淺談在物理實驗教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

賀新軍

摘要：培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是高中學(xué)校的根本任務(wù)，實驗室是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要基地。在物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑和方法包括：進行物理實驗史教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識；采用多樣化的實驗方法，活躍學(xué)生的創(chuàng)新思維；注重創(chuàng)新演示實驗和設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技能；介紹科學(xué)家的典型事例，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新情感和人格；用科學(xué)的評價激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動力。

關(guān)鍵詞：物理實驗；創(chuàng)新能力；培養(yǎng)

中圖分類號：G633.7

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進，社會對人們的創(chuàng)新能力的要求也越來越高，因而，加強對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，已經(jīng)成為我國教育教學(xué)改革的重點。在物理實驗教學(xué)中，創(chuàng)新教育的提出，一方面是物理教學(xué)改革不斷深入的需要，另一方面也是由物理學(xué)科的特點與物理實驗的本質(zhì)所決定的。然而，長期以來，物理實驗教學(xué)的內(nèi)容缺少更新，教學(xué)方法過于死板，實驗內(nèi)容基本上是驗證性和測量性的，缺少學(xué)生自己進行設(shè)計、研究的內(nèi)容。學(xué)生不須分析與創(chuàng)新，只需按教材上的步驟按部就班去做，就能完成實驗。這種千篇一律的實驗教學(xué)內(nèi)容和方式在一定程度上限制了學(xué)生的主動性與積極性，難以激發(fā)他們獨立思考的興趣和激情，抑制了學(xué)生個性的發(fā)展，不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。那么在物理實驗教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？ 一、物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑

1、進行物理實驗史教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

物理實驗除演示實驗、驗證實驗外，還應(yīng)包括物理實驗史教育、設(shè)計研究性實驗、學(xué)生小儀器制作等。例如：玻爾發(fā)表原子模型理論的第二年，夫蘭克和赫茲用慢電子與稀薄氣體原子碰撞的方法，使原子從低能級激發(fā)到高能級。他們對電子與原子碰撞時能量交換的研究，直接證明了原子內(nèi)部能量的量子化。后來，他們又在同樣的實驗中測得被慢電子激發(fā)的原子返回基態(tài)時輻射的光頻率，發(fā)現(xiàn)這種輻射驗證了玻爾假設(shè)的頻率定則。因此，夫蘭克一赫茲實驗就成為玻爾理論的一個重要實驗依據(jù)。由于他們的工作對原子物理學(xué)的發(fā)展起了決定性的作用，曾共同獲得1925年的物理學(xué)諾貝爾獎和1906年諾貝爾物理學(xué)獎。湯姆生研究陰極射線導(dǎo)致了電子的發(fā)現(xiàn)，利用實驗準確地測出了電子的荷質(zhì)比。他們的實驗設(shè)計是何等的巧妙，設(shè)計思想與器材組合都是創(chuàng)新精神的體現(xiàn)……這些實驗史的介紹，不僅向?qū)W生展示了科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明的過程，而且展示了科學(xué)家的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新精神。要發(fā)揮物理學(xué)實驗史的創(chuàng)造教育功能，我們在教學(xué)中就要重視實驗史的教育。可以啟發(fā)學(xué)生體會實驗思想與設(shè)計的精彩之處并提出問題；也可采用演示實驗，引發(fā)學(xué)生的好奇心；還可讓學(xué)生自己動手，組織與設(shè)計實驗，來“表演”某些著名實驗。總之，通過讓學(xué)生接觸到不同的物理實驗背景、教師的不同觀點和思想方法，學(xué)習(xí)物理實驗史，對學(xué)生進行德育的滲透以及科學(xué)精神和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，具有很好的作用。

