改革物理實驗教學 提高學生創新能力

創新是素質教育的核心，創新是一種精神。江澤民同志曾說過“創新是一個民族的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。”在面對新世紀挑戰的時候，我們的學生缺少的不是知識，也不是刻苦的精神，而是創新的能力。但就目前教學的實際情況來看，傳統教學中落后的教育觀念和方法妨礙了學生創新能力的培養。在高中物理教學中，如何改革物理實驗教學，培養學生的創新能力，從以下幾個方面來探討：

一、更新觀念，引導學生學會學習

我國物理教育由于長期受應試教育的影響，課堂上教師“重灌輸式講授，輕探究式教學”；重有限知識地“學會”，輕無限知識的“會學”，教師習慣通過大量練習來讓學生學習物理，這是我國物理教學的基本特征。這顯然是一個被動地接受知識、強化儲存的過程，忽視了學生在學習過程中的主體性，也就缺乏師生之間、生生之間的互動。學生是物理學習的主人，教師是學生物理學習的組織者、引導者和合作者。有效的物理教學應從學生的生活經驗和已有的知識背景出發，向他們提供足夠多的實驗機會，在活動中激發學生的學習潛能，引導學生積極從事自主探索、合作交流與實踐創新，促進他們在自主探索的過程中真正理解和掌握基本的物理概念、規律、物理思想方法，獲得廣泛的物理實踐經驗，提高解決問題的能力，學會學習，進一步在意志力、自信心、理性精神等情感與態度方面得到良好的發展。例如，在色散的教學中，筆者在告訴學生同種介質對不同色光的折射率不同的事實情況下，給出7種色光對冕牌玻璃的折射率，然后提問：“一束包含7種色光的白光射到棱鏡的一個側面上，7種色光將如何射出？”來調動學生的思維。在整個教學過程中，教師要善于運用各種教學手段，引導學生積極地展開思維，主動地參與教學過程，充分發揮學生在學習中的主體地位，而老師扮演的主要是引導者的角色，引導學生不斷進行創造性思維訓練。

二、營造寬松氣氛，激發學生學習興趣

在物理教學中，教師要采用直觀的方法，生動的語言，應用各種靈活的教學形式，如適時地開展物理課外興趣活動，布置（項目）課題研究等，例如：“電在你家中”“菜刀中的力學知識”“自行車中的物理原理”等，這既拓寬了學生知識面，又提高了學生的興趣。同時使學生對教學內容產生濃厚的興趣，而且學生的興趣總是在他們的欲望得到充分滿足時才能進入最佳狀態。教師要不斷教育學生懂得，偶然一個小小的發現，可能導致重大的發現。例如：物理學家在研究放射性物質的原子核發射電子的過程中，發現了放出一個電子后，原子核失去的質量總是大于電子的質量，雖然差別很小，但與已知的能量守恒定律相矛盾，這令許多科學家束手無策。這時，年輕的物理學家包利大膽地提出了一個假說：隨著電子一起，有另外的一個粒子也飛離了原子核，是它偷走了原子核的一點點質量。又過了二十幾年后，美國洛斯阿拉莫斯科學小組，歷盡艱辛，終于找到了它，這時，中微子的假說才被證實。因此，教師要培養學生發現新線索，一旦發現，應盡全力追蹤它，要善于從各個可能的角度予以觀察，并將它和其他知識聯系起來，找出新東西、新途徑，不斷教育學生理解學習不在于知識本身，而在于將知識作為創新的階梯。

