在物理实验教学中培养学生的创新能力

盛光桐

创新是一个永恒的话题，创新精神是发明创造的重要因素之一，然而人们可能会认为对初学物理的中学生谈创新能力简直是“天方夜谭”。其实不然。对于中学生来说，只要能自己动手制作一个学具，能找到一个不同于他人的解题方法，能利用废旧物品进行小实验来验证有关定律，能将自己的创作过程、思路写出有关的说明文。均属创造能力的范畴。教师只要在平时的教学中注意创造良好的物理情境，注意培养学生的思维方式，增强学生的自信心，使每个学生能发现自己的创造天赋，必能激发学生的创新意识，培养学生的创造能力。现结合本人的物理实验教学实践谈谈培养学生创造能力的一些尝试。

一、创造实验条件。认真做好实验。培养创新意识

开放物理实验室，准备尽可能多的实验器材，提供更多的动手机会。在实验教师的指导下。让学生利用课余时间走进实验室，做一做演示实验、学生实验或是他们自己设计、创新的小实验：多鼓励学生对实验进行创新设计。包括对器材的创新和改进等；多准备一些实验器材(仪器不一定按教材上规定的去准备)让学生自己去选择：多给出一定数量和类别的器材，要求学生充分发挥器材的作用，尽可能地多做几个实验。例如，给出下面一些器材：干电池、学生电源、电键、导线、变阻器、电阻箱、电流表、电压表、灵敏电流计，让学生选用合适的器材，测出未知电阻的阻值和人体电阻的阻值。在实验方法和步骤上可以尽量简略一些，以提纲式列出要点，多给学生一些思考的余地和空间，这样不仅能培养和提高学生的动手实验能力，而且还能为培养学生的创新意识创造良好的环境和条件。

二、利用身边材料，制作实验器材。激发创新意识

用日常器具做实验，具有简便、直观、原理单一等优点；用日常器具进行教学实验探究活动。更有利于学生动手实验。发展学生的实验技能，培养学生的创新意识。由此可见，提倡用日常器具做实验，决不是权宜之计。而是丰富物理实验资源和全面提高学生科学素质的需要。

著名物理教育家朱正元教授曾经说过：“坛坛罐罐当仪器。拼拼凑凑做实验”。就是说在物理实验教学中要大力倡导做简单易行的替代性实验。其实，组织学生共同研究和制作一些简单实用的实验器材，本身就是培养实践能力的有效方式，学生身边的物品和器具就是丰富的物理教学资源。

比如利用废弃的矿泉水或饮料瓶就可以完成“显示光的折射现象：反映凸透镜成像情况；表现声音的产生和传播：研究液体压强和大气压强；探究物体的浮沉条件”等几十个实验。以废弃的饮料瓶为例，可以做成简易天平和杆秤的托盘；可以制成简单的量筒；可以制成“土电话”的话筒和听筒等等。

又如主要利用矿泉水瓶及借助其他辅助材料，可自行设计完成哪些实验?说明哪些物理原理?学生通过查阅资料，动脑思考，能设计出多达十几种的实验方案。涉及到力、热、光等许多知识点，能培养学生动手、动脑、勤于思考的好习惯，能培养学生观察、分析、整理、概括等能力。

三、重视课外实验。开展“三小”活动，培养创新意识

开展课外小实验、小制作、小发明的“三小”活动，是培养和提高学生实验设计能力的延续和补充。要想真正提高设计性实验的教学效果，仅在课堂内是不够的。还必须辅之以生动活泼的课外小实验、小制作和小发明活动，才能达到最佳效果。如在学了“光的色散”一节知识后，可以增设“室内彩虹的形成”这一课外实验；学了磁场后，可增设“指南针制作”这一课外小制作等。开展“三小”活动中，不仅能使学生的手脚充分放开，思维充分活跃，更有利于学生潜能的充分发挥，更有利于激发学生的灵感，更有利于学生的实验技能在不知不觉中得到充分地开发和提高。