2、實驗方法多樣化，活化學(xué)生的創(chuàng)新思維

目前學(xué)生的分組實驗，普遍存在只重視簡單的操作練習(xí)，從器材、方法到表格設(shè)計都是按照規(guī)定好的步驟和方法進行實驗，不能很好地領(lǐng)會實驗原理和思想方法，因此，必須改革實驗教學(xué)的方法。教師在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時可以結(jié)合實驗室條件對實驗項目進行重新組合，盡量將有相似的教學(xué)內(nèi)容做系統(tǒng)編排。在編排時，教師可以以專題的形式呈現(xiàn)實驗內(nèi)容，每個專題確定一個主題，可以從實驗方法的相似性上選題。如重力加速度的測量實驗，學(xué)生可以利用單擺、復(fù)擺、可倒擺、自由落體運動、傾斜氣軌等許多實驗方法進行。應(yīng)讓學(xué)生盡可能多地設(shè)計實驗方案，從科學(xué)性、可靠性、簡便性、準確性等實驗設(shè)計原則出發(fā)，對各個方案進行評價，最后選取兩種方案進行實驗測量與比較，活躍學(xué)生的思維，使實驗教學(xué)有更廣闊的活動空間和思維空間，可以激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望，使之達到不同層次學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標。

3、注重創(chuàng)新演示實驗和設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技能

教師創(chuàng)新演示實驗，不僅能更好地發(fā)揮實驗的教育功能，促使學(xué)生掌握有關(guān)學(xué)科知識，而且能對學(xué)生進行潛移默化的熏陶和感染，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。通過動手設(shè)計和實踐，切實培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力，還增強了他們的知識應(yīng)用的能力。

4、介紹科學(xué)家的典型事例，培育學(xué)生的創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格

創(chuàng)新取得成功的決定因素首先不在于創(chuàng)新者淵博的知識，而在于他們的創(chuàng)新人格。源自內(nèi)心的熱愛和追求是創(chuàng)新的靈魂，自主性、激情、意志等對創(chuàng)新素質(zhì)的形成與提高具有極大地推動作用。所以在教學(xué)中要特別注重創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望；加強對學(xué)生的情感教育，促進學(xué)生情感智慧的發(fā)展。物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，物理學(xué)的發(fā)展史就是一個創(chuàng)新的歷史。用物理學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家的典型事例作為情感教育和價值觀教育的切入點，充分挖掘科學(xué)家崇尚科學(xué)的情感和價值觀、嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度和良好的品格修養(yǎng)，追求科學(xué)的頑強毅力和獻身科學(xué)的奉獻精神，從而發(fā)揮科學(xué)史可以給人以智慧的功能，可以較好地達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格的目的。

二、創(chuàng)設(shè)物理實驗創(chuàng)新平臺，用科學(xué)評價激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的動力

愛因斯坦曾明確地談到許多學(xué)者在自己工作時的感受：“科學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)的歷史告訴我們，人類在獨立思考和創(chuàng)造思維方面的能力仍是很弱的。當客觀世界和科學(xué)需求長時期地等待一個新思想誕生時，通常需要在外部刺激下才使它實際產(chǎn)生。”我們?nèi)绾卧谖锢韺嶒灲虒W(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力等方面也要深入的思考和探討，構(gòu)建一個面向全體學(xué)生的，開放的物理實驗創(chuàng)新平臺是探索創(chuàng)新教育模式的一種有效方法。在這樣的環(huán)境下，學(xué)生可以很輕松地進行全開放的自主探索研究。通過這些學(xué)習(xí)和活動，學(xué)生不僅了解了一些前沿物理知識，而且有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。 構(gòu)建新的實驗操作考核體系，采用以多種形式對教學(xué)總體效果進行綜合考核評價，改革完善了學(xué)生實驗考核方法和考評標準。現(xiàn)以實驗過程的多個環(huán)節(jié)制訂考核標準，根據(jù)實驗報告、口試、筆試、實驗操作技能、自行獨立設(shè)計實驗?zāi)芰Α?chuàng)新能力等多方面情況進行綜合考核，從而達到重點考核動手能力、綜合分析問題的能力和創(chuàng)新能力的目的。endprint