实验教学对我的启迪

马 亮

物理学科是一门以“观察和实验”为基础的实践性学科，又是一门具有高度的抽象性，严密的逻辑性等特点的理论性和应用性学科。实验教学是物理教学的重要环节，通过实验教学，一方面可以培养学生基本实验技能，使他们能够从具体的实验现象中形成正确的物理概念，掌握物理规律；另一方面，能培养学生观察，分析综合思维能力，初步掌握科学的物理实验的方法。培养学生坚韧不拔的探索精神和创造力。实施创新教育，是时代发展的需要，十年的教学实践深深地让我意识到物理实验教学对培养学生的创新能力的重要性。

一、实验是培养学生创新能力的有效途径

1实验能激发学生的创新意识

实验具有真实形象生动的特点，极易唤起学生的直接兴趣。兴趣是推动人们求知探索创造的一种内在力量，兴趣必然引起追求，而追求研究就会导致对事物的深刻认识和理解。鼓励学生大胆提出问题积极猜想，从而也激发了他们的创新意识是创造的前提和关键。有了创新的超前意识，才能抓住机会，产生创新方法，启动创造性思维，去获得创造能力。

2实验有利于树立学生的创造精神

实验是一种科学方法，它是理论密切联系实际的学习过程，其中藏有极其活跃的因素，能活化学生学到的物理知识。实验又是一个严格的物理过程，要想获得成功，来不得半点虚假，很多实验实际上就是在科学发展史上具有重大意义的经典实验的简化或模拟，其中凝聚着老一辈科学家追求真理实事求是的科学精神，蕴含科技先驱富于创造性、挑战性的伟大思想和一丝不苟，不怕挫折的科学态度，更有为证实预想进行的绝妙的实验构思和精巧仪器设计，这些都将给学生以警醒和启迪，并成为他们的楷模。实验对树立他们的远大理想和艰苦踏实，勇于探索的创新精神起着重大的作用。

3实验锻炼了学生的创造性思维

实验是物理直观的最重要形式。著名科学家钱学森认为：直观不仅是一种很重要的教学手段，更是产生形象思维的源泉。事实上，形象和直觉思维中的想象类比和大胆假设对物理学的发展、创造发明起着至关重要的作用。通过实验，锻炼了学生的创造性思维，创造性思维是多种思维形式交融的结晶，是创新能力的核心，前进的动力。

可见，实验具有实践性、真实性、探究性和创造性，它能够促进学生左、右脑的协调发展，有利于发挥双脑优势，挖掘创新潜能，是培养学生创新能力的有效途径。新课程的理念是先进的、好的。但在具体的教学实践中，尤其是在大班教学背景下，似乎新课程的理念难以落实。如：如何在大班额的背景下，照顾到所有的学生?如何既面向全体，又照顾学生的个体差异，尤其是如何照顾学习有困难的学生?在大班额的情况下，如何进行探究性学习?如何进行小组合作学习等等。

二、在实验教学中培养学生创新能力的方法和手段

1改革教学模式、立足实践，让每个学生都参与到教学活动中来。

通常演示实验是由教师在讲台上做，学生在下边看：有限的几个学生分组实验也是一窝蜂进去又出来(实验室)，草草了事，由此导致学生动手机会明显偏小，很难使每个学生都参与到教学活动中来。破除教师一人独占课堂教学四十五分钟的情况，使学生在课堂上也如教师一样拥有自主活动的时间；摆脱有学生被排除在教学之外的情况，使每一个学生都能够参与教学活动；照顾学生的个体差异，实现有效教学。因而我们有必要将演示实验的空间由通常的讲台转向学生座位，乃至向更大的范围扩展，将实验时间由通常课内向课外延伸。具体地说①可将一些演示实验改进为师生合作实验或共同实验如：“单摆演示”、“电流的磁效应”等。②创造条件将一些演示实验改为学生分组实验或边学边实验。③将一些演示实验改造为课外实验或家庭实验。④组织课外兴趣小组活动。⑤开放实验室，在规定的时间内将有关实验器材摆入实验室，供学生自主地有选择地进行操作研究。开放实验室要让不同层次，不同需要的学生各得其所，便于学生在宽松的氛围中积极自主地动手、动脑。⑥拓展实验方式。实验教学还应因陋就简，就地取材，修旧利废，大力发展简单易行的各种替代性实验。同时，也需注意发挥一些微型化实验。简约化实验以及现代化教学手段在培养学生动手能力方面的重要作用。

2精于思考，勇于探索的探究实验

物理学科是以实验作为载体的。许多的现象可以说明所要讲述的物理知识。在教学中我通过探究实验的设计，让学生去发现问题，思索问题，寻找知识。探究实验的教学首先要提出所要探究的问题，要注意问题的提出要新，要有一定的趣味性，能充分调动学生的积极性。如学习《热现象》时提出在我们生活中热水瓶是常见的生活用品，你知道热水瓶的保温与什么因素有关吗?今天我们就来“探究热水瓶里开水的多少与保温性能的关系”；在《摩擦力》时提出我们都会走路，走路靠得是摩擦力，平时我们都走得很稳，可是下雨天时走路就容易摔跤。想知道是什么原因吗?那我们就一起来“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”。