虽然在教科书中有课外小实验和小制作。丰富了学生的课外实验活动，但仅有书上的这些还不够，教师在教学中可适时适当加以补充。例如，在上“压强”一节时，可让学生做“捏鸡蛋”的小实验，实验做完后再给学生讲《“大力士”捏鸡蛋》的故事：很久以前，有一个年轻人十分好强。一次他参加一个丰盛的宴席。客人们边吃边谈论着天下的一些能人。夸奖他们如何力大无比。突然，这位年轻人摆出一副不屑一顾的神气说：“我是天下最有力气的人，在座的诸位客人，敢不敢同我比一下力气?”这时邻座走出一位白胡子老公公，他来到年轻人跟前，拍拍他的肩膀说：“小兄弟，你说自己是天下无敌的大力士，请你当众表演一下，用一只手把一只鸡蛋捏碎，我们就承认你是个大力士。”这位年轻人笑呵呵地把一只鸡蛋捏在手里，嘴里说着：“这还不容易”。心里却在想：你这个老头儿，太小看人了!客人们都围绕着年轻人观看，只见年轻人虽然使尽最大力气，把脸憋得红通通的。但还是没把这个鸡蛋捏碎。于是，他不得不惭愧地低下头，认输了。从此，他再也不敢随便夸口了。一只鸡蛋在碗口上轻轻一磕就碎了，可为什么用手捏它却不碎呢?这要从压力的作用效果说起。压力的作用效果，不仅跟压力的大小有关，还跟受力面积有关。当那位年轻人手握鸡蛋时，尽管用力很大，但由于受力面积也较大，故压强很小，不足以使鸡蛋破碎；而当把鸡蛋放在碗口上轻轻一磕，尽管用力很小。但由于受力面积较小，产生的压强反而较大，能使鸡蛋破碎。这样，既增加了课堂的趣味性，又培养了学生动手、动脑、勤于思考的好习惯，在实验中，学生创新能力得到了培养和提高。

四、设计开放问题。培养发散思维。升华创新意识

实验是理论与实践密切相结合的一种实践过程，而实验原理并不是仅仅指实验目的中所要说明的物理原理。广义地讲。实验原理是实验的方法、实验的装置和器材、实验过程、实验结果分析等所依据的物理原理。所以。只有吃透实验原理，才能在原理和方法上有所创新，从而培养学生的创新意识。为了同一个实验目的，我们可以选择不同的实验原理。从而创造出不同的实验情景和操作方法。

—个物理问题，往往存在多种处理的方法。每种方法的答案也可能不尽相同。答案之间又往往不是存在简单的谁对谁错之分，而是只有谁优谁劣之争，这就是问题的开放性。通过开放性问题的设计。可以培养学生发散思维能力，拓展学生的思维空间，有利于学生创新能力的培养。

例如，在“用伏安法测定未知电阻”的实验教学结束后，可以进一步让学生思考：除了本实验的这种测量方法外，是否可以用其它方法来测定未知电阻呢?学生将在掌握基本实验方法的基础上。发挥各自的聪明才智，设计出测未知电阻的多种不同方法，达到打破学生思维定势，拓宽学生的思维空间，升华学生的创新意识的最终目的。

作为教师。不仅要通过教学设计教会学生学会选择和设计解决问题的方法。学会权衡利弊，选择出适当的、可行的方法；还要培养学生学会独立思考，不迷信教师和教材，敢于发表自己见解的精神。

总之，物理实验教学能有效培养学生的创新意识、创新精神和实践能力。而创新教育能使学生学会学习，开发智力，提高素质，增加锻炼的机会，增强适应社会发展的意识。只要在教学过程中能潜移默化地渗透创新思想。持之以恒，加强物理实验创新能力的培养，并为之付出努力，必能培养出更多具有创新精神的人才。