筆和橡皮泥探究壓力的作用效果，用雪碧瓶探究液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系等，這樣開展實(shí)驗(yàn)有利于使學(xué)生明白物理就在身邊，物理與生活息息相關(guān)。而且通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材來實(shí)驗(yàn)?zāi)軉l(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，也能為學(xué)生今后開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了物質(zhì)保障。

3.在物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用與延伸中引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新

掌握知識(shí)的最終目的是應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題，從而進(jìn)一步鞏固和延伸所獲取的知識(shí)并向知識(shí)與技能的深度、廣度作更進(jìn)一步的探索。如通過實(shí)驗(yàn)探究獲得了物態(tài)變化的規(guī)律后，及時(shí)向?qū)W生介紹了“神州飛船”發(fā)射中應(yīng)用到的抗高溫材料、“熱管”技術(shù)等，同時(shí)我又啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新聯(lián)想“假如你是一位建筑師，你如何運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)使你們的居室一年四季保持舒適的溫度呢？”同學(xué)們說出了許多方法，有一位同學(xué)的想象非常有創(chuàng)意，提出“用某種材料，把它填充在墻壁內(nèi)，室內(nèi)溫度升高時(shí)，它熔化吸熱，阻止溫度升高，當(dāng)溫度降低時(shí)，它的液態(tài)就凝固放熱，阻止溫度降低，從而始終使室內(nèi)溫度保持在一個(gè)舒適的溫度，還可以將外墻壁的顏色設(shè)計(jì)成可變式，冬天為深黑色，夏天為白色。”對(duì)于他富有創(chuàng)造力的想象以及其他同學(xué)“異想天開”的想象，我都能及時(shí)給予鼓勵(lì)，學(xué)生們的創(chuàng)新欲望得到了提高。

4.盡可能做到“一個(gè)物理規(guī)律可用多個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究，一個(gè)或一套器材可探究多個(gè)物理規(guī)律

如在探究“流體流速與壓強(qiáng)”的關(guān)系時(shí)，我和同學(xué)們一起設(shè)計(jì)了這樣幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：（1）硬幣跳高；（2）向兩平行放置的紙中間吹氣；（3）用玻璃管向兩靠近的乒乓球間吹氣；（4）將乒乓球壓入漏斗內(nèi),用嘴向漏斗細(xì)口吹氣；（5）用一支兩端開口的玻璃管，將其一端豎直插入有顏色的水中，再用另一支玻璃管向前一支玻璃管的上端水平吹氣。這樣，通過多個(gè)實(shí)驗(yàn)探究同一個(gè)物理規(guī)律，不僅讓學(xué)生感到通過探究所獲得的結(jié)論是可靠的，更讓同學(xué)們感到課本上的實(shí)驗(yàn)不是唯一的，可以用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣有利于發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，活躍學(xué)生的思維，可以激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望，使之達(dá)到不同層次創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。同樣在物理實(shí)驗(yàn)過程中，將同一器材盡可能地應(yīng)用于不同實(shí)驗(yàn)之中，顯示盡可能多的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)掘?qū)嶒?yàn)器材的新用途，也能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。例如，用鋼鋸條可以做許多實(shí)驗(yàn)：探究發(fā)聲原因、音調(diào)跟頻率的關(guān)系、響度跟振幅的關(guān)系、力使物體產(chǎn)生形變、磁化、光的直線傳播、導(dǎo)電性能等，這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，能引導(dǎo)學(xué)生求異、求新，而不要拘泥于一種思維定勢，能在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)出新意。

5.開展形式多樣的課外活動(dòng)，拓展物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新途徑

為了從多方面培養(yǎng)學(xué)生探索物理的興趣并增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力，我還組織開展了形式多樣、內(nèi)容豐富的課外活動(dòng)，其中每學(xué)期根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)有針對(duì)性地開展研究性學(xué)習(xí)和綜合實(shí)踐活動(dòng)是重要的課外活動(dòng)之一。如學(xué)習(xí)噪聲后，我組織學(xué)生到工廠了解、體驗(yàn)噪聲危害，分析噪聲的產(chǎn)生原因，討論減弱噪聲的方法；學(xué)習(xí)能源的可持續(xù)利用后，及時(shí)組織學(xué)生走訪了解通常家庭的節(jié)電情況、太陽能熱水器的普及情況，通過實(shí)驗(yàn)探究并提出了節(jié)電的措施，還制作了太陽能熱水器等模型。我們還會(huì)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及時(shí)組織學(xué)生在課外完成一些小制作比賽，如在學(xué)習(xí)光學(xué)后組織學(xué)生制作照相機(jī)模型、潛望鏡。此外還開展了別開生面的專題講座、專題答辯會(huì)、科技信息講座，開展科技制作、小發(fā)明、實(shí)驗(yàn)操作比賽等活動(dòng)。通過活動(dòng)的開展使學(xué)生在活動(dòng)中既動(dòng)手又動(dòng)腦，激發(fā)了斗志，磨練了意志，培養(yǎng)了自主探究、創(chuàng)新的意識(shí)和習(xí)慣、發(fā)展了學(xué)生創(chuàng)新的能力。

