浅淡初中物理科学探究教学中创新能力的培养

张肇丹

摘要：《全日制义务教育物理课程标准》将义务教育阶段的物理课程培养目标定位为：提高全体学生的科学素质。笔者根据有关专家的论证，结合“探究欧姆定律”的教学实践和教学体会，提出应在初中物理科学探究教学中体现创新教育的想法，且就初中物理科学探究教学中如何培养学生创新能力的方法问题阐述自己的做法。

关键词：科学探究；“探究欧姆定律”教学；创新精神；创新思雏；创新技能和创新能力

当今时代，不再以拥有知识量的多少作为衡量一个人素质高低的唯一尺度，关键是创新能力的高低。我们作为一线的物理教师，在教学中应注意培养学生创新意识和创新精神，引导学生进行创新实践，把知识传授与培养创新能力有机的结合起来。《全日制义务教育物理课程标准》将科学探究列入内容标准，因为，科学探究的目标在于将学习的重心从过分强调知识的传授和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。科学探究的形式是多种多样的，其要素有：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。在科学探究过程中，教师需要改变观念，尽量让课堂更加贴近学生生活，不断激发并保持学生的学习兴趣，不断给学生创造探究机会，以达到提高全体学生科学素质的目标。

下面我结合“探究欧姆定律”的教学实践和教学体会。在如何培养学生创新能力方面谈淡个人肤浅的看法。

一、创设问题情境。激活学生创新精神

物理学家爱因斯坦说过：“发现问题比解决问题更重要。”因此，创设问题情境，引发学生的创新思维至关重要。教学中要为学生创设一种能激起学生思考的条件和氛围。使学生在客观情境中获得具体的感受，刺激积极思考的需要，培养其创造能力。

比如在“探究欧姆定律”教学时，课前我做一个演示实验。把电池、小灯泡、电流表、滑动变阻器、开关连成串联电路。让学生只看到电流表与小灯泡，其他元件被不透明物遮住。通过暗箱操作，让学生观察到小灯泡的亮度和电流表示数发生变化。这时，学生就会分析，要使用电器工作，必须有电流通过，电流的大小不同时。用电器的工作情况也不同。而且，学生的胃口也被调起来了，好奇心使他很想知道老师刚才做了什么?学生会提出许多问题，如“老师怎么做使灯的亮度发生变化?”“为什么灯的亮暗发生变化?”“电流表的工作原理是什么?”“什么因素会改变电流的大小”等等。通过引导学生对所提的问题归类、筛选，最后确定本节课要探究的问题：电流的大小与哪些因素有关?

引导学生提问的方法是多种多样的。但要遵循循序渐进的原则，不能急于求成。要认真听取学生提出的问题，哪怕与课堂教学内容不着边际、毫无价值，也同样要鼓励。

二、鼓励学生大胆猜想，发展学生创新思维

猜测、想象是人在大脑中对已有的表象进行加工创造、创新的过程，作为一种能力，它是创造性素质的主要组成部分。创造性想象是异想天开，其产品往往是新奇独特的，有些是现实中根本不可能存在的，但正是它们，把人们带进了科技创造发明的大世界。潜水艇、飞机、霓虹灯、导弹等，几乎没有一样不是大胆想象而发明创造出来的。在物理探究实验教学中，老师可以在提出问题后给学生一个宽松的学习氛围，鼓励学生开动脑筋，大胆猜想，让那些别具一格的见解，与众不同的观点，奇特古怪的想法，竞相进发。当然，猜想不是胡猜乱想，应该应用现有的经验与知识，对问题成因作有依据的猜想。

学生提出问题后，引导学生进行有依据的猜想。电压是迫使电荷作定向移动形成电流的原因。电压越大，迫使电荷作定向移动的作用越大，电流就越大。电阻对电流起阻碍作用。电阻越大，对电流的阻碍作用越大，电流就越小。接着，教师让学生进一步猜想，电流I与电压U、电阻R的关系可能怎样?学生会猜想：①I=U-R，②I=U/R，③I=UR，④I=U+R，⑤I=U/R，⑥I=K1u-KR等。然后。引导学生分析猜想的合理性。根据以上分析知道，猜想③是不合理的。又因为两个量的相加或相减。其单位必须相同，而电流、电压和电阻的单位是不同的，显然，猜想①、④、⑥是不合理。那么，实验主要验证②、⑤的猜想是否正确。

这样，既鼓励学生大胆地猜测，又带领他们冷静地寻找依据，既激发了学生的发散性思维，又培养了他们批判性思维。

三、改革实验过程教学。培养学生创新技能和创新能力

实验过程改革的必要性和紧迫性：传统的实验教学普遍存在着只重视简单的操作练习。教材中的演示实验和学生实验，都是按照规定好的步骤和方法进行实验，教师很少去引导学生思考和探索，有些学生在实验中只是依葫芦画瓢。根本不能领会实验的原理和思想，不利于学生创新能力和实践能力的培养。因此必须改革实验过程教学的方法。