其次要引导学生根据已学过的物理知识和生活经验，对问题进行科学猜想，鼓励大胆提出假设，开展讨论，分组设计，检验猜想的实验方案，包括选用哪些实验器材。先后测量哪些物理量，具体如何操作等。例如在《重力》一节的教学中，“探究重力的大小与哪些因素有关”，要引导学生猜测重力的大小可能与形状，体积，质量等因素是否有关，并设计选用相关材料进行探究；在《摩擦力》教学的，“探究影响摩擦力大小因素”的实验中，让学生以实验组为单位，结合猜测“可能与接触面的大小。接触面的粗糙程度，压力的大小等因素有关”，并针对每一猜测设计合理实验方案，针对每一猜想讨论如何进行实验，设计出进行实验的步骤。

再次就是在教师的指导下，让学生进行分组实验，取得合理实验数据，通过实验现象，数据的分析，综合、判断、推理等检验假设，最后得出结论获得知识。这一过程是探究教学的关键，在学生自主探究实验时教师要引导设计合理的实验方案，强调实验的要点，采用“控制变量”的实验原理，自发的完成实验。如在“探究热水瓶里开水的多少与保温性能的关系”时，以实验组为单位。记录测量热水瓶里开水的体积，注意测量时间、测量温度、环境温度等，通过记录数据、分析数据后得出结论：热水瓶中开水灌到离瓶塞2－3cm左右时性能最好。同时告诉学生热水瓶的保温性能还受其他因素影响，如瓶塞与瓶口是否密合，瓶塞的导热性能如何等。在这一过程中教师要引导学生选择实验器材不要过于复杂，实验过程中要观察实验现象，并及时将有关现象、数据记录下来，对于实验操作难度大或误差过大的实验，也不宜学生自我实验探究，因为学生很难处理好实验操作与思考探究的关系，他们会在实验过程中忙乱不堪，妨碍学生正常思维的发展，无法达到教学目标。

最后对于学生积极主动参与探究活动学习要给予充分肯定，为学生今后解决类似或相似问题导向指路，

这是探究式课堂教学活动继往开来的一步，其作用在于进一步让学生牢记探究的方法，养成自主探究的习惯，把学习探究变成自己生活的第一乐趣，这一步激励评价可由教师进行，也可以让学生自评互评大家总结，教师补充。另外还可以把局限于课堂的时间与空间扩大到课堂之外，让学生到社会生活中去探究，多给学生动脑动手、实践、探究的机会。如在《声音的特征》教学时，“比较几种物质的隔声能力强弱”实验，安排同桌的学生作为实验组，利用周日进行实验；在学习了《摩擦力》之后，“探究自行车结构中哪些与摩擦力有关”的实验。安排学生利用课余时间一同对自行车进行观察，并实际的应用一下，体验摩擦力在使用中的作用，以加深对知识的理解。

总之，探究实验是以充分调动学生的各种感观动能为前提的一个综合学习过程，探究实验由几个部分构成：提出问题猜想与假设、制定计划和设计实验、实施实验和收集证据、分析论证、评估、合作交流。在探究实验过程要求学生通过独立思考或与同学合作能够弄清楚的问题。就留给学生小组去完成，以加强学生问的合作。既然是合作，每个人就必须有可以合作的基础，即分工。有了分工，每个人就可能发挥自己的特长，经由自己的独立思考与独立的活动结果和他人合作。这样一来。就在客观上使得每个学生必须进行独立活动，并在独立活动的基础上与他人相互交流与合作。

这样，学生就必须参与教学而不能游离于教学之外。应强化实验教学的启发性和探索性，努力使实验过程中出现的现象或实验结果能够激励学生进行深入的思索、探究。克服“有手无心”。及时设疑。疑是汲取知识的动力，有疑惑才有探求，才有积极主动的思维活动。敢于“尝试错误”。为了强化实验教学的探索性，还要鼓励学生对实验中可能出现的实验现象和实验结果进行预测和猜想，即使当学生通过实践发现自己的预测和猜想是错误的。也就为其下一步成功创造了条件。“尝试错误”做为一条重要的学习原则，在实验教学中适当地加以运用，对培养学生的创造精神有着积极的意义。

课堂上学生的探究，与科学家的探究不同，这里蕴含着几层意思。其一，课堂上的探究是在教师引导和帮助下进行的；其二，学生探究的内容，对学生而言是未知的，但对人类总体知识是已知的；其三，课堂上的探究为学生理解教学过程、形成科学的思维方法，积极的情感态度、价值观服务，总之是为学生的全面发展服务的。

那么，在课堂教学中，到底应怎样进行有效探究呢?

首先，教师在教学设计中。要努力将原先用于讲授的内容转化成适于学生探究的——个个有探究价值的问题(有些完全不适于探究的内容，另当别论)。其次，要为学生独立探究和相互合作提供思维操作的中介性工具。思维操作工具既包括有价值的问题，也包括教师的语言工具和学生可以动手操作的实体工具。在课堂教学的情况下，尤其是大班额的情况下，教师的语言要结构化，实体的操作工具要精心设计。要给学生留有较充分的思维空间，培养学生善于独立提出问题的能力，创设较为宽松的实验教学环境。

实验是培养学生创新能力的有效途径。在实验教学中，要积极改革，打破传统固定模式，创设逆向思维，立足实践，改进教学方法，营造自主和谐的氛围，要多渠道多层次地鼓励和引导学生精于思考、勇于探索、大胆创新。著名教育家陶行知说过：“处处是创造之地，天天是创造之时，人人是创造之人”。只要我们加强学习，不断提高自身素质，把握好实验教学各个环节，就一定能培养出适应当今时代的具有创新能力的建设人才。