三、改革實驗教學，提高學生創新能力

學生的創造力是一種綜合素質。它不但要有創造性思維能力和探索精神，而且要有良好的實驗和動手制作能力。很多創造發明都是在反復實驗和精心制作后成功的。傳統的教學是教師按書本上講，學生按書本上做，學生處于被動、模仿的地位。物理學的形成是以實驗為基礎的，而設計探索性實驗可以充分調動學生的學習積極性，使他們在緊張、積極、活潑和興奮狀態中積極思考，是培養創新意識和創新能力的重要途徑。例如，高一學生在學習了摩擦力之后，可布置一個探索性實驗，只給一把刻度尺、一塊長木板、一個小滑塊，請粗略測量長木板與小滑塊之間的動摩擦因素。讓學生發揮想象，再實際進行操作，最終測出該值。當然，教師在教學過程中也可將現有的演示實驗改為學生自己動手的分組實驗，把一些驗證性的實驗設計成探索性實驗，不但可以有效地培養學生的實驗能力，而且在實驗設計的操作過程中使學生的創造性思維得以發展，培養創造能力。具體要求如下：

1.改演示實驗為學生實驗

根據學校物理實驗器材的配備，利用一切可以利用的儀器創造條件，將某些演示實驗改為學生實驗，使學生在充分觀察、操作、討論中，手腦并用地學到知識，培養實踐能力。如“單擺的振動周期”“電阻定律”“楞次定律”“透鏡成像規律”等實驗教學。

2.變驗證性實驗為探索性實驗

把某些“驗證規律”的實驗提高為“探索規律”的實驗，讓學生從“發現規律”中獲取知識，從而使學生領會一些科學研究的方法，培養學生的實踐能力。如：“牛頓第二定律”“玻—馬定律”等實驗教學。

3.化實驗習題為設計性實驗

對實驗性很強的習題，我們有條件地選擇一部分，給出實驗所需的器材，讓學生自己設計實驗方案、自己操作、驗證，培養學生的實驗能力。如在高二“穩恒電流”教學時，我們布置了這樣一個實驗習題——用兩節干電池、兩個小燈泡（2.5 V、0.3 A）、一個滑動變阻器、電鍵及導線，設計并安裝一個電路，當改變變阻器滑動觸頭時，一個變亮，一個變暗，并用實驗驗證。

在物理實驗教學中，不僅要讓學生學會實驗的具體做法，還要引導學生學會研究物理的實驗方法，為培養他們的物理創新能力打下良好的基礎。教師通過選擇典型的實驗，多種實驗方案的設計、討論和辨析來培養學生的物理創新能力，還可以把某些學生實驗和演示實驗設計為探索性實驗，使之達到不同層次的創新能力培養目標。學生在自己“探索”物理規律的實驗過程中可以把動手和動腦結合起來，鍛煉和培養自己的創新能力。

四、教師要有創新意識、實踐能力

要培養有“創新”能力的學生，教師自身首先要有創造力，才能進行創造性教學，即“言傳身教”。教師在課外應參閱各種資料，博覽群書，豐富自身知識，積累資料，建立自己的題庫、書庫、課件庫。即“給學生一杯水，自己應有一桶水”。教師課余應多鉆研教材，運用電教、多媒體等現代化教學手段，積極主動地探索教學方法。如在氣體性質一章中，有關水銀柱移動問題，學生錯誤較多，為方便學生理解記憶，在等溫傾斜中，我把它想象為：傾斜時，水銀柱豎直壓力減小，因此水銀柱上浮。又如在交流電一章中，矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動產生感應電流、感應電動勢有兩個重要結論：（1）線圈平面垂直磁場線，磁通量最大，感應電動勢為零，過此位置感應電流方向改變一次。（2）線圈平面平行磁場線，磁通量為零，感應電動勢最大，過此位置一次感應電流方向不變。把這兩個結論推廣到電磁感應一章，許多難題就迎刃而解。因此，學生學得輕松，教師教得輕松。

創新實踐能力，特別是高超的實驗能力，是一個優秀教師應該具有的，這種能力極具感染力。好多學生在老師的引導下極具創造發明能力，走入工作崗位，能開創性地工作。這種學生創新能力很強，與教師高超的實驗能力是分不開的。

（作者單位 河南省新野縣教師進修學校）