科学探究过程中的设计实验与进行实验是培养学生创新能力的关键环节。在此环节中，应以教师为主导，学生为主体，使学生通过设计实验，观察、分析实验现象，从而弄清问题的本质，理解所学知识的内涵，培养学生的独立解决实际问题的能力和实验技能。

例如在“探究欧姆定律”教学时，学生完成了猜想后。我是这样启发学生设计实验的。先提出两个问题让学生思考：①当研究一个物理量与多个因素的关系时，应采用什么方法?(控制变量法)②今天我们要完成几项实验?每项实验中应控制哪些量不变、哪些量变化?(两项实验，①探究电流与电压的关系，控制电阻不变，电压变化；②探究电流与电阻的关系，控制电压不变，电阻变化。)

然后，针对探究电流与电压的关系，引导学生设计实验方案。要求学生围绕以下问题，一边设计方案一边画电路图。①要组成简单的电路，需哪些器材?②本实验需测量哪些物理量?需用什么仪器测量?怎样连接?③有几种方法改变定值电阻两端的电压?对于问题③学生的方法可能有多种，如改变电池的个数、电路中接入滑动变阻器、采用学生电源等，比较之后选出最适合的方案。

采用比较法，学生很快又设计出探究电流与电阻关系的实验方案。学生对自己设计的实验兴致特别高，接着让学生亲自动手操作。“手脑结合。是创新教育的开始”，“手脑双全，是创新教育的目的”。让学生亲自经历科学探究的进行实验和收集数据过程，不但可以学到科学知识，练习操作技能，而且能够进一步唤起学生“学”的兴趣，同时不少的学生在操作过程也有所创新。如学生发现：为了便于分析数据应让电压值成整数倍的变化、发现实验数值太小造成实验误差较大时就会想出各种办法来解决，等等，这些都是他们创新的表现。

四、做好分析论证和评估。促进学生创新能力的进一步提升

实验数据并不等于实验结论，实验数据是客观事实的反映，实验结论是在科学分析数据的基础上得到的。例如，在“探究欧姆定律”时，当测出了在各种不同

电压下通过电阻的电流值时，即使实验操作正确，得出的数据可靠，但探究仅停留在此阶段，面对诸多的电流值和电压值，不对这些数据进行比较、分析、归纳，将什么结论也不能形成，探亢等于半途而废。因此，分析论证在科学探究中是必不可少的。要归纳科学规律，就要通过对数据的比较，发现数据之间数学关系的特征，并归纳出结论。如“同一电阻的电流和电压的关系”，应引导学生把有关数据的乘积或者比值拿来进行比较，才能发现和归纳出它们的规律。启发学生自己发现这些数据之间规律的过程。是一个发展学生创造性思维的过程。

评估对科学探究具有极其重要的意义。首先，通过对科学探究过程和结果的评估，从中扬长补短，不仅使本探究课题的方案直接得到了改进，而且在评估和改进方案的过程中，增长了知识，提高了相关技能，为今后对类似课题探究方案的优化奠定了较好的基础。其次，在关注探究结果和探究猜想的差异的过程中，在关注探究过程未解决矛盾的过程中，将会涉及探究方案中没有考虑的问题，这将可能引发出新的探究问题和获得新的发现。再次，评估是对探究行为和获取信息的可靠性、科学性从严密的角度重新审视的过程，它需要学生从更全面角度来思考和认识问题，这将有利于学生养成严谨的科学态度。因此，评估是对探究反思的过程，评估有利于发展学生的批判性思维和创新能力。

应该让学生经历评估的过程，例如，上述探究中，在得出结论后，我让学生通过小组交流或全班交流的方式，讨论以下问题?

①实验结论是否具有普遍性?

②你的猜想是正确的吗?如果不正确，分析其原因。

③为什么少数小组的数据偏差较大?(--起分析原因)

④为什么多数小组的数据总有一些小小的偏差?

综上所述，科学探究过程是一个创造性的过程，在培养学生创新能力时，应结合学生的年龄特点和物理学科的特点，开展科学探究活动。创设问题情境，激发创造性思维的火花，尽力为学生营造创新氛围，让学生在自主学习中学会创新。愿我们借新课程改革的东风，创造性的开展教学活动。培育出更多的具有创新能力的学生，为培养更多的创造型人才作出应有的贡献。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部，全日制义务教育物理课程标准(实验稿)[s].北京：北京师范大学出版社，2001.

[2]物理课程标准研制组，全日制义务教育物理课程标准解读[M].武汉：湖北教育出版社，2002.

[3]田世昆、胡卫平，物理思维论[M].南宁：广西教育出版社。1996.