何毅 劉高福

摘 要：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有促進(jìn)作用，越來越受人們的重視。文章探討了物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的原則，并探討了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面存在的不足，以及如何通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有效地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力；課堂教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）7-0021-3

物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用、最一般的運(yùn)動規(guī)律及所使用的實(shí)驗(yàn)手段和思維方法的自然科學(xué)。既然是研究性的自然學(xué)科，就需要建立在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上?！皠?chuàng)新能力”指在已有的知識和經(jīng)驗(yàn)中產(chǎn)生出對自己、對社會有意義的、新穎的方法或思維的能力。物理實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含在整個(gè)物理教學(xué)中，它既是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理教學(xué)的一種教學(xué)手段和教學(xué)方法。物理實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有一定的促進(jìn)作用，越來越受人們的重視。通過物理實(shí)驗(yàn)不僅能使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，還可以激發(fā)學(xué)生對知識的渴望，使學(xué)生具有勇于探索新知識和追求真理的精神。文章將從以下幾點(diǎn)探討物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用

1.1 培養(yǎng)學(xué)生興趣，激發(fā)創(chuàng)新能力

興趣是最好的老師，物理教學(xué)也不例外。在培養(yǎng)學(xué)生對于物理實(shí)驗(yàn)的主動性方面，可以通過不同的教學(xué)手段和多種教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的興趣。使他們帶著對知識的渴望去思考，通過自我實(shí)驗(yàn)，提高自己的實(shí)驗(yàn)技能，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，并進(jìn)行創(chuàng)新與改進(jìn)，從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。例如，給學(xué)生講天平的使用及測量一課時(shí)，老師通常會告訴學(xué)生左物右碼的放置，但為什么不能相反呢？有些學(xué)生就會思考，為什么會出現(xiàn)這種情況，好奇心會促使學(xué)生自己動手實(shí)驗(yàn)，反復(fù)驗(yàn)證，最后得出結(jié)果。在驗(yàn)證過程中，他們不僅掌握了知識，還使能力得到了提高，使他們對知識產(chǎn)生更加濃厚的興趣。

1.2 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神

物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和進(jìn)行解惑的方式之一，是物理探究學(xué)習(xí)的主要形式。通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生更加有效地掌握學(xué)習(xí)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所必需的基礎(chǔ)物理知識，培養(yǎng)初步的實(shí)踐操作技能和創(chuàng)新能力。教學(xué)的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，使學(xué)生在獲取知識的同時(shí)提高自學(xué)能力、運(yùn)用知識的綜合分析能力、動手能力和創(chuàng)新能力。因結(jié)論的獲得需要大量的實(shí)驗(yàn)加以論證，實(shí)驗(yàn)過程大多是繁瑣的，但只要認(rèn)真對待，最終可以得出正確的結(jié)論。學(xué)生通過反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)，最后得出結(jié)論，可以培養(yǎng)學(xué)生在面對困難的時(shí)候，不怕苦、不怕累、勇于探索創(chuàng)新的科學(xué)精神。

1.3 開展科技活動，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

大量的物理實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生很好的總結(jié)，創(chuàng)造出更簡單、更新穎的實(shí)驗(yàn)方法去解決問題，提升他們的創(chuàng)新思維能力。創(chuàng)新活動的基礎(chǔ)是科技活動，科技活動的開展?fàn)顩r深刻地左右著創(chuàng)新活動。從課外興趣小組開始，建立初步的創(chuàng)新活動的基礎(chǔ)。通過教師的指導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，利用現(xiàn)有條件，想方設(shè)法開展課外科技活動。例如，煮餃子時(shí)，水燒開后，將餃子放入水中，剛放入時(shí)，沉在水底。煮一段時(shí)間后，餃子浮了起來，這樣的課外活動，學(xué)生都愿意體驗(yàn)。最后吃餃子的同時(shí)需要學(xué)生思考為什么會出現(xiàn)上述問題。學(xué)生通過自我實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行觀察、分析、解決問題，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的原則

2.1 靈活性原則

要求在物理教學(xué)活動中，對課程內(nèi)容應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)和理論靈活分析。這種原則能夠保證學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，能取得較高的效率與成果，能夠使學(xué)生在理論基礎(chǔ)上通過多種實(shí)驗(yàn)方法與途徑得到同種結(jié)論，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

