在物理實驗教學中培養學生的創新精神

【關鍵詞】物理實驗教學 創新精神 培養

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）10B-0030-02

物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理實驗對于物理概念和理論的建立和理解起著不可替代的作用。但是在傳統的實驗教學中，從教學內容到教學方式都沒有給學生留出足夠的發展空間。就學生分組實驗來說，教師預先準備好實驗儀器，設計好實驗步驟，學生按教師和書本所說的進行實驗，最后得到統一的實驗結果。這樣的教學把學生置于被動的地位，學生自主活動少，極大地挫傷了學生學習、探究的積極性，更談不上培養學生的創新精神和創新能力。

當前，基礎教育改革的重點是培養學生的創新精神和實踐能力。教師只有把實驗的主動權交給學生，讓學生多動手，多體驗實驗過程，才能激發學生的探究興趣和積極性，才能更好地培養學生的實踐能力和創新精神。這里提出一些具體做法。

一、變演示實驗為學生隨堂實驗

開展創新教育，教師要樹立不僅要使學生“學會”，更重要的是要使學生“會學”的教學理念。要使學生“會學”，就要讓學生掌握學習的方法，參與教學的過程，自己探究知識。因此，教師在進行教學設計時，要注意把教學的重點放在啟發、引導學生尋找、發現解決問題的思路和方法上來，變學生被動接受知識為學生主動探究學習。變演示實驗為學生隨堂實驗就是符合這一要求的做法。在實驗中學生不再只是充當“觀眾”，而是直接參與實驗，充分動腦、動手、動口，發揮學習主體作用，從而有利于激發學生的創造性思維。

例如，將初中物理的“平面鏡成像”演示實驗改為學生隨堂實驗。

課前給每個學生小組備好器材：鍍膜玻璃一塊、電池兩個、蠟燭兩根、有格子的紙一張、白紙一張、火柴一盒和大頭針若干。上課時，先請學生觀察鍍膜玻璃的構造及成像特點，然后向學生提問：“根據剛才的觀察，你認為平面鏡成像有什么特點？”讓學生提出假設，思考如何進行研究，然后利用桌面上的器材進行探究，記錄實驗數據和現象，歸納出平面鏡成像的特點。

在學生分組實驗的過程中，教師巡視，適時指導學生。實驗完后，讓各小組進行交流、分析、討論、小結，并請幾個小組各派一名代表向全班展示他們用什么方法去研究平面鏡成像的特點及實驗得出什么結論。

學生甲：我們用A、B兩節電池分別放在鍍膜玻璃前、后的格子紙上，移動B使它和A的像完全重合，說明像和物體一樣大；并且A和B到玻璃即鏡面的格子數相等，說明它們到鏡面的距離相等。

學生乙：我們本來認為近大遠小，可是我們發現將A放在玻璃前遠近不同的地方時，移動B總可以和A的像完全重合，說明像和物始終是一樣大的。

學生丙：我們用白紙代替格子紙，用大頭針A、B代替電池，當B與A的像完全重合時，在A、B位置的紙上分別各扎一個小孔，把這兩個小孔畫直線連接，用直角三角板量度，發現兩孔到玻璃的距離相等，且這兩孔的連線垂直于玻璃，說明像物等距，且像物連線與鏡面垂直。

……

最后教師問學生：“平面鏡成像的特點是什么？”學生紛紛回答：“像物等大，與鏡等距，連線跟鏡面垂直。”

在這個探究活動中，學生親手做實驗，積極思考和討論，尤其與傳統教學不同的地方是：不是由老師自導自演做總結，而是學生在自主探究的基礎上，通過梳理認知結果來歸納結論。這樣能激發學生的學習興趣，調動他們的學習積極性，有利于培養學生的實驗能力及創造意識。

二、變驗證性實驗為探究性實驗

讓學生自己去探究，是“以學生發展為本”思想的體現。只有讓學生親歷探究的過程，通過探究去獲取知識，才能培養學生敢于探究、勇于創新的精神，才能徹底改變學生被動學習的狀態，學生中才能迸發出有創見的思想火花。因此，在教學中要充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，盡量讓學生有足夠的探究空間，這樣才能有利于學生充分、主動、積極地展示其思維過程，發揮其創造潛能，從而使學生的能力得到不斷發展。

