浅谈学生创新思维在实验教学中的培养

陈百春

物理学是一门以实验为基础的科学。物理实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能：不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证物理定律，而且能够提供科学的思维方法，加深对基本知识的认识程度，激发学生的求知欲，培养学生的探索和创新能力。

当前的中学物理教学中，偏重知识传授而轻视技能训练，单纯应付考试忽视能力培养的现象还十分严重，实验教学仍是一个薄弱环节。近几年，我在物理新教材的教学实践中进一步认识到：加强演示实验和学生实验，充分发挥实验在物理教学中的重要作用，是搞好探究式综合教学的关键，是使学生积极主动获取知识、培养学生的创造性实践能力的基本保证

一、在实验教学中对学生进行探索和创新的培养

在物理教学中常用的有实验验证法和实验归纳法。在课堂教学中，应有意识地对这两种实验方法加强训练。例如，在总电阻教学中，就可进行这两种方法的训练。 （1）应用实验验证法探索电阻并联。在并联电路的探索中，先由教师从理论上推导出并联电路的总电阻1/R并=1/R1+1/R2的关系，接着由学生自己设计电路操作实验，然后验证这一关系。最后，由教师联系电阻与导体截面积的关系进行分析和总结，对并联作出解释。这样，学生在获得关于并联电阻知识的同时，学习了实验验证法。  （2）应用实验归纳法探索电阻串联。首先，教师要求学生对串联电路的总电阻与分电阻的关系进行猜测，提出假设。然后设计一个电路，测定各个电阻的阻值和总电路的阻值，由学生进行实验比较，并从实验中归纳出R串=R1+R2的結论。接着，教师根据串联电路中电流电压的特点和欧姆定律，从理论上加以推导，也得出同样的结果。这样，在获得关于串联总电阻与分电阻关系的知识的同时，学生学习到自己设计电路、总结规律、从理论上论证的初步方法，即实验归纳法。

二、通过设计物理实验进行创新思维能力的培养

学生对自然界的事物怀有好奇心，尤其是对于刚刚接触到物理的初中学生来说，不懂的现象总喜欢问几个为什么。教师应该爱护学生的这种精神，可以和学生一起设计实验，组织他们观察现象，引导他们积极思考。例如：研究浮力实验，先将塑料块放入盛水的烧杯中，无论怎样压塑料块，塑料块最终都浮在水面上，由此引出浮力的概念，而后再将杯中水倒干擦净，将塑料块压到杯底（与杯底密切），然后倒入水，这时问学生：塑料块会不会上浮？学生肯定回答塑料块会上浮，实验结果塑料块没有浮上来。如此“奇怪”问题，能激发学生去思考为什么，大胆地猜测浮力与哪些因素有关，强化学生的创新意识。在   此基础上，让学生设计实验去探索浮力究竟和哪些因素有关，让学生自己观察实验现象，并做好记录。教师引导学生边观察，边思考，边发现问题，边解决问题，并根据实验记录加以分析、归纳和总结，帮助学生归纳出影响浮力大小与物体排开水的多少有关系的结论;然后引导学生将水换成酒精、煤油，探索酒精、煤油对同样的物体产生浮力大小，通过对比实验现象，比较实验数据，加以分析和总结，得出浸在液体里的物体受到的浮力还与液体的密度有关。总结以上实验，归纳和分析出：浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力的大小。这就是著名的阿基米德原理。这样通过教师的启发诱导，学生亲自动手设计实验探索，大部分学生都能熟练应用阿基米德原理解决实际问题，能收到良好的教学成效。

三、拓展和重视课外实验，培养学生创新思维能力

学生的课外实验和课外小制作，主要是以扩展学生的知识面、培养学生的创新能力为主要目的。学生在课外实验中，教师要适当引导，不使他们过多地碰壁。例如用一支带橡皮塞的试管，一根弯成直角的细长玻璃管，少量红墨水、酒精及棉花，设计一个实验证明液体蒸发时要吸热。学生在课外实验中无从下手，教师可以引导学生从液体蒸发的特点：吸热的角度去设计实验，学生在老师的提醒下，很快地完成了这个小实验。但是，教师也不可包办代替，要让学生经受挫折，从中总结经验教训，不断改进实验，发挥学生的创造性;如在用刻度尺测长度实验中，在课堂上用刻度尺测课本、作业本长度的基础上，教师可灵活地设计补充，要求学生测一张纸的厚度、硬币的周长、圆锥的高等，增大思维深度、广度，让学生在具体的操作中不断的改进自己的实验方法，在失败中找出最佳方案。另外可让学生自制仪器，培养学生创造力。如在“比较材料的隔声性能”课外实验中，应该由学生自己根据生活经验及背景知识，选择其所熟悉的隔声材料，设计实验，学生们从家常用品选择了许多不同隔声材料，如：泡沫、木板、硬纸盒、衣服、报纸等等;同时，为了对不同隔声材料的隔声性能进行比较，学生必须要设计一种确定声音等级的量化标准，通过实验观察，比较出其所选择的隔声材料的优劣。学生们通过课外的实验，体验了自己提出问题    进行猜测    设计实验    收集证据     检验假设     交流的科学探究过程，从而使实验获得成功，这样将会增加学生学习的乐趣并充分发挥了自己的创新能力。

总之，在物理实验教学中开展创新教育是改革物理教学的体现，目的在于培养学生的各种思维能力、动手实践能力及培养学生的创新精神，是实施素质教育的一个重要方面。教师要更新观念，就要大胆抛弃 “教师讲，学生听”的传统教学行为，充分地体现以“学生为主体”展开物理课堂教学，要不断更新教学观念、改进教学行为，要让学生动手、动脑，而要善于发掘实验中蕴藏着的科学思想，精心设计富有启发性的实验方案，调动学生积极性和主动性，激发学生创新思维，提高学生创新思维能力，促进学生创新能力的提高，在培养动手能力同时培养学生观察、思维能力，融观察、操作、思维于一体，才能使学生实验发挥更好的探索实验教学的新路子，努力提高课堂教学的质量教学效果。