在物理實驗教學中培養學生創新能力的探索

摘 要：本文主要論述了物理實驗教學中要注重學生創新能力的培養，并在此思想指導下就物理實驗教學中應如何培養學生的創新能力進行了探討。

關鍵詞：物理實驗； 教學； 創新能力； 培養

中圖分類號：G633. 7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）02-121-001

“創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。”伴隨著經濟的發展，科技的日新月異，知識在社會生活和社會發展中的含量越來越高，以知識為基礎的知識經濟越來越受到世人矚目。而在知識經濟的社會中人的最重要的素質是創新能力，物理實驗教學要適應時代的要求，培養學生的創新能力，已成為擺在現代物理教師面前的重要課題。

一、通過生動的實驗現象，創設問題情境，培養創新能力

物理學家愛因斯坦說：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要。”因為解決一個問題是知識技能的運用，而提出一個新問題需要有創造性的思維。現代教學論認為：任何教學內容都可以用一個個問題呈現出來，學習的發生起源于情境變化的刺激，所以教師在施教中應盡量創造問題情境，給學生造疑，促使學生存疑、質疑，使學生產生濃厚的學習興趣。興趣是最好的老師，興趣的喚起，是展開物理思想的啟動器，思維就會處于積極狀態，便可提高思維的敏捷性與靈活性，可積極主動地認識、實踐和創造，從而培養自身的創新能力。例如，大氣壓強這個概念，對中學生來說是比較抽象的，因而精心設計演示實驗，調動學生積極性是關鍵的一環。教師先讓學生觀察“覆杯實驗”的演示實驗，將一只玻璃杯灌滿水，用一張厚紙片蓋在杯口上，再按住紙片把水杯倒過來。教師問：當把手移開后，會產生什么現象？即水會不會倒流出來？學生都認為水會倒流出來，松手后學生驚訝不已。這一出乎意料的事實使學生們為之一震，展開思維，迫使他們向知識的更深層次進軍。這樣就激發了學生強烈的學習興趣和創造性的思維。通過這種質疑、釋疑的教學活動，就可培養學生探究科學的興趣和創造性的思維，從而培養創造能力。

二、適當變演示實驗為探索性實驗，培養創新能力

傳統應試教育下的課堂演示實驗一般以教師為主體，學生僅僅是旁觀者，沒有直接參與，不利于其創新能力的培養。適當地將一些演示實驗改為探索性實驗，讓學生充分的動腦、動手、動口，發揮學生的主體作用，從而有利于學生創造性思維的激發，達到培養學生創新能力的目的。探索性實驗教學較演示實驗教學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索與創新欲望。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。教師應選取合適的、需要探索的問題作為實驗內容，在教學中可以利用新舊知識間的聯系提出需要解決的問題，并設計一系列有針對性、啟發性的問題作為鋪墊，設計問題時應充分滲透創新能力的培養，要利用學生的原有知識，引導學生在運用知識的探索過程中有所“創新”地解決問題。如測定重力加速度的實驗，這是物理學中一個傳統的實驗，是用單擺來測定重力加速度的，方法最簡單，且容易測得較精確的g值。教師還可以讓學生利用學過的知識再設計其它的測定g值的方法，學生認識到自由落體運動是加速度為g的勻加速運動，很快設計出利用電磁打點計時器測定重力加速度的實驗方法，具有裝置簡單、原理易懂、現象直觀的特點。另外該實驗在數據處理上還可以讓學生將打點記錄紙帶按單位時間間隔剪斷并依次貼在坐標紙上，從而做出v-t圖線用以研究運動規律和測定g值，這樣可以激發學生探索的興趣，從而培養他們的創新能力。

三、強化實驗技能和實驗方法，培養創新能力

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問題的實驗方法，為培養他們的物理創新能力打下良好的基礎。如常用的“間接測量”的實驗方法，“控制條件”的實驗方法，“以大量小”的實驗方法、測量微小量的“疊加法”、“替代法”和“比較法”等，教師通過選擇典型的實驗，并通過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。另外，實驗是手腦并用的實踐活動，是創新能力得以產生的基礎，因此，要特別強化動手能力的訓練，但絕不能把實驗僅僅看作是單純的技術訓練和操作練習，應從實驗與思維、動手與動腦的相互聯系方面，來認識對培養技能和發展創新能力的作用。例如力學實驗中的支架滑輪的安裝，牽引線的走向，斜面的架設等，這些操作都要讓學生自己獨立來完成。有時要對一些儀器進行電氣調整，例如使用氣墊導軌前必須先調水平位置；在電學實驗中，依照電路圖連接線路，連線時，應將電路分為主回路和支路，從電源一端開始沿主回路按順序進行，其次為支路；主回路中必須有開關（先斷開）；導線最好選用幾種顏色，主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時，應按順時針方向將導線纏上。電路連接后，必須復查，確認正確后方能通電。這種技能的培養，從開始應先有示范，讓學生模仿學習，然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項，由學生獨立去安裝、調整。這些操作無疑會提高學生的操作能力，而且在控制實驗條件、排除實驗故障的能力上也會得到有益的鍛煉，從而有利于他們創新能力的培養。

四、創設實驗問題，捕捉創新信息，培養創新能力

創新教學的構成要素是研究性、引導性、發現性、歸納性等有機的結合，這就要求教師在實驗中創造性的應用現代教學方法和教學手段，將多種教學方法進行優化組合，用“創造性的教”為學生“創造性的學”創造環境和條件，充分發展學生的學習興趣與智力，把課內的教學活動和課外的活動有機地結合起來，從而深化和活化已掌握的知識，有利于學生開闊視野，活躍思維，捕捉創新信息。因此除了演示實驗和分組實驗之外，在學生的模型制作、游戲、調查等課外小實驗活動中，也可以發展創造活動，鼓勵學生創造。例如在學完電阻定律之后，可要求學生課外研究小燈泡的伏安特性，這是一個有很強綜合性訓練的研究課題，它涉及的面較廣，信息量大，學生既要進行實驗設計，又要有較熟練的操作技能，能較好地調動學生的積極性，培養了學生創造性思維和實驗能力。