2.2 開發(fā)性原則

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，他們在學(xué)習(xí)過程中內(nèi)心深處都有一種能成為研究者、發(fā)現(xiàn)者的愿望。教師在教學(xué)活動中應(yīng)該高度重視學(xué)生的能力，根據(jù)不同學(xué)生的能力引導(dǎo)他們提出和發(fā)現(xiàn)不同的問題，教師多運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)對問題及答案進(jìn)行開發(fā)、解決。這種原則能夠激發(fā)他們?nèi)ヌ剿?、去開發(fā)、去創(chuàng)造，他們就能夠很好地駕馭自己的知識，提高攀越學(xué)習(xí)的成就感。

2.3 全面性原則

全面性原則指教師在引導(dǎo)學(xué)生的過程中，需要注意他們對于各科知識的鏈接，做到各科知識相互滲透、相互補(bǔ)充。另外，并不僅僅只引導(dǎo)有興趣的學(xué)生，在激發(fā)全班興趣的同時(shí)，要讓全體學(xué)生動手，合理運(yùn)用素材，實(shí)踐與動手、資料與活動聯(lián)合起來，做到全面的發(fā)展和成長。

3 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的限制

3.1 教育理念觀念陳舊

長期以來的應(yīng)試教育，已在學(xué)生心目中形成影響，教師和學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展與否對學(xué)習(xí)成績的提高并沒有太大的影響。教師在教學(xué)過程中受這樣的影響，教學(xué)過程中很少做演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自我實(shí)驗(yàn)甚至從未開展過，教學(xué)中以考試大綱為中心，缺乏讓學(xué)生動手的意識，教學(xué)中只注意應(yīng)試教育，努力提升學(xué)生的成績，這樣就遏制了學(xué)生的創(chuàng)新意識。同樣，學(xué)生覺得只要會做題，會考試，成績代表一切，實(shí)驗(yàn)只需要理論結(jié)果就夠了，無形之中忽視了自我的創(chuàng)新精神。

3.2 課堂學(xué)時(shí)的限制

各門課程的學(xué)時(shí)都是固定的，物理課程也一樣，教師希望通過物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，但實(shí)驗(yàn)也有不確定性，有些實(shí)驗(yàn)不是一次就能做成功的。比如教師演示摩擦起電，空氣較潮濕時(shí)，該實(shí)驗(yàn)的效果就不明顯。學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)按規(guī)范操作要求，可能一節(jié)課能完成，但學(xué)生動手能力弱的話，可能需要幾節(jié)課的時(shí)間。如電學(xué)中的伏安法測電阻，學(xué)生理論上知道電流表、電壓表的接線要求，但一到具體實(shí)驗(yàn)時(shí)，就不知如何連接，特別設(shè)計(jì)滑動變阻器的分壓式連接，學(xué)生這部分可能就用很長時(shí)間，測量的數(shù)據(jù)可能會與理論值相差很遠(yuǎn)甚至不符。需要在有限的時(shí)間里既學(xué)習(xí)知識又能動手實(shí)驗(yàn)顯然是難以實(shí)現(xiàn)的，所以兩者取其一，只能重視理論的學(xué)習(xí)，而忽視學(xué)生的動手能力，這樣會阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

3.3 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的限制

目前，大多數(shù)學(xué)校配用的仍然是比較陳舊的儀器，這些陳舊的儀器大多不適用。太老化或者精密度較低，給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)帶來了不少的困難，而現(xiàn)代太過于精密的儀器又不能幫助學(xué)生培養(yǎng)他們的動手能力。有些新的儀器，由于質(zhì)量不過關(guān)，買來幾年都未開封，可能做出來的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論不符，會誤導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。所以，教師干脆用理論講解結(jié)果代替實(shí)驗(yàn)過程。

3.4 社會的影響

教師迫于家長的希望和分?jǐn)?shù)的要求，不得不偏重于講知識，學(xué)生的動手能力并沒有得到很好的引導(dǎo)，會使他們?nèi)狈?chuàng)新思想。教師在教學(xué)中也很少鼓勵學(xué)生思考，更多地要求死記硬背，學(xué)生的思維難以開闊。

