在探究性实验中培养学生的观察、思维、创新能力

广东省大埔县高陂中学 黄永锋

现代教育理论认为：学习者不应是信息的被动接受者，而应该是知识获取过程的主动参与者、探索者。

物理是一门以实验为基础的科学。因此，当代物理教师应改革传统实验教学，由验证式演示实验向探究性实验转变。因为传统实验教学，教师注重对实验原理的阐述及实验的验证，这不利于培养学生的综合实验能力。而探究性实验教学活动，它为学生提供了广阔的学习平台，能激发学生探索科学的兴趣，最大限度地发挥了学生学习的主观能动性。学生在科学探索和自主学习的过程中，有利于学生体验和探究科学规律的方法，这对于培养学生的观察、思维及创新能力有着积极的作用。本文拟就如何在探究性实验活动中培养学生的综合实践能力，谈谈自己的做法。

一、在探究性实验中激发学生学习兴趣

探究性实验能有效地调动学生参与教学活动的积极性。因此，教师应设计新颖、有趣、效果明显的探究性演示实验，以此激发学生的学习兴趣，吸引学生积极参与到物理学习活动中来。例如，在教学物理必修2《向心力》这一课时，我把“水流星”实验做得像杂技节目一样。在课堂上把两个盛有水的玻璃瓶（瓶口未封盖）用结实的绳子拴住，并在空中快速飞舞，同时，在竖直平面内表演高难度的360°的空中旋转动作，这时，同学们看到玻璃瓶中的水居然一滴也不会掉下来，立即被这奇特的物理现象迷住了！从而大大激发了学生学习“向心力”知识的兴趣。

二、在探究性实验活动中培养学生的观察能力

观察是获取知识的最基本途径，也是最基本的环节，更是思维的基础。因此，教师应重视培养学生的观察能力。但学生的观察能力不是自发形成的，而是通过教师的引导、启发，教给学生正确的观察方法和技巧，在观察实验活动中逐步培养和发展起来的。例如，做探究气体对外做功内能减少的实验时，从塞子上的开口往管里打气，当塞子从管口跳起的同时，管内液面上方将短暂出现少量“白雾”，这时要向学生讲清楚这就是要观察的重点。因为塞子跳起时会发出“嘭”的一声，学生的注意力往往会被响声所吸引，而错过了观察“白雾”的时机。对实验过程中稍纵即逝和不引人注目的现象，以及由量变到质变关键时刻显示出来的现象要引导学生进行重点观察、仔细观察。又如，让学生做一个简单、有趣的“反冲运动”探究实验，取一喇叭状的金属笔帽，装少许水，把一湿润纸团塞进帽中压紧，然后用细铁丝把笔帽悬空吊起，并在笔帽的一端用酒精灯的火焰加热，当笔帽内的水沸腾时产生高压蒸汽，纸团随即发射出去，这时要引导学生注意观察笔帽朝哪个方向运动，纸团朝哪个方向运动，从而不断提高学生观察的敏锐性、深刻性和精确性。

三、在探究性实验活动中培养学生的思维能力

思维是人脑对客观事物间接的概括的反映。一切发明创造离不开科学的观察、思维和推理。传统的物理实验，实验器材、实验原理、实验步骤，基本上都由书本提供。学生习惯于按照书本给定的器材、步骤去做实验，因而学生的实验过程与实验结论大同小异，缺乏创造性，综合实验能力得不到培养。而探究性实验对于培养学生的思维能力有着很大的优势。它的特点在于实验结果或结论未知，学生需要综合运用已学的知识去完成实验，实验过程中思维能力得到了很好的锻炼。例如，粤教版高一课程“探究自由落体运动”中，我首先在多媒体屏幕上抛出1~4个探究实验课题：（1）空气中轻重物体谁下落得快？（2）物体在空气中下落的快慢跟什么因素有关？（3）物体下落过程中的运动情况与物体的质量有关吗？（4）假设没有空气阻力的情况下，物体下落情况又是怎样？然后由各实验小组的学生自己选择实验探究课题，自己寻找所需的实验器材及设计实验方案，大胆让学生去观察，去思考，去讨论交流，去探索求证，去体验成功与失败。在探究过程中，教师可引导学生认真观察实验现象，详细记录实验数据，并不断质疑、释疑，但不直接告诉实验结论。最后，教师适当点拨，让学生学会分析处理实验数据，归纳总结出正确实验结论：物体在没有空气阻力的情况下，质量不同的物体下落的情况相同。学生在自主探究实验过程中，通过观察物理现象，发现问题、提出问题，并大胆猜想、科学推理、抽象思维、探索求证，逐步形成了正确的思维方法，从而培养了学生的思维能力。

四、在探究性实验中培养学生的创新能力

创新能力是人们创造性地解决问题的过程中表现出来的一种个性心理特征的综合。作为现代教育者，我们必须重视培养学生的创新精神和实践能力。而探究性实验有利于培养学生创造性地运用知识解决实际问题的能力。在探究性实验中，留给了学生很大的空间去想象、探索、创造，学生创新精神和实践能力得到了发展和提高。例如，现有待测电阻R(约10Ω 0.5A)，电源、电键、滑动变阻器、导线若干，电压表、电流表、电阻箱、安培表等实验器材。不少学生通过学过的“电路”知识，从实验原理出发，选择相应的器材及实验方法，巧妙地设计1~5种 “伏安法测电阻”的实验电路。如有的同学用电压表、安培表等器材成功地测出了待测电阻R；有的同学用电压表、电阻箱等器材测出了待测电阻R；有的同学用电流表、电阻箱等器材测出了待测电阻R……学生在自己动手、动脑、探究实验过程中，创新实践能力有了很大的提高。

另外，鼓励学生多运用已掌握的物理知识去设计、开展一些探究性的课外实验。如利用蹄形磁铁、自扎线圈、小水车等器材制作小型发电机。或利用各种传感器、继电器、电源等电学器材设计一些防火、防水、防盗及路灯自动控制装置。学生在课外开展科技创新小制作、小发明活动，充分发挥了学生的聪明才智，处处迸发出创造性思维的火花，操作实践能力大大增强。这对于培养学生创新及实践能力有着重要的作用。

实践证明：教师通过积极开展探究性实验教学活动，能创设良好的教学情境，很好地激发学生学习兴趣；能发挥学生学习的主体作用及教师的主导作用，使学生主动参与、积极探索，主动思考、主动创造；尤其能更好地培养学生的观察、思维及创新实践能力。