淺談高中物理實驗探究創新能力的培養

【摘 要】隨著《普通高中物理課程標準》的頒布，高中物理教學改革已全面展開。高中物理實驗改革的主要方向是由驗證性實驗向探究性實驗的方向轉變。中學物理教學中，應首先確定以實驗為基礎，用實驗來激發學生的學習興趣，充分發揮學生參與教學的主動性和積極性，培養他們操作實驗、設計實驗的實踐能力和創新能力。

【關鍵詞】實驗探究；創新能力

物理本身就是一門實驗學科，來源于生活，可以說實驗是物理學科的靈魂。因此在教學中加強實驗操作訓練是學好物理這門課的關鍵，同時也是培養探究創新能力的重要環節。新課標教材共有實驗探究25個，其中完整的探究實驗7個，不完整的探究18個。從這部分實驗的對比可以看出，新課標教材無論從實驗的內容、呈現形式，還是對實驗的要求上，都有了很大的變化。讓學生親自動手去完成自己設計的實驗，來驗證自己猜想，體驗實驗的魅力，掌握實驗是研究問題的基本手段之一。目前中學物理教學中，有些“做實驗不如講實驗”，“講實驗不如背實驗”的荒謬做法。這一現象對創新人才的培養是嚴重的阻礙。

一、提出探究的情景問題，突出主體，激發學生的學習探究興趣

愛恩斯坦說過：“提出問題有時比解決問題更重要。”如何讓學生針對日常生活的現象提出相應的問題對于開展下面的實驗探究具有重要的作用。

提出對學生具有挑戰性和吸引力的問題，使學生產生問題意識，這也是探究教學成功與否的關鍵所在。多給學生一些表現的機會，學生將多一份成功的體驗。如：選擇趣味性強的實驗，巧妙設計實驗教學程序，運用語言的藝術魅力，激其情又引其疑。例如，在講授“萬有引力定律在天文學上的應用”一節時，可提出問題：人們是怎樣知道天體質量的？太陽、行星的質量不可能按常規直接用天平來稱量。解決方案：可用萬有引力定律和圓周運動的知識計算出來，從而導入新課。讓學生獲得成就感，這種方法易調動學生的參與欲與求知欲，從而精力集中地投入學習。

二、培養學生科學的探究精神和習慣

傳統的實驗教學，忽視探究能力和創造能力的培養，教師包辦探究，把結論提供給學生，讓學生驗證探究。這使學生的創造性思維被束縛，被扼殺，大膽設想的翅膀“被折斷”，學生缺乏動手能力。把演示實驗改為學生探究實驗，教學中多做“試一試”、“動動手”之類的隨堂小實驗，培養學生的動手探究能力。

學生探究實驗時還可以讓學生自主選制實驗器材，但要注意準備的器材要盡量選用生活中容易找到的日常器具。變純觀察性實驗為創造型操作實驗，鼓勵學生人人參與，個個動手，使學生腦、眼、手相結合，充分發揮學生潛力和創造力。有利于提高學生發現問題、解決問題的能力，培養與他人合作的精神，養成實事求是的科學態度，更有利于學生創新能力的提高和主體性的發揮。

三、在實驗探究過程的培養學生各方面的能力

1.培養學生的質疑能力

例如：在關于《牛頓第三定律》的教學中，我構建這樣的情景：將二個小磁針靠近放在一起，當移動其中一個小磁針時觀察另一個小磁針的方向。針對這一情景我提出問題：兩個小磁針同時動的原因是什么？它們間的作用力的方向如何？學生由這一奇怪的情景和需要探究的問題，會馬上把精力投入到學習活動中來。

可見，沒有質疑，就沒有新問題的提出，探究也就沒有開始的根據。質疑是創新的心理動力，是思維獨立性、自主性的體現。

2.培養學生勇于猜想、敢于假設的能力

例如，研究“動能的大小跟哪些因素有關”時，傳統教學大都不讓學生猜想“動能的大小跟哪些因素有關”，而是把動能大小與物體的質量、運動速度有關的結論直接呈現給學生。但學生從生活經驗中總感覺動能與物體的體積大小有關，這種前概念對學生理解“與動能大小有關的因素”會造成干擾，學生對“動能的大小跟體積大小是否有關”仍是含糊不清的。因此教師應為學生創造條件，讓學生動手實驗，只有讓學生親歷了探究過程，他們才能確信“動能的大小與物體的體積無關”，同時他們的實驗能力、探究能力也能逐漸提高，還能培養他們不盲從、不迷信權威的科學精神。

3.培養學生的實驗設計和完成實驗的能力

隨著科技的飛速發展，現代教育技術進入課堂，計算機輔助實驗教學這一新方法給傳統的物理教學模式注入了活力。但應該認識到雖然這種教學手段很先進，可以做出很多現實中難以做出或測量難度很大的實驗，但是模擬實驗終究取代不了學生的實際動手操作。如果過分追求先進的教學手段，總是用各種電教儀器和多媒體教學的模擬實驗，讓學生看看了事，不重視讓學生看實物親自動手操作，那么，這只會使學生養成記實驗、背實驗的習慣。使學生失去了鍛煉自己創新能力的機會，這不僅降低了學生的學習積極性，還嚴重阻礙了學生創新能力的培養。

4.利用設計性實驗，培養學生的創新思維能力

通過學生實驗的延伸與拓展，突出了對學生的實驗能力的考查。例如2008年考了“利用直流恒流電源和電壓表探究一種熱敏電阻的溫度特性”，2009年考了“利用電流表和電阻箱探究一種金屬絲的電阻率”，2010年考了“利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內阻”。這類題目具有很好的區分度，能把不同層次的考生區分開來。

可以說物理實驗的重要性通過高考試題得到較好的體現，學生的創新思維與實驗能力通過高考實驗設計也能得到很好的考查。

5.開展課外小實驗活動，培養學生動手操作能力

高中物理試驗課本上除演示實驗和學生實驗外，還根據不同章節的知識特點確定課外小實驗，物理課外實驗活動是物理常規實驗教學的必要補充。家庭中的許多常用物品都可以用來做小實驗。例如，可樂瓶具有透明、絕緣性能好、比較牢固、易加工等特點，可用它來做很多的小實驗：“完全失重現象”、“水流星表演”等。家庭小實驗便于就地取材，對學生來說，比較親切，參與的積極性強，可以增強學習動機與興趣。

總之，探究性實驗在激發學生的學習興趣，訓練學生的動手操作能力，特別是對培養學生的創造性思維和科學態度方面是非常重要的。只要廣大教師努力探索，積極實踐，堅持不懈，一定能培養大批具有創新精神和實踐能力的高素質人才。

（作者單位： 江西省贛州市第一中學）