改進物理實驗教學培養學生創新能力

陳小軍

摘 要：初中物理教學以學生自主探究為主，以培養學生的創新思維和創新能力為主要目標。在教學中，大膽改進實驗教學，通過學生自己的親身經歷來接觸科學，提出問題，解決問題。注意引導學生對權威、傳統進行挑戰，突破條條框框，思維定勢的局限，形成自己獨特、新穎、富有創新的見解，從而為學生的終身發展打下良好的基礎。

關鍵詞：實驗改進； 培養； 創新思維； 創新能力

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A 文章編號：1006-3315（2014）12-040-001

物理教學應以實驗為載體展開過程，以問題為線索，力求實驗與培養學生的創新能力有機結合，層層遞進，使學生始終處于不斷探索的情境之中，這樣既可優化實驗教學的過程，展現物理自身的魅力，又符合素質教育對物理教學的要求。筆者在物理教學中做了以下幾點調整，對學生創新能力的培養收到了較好的效果。

一、改演示實驗為學生分組實驗，激發學生的創新欲望

初中學生年齡大都十四五歲，他們的認知特點是：對直觀、具體、形象的事物易接受，極感興趣。教師把某些演示實驗設計為師生共同動手操作的實驗，使之達到不同層次的創新能力培養目標，動手操作的實驗拓寬了學生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，鍛煉和培養他們的創新能力。例如在“研究液體內部壓強規律”的教學中，把原來教師的演示實驗改成學生的探究實驗，由學生自己準備塑料袋、飲料瓶等簡單的實驗材料，讓學生自己設計實驗，證明液體的內部存在壓強，探究液體內部壓強規律，學生參與整個探究的過程，設計實驗方案，選擇實驗器材，進行探究實驗，在實驗探究中獲得知識，在親自參與探究的基礎上總結出液體內部的壓強規律。學生在獲取知識的同時，提高了他們的動手能力、實踐創新的能力。由于實驗是學生主動參與設計的，設計目的明確，實驗后學生無論是對實驗所揭示的結論，還是實驗的設計思想，均留下了深刻印象，甚至終身難忘。

二、改驗證性實驗為探究性實驗，培養學生的創新精神

探究性實驗作為物理實驗的一種形式，它有別于測定性實驗，又有別于一般的驗證性實驗。驗證性實驗是用實驗來驗證已學過的物理知識的正確性。在驗證性實驗中，學生處于被動接受知識的狀態。而探究性實驗是指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。這一過程要求學生有較多的思考和討論，學生處于一種主動探索知識的狀態，對培養學生的創新能力非常有利。例如在“探究影響導體電阻大小的因素”時，我做了如下改進：我以鉛筆芯和鐵絲代替合金線，讓學生自行探究。改進后的優點：鉛筆芯、鐵絲為身邊材料，簡單易得，學生一方面可身臨其境，自己駕馭實驗，另一方面樹立物理就在身邊，增強對知識的理解。另外分組實驗代替演示實驗，觀察清晰，新鮮生動，效果明顯，提高了學生觀察和實驗能力，且使學生對物理學習有著長期的動力，增加了學生對實驗及結論的可信度。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，從而激發其認真思考、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。

三、改老師提示實驗要求為學生自己設計實驗，拓寬學生的創新思維

實驗設計是一個動手動腦并可培養學生各方面能力的過程。通過學生自己思考設計實驗，可以培養學生的發散思維能力和創新設計的能力，教師在組織學生開展實驗設計時，可引導學生閱讀、查找一些實驗小竅門、實驗儀器的代用品、實驗裝置的改進等有關資料，以開闊學生的視野，啟迪學生進行創造性思維，同時，也應經常提出一些能激發學生創造欲望和創造興趣的問題，盡量給學生一些動手的機會。

例如在“浮力大小的探究”教學時，我進行如下改革：一是將部分的演示實驗改為學生的探究性試驗；二是由學生根據已有的經驗，在對物體所受到的浮力大小可能與哪些因素有關進行猜測；三是讓學生對各個猜測是否正確設計實驗探索的方案；四是開放實驗器材，讓學生自由選擇；五是學生分組進行探究性實驗。在教學中，學生對浮力大小與哪些因素有關提出了許多猜想，有浮力與液體的深度、物體的形狀、液體的密度、物體本身的質量、物體本身的體積、物體排開液體的體積等等。教師根據學生所提出的問題，因勢利導、不失時機地對學生中那些標新立異、獨樹一幟的做法予以肯定、支持和幫助，鼓勵他們用自己的頭腦思考問題，勇于探索，不斷創新，并和學生一起對各個猜想應用科學的方法進行探索驗證，最后歸納出影響物體所受浮力的大小只與物體排開液體的體積和液體的密度有關的結論，收到了較好的教學效果。

四、改“先天”不足的實驗為便于操作的實驗，突出學生的創新能力

教材中少數實驗存在“先天”不足，如在實驗時遇到的現象不明顯，操作復雜，數據不易處理等，可以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。例如“測定物質的密度”實驗中，在完成測定固體（石塊）、液體（鹽水）的密度實驗后，讓學生準確地測量一杯牛奶的密度（提供牛奶）。開始時學生沿用原來的實驗操作步驟進行實驗，結果發現跟測量鹽水的密度不同，由于有部分牛奶仍留在燒杯內，不能全部倒入量筒內測量，所以測出的牛奶體積不準，使實驗產生了較大的誤差。此時引導學生進行討論：為了減小測量的誤差，請你設計一個合理的實驗操作步驟。在學生各持己見，發表各自的觀點后，再讓學生利用身邊的器材加以驗證，找出各自實驗設計所存在的不足之處，從而得出正確的測量方法：先用天平測量出燒杯和牛奶的總質量，再將燒杯中的一部分牛奶倒入量筒內測量出體積，用天平測量出燒杯內剩余的牛奶的質量，這樣可有效地避免在測量牛奶體積過程中所帶來的實驗誤差。學生通過對問題的推測和猜想，在動手實驗，觀察思考，分析歸納后，會產生意想不到的效果。學生的興趣就會油然而生，教學的效果自然就好了。