优化实验教学 提升学生能力

郝迎

【摘要】实验是物理教学的基础，加强实验创新，对于培养学生的学习思维，增强学生的创新能力，提高学生学习的综合素质，充实教学内容、丰富教学手段、提高教学质量，都具有十分重要的意义。

【关键词】创新实验 创新能力 发散思维

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）19-0129-02

当今世界，科技突飞猛进，日新月异。我国要在日趋激烈的国际竞争中掌握主动，必须大大提高科技创新的能力。科学技术创新的基础是人才，是民族的创新素质，它取决于教育的发展和水平。“实验是自然科学的基础，也是物理、化学等学科教学的基础。”随着九年制义务教育阶段物理课改的深入，通过义务教育阶段的物理学习，使学生能够具有初步的创新精神和创新能力的创新教育已成为物理教学的一个重点，在实际教学过程中对学生创新能力的培养，已引起广大物理教师的高度重视，如何培养学生创新能力，找到培养和发展学生创新能力的有效途径，在物理教学中愈来愈显得重要。

一、设计创新实验，激发学生的学习兴趣

子曰：“知之者不如好知者，好知者不如乐知者。”浓厚的兴趣会使学生产生积极的学习态度，并以渴望和愉悦的心情去学习、探究知识。初中生十四五岁，正值青春期。这一时期的学生对任何新鲜事物都有旺盛的求知欲，好学多问，并富有幻想，个性张扬并有自己的个人见解，有一定的创新和拼搏精神。但他们高昂的学习热情往往也是短暂的，具备“三分钟热度”。这些独特的特点告诉我们可以通过迎合他们旺盛的求知欲和猎奇的心理特征，迅速树立他们对物理学科的兴趣。这并不难，只需几个新奇有趣的实验，便能激发学生的强烈的求知欲，引起他们浓厚的兴趣。

例如：

在学习大气压强这一节时，有几个新奇有趣的实验。

1、美丽的喷泉：一个装有一半水的锥形瓶，瓶塞上插有一根用完了的圆珠笔芯，将瓶塞扣好。往锥形瓶上浇热水，会发现瓶内的水顺着圆珠笔芯喷出了很高。学生立刻被此新奇的实验现象所吸引。原来，浇了热水之后，瓶内气体受热膨胀，气压变大，从而将水顺着圆珠笔芯压出。

2、冷水“烧”开水：冷水也能“烧”开水吗？学生一听这个题目，就瞪大了眼睛。圆底烧瓶内装有很热的水，固定在铁架台上，用酒精灯隔着石棉网对烧瓶加热，直至水沸腾。停止加热，水不再沸腾，将烧瓶塞好瓶塞，倒过来固定在铁架台上。用冷水浇烧瓶底部，然后拿开。你会发现，瓶内的水又沸腾了一段时间。原来，浇冷水后，瓶内气体冷缩，气压减小，水的沸点降低，从而水重新沸腾。

3、红色水柱上升：培养皿中间粘上一根蜡烛，培养皿中加满红色液体，点燃蜡烛，然后将大试管倒扣在蜡烛上，会发现随着蜡烛的熄灭，红色液体进入大试管并上升。由于蜡烛的燃烧，消耗了试管内的氧气，管内气压减小，外界大气压便把红色液体压入试管内并上升了。

“兴趣是最好的老师。”只有学生对学习的内容感兴趣，才会产生强烈的求知欲望，自动地调动全部感官，积极主动地参与教与学的全过程。

二、用身边物品进行实验，培养学生动手实践创新能力

物理实验是人类认识世界的一项重要活动，是进行科学研究的基础。如果实验所用的材料是学生所熟悉的，就会使学生感觉到亲切，较容易克服思维障碍，能较好的达到实验的目的；如果实验所用的仪器是学生亲手制作的，那么不仅能培养学生的动手能力，而且还能帮助学生建立起牢固的相关物理表象，敏锐地洞察其中发生的物理过程，使学生对知识的理解更加透彻。因此，教师应当引导学生充分利用顺手拈来的、所熟悉的物品做物理实验，这样可以丰富学生实验物品，弥补实验仪器不足，拓展实验探究的时空，让学生真正经历“从自然到物理、从生活到物理”的认识过程。

例如：

1、利用纸可进行的实验：

（1）在探究液体沸腾特点时用纸锅烧水：学生都知道，用火单独烧纸，纸肯定会燃烧。但是，把较厚的纸折成小锅，放入水用酒精灯把水烧开，纸锅却没有燃烧起来。原来，纸的燃点要大大高于水的沸点。在一个标准大气压下，水的沸点是100摄氏度，而且水沸腾时温度保持不变，所以纸的温度就不再升高，一直低于燃点，所以当然不会燃烧。这个实验让学生在惊奇之余更深刻认识到液体沸腾时的重要特点之一就是保持沸点不变。

（2）利用纸来探究液体压强与流速的关系：学生两手各拿一张纸，让纸自然下垂，往两张纸中间吹气，纸并没有像想象的那样向两边分开而是合拢了。还有，学生手拿一张纸，让纸成弧形下垂，在纸上方吹气，纸反而飘起来了。这都说明了流体在流速小的地方压强大，在流速大的地方压强小。

2、利用乒乓球可进行的实验：

（1）用乒乓球可替代纸片做覆杯实验：找一个瓶口比乒乓球直径略小的瓶子，装满水，将乒乓球放在瓶口，倒置过来，乒乓球不会掉下来。巧妙地证明了大气压的存在，而且成功率比用纸片要高。

