創新能力在物理實驗上的啟發

徐青源

(江蘇省丹陽市實驗學校 江蘇 丹陽 212300)

物理實驗教學的研究已經有多年了，但收獲并不是很大，也有很多學者提出創新型人才是指具有創新精神、創新能力和創新人格三方面素質的人才。這就要求我們在今后的教學實踐中，必須從“重理論，輕實踐，重灌輸，輕啟發”的觀念中徹底轉變過來，把培養學生的創新素質作為實驗教學的根本目的。

1.通過創新演示實驗激勵學生的創新意識

創新演示實驗需要創造性地教學。要培養學生的創新精神，教師首先要具有創新精神和創新能力。在實驗教學中，教師要勤于思考，勇于探索，做好演示實驗的改進工作。如物理課本第一冊圖11—4“雞蛋將怎樣？為什么？”的演示實驗可以這樣改進：把廣口瓶換成150mL平底燒瓶，把去殼的熟雞蛋換成去殼的鵪鶉蛋，演示時把一端浸過酒精棉的鐵絲點燃后迅速插入燒瓶中，待燃燒片刻后抽出鐵絲，再迅速將鵪鶉蛋放在瓶口上，過會即可看到鵪鶉蛋沿著燒瓶頸慢慢下滑到瓶底。這樣改進可見度增大，生動形象地證明了大氣壓的存在。另外該實驗還可以演示燒瓶把鵪鶉蛋吐出來。方法是把燒瓶倒立，使鵪鶉蛋堵住瓶口(小頭向下)，然后把燒瓶固定在鐵架臺上，用毛巾包住瓶底，并不斷把熱水慢慢注到毛巾上，一會燒瓶就吐出鵪鶉蛋。

讓學生將改進后的實驗與課本上的方法對照比較，分析優劣，體味實驗創新的實用性，并誘導學生思考是否還有其他的改進方案。并在課下指導學生對物理實驗進行改進，通過加一加、減一減、改一改、變一變、擴一擴、縮一縮等方法動手對日常接觸的事物進行改進和創新。

2.通過增加設計實驗激活學生的創新思維

“照方抓藥”式的實驗能提高學生的實驗操作的熟練程度，但不能培養和鍛煉學生的創新意識和創造能力。為了有效地激活學生的創造思維，筆者認為在教學中盡量增加一些創新實驗，充分發揮學生的潛能，依據教學大綱要求，以學生的經驗與知識技能、實驗能力為出發點，提出實驗課題，讓學生自己動手、動腦設計實驗，激活學生在記憶中的有關知識，獨立思考，去探索創新，保持生動活潑的學習態勢。

如沒有量筒，如何測出一杯牛奶的密度？

學生的設計實驗靈活地、創造性地運用了質量、重力、密度、二力平衡、浮力和阿基米德原理等已有的知識和用彈簧秤測重力、視重等已掌握的實驗技能，找出了解決問題的方法。這些設計實驗，不僅培養了學生動手、動腦解決問題的能力，而且激發了學習物理的熱情，為進一步提高奠定了堅實的基礎。

3.布置課外小實驗激發學生的創新精神

物理小實驗、小制作的題材廣泛，材料極其豐富，是一種激發學習興趣，發揮學生創造性的有益活動。課外小實驗可以在一個心理狀態比較寬松的環境中，不受時間、器材、場所等條件的限制，可以反復做，反復觀察，直到認為滿意為止。同時由于沒有明確給出實驗所需器材、步驟，也無明確要觀察的現象，所有問題均需學生自己獨立完成，這對于培養學生創新精神以及各種能力都起著重要的作用。

通過創新演示實驗、增加設計實驗、布置課外小實驗等創新實驗手段，對于激發學生學習物理的興趣，激活學生的創新思維，開發學生的創新潛能，培養學生的創新精神和實踐能力都是大有裨益的。

那中學物理教學中如何開展創新性實驗研究？

3.1 多設計開放性問題。創設物理情境，設計開放性問題，讓學生面對多種疑問，產生濃厚的創新趣。如問學生我們生活中的一次性口杯能否用來做物理實驗，能做多少個？學生肯定會努力去思考，然后，我們可以指出幾種，分別：(1)用來制量杯;(2)接聽土電話;(3)塑料杯燒水;(4)模擬放大鏡;(5)設計課堂實驗，開展創新。

物理學是一門以實驗為基礎的學科。在課堂上多設計實驗來培養學生科學創新是一種有效的途徑。例如氣球在初中物理實驗中有以下14種巧用。演示聲音是由于聲源的振動而產生的，演示空氣是有質量的，演示力可以使物體發生形變，演示力的作用是相互的，演示空氣有浮力，演示壓力的作用效果，驗證大氣壓的存在，演示氣流的反沖作用，演示氣體受熱體積膨脹，驗證分子大小，演示光在空氣中沿直線傳播，演示電荷間相互作用規律，演示帶電體能吸引輕小物體，演示凸透鏡對光線的會聚作用。

3.2 變驗證性實驗為創新性實驗。學生在進行創新性實驗時，其思維方式有很大的區別。先要對所創新的物理知識提出假設，然后自行設計實驗方案，并一邊實驗一邊探究，再從中發現規律。學生在創新性實驗中親身經歷了知識的形成過程，并成為知識的再發現者。正像波亞利所說的：“學習任何知識的最佳途徑是由學生自己去發現，因為這種發現理解最深，也最容易掌握其中的規律、性質和聯系。

總之，中學物理教學的“創新性實驗”，充分體現了學生的“主體性”，特別是發掘了學生的“自我求知意識”，“自我動手能力”和“內在潛力”。在“創新性實驗”的課堂上，教師的“主導”作用主要應體現在“要創設學生求知問難，探索以及大膽設想的情景，根據學生的總結提問，將學生一步一步地引向“發問—設想—探索—創新”的思維王國。這不但能促成學生“想做”、“活做”、“會做”物理實驗，提高教學效果，而且將素質教育真正地引入了課堂，無疑是培養學生創新能力的一條捷徑。