6.在實(shí)驗(yàn)中及時(shí)幫助學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)探究和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方法在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅要讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體做法，掌握一些基本的實(shí)驗(yàn)技能，還要能根據(jù)典型的物理實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)總結(jié)歸納研究物理問題的實(shí)驗(yàn)方法，如常用的“間接測量法”、“控制變量法”、“疊加法”、“等效替代法”、“比較法”、“轉(zhuǎn)換法”、“推理法”等，為培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力打下良好的基礎(chǔ)。此外，物理教師還要根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的一些實(shí)際問題教會(huì)學(xué)生的一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方法，如潛艇的工作原理很難用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行研究和驗(yàn)證，我們可以考慮設(shè)計(jì)用相似的目的、手段、過程、結(jié)果等進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。

7.正確看待多媒體技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的作用

恰當(dāng)運(yùn)用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能以其靈活、生動(dòng)、形象的圖形和動(dòng)畫表現(xiàn)形式及強(qiáng)大模擬功能而使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容化難為易，化靜為動(dòng)，化抽象為具體，化微觀為宏觀，有助于學(xué)生掌握重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，引發(fā)興趣，進(jìn)而鞏固知識(shí)，發(fā)展能力和提高素質(zhì)，通過人機(jī)交互、信息共享，拓展了學(xué)生的視野，能很好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的這種優(yōu)勢，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中獨(dú)具特色。但計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)無法讓學(xué)生感到實(shí)驗(yàn)事實(shí)的真實(shí)性，它并不能完全取代實(shí)驗(yàn)本身，如果不根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況過濫地用多媒體“動(dòng)畫”實(shí)驗(yàn)來替代實(shí)際實(shí)驗(yàn)，剝奪學(xué)生的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，從某種意義上說反而限制甚至遏制了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和思維的發(fā)展，不利于創(chuàng)新，

所以有條件可以做的實(shí)驗(yàn)我還是真刀真槍地讓學(xué)生親自去做。

三、從實(shí)驗(yàn)思考中培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

孔子說過：“學(xué)貴有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)。”疑是學(xué)習(xí)的開端、思維的動(dòng)力。在物理學(xué)習(xí)中，要結(jié)合教材中的“想想議議”，進(jìn)行巧妙的設(shè)疑，多動(dòng)腦積極思維，多質(zhì)疑，多解疑，才能真正弄清物理概念、規(guī)律的內(nèi)涵和外延。如在學(xué)習(xí)“物體的浮沉條件”時(shí)，可先通過教師的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到浸在液體里的物體不論是上浮還是下沉都受到浮力作用，接著思考以下幾個(gè)問題：（1）既然浸在液體中的物體都受到浮力作用，為什么鐵塊在水中下沉？木塊卻能浮在水面上呢？（2）把同樣重的鐵塊和木塊同時(shí)放在水里又會(huì)怎樣呢？（3）用鋼鐵制造的大輪船為什么又會(huì)浮在水面上呢？然后通過受力分析得出結(jié)論。對(duì)教材上的結(jié)論不僅要善于從正面提出問題，還要善于反向思考，從而達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力的目的。

四、建立新的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)機(jī)制，在評(píng)價(jià)中鼓勵(lì)創(chuàng)新

新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“發(fā)展性”評(píng)價(jià)體系。發(fā)展性評(píng)價(jià)側(cè)重過程的評(píng)價(jià)，學(xué)生在活動(dòng)中對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、操作、討論和合作交流中的表現(xiàn)都應(yīng)作為評(píng)價(jià)的依據(jù)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)全過程的重要性。發(fā)展性評(píng)價(jià)還應(yīng)通過評(píng)價(jià)激勵(lì)學(xué)生，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。通過評(píng)價(jià)來營造輕松、和諧、民主的氛圍，給學(xué)生以創(chuàng)新的條件、機(jī)遇和氛圍，這樣，以激發(fā)他們的各種創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，啟迪他們的創(chuàng)新精神。

五、利用物理實(shí)驗(yàn)史或典型物理實(shí)驗(yàn)事例，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

人教版新編教材初中《物理》中，對(duì)物理史上著名物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多處介紹。如《科學(xué)之旅》中介紹了“伽利略對(duì)擺動(dòng)的探究”從而發(fā)現(xiàn)“擺的等時(shí)性原理”并根據(jù)這個(gè)原理制作“機(jī)械擺鐘”。對(duì)這些實(shí)驗(yàn)介紹，不僅向?qū)W生展示了科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明的過程，而且展示了科學(xué)家的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新精神。我們要挖掘并發(fā)揮物理教材中實(shí)驗(yàn)史對(duì)創(chuàng)造教育的功能，來對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的探索才剛剛起步，教師應(yīng)解放思想，大膽嘗試，積極探索創(chuàng)新，努力使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新天地。

參考文獻(xiàn)：

[1]全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn).

[2]走進(jìn)新課程.