探究性實驗比驗證性實驗有更廣闊的活動空間和思維空間，可以激發和滿足不同層次學生的探究、創新欲望，使學生在動手、動腦探究規律的過程中，培養創新精神和創新能力。

例如，初中物理“探究凸透鏡成像的規律”的實驗，如果按課本所給的現成的表格（表一）組織學生實驗，學生只是按

照表中給出的各種成像條件，根據焦距的大小，填入物距的大小，然后通過實驗驗證物距在某個范圍內成什么性質的像。這樣做就沒有訓練學生從實驗數據中分析歸納出凸透鏡成像的規律。成各種性質的像的條件是預先給學生設好的，而不是學生從探究中發現的。為了增加實驗中探究的成分，對課本的表格做些修改，先不給出成像的條件，而是直接給出物距的具體數據，實驗時物距從較遠處開始逐漸減小到30 cm，20 cm……如表二。

實驗做完后，教師問學生：“成倒立縮小實像的物距是焦距的多少倍？”學生說：“6倍、4倍、3倍。”接著問：“這幾個數據都是在什么范圍內？”學生很快看出規律，紛紛回答說：“物距大于兩倍焦距。”

又問：“對于凸透鏡，只要物距在什么范圍內，就能成縮小倒立的實像？”學生異口同聲地說：“物距大于兩倍焦距。”教師讓學生分析像距與焦距的關系，學生也很快得出結論。

最后讓學生課后根據實驗的數據，找出成等大倒立、放大倒立、放大正立的像的條件以及它們的像距與焦距的關系，以此作為實驗報告的內容，并讓學生說說在分析物距與焦距、象距與焦距的關系后還有什么發現。從學生的實驗報告看，絕大多數學生能找出成各種像的條件及相應的像距與焦距的關系，有的學生還提出了“像距越大，像也越大”“物距減小時，實像變大”等結論。通過這樣改變實驗，學生有了足夠的探究空間，充分開展自主探究，除完成教材要求的探究外，還探究了成各種性質的像的條件，探究內容和思維訓練更多，探究的發現也更多，從而能培養學生的探究能力和創新精神。

三、加強學生實驗設計能力的培養

讓學生自己設計實驗能全面培養學生綜合運用所學知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力、語言文字表達能力以及團結協作能力，因而是培養學生能力的一條重要途徑。

例如，學習機械效率后，向學生提出問題：“斜面機械效率的大小跟斜面的粗糙程度有關嗎？如果有，請你設計實驗加以驗證。”課后不少學生認真思考并提出他們的猜想。他們認為“跟斜面的粗糙程度有關，因為斜面越粗糙所做的額外功越多，機械效率就越小”，并提出了實驗方案：“用粗糙程度不同的兩塊木板制成簡易斜面。實驗采用控制變量法，保持斜面傾角不變，將同一鐵塊分別從斜面底端勻速拉到頂端，測出拉力F和斜面長L，利用W總=FL求總功；同時測出物重G和斜面高度h，利用W有用=Gh求出有用功。最后根據η=W有用/W總求出兩個斜面機械效率的大小，再進行比較。”教師對學生的探究精神給予表揚，并讓學生在課余時間到實驗室進行自主探究。

讓學生獨立設計實驗，獨立開展實驗，獨立得出實驗結論并獨立撰寫實驗報告，能使學生克服過分依賴老師的習慣。這樣不僅能培養學生的實驗設計能力和動手能力，而且能培養他們的創新精神和創新能力，讓他們能體驗到探究成功的快樂。

在實驗教學中培養學生的創新精神和創新能力，最重要的是要樹立讓學生“會學”的教學理念，充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，盡量給學生提供足夠的探究空間，把實驗的主動權交給學生，激發學生的探究興趣和積極性，引導學生在探究中有所發現，并從中歸納出正確的結論。

（責編 王學軍）