注重实验教学 培养学生创新能力

注重实验教学  培养学生创新能力

【摘要】创新教育是学校教育的灵魂。重视实验、实践和方法的教学，培养和发展学生的创新能力，是我们每个物理教师应注意的问题。本文从挖掘物理公式、定律的建立过程； 挖掘课堂实验教学的特点；改进课内实验，开发新实验；挖掘物理课外活动的特点等方面阐述了如何培养学生的创新能力。

【关键词】    物理实验;物理实践；创新能力；

  “教育是一门艺术，艺术的价值在于创新”。现代科技的发展，要求人们不仅能动脑，而且还要能动手；不仅能研究，而且还要能实践；不仅能有知识的创新，而且要有技术的创新。指出：“创新是一个民族的希望”，而“创新教育是学校教育的灵魂”。笔者在中学物理教学实践中体会到，要挖掘学科的特点，精心设计课堂教学过程，完善学生的认知结构，合理安排创新实践活动，是提高学生的创新能力的重要内容。

一、挖掘物理公式、定律的建立过程，领悟科学家成功的创新方法 

创造发明并非高不可攀，创造发明的过程也是有规律可循的，在物理的教学中，笔者有意识地模拟科学家研究问题的情景，让学生从中受到熏陶，受到启迪，以开启他们智慧的头脑，培养他们进行创造发明的初级技能和思路。

例如；在学习欧姆定律的过程中，一开始学生都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的，可是笔者告诉他们，在欧姆那个时代，不但没有电流表、电压表等仪器，而且连电流、电压和电阻的定义都没有，欧姆面临的困难是可想而知的。为了测量电流，他经历了无数次的失败，用自己的双手制成了相当精密的电流纽秤。最初电压很不稳定，使实验工作遇到很大的困难，经过五年他才找到电压稳定的电源，共经过十年的细致研究，终于取得了成果……在学习欧姆定律诞生过程中，笔者还结合欧姆的实践，介绍了用图线探究新规律的方法。

再如，在学习电磁感应过程中，笔者不只是交代感应电流产生的条件，做大量的练习加以巩固，而是把法拉第如何从“电生磁”，运用逆向思维法，首先提出了“磁生电“的设想。经过十一年的努力探索，终于偶然地把一根磁棒插入线圈，产生了电流的探索过程交代给学生，分析总结出其思维方法。

有的同学深有体会地说：物理规律是宝贵的，但研究物理规律的科学方法更宝贵，谁掌握了这些方法，谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘，谁的创新能力就会大幅度的提高。

二、挖掘课堂实验教学的特点，培养学生的创新能力

物理学是一门实验科学，物理学中的每一个概念、公式、规律的发现和确立都要依赖于实验。因此，在中学物理教学中加强实验方面的训练，无疑是提高物理教学质量和创新素质的一条必由之路。

     有的老师喜欢在课堂上讲实验，笔者认为，这种做法是极端错误的。正如人们常说的，要在游泳中学会游泳，只在岸上讲道理是不行的。即使安排了实验课，也不一定能达到目的。必须防止“走过场”、搞形式。要提高物理教学的质量和培养学生的创新素质，必须精心设计课堂实验，改革课堂实验的教学方法和手段，在实验教学中必须体现一个“活”字，主要从以下两方面去把握。

1、教师要把课堂实验教“活”，把学生的思维激“活”。

在演示实验或边学边实验的教学中，应结合学生的知识水平及认知的疑难点，善于铺设“台阶”，同时进行正确而巧妙的引导，激发学生的“探密”兴趣。学起于思，思起于疑。设计课堂实验应以“趣”、“疑”、“难”为诱因，趣中涉疑，疑中涉难，引导学生的定向思维，造成一个向未知境界不断探索的学习环境。

例如，笔者在讲“机械能守恒”一节内容时，将一个铁球用较长的细绳拴住，绳子的另一端系于教室的天花板上，做成一个大的单摆，然后做如下的演示：

（1）找一名心理素质较好的同学在适当的位置站好，将铁球拉到一定的高度，使它恰好与该同学的鼻尖接触。

（2）提出问题：铁球释放后，当它荡回来时，会把该同学的鼻子砸破吗。问题一提出，课堂沸腾了，同学们议论纷纷。

（3）释放铁球，此时同学们的心理状态随之紧张起来，唯恐铁球荡回来时砸破该同学的鼻子。

实验结果是该同学的鼻子完好无损，可其他同学却被惊出了一身冷汗。此时笔者带领学生分析机械能在转化过程中守恒的规律，学生的思维活动就会处于积极的状态。

2、训练学生把知识用“活”，把分组实验做‘活“。

在学生实验的教学中，除了完成操作实验的同时，教师还应在操作要领上或设计方法上作进一步的要求，进行“研究性”的学习，培养学生灵活运用知识和技能，进行创造性思维和实践的能力。

 例如，在学习密度知识以后，笔者为了培养学生的实验探究能力，特布置如下设计课题：

（1）如何用天平称一粒米的质量?

（2）如何用天平“称”小铁球的体积?