（2）用乒乓球来探究浮力产生的原因：选取600毫升的饮料瓶，将饮料瓶上半部（像漏斗的部分）剪下并倒置，然后放入乒乓球，此时乒乓球落在瓶颈处（600毫升的饮料瓶的瓶颈处恰能和乒乓球贴合），向其中加水，学生会发现乒乓球并不会浮起来。若是用手堵住瓶口，则乒乓球很快就会浮上来。事实上，未堵住瓶口时，乒乓球下方没有水，它只受到向下的压力，因此它不会受到浮力；堵住瓶口时，顺着瓶口缓慢流下的水会在乒乓球下方聚集起来，此时，向上的压力大于向下的压力，从而对乒乓球产生浮力。通过这个自制器材的小实验，可使学生对浮力产生的原因非常明了。

3、学生利用矿泉水瓶自制创新实验：

（1）探究物体的浮沉条件：在一大矿泉水瓶中装入较多的水，将一小试管倒插入瓶中，小试管漂浮。用手捏瓶身，施加压力，部分水进入小试管中，小试管所受重力大于浮力，小试管下沉。松开手，部分水从小试管中出来，小试管所受浮力大于重力，小试管上浮。轻压矿泉水瓶身，使其实现悬浮。此创新实验还证明了潜水艇原理。

（2）探究物体间力的作用是相互的：把自行车内袋上具有单向导气的气门芯，固定在瓶盖上，用打气筒往瓶中充10～15次的空气后，将充足空气的矿泉水瓶放在水池中的水面上，然后旋松气门芯的螺丝，使气体放出，会观察到矿泉水瓶在水面上快速地前进着。

三、利用实验教学，培养学生的发散思维能力

发散思维，又称辐射思维、放射思维、扩散思维或求异思维，是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式，它表现为思维视野广阔，思维呈现出多维发散状。如“一题多解”、“一事多写”、“一物多用”等方式，培养发散思维能力。不少心理学家认为，发散思维是创造性思维的最主要的特（下转152页）（上接129页）点，是测定创造力的主要标志之一。而初中学生由于受年龄和阅历等方面的限制，他们的思维能力虽然已有了相当的发展，但思维形式明显偏重于具体思维，发散思维意识相对薄弱，因此，在课堂教学中应注意加强学生发散性思维能力的培养。实践表明，利用初中物理实验可引导学生广开思路，从多个角度去观察和分析问题，所以对初中生进行发散思维能力的培养是完全可行的。

如用刻度尺测长度是学生较熟悉的实验，在学生学习了刻度尺的常规使用方法后，要求学生用自己的刻度尺去测地图上两城市之间的铁路距离、测一张纸的厚度、测铜丝的直径、测圆柱体周长、测乒乓球直径、测圆锥体高度等。学生在自己测量中马上发现，这些虽都是测长度，但用常规方法去测相当不便，甚至无法进行测量。教师及时引导学生分析刻度尺使用的局限性，它只能测直线，且测量不能直接进行的原因，使学生逐步确立化曲为直、测多算少、化小为大等测量思路，然后分别用软线法、累积法、园轮法、绕线法、描折法、卡测法等完成上述问题。这样突破了刻度尺使用的常规方式，扩展了学生的测量思路。

在物理教学中，巧妙地利用物理实验的多元性、多变性，不断地培养学生发散思维能力，不但能使学生对物理概念和规律的理解更加完整和深刻，也能使学生摆脱习惯思维的束缚，拓宽思维范围，使解决问题的方法不拘一格，从而使学生的创造性思维能力得到发展，以适应当前素质教育的需要。

四、利用课外实验，引导学生勇于创新、乐于创新

“从生活走向物理，从物理走向社会，从物理走向大自然”是物理课程的基本理念。物理课外小实验是学生在课外自己设计、自己寻找实验用品、自己动手、自己总结的简单易做的实验。它加深了物理知识与生产生活的联系，为学生提供了大量的动手机会，弥补了课堂教学的不足，激发了学生学习物理的兴趣，提升了学生的创新能力。

例如，学生在学习了大气压强一节之后，对瓶吞鸡蛋实验进行了改进。学生将广口瓶换成了平底烧瓶，将酒精棉换成了热水，将熟鸡蛋换成了熟鹌鹑蛋。在烧瓶中加入刚刚沸腾的水，静置一会将水倒出。将剥好的鹌鹑蛋放到瓶口，会看到它被不断吞入瓶内。将烧瓶倒置，用热毛巾捂住瓶底，使鹌鹑蛋对准瓶口，待鹌鹑蛋进入瓶颈一部分后，将烧瓶浸入热水中，会看到鹌鹑蛋又被重新吐了出来。这个实验吞蛋过程更加清晰，而且解决了学生的疑问——“蛋能否被吐出来”。

再如，学生在学习了电动机和电磁继电器之后，制作了一个电动船。学生在船上安装了四个电动机，这四个电动机实际上是电脑主机的小风扇。后面2个电动机可以使船前进。左前方电动机可以使船右转，右前方电动机可以使船左转。船内还安装了一个电磁继电器，其中的小电磁铁是从废旧电视机上拆下来的。通过控制电磁继电器，从而使电动机转动。闭合第一个开关，通过电磁继电器使后面两个电动机转动，船向前运动。闭合第二个开关，左前方电动机转动，使船右转。闭合第三个开关，右前方电动机转动，使船左转。学生制作的电动船，通过电磁继电器实现了对电动机的控制，并且使学生体会到利用生活中常用的器材可以进行小制作，既锻炼了动手创新能力，又体会了废旧利用、环保与节约。

综上所述，加强实验创新，对于培养学生的学习思维，增强学生的创新能力，提高学生学习的综合素质，充实教学内容、丰富教学手段、提高教学质量，都具有十分重要的意义。