物理实验教学与学生创新能力培养

史建伟

物理是一门以实验为基础的自然学科，物理实验是学生进行探究性学习的重要载体，通过实验不仅能使学生获取物理知识、认识物理规律、形成物理概念、提高各种能力，而且对学生的创新精神和创新能力的培养，是其他学科所不能替代的。我们必须立足物理实验这个基础，采用多种实验方法，活跃学生的思维，充分发掘学生的创新意识，让学生的思维个性充分展示，训练学生的科学思维方法，倡导学以致用，以提高学生的科学素养，适应现代社会的发展需求。

本人现根据教学实践经验和对理论学习的心得体会，尝试从以下几方面进行论述。

一、 创设多样的问题情境，挖掘学生的创新意识

新课程理念下的物理实验倡导的是科学探究，就是通过创设一种类似于物理学家科学研究的情境，让学生经历发现问题、猜想假设、设计实验、进行实验、搜集分析实验数据、表达和交流等过程，主动去发现物理概念和规律。注重的是探究过程中对学生创新能力的培养。首先要善于发现问题，任何创新都是以发问为前提的，学习前人的知识，就是要把前人走过的创新过程再次发现、再次体验，教师要有这个意识，由已知不断地引出未知，使学生每掌握一个新知识，都能得到创新精神和实践能力的培养。鼓励学生发现问题、提出问题、大胆质疑，是培养学生创新意识的起点。

给学生创造一个问题情境时，教师要想方设法引起学生认知的不平衡，引起学生内部认知矛盾的冲突，使学生迅速地由抑制到兴奋，激发学生的求知欲和积极性，使学生在疑中生奇、疑中生趣，不断激起学生学习的欲望。如在学习“力和物体的运动状态”时，由生活中用力推小车，小车就运动，不用力，小车就会停下来，启发学生提出问题：这里力的作用是什么？多数学生认为力是用来使物体运动的。再演示一个新的情境：用力抓住正在运动的小车，小车停下来，学生马上提出新的观点：力也可以使物体由运动变为静止。两个矛盾的结论令学生疑窦大生。这时引入新的探究问题，将教师的教学目标变成学生的学习目标，并在师生双向的交流过程中水到渠成地实现。学生在一次次的“为什么”中，创新意识逐步形成。

二、 提倡自主探究式学习，让学生进行创新体验

探究活动中学生提出问题以后，鼓励他们大胆提出假设，开展讨论。例如，在“浮力”教学中，从在水里向上搬石头感到省力这一现象，学生自然而然猜测水里的石头受到向上的托力，引入浮力的概念，进而鼓励学生大胆猜测“浮力的大小可能与物体的质量、物体的体积、物体的密度、物体的形状、物体浸在液体里的体积、液体的密度、物体浸在液体里的深度……有关。”然而猜想仅仅是前奏，还要引导学生通过交流讨论后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。某学生自学后曾提出“如何测高压锅内的气压？”，这个问题极具生活性和实用性，在集体大讨论中，我们得到了至少三种不同的方案，然后交给学生自己去测定。通过自己动手实验，自己查阅文献，去最终解决问题。教师在整个过程中起指导而不是讲授的作用。通过这些活动的开展，让学生找到张扬个性的空间，体会创新的乐趣，收获成功的喜悦，吸取失败的教训，让学生的思维“新”起来，形成一种自主、创新的、探究性学习能力。

三、 采用多种实验方法，活跃学生思维

对于学生分组实验，我们在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要对各种因素进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生善于妥协，善于应变，培养学生的应变能力，使学生分析、抽象概括、综合表达能力得到训练和发展。

四、 引导学生走向生活，拓展学生的创新品质

使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验，可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切感到科学的真实性，感受到科学与社会、日常生活的关系。另一方面，由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验，所以这种做法本身就是一种创新。如用手将空杯子慢慢压入盛水的盆中，让学生感受手掌受力的变化，从而初步体验到物体浸入水的多少与浮力的关系。因此，要引导学生利用身边物品进行实验和创新，切实培养学生的实验

设计和创新能力。

五、 采用多种教学方法，引导学生在探索中创新

杨振宁教授曾说过：“中国小孩在动手的兴趣和能力方面明显不如欧洲和美国的小孩，主要是没有动手的机会。”我国中学生在国际奥林匹克竞赛中，理论成绩总是居于优势，可实验成绩往往落后于其他国家。其主要原因是：中学教材中安排的实验本来就不算多，而一些教师还不自觉地越俎代庖，用讲解和演示代替学生的动手操作。我在平时的教学中首先将一些演示实验改为师生合作实验或学生分组实验。例如，在学习“升华和凝华”时，让学生把固态碘放入带塞的小试管内，在酒精灯火焰上微微加热，就能清楚地看到实验现象，直接感受升华概念。其次改验证性实验为探索性实验，引导学生在物理实验的基础上，通过科学的分析、综合等思维过程来获取知识。在探究过程中，成功者从中获得喜悦，从而激发其创新的兴趣和激情，失败者从中吸取经验和教训，激发其认真思考、勇于创新，从而使教学过程成为以学生学会求知、培养创新精神和实践能力的过程。另外我还引导学生改进实验，培养学生的创新能力。对于一些实验，遇到现象不明显，操作复杂，污染物不易处理时，先引导学生共同分析实验的不足之处，然后鼓励学生去改进实验，设计合理的方案。这样不仅能培养学生的创新思维能力，而且激励学生敢于创新。学生的分析和设计可能不够完善，但只要体现了学生不唯书本、不唯教材、勇于批判的创新精神，我都给予及时的鼓励。实验的结果不是最重要的，主要是通过实验的过程培养学生的创新意识，提高学生的创新能力。

总之，在实验教学过程中，既要遵循“教师为主导，学生为主体”的教学规律，同时要不断加强实验教学的改革，以激发学生学习的兴趣，注重学生能力的培养，发扬勇于创新、敢于创新的精神，全力培养学生的创新意识和实践能力。

参考文献：

[1]盛群力,李志强.现代教学设计论[M].杭州:浙江教育出版社,1998.

[2]钟启泉,等.新课程的理念与创新—师范生读本[M].北京:高等教育出版社,2003.

[3]石中英.知识转型与教育改革[M].北京:教育科学出版社,2001.

（新郑市轩辕中学）