物理实验教学要重视创新能力的渐进培养

广东省梅州市梅县区华侨中学 潘柏奎

一、变演示实验为探究实验，培养学生的创新意识

教师应认真研究教材，根据学情，结合教学实验内容、实验现有器材，确定实验方案，突出创新实验设计，包括教具的改进，创新实验过程的安排、问题的设置及解决的办法等，尽可能将演示性实验改进成探究性实验，渐进培养学生的创新意识。在教学中有意识地创设两种方案加强探索训练。例如，在总电阻教学中创设了两种探究方法：一是应用实验归纳法探索电阻串联。首先，教师要求学生根据欧姆定律设计一个电路，测量各个电阻的阻值，然后由学生进行分组实验，并从实验中归纳出结论：R串＝R1＋R2。接着，教师根据串联电路中电流电压的特点和欧姆定律，从理论上加以引导，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，引导学生学习，并掌握了实验归纳法，同时也培养了学生的探究精神二是应用实验验证法探索电阻并联。在创设并联电路的探究中，先由教师从理论上推导出：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验证这一关系。最后，由教师进行总结，联系电阻与导体截面积的关系对并联电阻作出解释。这样，在获得关于并联电阻知识的同时，让学生掌握了实验验证法。

二、善用实验器材，创设实验教学，培养学生的创新能力

物理实验教学要鼓励学生善于发现教材中存在问题，要敢于、善于质疑原有实验，并在现有实验的基础上，不断的优化与创新，不断改进实验设备替代原有实验，完善设备不足或缺陷，体现实验的科学性，目的是让学生能掌握科学知识和科学方法，并养成良好的科学态度，进而激发学生创新思维，培养学生的创新能力，具有极其重要的意义。

高中物理教材中的实验有些地方可能比较抽象、与现实有偏差或者不科学。例如：高中物理粤教版选修3－2《第三章 P80页第三节探究安培力》图3－3－1所示的实验装置在存问题：一是不易安装，现象不明显（只有1根金属棒）；二是不科学：没有保护电阻（电源直接与金属棒，易损坏电源）；三是不完整：缺乏探究方法（电流大小、方向等）；四是动态效果不明显，稳定性较差等。

指导学生制作了《安培力教学探究仪》，简介如下。

1.仪器用途

自制《安培力教学创新探究仪》教具能探究：可供中学、大中专院校教育教学使用。探究；安培力F跟磁感应强度B、电流I、导线有效长度L及跟磁感应强度B方向和电流I方向夹角等因素有关？

2.仪器特点

该自制教具充分体现科学性、安全性、实用性、先进性等科学性特点；动态演示直观、稳定性好、可操作性强，有效地减少实验系统误差；使安培力的教学实验形象化，模拟现象更为科学、生动和有趣。

3.作品创新部分

①轨道+小车+线圈，替代带铁夹铁架台+导线（或线圈），增强稳定性；②小车+线圈+电流表+电压表+滑动变阻器+学生电源，替代导线（或线圈）+电源等，体现了科学性和直观性。

三、重视学生创新设计实验，渐进培养学生创新能力

常规教学实验主要形式是：理解实验原理、进行实验操作、得出正确实验结果，基本上属于继承和接受前人的知识、技能。审视传统的物理实验教学，强调实验的确定性和排斥的可能性，这种教育熏陶，对学生创新能力的培养将起到潜移默化的作用。

例如，在学习人教版高一物理必修1第二章第四节《自由落体运动》时，引导古昌林同学制作了《新MX-2010型：自由落体运动演示器》。仪器简介如下：

1.仪器用途

本仪器可供中学和大中专院校及职业学校物理教学演示和学生分组实验使用。

2.仪器主要贡献

原课本实验中纸带跟打点计时器之间有摩擦阻力和空气阻力，实验存在系统误差。本仪器实现了测量的自动化、数字化，有效避免纸带跟打点计时器之间的摩擦阻力，因空气阻力很小，实验系统误差几乎为零，太太提高了实验的精确度。

3.实验原理

重物拖着纸带竖直下落时，如果打点计时器与纸带间阻力和空气比重物的重力小很多，可近似认为重物仅受重力作用下运动，根据打出的纸带能分析研究重物的运动规律，公式：

4.实验器材

专用计时器，电磁铁，压力传感器，导线，学生电源(9-12v)，带2个铁夹的铁架台，毫米刻度尺，小铁珠。

5.仪器创新部分

专用计时器：是仪器的核心，记录小铁珠自由下落的时间t，可精确到0.001秒。

电磁铁：接通电源时被磁化，能吸引小铁珠；断开电源时去磁，小铁珠作自由落体运动，专用计时器开始自动计时。

压力传感器：当小铁珠自由下落触及压力传感器时，专用计时器自动停止计时。

6.实验仪器装置图

7.《新MX-2010型：自由落体运动演示器》使用说明书。实验步骤如下。

（1）将2个铁夹的安装在竖直稳固的水平铁架台上。

（2）检查调整好的专用电磁铁和专用压力传感器分别固定在2个铁夹上，用专用接口导线接好专用计时器、专用电磁铁、专用压力传感器，学生电源接9－12V。

（3）接通电源，仪器自动处于复位待机状态，电磁铁通电工作，把小铁珠放在电磁铁上，按下启动开关，开关断电，电磁铁释放小铁珠，同时专用计时器开始自动记录小铁珠的下落时间。当小铁珠掉到压力传感器上时，专用计时器记时自动终止计时，会自动显示出小铁珠的下落时间t；并用毫米刻度尺量出小铁珠自由下落的高度h；把得到的数据填入下面的表格里。

（4）重复上述3做几次。

8.实验数据及数据处理

记录次数 记录t (s) S(mm)2Sg t=2 1 2 3

创新能力是人最重要和最有价值的一种能力，目前世界各国都普遍重视创新能力的研究与培养。在当前课程改革和素质教育的大环境下，在教学中采用有效的方法，开展研究性学习，提倡探究实验，改革常规教学，有效提升学生的创造性思维和创造力。

实现“育人为本”，彰显创新驱动。传统的中学教学方法强调知识的单向传授与接受，妨碍了学生创新能力的培养。本文将通过对高中实验物理教学的探究阐述创新能力的培养方法，主因：学校是培养学生创新能力的重要场所。