物理實驗教學與學生創新能力培養

史建偉

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，物理實驗是學生進行探究性學習的重要載體，通過實驗不僅能使學生獲取物理知識、認識物理規律、形成物理概念、提高各種能力，而且對學生的創新精神和創新能力的培養，是其他學科所不能替代的。我們必須立足物理實驗這個基礎，采用多種實驗方法，活躍學生的思維，充分發掘學生的創新意識，讓學生的思維個性充分展示，訓練學生的科學思維方法，倡導學以致用，以提高學生的科學素養，適應現代社會的發展需求。

本人現根據教學實踐經驗和對理論學習的心得體會，嘗試從以下幾方面進行論述。

一、 創設多樣的問題情境，挖掘學生的創新意識

新課程理念下的物理實驗倡導的是科學探究，就是通過創設一種類似于物理學家科學研究的情境，讓學生經歷發現問題、猜想假設、設計實驗、進行實驗、搜集分析實驗數據、表達和交流等過程，主動去發現物理概念和規律。注重的是探究過程中對學生創新能力的培養。首先要善于發現問題，任何創新都是以發問為前提的，學習前人的知識，就是要把前人走過的創新過程再次發現、再次體驗，教師要有這個意識，由已知不斷地引出未知，使學生每掌握一個新知識，都能得到創新精神和實踐能力的培養。鼓勵學生發現問題、提出問題、大膽質疑，是培養學生創新意識的起點。

給學生創造一個問題情境時，教師要想方設法引起學生認知的不平衡，引起學生內部認知矛盾的沖突，使學生迅速地由抑制到興奮，激發學生的求知欲和積極性，使學生在疑中生奇、疑中生趣，不斷激起學生學習的欲望。如在學習“力和物體的運動狀態”時，由生活中用力推小車，小車就運動，不用力，小車就會停下來，啟發學生提出問題：這里力的作用是什么？多數學生認為力是用來使物體運動的。再演示一個新的情境：用力抓住正在運動的小車，小車停下來，學生馬上提出新的觀點：力也可以使物體由運動變為靜止。兩個矛盾的結論令學生疑竇大生。這時引入新的探究問題，將教師的教學目標變成學生的學習目標，并在師生雙向的交流過程中水到渠成地實現。學生在一次次的“為什么”中，創新意識逐步形成。

二、 提倡自主探究式學習，讓學生進行創新體驗

探究活動中學生提出問題以后，鼓勵他們大膽提出假設，開展討論。例如，在“浮力”教學中，從在水里向上搬石頭感到省力這一現象，學生自然而然猜測水里的石頭受到向上的托力，引入浮力的概念，進而鼓勵學生大膽猜測“浮力的大小可能與物體的質量、物體的體積、物體的密度、物體的形狀、物體浸在液體里的體積、液體的密度、物體浸在液體里的深度……有關。”然而猜想僅僅是前奏，還要引導學生通過交流討論后分組設計檢驗猜想的實驗方案，包括選用哪些實驗器材、先后測量哪些物理量、具體如何操作等。某學生自學后曾提出“如何測高壓鍋內的氣壓？”，這個問題極具生活性和實用性，在集體大討論中，我們得到了至少三種不同的方案，然后交給學生自己去測定。通過自己動手實驗，自己查閱文獻，去最終解決問題。教師在整個過程中起指導而不是講授的作用。通過這些活動的開展，讓學生找到張揚個性的空間，體會創新的樂趣，收獲成功的喜悅，吸取失敗的教訓，讓學生的思維“新”起來，形成一種自主、創新的、探究性學習能力。

三、 采用多種實驗方法，活躍學生思維

對于學生分組實驗，我們在幫助學生掌握實驗原理的基礎上，允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。在實驗中，學生需要對各種因素進行取舍，對所得信息進行篩選。這就要求學生善于妥協，善于應變，培養學生的應變能力，使學生分析、抽象概括、綜合表達能力得到訓練和發展。

四、 引導學生走向生活，拓展學生的創新品質

使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各種物理實驗，可以拉近物理學與生活的距離，讓學生深切感到科學的真實性，感受到科學與社會、日常生活的關系。另一方面，由于這些物品本來的用途并不是進行物理實驗，所以這種做法本身就是一種創新。如用手將空杯子慢慢壓入盛水的盆中，讓學生感受手掌受力的變化，從而初步體驗到物體浸入水的多少與浮力的關系。因此，要引導學生利用身邊物品進行實驗和創新，切實培養學生的實驗

設計和創新能力。

五、 采用多種教學方法，引導學生在探索中創新

楊振寧教授曾說過：“中國小孩在動手的興趣和能力方面明顯不如歐洲和美國的小孩，主要是沒有動手的機會。”我國中學生在國際奧林匹克競賽中，理論成績總是居于優勢，可實驗成績往往落后于其他國家。其主要原因是：中學教材中安排的實驗本來就不算多，而一些教師還不自覺地越俎代庖，用講解和演示代替學生的動手操作。我在平時的教學中首先將一些演示實驗改為師生合作實驗或學生分組實驗。例如，在學習“升華和凝華”時，讓學生把固態碘放入帶塞的小試管內，在酒精燈火焰上微微加熱，就能清楚地看到實驗現象，直接感受升華概念。其次改驗證性實驗為探索性實驗，引導學生在物理實驗的基礎上，通過科學的分析、綜合等思維過程來獲取知識。在探究過程中，成功者從中獲得喜悅，從而激發其創新的興趣和激情，失敗者從中吸取經驗和教訓，激發其認真思考、勇于創新，從而使教學過程成為以學生學會求知、培養創新精神和實踐能力的過程。另外我還引導學生改進實驗，培養學生的創新能力。對于一些實驗，遇到現象不明顯，操作復雜，污染物不易處理時，先引導學生共同分析實驗的不足之處，然后鼓勵學生去改進實驗，設計合理的方案。這樣不僅能培養學生的創新思維能力，而且激勵學生敢于創新。學生的分析和設計可能不夠完善，但只要體現了學生不唯書本、不唯教材、勇于批判的創新精神，我都給予及時的鼓勵。實驗的結果不是最重要的，主要是通過實驗的過程培養學生的創新意識，提高學生的創新能力。

總之，在實驗教學過程中，既要遵循“教師為主導，學生為主體”的教學規律，同時要不斷加強實驗教學的改革，以激發學生學習的興趣，注重學生能力的培養，發揚勇于創新、敢于創新的精神，全力培養學生的創新意識和實踐能力。

參考文獻：

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（新鄭市軒轅中學）