物理实验教学与学生创新能力的培养

汤远金

现代社会是以科技创新为灵魂的知识经济时代，其教育核心要求是培养人的创新能力。为了适应时代的发展要求，作为中学教育基础学科的物理在其教学过程中不仅要向学生传授基础知识，更应利用其实验性、应用性极强的特点，培养学生的创新能力。物理学是一门以实验为基础的学科，而实验教学在物理教学中又有着独特的功能，能为学生提供丰富的感知材料，形成感性认识，建立物理概念，总结物理规律，对培养学生的思维能力有着很大的作用，如何在实验教学中培养学生的创新能力？本文就这个问题谈谈笔者的一些尝试。

一、增加设计型实验，培养学生的创新能力

初中物理实验按性质可分为测量型实验和探究型实验，测量型实验是应用基本测量工具直接或间接测量某些物理量；探究型实验是利用教材中提供的器材及思路进行实验研究，这对于培养学生观察能力和分析、概括能力起到了重要的作用，如能在教学中适时增加些设计型实验，这对于开阔学生的视野，培养学生的创新能力有很好的作用。设计型实验选择，需要根据教学大纲的要求，在学生掌握好基本原理的基础上，授予实验的基本方法，应用最基本的测量仪器，让学生自己去考虑哪些可能的做法，自己会怎样做？

首先，给足实验器材，让学生按给的器材来构建物理情景，确定原理完成设计方案后进行实验。

其次，没有给足实验器材，让学生根据问题的条件和要求，构思相关的物理情景，确定实验原理，添加所需器材，确定所测物理量，完成实验设计后进行实验。比如，用天平测出几块厚度相同，形状不规则的玻璃片总面积，用量筒测出一瓶空气的质量，还需哪些器材？并用你设计出的实验方案测定。

再次，没有给定实验器材，让学生对于同一个问题，构想出不同的物理情景，确定不同的实验原理，选择不同的实验器材进行实验。比如有一蓄电池，正负极已看不清楚，请你采用三种不同的方法，检验出蓄电池的正负极。

二、引导学生自己动手设计小实验，诱发创新思维

许多学校实验器材不足，装配不全，大多数同学无法参与到实验中去，如能引导学生自己动手，设计小实验，既培养了学生的动手能力，又唤起学生对物理实验的兴趣，诱发创新思维。

设计小实验在选材上宁“土”勿“洋”，他“废”我“用”，以学生日常生活中常见并随时都可以找到的物品为好，这样选材方便，使所有的同学都能积极参与，如气球、可乐瓶、废灯泡、水果等。比如，利用气球和自制小杆称验证力的作用是相互的，将鼓吹的气球压缩，用细线把它与称盘缚在一起，拨动称砣，使称平衡，用火烧断系线后，观察到气球向上弹起而称盘则向下沉的现象。再如，吹鼓气球，并将气嘴扎紧，用手掌手指压气球，球形变不一样，说明压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。

以上列举的只是用气球引导学生动手做的几个小实验，实际上远不止这些，如能认真思考引导得当，相信学生能设计出更多更好的小实验，达到预想不到的效果。

三、发掘实验的更大效用，开发学生的创新能力

教师在实验教学中必须吃透教材的内在结构和内在联系，从知识疑难着手，鼓励学生勤于观察，大胆猜测、质疑，使学生在实践中有所发现和创新。其实教材中有许多实验经仔细研究，都可以找到激发学生创新思维之处。比如，研究平面镜成像的特点实验，教师不要像课本上那样，直接给出玻璃板。既然是研究平面镜成像，应取出学生熟悉的平面镜，点燃蜡烛后，让学生观察，提出问题，像有多大？距离平面镜多远？能否测定出？这个有趣的问题马上吸引了学生的注意力，激发学生思维，进一步启发学生测定像的大小和距平面镜多远，必须找到像的确定位置，而平面镜不透光（实际上玻璃板相当是平面镜）无法知道像在镜后的确切位置，怎么办？能否用其它什么器材达到这个目的？启发、引导学生换用玻璃板做实验，或学生自己动手做，逐步激发学生积极思考探究，从而使学生思想集中、思维活跃、兴趣盎然，印象深刻自不言喻。

有些实验在按课本要求完成后，要留意将它们拓宽、延伸一下，也将增加实验的教学效益。比如在做完托里拆利实验后，就这个实验带来的水银材料，铁钉或铜片放入水银中，做一个“铜铁浮水银面”的实验给学生看，学生从未见过，必定很好奇，从而激发学生探究，这对学生学习“浮力”会有很大的好处。

四、建立兴趣小组，激发学生的创造欲望

创造欲是学生进行创造活动的内驱力，只有学生产生了强烈的学习兴趣，才能真正激发其创造的积极性。开放实验室，建立实验兴趣小组，选择生活中的一些物品，由老师、成绩优秀的学生带头，成立帮带小组，让每个学生都参与，灵活地进行实验。这样大大调动了学生的科学探索精神，培养了实验兴趣，增加了课外知识，让学生在交流讨论和合作探究中有所收获，在创新实验中具有成就感，掌握更好的物理研究方法。建立实验兴趣小组，让他们利用所学的知识解决实际问题，进行小发明，小创造等。比如制作音乐门铃、电子报警器、小孔相机、潜望镜等。同时小发明、小创造的成果使学生体会到创造不再神秘莫测，不再是只有“天才”、专家才能做的事，从而有效地培养了学生的创造动机。同时，还可布置适当的课外小实验，让学生动脑、动手，多思、多做，从中受到激励、启发，产生联想、灵感，使学生在知识性、科学性、趣味性的活动中观察课内教学所不曾看出的道理，去领悟课内教学所来不及深透的奥秘，去触摸课内教学所无法涉及的东西。实践证明，通过小制作和小实验等物理实践活动，给学生提供了更多的动手动脑和自我发展的机会，能充分挖掘学生潜在的创新素养，不断提高学生知识的应用能力，还能发展学生的个性、特长和创新技能。

创新是知识经济时代对人才的客观要求，基础教育是培养创新精神和创新人才的关键。作为中学教育基础学科的物理教学不但要传授知识，更重要的是指导学生进行思考，启迪学生的创造思维，培养学生的创新能力。学生创新能力的培养是学校教育的核心环节，作为一个物理教師，我深深体会到，重视实验教学，把传授知识与培养能力有机地结合起来，对提高学生的学习积极性与创造性，增强教学的效果，培养学生的动手能力，解决实际问题大有裨益。