实验教学中发展创新能力的策略

陈元祥

技术时代呼唤具有创新意识与创新能力的人才，创新意识的培养与创新能力的形成都离不开学校教育的播种与耕耘。实验教学对学生创新能力的发展举足轻重。现就笔者的认识和做法进行介绍，以期抛砖引玉。

1.善激趣，发展创新能力的前提

兴趣是人们对事物喜好或关切的情绪，当人们对学习、活动感兴趣时，往往会心驰神往，产生愉快紧张的心理状态，使其注意集中、思路开阔，从而成为学习、活动的正能量。显然，在实验教学中发展学生的创新能力，必须通过各种途径激发学生对物理实验的浓厚兴趣。

选择实验时，在操作简单，现象明显、可见的基础上，追求新奇、惊险，出乎意料。例如：演示物体的惯性时，笔者没有采用如图1所示的惯性演示仪，而是运用鸡蛋、玻璃水杯配合演示物体的惯性（图2）。当鸡蛋掉进杯中时，学生悬着心也随着平静，改进后的实验更容易集中学生的注意，引发学生揭秘的欲望，而且可以要求学生在家中尝试。

教学实践中并非每个实验的现象都能出乎意料，教师要善于对实验资源进行深度的开发，配合艺术性的教学策略进行激趣。

例如，电吹风、乒乓球配合演示流体压强和流速的关系时：首先用电吹风正对着教室的窗帘吹。学生看到窗帘随风飘起，让学生知道电吹风的风力较大。接着把乒乓球放在电吹风口上（如图3），问“通电后会看到什么现象？”。假如有学生猜测乒乓球吹不走，教师必须用“可能吗？”、“说说你的理由”等等语言“为难”学生，到大家的认识都统一到“被吹走”。这时还不要急于演示，以停顿、沉静来吊起学生的胃口。最后，演示乒乓球悬在吹风口上，慢慢移动电吹风时，乒乓球也随着移动。

这样的教学，能不给学生深刻的印象吗？能不引起学生浓厚的兴趣吗？

2.常动手、多探究，发展创新能力的基础

常动手，就是设法经常让学生有动手实验的机会。演示实验虽然可以丰富学生的感性知识，提升课堂教学的活力，然而学生的主体性往往得不到充分的发挥，动手操作的体验能力与协作能力难以充分的培养。

在教学时，要注意把课本中简单、易做的演示实验改为学生实验，让学生通过自己的操作、观察和思考得出结论，从而发展学生的实验操作、观察分析等等能力，为创新能力的发展奠定基础。

多探究，就是设法增加探究性实验。验证性实验有利于实验教学的顺利进程，容易束缚学生的思维，不利于开放思维和创新能力的发展。探究性实验可以充分调动学生的学习积极性，使学生能够主动探究、积极思考、发散思维，有利于创新意识和创新能力的形成，但也有着耗时较多的缺点。为此，每学期安排一两个开放程度高的探究。给足学生充分的自主权。没有任何条条框框的限制，包括不受教材的束缚。期望学生的创新意识与能力的渐渐生成。

例如。探究影响浮力大小的因素时。生成有效猜想之后，提出了这样的探究任务：设计一个实验，探究浮力和排开液体的体积、物体所在的深度、液体的密度之间的关系。

①实验中应该控制什么因素？如何改变其变量？需要哪些器材？

②用什么方法比较或测量物体所受浮力的大小？

③实验中观察到什么现象？获得什么结论？

为了避免学生受教材的束缚。在不看教材的前提下，每个小组就一个主题进行自主探索，生成了一个又一个的精彩。

例如。探究“浮力和排开液体体积的关系”教材中的实验方案：将圆柱体挂在弹簧测力计上。测出圆柱体所受的重力。将圆柱体逐渐浸入水中，同时观察弹簧测力计的示数，直到完全浸没。通过观察到现象和弹簧测力计示数的变化得出结论。

开放后，全班交流的教学片段：

生1：将一个物体挂在弹簧测力计上，测量出物体的重量。然后将其浸没在水中，读出弹簧测力计的示数，根据两次的示数之差计算浮力的大小。换用不同体积的物体重复实验两次，通过比较不同体积下，所受浮力的大小得出结论。