4 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法

近些年來由于教學(xué)改革的不斷深入，物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的地位逐漸提高，下面就從以下幾方面介紹通過物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4.1 通過課堂演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中起著舉足輕重的作用。既然說學(xué)生是課堂的主體，教師在做演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可以讓學(xué)生圍繞教學(xué)內(nèi)容和任務(wù)來進(jìn)行，引導(dǎo)他們進(jìn)行思考，讓他們在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，以致解決問題。不斷調(diào)動學(xué)生的興趣，讓他們積極參與，使思維能力得到鍛煉，能更好地培養(yǎng)創(chuàng)新能力。例如，教師在演示“測量酒精和水的密度”的時(shí)候，先讓學(xué)生思考此實(shí)驗(yàn)需要測哪幾個(gè)物理量，以及這些物理量的測量方法。這些可以帶動學(xué)生不斷思考，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

演示實(shí)驗(yàn)可改為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分動腦、動手、動口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。如學(xué)習(xí)光的折射實(shí)驗(yàn)時(shí)，可采用探索性的分組實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生提出問題，要探究什么內(nèi)容，可讓學(xué)生先看書，再根據(jù)書本知識確定怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇恰當(dāng)?shù)膬x器而且學(xué)生就地取材自己準(zhǔn)備：用玻璃磚還是用燒杯中的水容易？折射光線的位置怎樣確定，有的用一張白紙，有的畫好了玻璃磚的位置，有的用坐標(biāo)紙。怎樣看到反射光線，學(xué)生也想了很多辦法，相互交流，相互探討。學(xué)生自己探究出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探究實(shí)驗(yàn)記錄表格也由學(xué)生自己根據(jù)需要來設(shè)計(jì)。這樣老師只是參與者和合作伙伴，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情很高，興趣很濃?？沙浞终{(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，發(fā)展學(xué)生的思維能力。

4.2 通過分組實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

學(xué)生是在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行分組，小組之間各成員協(xié)調(diào)完成實(shí)驗(yàn)，有的組裝儀器，有的觀察測量，有的記錄數(shù)據(jù)并分析最后得出結(jié)論，這都需要成員之間的互相幫助來完成，這些過程既能培養(yǎng)他們的合作精神、動手能力、觀察能力還可以培養(yǎng)他們分析總結(jié)的能力，從而提高他們的創(chuàng)新能力。在此過程中，小組可分別展示自己的結(jié)論，老師可以引導(dǎo)其他小組成員進(jìn)行對照，然后驗(yàn)證。例如，在天平的使用實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以大膽猜想左碼右物測出的數(shù)據(jù)是偏大還是偏小，再通過實(shí)驗(yàn)具體測量，得出結(jié)論。這樣大膽的猜想和驗(yàn)證可以提高學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新能力。

4.3 通過科學(xué)研究方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

科學(xué)研究方法包括控制變量法和類比法?？刂谱兞糠ǎ豪纾趯W(xué)習(xí)物體的質(zhì)量跟什么因素有關(guān)時(shí)，學(xué)生可以通過猜想與材料或體積有關(guān)，通過控制變量的方法來驗(yàn)證。首先，通過控制物體的材料來比較不同體積的物體，誰的質(zhì)量大；其次，通過比較相同體積不同材料物體的質(zhì)量的大小。類比法：物理結(jié)論的得出會碰到一些看不見摸不著的，這就需要用類比法來解決問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察它們的相似之處。例如，可以類比磁場對小磁針的作用與電場對電荷的作用，磁感線能用曲線來描述，電場線同樣也可以，這種比較法既可以讓學(xué)生高效學(xué)習(xí)新知識，也可以復(fù)習(xí)舊知識，使學(xué)生更加深刻地理解知識的鏈接，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力。

5 結(jié)論與討論

通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是要讓學(xué)生充分利用學(xué)習(xí)到的物理知識，通過學(xué)生的自主動手，發(fā)掘?qū)W生的潛在能力，并針對學(xué)生的自身特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)別培養(yǎng)，使學(xué)生產(chǎn)生對事物、問題有意義的猜想和新穎的思維能力。物理教師在教學(xué)活動中應(yīng)注重學(xué)生的個(gè)性想法，并正確引導(dǎo)。使學(xué)生在面對不同問題時(shí)不慌亂，自己弄清思路，自己解決、分析并總結(jié)。這樣才能在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面起到作用。

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的過程中，應(yīng)結(jié)合學(xué)生的年齡特點(diǎn)和物理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，遵循認(rèn)知規(guī)律，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中學(xué)會創(chuàng)新。用創(chuàng)造性的物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)活動，培育出更多具有創(chuàng)新能力的學(xué)生，培養(yǎng)出更多的創(chuàng)作型人才。

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（欄目編輯 劉 榮）