（3）如何用量筒“测”一青霉素小瓶的质量?

（4）如何用量筒“测”一小杯空气的质量?

根据不同的要求，分组设计方案，然后进行实验，最后教师组织学生汇报实验的结果。

  再如，在完成“伏安法测电阻”这一基础实验教学后，笔者为了培养学生灵活运用知识的能力，特提出如下设计课题：

（1） 在 “伏安法测电阻”实验中，若电压表损坏，但变阻器最大电阻已知，利用现有器材如何完成该实验？

（2）在 “伏安法测电阻”实验中，若电压表损坏，但增加一个已知阻值的电阻，如何完成该实验？

（3）在 “伏安法测电阻”实验中，若电流表损坏，但增加一个已知阻值的电阻，如何完成该实验？

 事实证明，通过这样探究性的实验训练，使学生实验操作能力大大提高，灵活运用知识、技能的本领明显增强，充分发挥了学生的主体性、主动性和积极性，使学生的思维高度激活，从而趋向创新的意境。

三、改进课内实验，开发新实验，培养学生的创新能力

现成的实验装置往往不能满足教学的需要，课本上还有许多内容没有现成的仪器配备，若不做，则学生缺乏感性认识，很难对学生讲清楚，且内容显得枯燥乏味。真所谓“千言万语道不清，一看实验便分明”。为此我们改进了课内实验，开发了一些新实验。

例如：在苏科版九年级上册关于重力势能的教学中，为了便于学生理解，笔者设计了如下实验。

器材： 铁架台，螺旋弹簧，带孔的薄木板，带孔的方纸盒，钩码。

方法：先将弹簧、木板、纸盒依次贯穿于铁架台的铁杆上，演示纸盒从高处下落压缩弹簧做功，说明举高的物体具有重力势能。再通过演示同一纸盒从不同高度下落、空纸盒与装上钩码后纸盒从同一高度下落，根据它们分别对弹簧压缩程度的比较，得出结论：物体的质量越大，被举得越高，它具有的重力势能就越大。收到了良好的效果。

再如，在苏科版九年级上册关于气体膨胀做功，内能减少的教学中，笔者设计了如下实验，效果很好。

器材：带支管的试管，试管塞，酒精，打气筒。

方法：在试管内加少许酒精，用塞子塞紧，用打气筒向管内加压，气体冲开塞子后，塞子可上跳2米左右的高度，同时，又因为酒精的沸点低，易液化，所以试管内有一股浓浓的“白雾”生成，连坐在最后排的同学都能看得非常清楚。

四、挖掘物理课外活动的特点，和学生一起共同创新

  中学生处于思维发展阶段，有很强的创造欲望和潜在的创造发明灵感，若恰当地激发他们的创新欲望，就会有发明创造和新发现。

苏州大学的朱元正教授积极倡导“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。笔者带领学生走自制教具之路，就地取材，利用生活中的一些物品做实验。

例如，在学习苏科版九年级上册关于气体膨胀做功，内能减少的知识后，笔者和学生共同设计了如下实验：在空的纯净水瓶内滴少许酒精后，将瓶塞拧紧；将瓶体拧2—3周，加大瓶内气压；然后快速将瓶塞旋松，随着“嘭”地一声，瓶塞能跳起5—10米高，同时瓶内有“白雾”生成。该实验的特点是：取材方便，现象明显，且操作简单，人人都可以完成。

笔者经常鼓励学生，鲁班被茅草划破了手，却发明了锯子。这虽然是个传说，却是一个创造性的传说。在你们的生活中，还有许多需要完善的地方，只要你们认真的观察生活，分析问题，搜集科技信息，你们也能发明创造。在物理兴趣小组活动中，有的学生用矩形截面的饮料瓶设计了光的折射现象演示仪，比课本上介绍的实验现象更直观，效果更好；让学生自备材料做了杆秤和简单的验电器；自制潜望镜；用可乐瓶做帕斯卡裂桶实验；用圆珠笔头、火柴、竹签模拟火箭升空；用细铁丝将乒乓球拴在地球仪上，演示地球同步卫星的运动……笔者定期组织学生汇报讨论，交流成果，使多数同学受到教益，成功者也受到鼓舞，兴趣倍增，他们深深感到：身边处处有物理，处处存在创造的源泉。

诺贝尔奖的获得者杨振宁教授说得好：“自制的仪器永远比买来的好”。通过自制教具，用简单的器材做实验，能使学生感到物理学就在身边，研究物理知识并不神秘，从而调动了学生的积极性和主观能动性，培养了学生的实验技能，发展了学生的创新精神。

实验和实践是物理学科的特点，也是创造的基础和源泉。我国创造教育的先驱陶行知先生早就指出：“行为是老子，思维是儿子，创造是孙子。”并认为“由行动而发生思想，由思想而产生新价值，这就是创造过程。”重视实验、实践和方法的教学，培养和发展学生的创新能力，是我们每个物理教师应注意的问题。在当今素质教育的大环境中，我们要不辱使命，培养出能与现代竞争中于世界的新一代青少年。