生2：将一个物体挂在弹簧测力计上，将物体逐渐浸入到水中，观察比较弹簧测力计的示数得出结论。

生1：这种方法不行，没有控制深度相同。

生2：这种方法可行，我们实验中已经发现，浮力的大小和深度无关，也就不要控制深度相同。

如果有教材的束缚，不可能出现第一种探究方案，更不会出现对第二种方案的辩论。两种见解的碰撞看似简单，从学生口中蹦出，表明学生已经真正在进行科学的探究，已经初步具有用控制变量思想设计探究方案的能力。

在全程探究的基础上，尽量把更多的实验改进成部分探究，例如“影响液体蒸发快慢的因素”的探究点落实在“猜想与假设”上，“观察水沸腾实验”的探究点放在“分析、论证”上，期望学生某个方面的探究能力获得长足的发展。

3.引共享，求质疑，发展创新能力的关键

“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，尽管每个学生个体之间的知识层次与认知水平良莠不齐，但全身心投入实验之中，每个人总会有自己的发现与体会。

例如，“探究凸透镜成像的规律”的过程中，就有学生站起来对“物体在凸透镜的两倍焦距的位置，成倒立等大的像”进行质疑。原来这组同学的用蜡烛探究成等大像的条件时发现：当蜡烛位于凸透镜的两倍焦距处，光屏也位于凸透镜两倍焦距处，这时光屏上的像看起来要比烛焰小。当光屏上的像看起来和烛焰大小相同时。光屏到凸透镜的距离往往小于蜡烛凸透镜的距离。

在实验结束后，教师需要及时引导学生说出见解、疑问、发现。在分享发现的基础上，评估见解、释疑解惑。

例如，通过对“物体在凸透镜的两倍焦距的位置成像”情况的讨论学生发现：“光屏上的像看起来要比烛焰小”是由像的亮度引起的：凸透镜成倒立、放大像的条件。适宜理论探究——根据凸透镜成倒立、放大，倒立、缩小像的条件进行推理。

实际教学中学生的见解，可能是幼稚可笑的，甚至是荒谬的，但教师都应该加以肯定与鼓励，肯定他们的思考，鼓励他们说出产生问题的缘由，因为在学生提出问题的过程里，一定闪烁着学生求异创新的思维。经常性的肯定和鼓励可以促进学生思维的开放性和批判性，从而会在后续的实验教学中生成更多的新发现、新见解，使学生的创新想象力渐渐地发展起来。

4.再实践，发展创新能力的保证

再实践，就是运用课外的小实验、小制作、小发明来拓展、延伸、巩固课内实验的教学成果，使其成为发展学生创新能力的新场所。再实践实际上让学生将知识转化为能力的过程，在学以致用中感悟物理知识的魅力。再实践可以更好地发挥学生的主观能动性，在查阅资料、尝试设计、动手操作中体验成功的快乐和喜悦。经常性的喜悦可以激发学生的创新渴望，发展学生的创新能力，同时让学生感悟到创新发明并非高深莫测，我也行。

例如，如图4所示，“瓶吞蛋”实验证明大气压的存在之后，布置学生想力法取出瓶中的鸡蛋。

有个小组，最初用一根线，拴住鸡蛋，实验后通过线把鸡蛋拉出来。尝试的失败，导致他们用一块小软布垫在鸡蛋下，将线拴在布上，成功地把鸡蛋拉了瓶子。

有个小组的逆向操作，把瓶子倒过来，让鸡蛋堵住瓶口，然后用热水浇在瓶子，用里面的热空气逼出了鸡蛋。

这些看似平常的点子，对学生而言是首创——创新，对其创新能力的发展有着不可估量的价值。

再实践的任务要量力而行，要注意学生身边的物质条件是否可行性，还要将成功设置在学生跳一跳摘到果子的层面上，过易的任务引发不起学生兴趣，过难的任务容易让学生失去信心和耐心。

结束语：学生创新能力的培养是一个长期而艰巨的过程，物理教师应该紧紧抓住物理实验这个重要场所，培养学生能力，张扬学生个性，为国家培养创新型人才。

参考文献：

[1]李宝银，“弱”教材探究的教学设计与评析[J]，中小学教材研究，2012，（8）：41.

[2]何书明，新课改视野下中学物理实验教学的启示[J]，物理教学探讨，2009，（5）：11.

[3]李宝银，物理实验教学影响因素研究[J]，物理教学探讨，2012，（9）：64.

（栏目编辑 王柏庐）