物理實驗教學要重視創新能力的漸進培養

潘柏奎

一、變演示實驗為探究實驗， 培養學生的創新意識

教師應認真研究教材，根據學情，結合教學實驗內容、實驗現有器材，確定實驗方案，突出創新實驗設計，包括教具的改進，創新實驗過程的安排、問題的設置及解決的辦法等，盡可能將演示性實驗改進成探究性實驗，漸進培養學生的創新意識。在教學中有意識地創設兩種方案加強探索訓練。例如，在總電阻教學中創設了兩種探究方法：一是應用實驗歸納法探索電阻串聯。首先，教師要求學生根據歐姆定律設計一個電路，測量各個電阻的阻值，然后由學生進行分組實驗，并從實驗中歸納出結論：R串=R1+R2。接著，教師根據串聯電路中電流電壓的特點和歐姆定律，從理論上加以引導，也得出同樣的結果。這樣，在獲得關于串聯總電阻與分電阻關系的知識的同時，引導學生學習，并掌握了實驗歸納法，同時也培養了學生的探究精神二是應用實驗驗證法探索電阻并聯。在創設并聯電路的探究中，先由教師從理論上推導出：1/R并=1/R1+1/R2的關系，接著由學生自己設計電路操作實驗驗證這一關系。最后，由教師進行總結，聯系電阻與導體截面積的關系對并聯電阻作出解釋。這樣，在獲得關于并聯電阻知識的同時，讓學生掌握了實驗驗證法。

二、善用實驗器材，創設實驗教學，培養學生的創新能力

物理實驗教學要鼓勵學生善于發現教材中存在問題，要敢于、善于質疑原有實驗，并在現有實驗的基礎上，不斷的優化與創新，不斷改進實驗設備替代原有實驗，完善設備不足或缺陷，體現實驗的科學性，目的是讓學生能掌握科學知識和科學方法，并養成良好的科學態度，進而激發學生創新思維，培養學生的創新能力，具有極其重要的意義。

高中物理教材中的實驗有些地方可能比較抽象、與現實有偏差或者不科學。例如：高中物理粵教版選修3-2《第三章 P80頁第三節探究安培力》圖3-3-1所示的實驗裝置在存問題：一是不易安裝，現象不明顯（只有1根金屬棒）；二是不科學：沒有保護電阻（電源直接與金屬棒，易損壞電源）；三是不完整：缺乏探究方法（電流大小、方向等）；四是動態效果不明顯，穩定性較差等。

指導學生制作了《安培力教學探究儀》，簡介如下。

1.儀器用途

自制《安培力教學創新探究儀》教具能探究：可供中學、大中專院校教育教學使用。探究；安培力F跟磁感應強度B、電流I、導線有效長度L及跟磁感應強度B方向和電流I方向夾角等因素有關？

2.儀器特點

該自制教具充分體現科學性、安全性、實用性、先進性等科學性特點；動態演示直觀、穩定性好、可操作性強，有效地減少實驗系統誤差；使安培力的教學實驗形象化，模擬現象更為科學、生動和有趣。

3.作品創新部分

○1軌道+小車+線圈，替代帶鐵夾鐵架臺+導線（或線圈），增強穩定性；○2小車+線圈+電流表+電壓表+滑動變阻器+學生電源，替代導線（或線圈）+電源等，體現了科學性和直觀性。

三、重視學生創新設計實驗，漸進培養學生創新能力

常規教學實驗主要形式是：理解實驗原理、進行實驗操作、得出正確實驗結果，基本上屬于繼承和接受前人的知識、技能。審視傳統的物理實驗教學，強調實驗的確定性和排斥的可能性，這種教育熏陶，對學生創新能力的培養將起到潛移默化的作用。

例如，在學習人教版高一物理必修1第二章第四節《自由落體運動》時，引導古昌林同學制作了《新MX-2010型：自由落體運動演示器》。儀器簡介如下：

1.儀器用途

本儀器可供中學和大中專院校及職業學校物理教學演示和學生分組實驗使用。

2.儀器主要貢獻

原課本實驗中紙帶跟打點計時器之間有摩擦阻力和空氣阻力，實驗存在系統誤差。本儀器實現了測量的自動化、數字化，有效避免紙帶跟打點計時器之間的摩擦阻力，因空氣阻力很小，實驗系統誤差幾乎為零，太太提高了實驗的精確度。

3.實驗原理

重物拖著紙帶豎直下落時，如果打點計時器與紙帶間阻力和空氣比重物的重力小很多，可近似認為重物僅受重力作用下運動，根據打出的紙帶能分析研究重物的運動規律__________，__________。

4.實驗器材

專用計時器，電磁鐵，壓力傳感器，導線，學生電源__________，帶2個鐵夾的鐵架臺，毫米刻度尺，小鐵珠。

5.儀器創新部分

專用計時器：是儀器的核心，記錄小鐵珠自由下落的時間t，可精確到0.001秒。

電磁鐵：接通電源時被磁化，能吸引小鐵珠；斷開電源時去磁，小鐵珠作自由落體運動，專用計時器開始自動計時。

壓力傳感器：當小鐵珠自由下落觸及壓力傳感器時，專用計時器自動停止計時。

6.實驗儀器裝置圖

7.《新MX-2010型：自由落體運動演示器》使用說明書。實驗步驟如下。

（1）將2個鐵夾的安裝在豎直穩固的水平鐵架臺上。

（2）檢查調整好的專用電磁鐵和專用壓力傳感器分別固定在2個鐵夾上，用專用接口導線接好專用計時器、專用電磁鐵、專用壓力傳感器，學生電源接9-12V。

（3）接通電源，儀器自動處于復位待機狀態，電磁鐵通電工作，把小鐵珠放在電磁鐵上，按下啟動開關，開關斷電，電磁鐵釋放小鐵珠，同時專用計時器開始自動記錄小鐵珠的下落時間。當小鐵珠掉到壓力傳感器上時，專用計時器記時自動終止計時，會自動顯示出小鐵珠的下落時間t；并用毫米刻度尺量出小鐵珠自由下落的高度h；把得到的數據填入下面的表格里。

（4）重復上述3做幾次。

8.實驗數據及數據處理

創新能力是人最重要和最有價值的一種能力，目前世界各國都普遍重視創新能力的研究與培養。在當前課程改革和素質教育的大環境下，在教學中采用有效的方法，開展研究性學習，提倡探究實驗，改革常規教學，有效提升學生的創造性思維和創造力。

實現“育人為本”，彰顯創新驅動。傳統的中學教學方法強調知識的單向傳授與接受，妨礙了學生創新能力的培養。本文將通過對高中實驗物理教學的探究闡述創新能力的培養方法，主因：學校是培養學生創新能力的重要場所。