如何在物理實驗教學中培養學生的創新能力

陳　莉

物理學是一門以實驗為基礎的科學, “創新是一個民族的靈魂”，在知識經濟的社會中，人最重要的素質就是創新能力。所以在物理教學中培養學生的創新能力是實施素質教育的重要內容。因此在物理實驗教學中，注意不斷激勵學生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等探索手段提出種種假設和猜想發展他們的創新意識就顯得尤為重要。

一、培養觀察力是學生創新能力的基礎

從培養能力的角度來看,演示實驗主要是培養學生的觀察能力,因此要培養觀察能力就必須抓好演示實驗。在演示實驗過程中,著重要培養學生的觀察的目的性、敏銳性和客觀性。在培養學生觀察的目的性上我一般采用的是讓學生回憶的方法。例如:請你就剛學習過的《磁場》、《電磁感應》舉一個老師在課堂上做過的、你又感興趣的演示實驗, 說出老師做的步驟、你觀察到的現象和得到的結論。這樣的題目給學生很大的自主性。其一是, 學生選擇課題是自主的; 其二是體現學生自己的興趣、認識的獨到之處是自主的。教師正好藉此培養學生的自主性和觀察的目的性以及可以提高學生學習的積極性。

在培養學生的敏銳性的時候，著重要使學生能夠在司空見慣的物理現象中發現一些新的東西,發現一些重要特征。例如:在演示單擺振動周期與重力加速度關系時,教師可以放一塊強磁鐵在單擺的下方,再測出其振動周期, 比較一下放了磁鐵與沒放磁鐵的哪個周期大?這樣的題目,在教師沒有講解的情況下,學生只有靠敏銳的觀察了。

在中學物理實驗中,驗證性實驗居多,作為教師,應該培養學生觀察能力的客觀性及實事求是的科學態度。一就是一,二就是二,不要弄虛作假,實驗中誤差是不可避免的。教師在演示實驗的過程中應注意培養學生科學的學習態度和體驗,避免出現捏造實驗數據、歪曲實驗事實的現象。例如在凸透鏡成像規律的實驗中,除了照課本上的實驗步驟外,再要求學生在觀察中悟出凸透鏡的前后兩個鏡面上分別出現正立和倒立燭焰像的道理,讓學生在實驗中鞏固了凸鏡和凹鏡成像的知識, 培養了學生對物理現象的綜合觀察能力。接著追問把光屏取走,能見到實像嗎?學生由于受思維定勢的影響, 認為沒有光屏就不能成像。也有的學生感到老師的提問而又無法來肯定或否定。這時老師抓住機會, 引導學生在實驗過程中探索, 先用毛玻璃代替光屏, 并在成像的位置上把它漸漸下移,沿著光軸的方向看去在屏移去的位置上就有一部分燭焰實像,并和毛玻璃上成的另一部分燭焰實像上下接合,此時學生一種找到答案的喜悅感,猶如深山覓珍寶似的興奮激動, 使學生有探索過程中提高認知興趣, 也培養了學生用求實的作風探索科學的奧妙。

二、培養學生良好的實驗習慣和思維品德

良好的實驗習慣和思維品德是學生創新能力形成的重要途徑，教師在實驗教學過程中，要重視學生分析、思考與比較、歸納能力的培養，要重視培養學生良好的實驗習慣和思維品德，使之形成科學的實驗素養，培養學生的綜合實踐能力。

在進行學生分組實驗時，學生即使按照教師要求在實驗前做好預習準備工作，對儀器的操作步驟也比較清楚了，但一旦接觸到實驗儀器，仍會束手無策。因此，實驗前教師應對如何正確操作儀器進行示范，必要時強調說明不按規范操作會造成什么后果。尤其在學生進行操作過程中，要抓住典型事例向學生反復示范。在學生動手實驗時，對學生操作上出現的問題，教師不能急于正面糾正、回答，更不能代替學生操作，而要針對實驗中存在的問題啟發學生分析、思考，尋找解決的方法。發現有操作錯誤的，再進行示范。教師在演示實驗時，要注意動作的規范性，給學生以潛移默化的影響。教師要有意識培養學生良好的實驗習慣，使之養成科學的實驗素養。首先，實驗前都要對儀器進行預備性調節，根據需要，有的儀器位置安裝底座要水平，有的要垂直。各儀器之間的聯系也應滿足一定要求，做完實驗后教師還應對實驗情況進行評講，對實驗誤差進行討論分析，并啟發學生進行總結，結合教材提出拓寬思維的問題讓學生討論。比如可對電學實驗常用步驟總結為：(1)接好線路，將滑動變阻器的滑動片調到阻值最大的位置(或適當的位置)；(2)試觸電鍵，如正常閉合電鍵，調節滑動變阻器的滑動片，測出一組I、U值；(3)重復上述實驗，再測出幾組I、U值填入表中。同時使用各種儀器必須按一定操作規范進行。對于違反操作規定的要禁止。操作要有一定的條理性，例如應在檢查電路后，再接上電源的另一個接線柱，然后合上開關。觀察儀表時視線應與刻度平面垂直。儀器整理要有一定順序。如：電學實驗，應先切斷電源然后拆除連接電源的接線柱。儀器整理要有利于儀器的保養維護。如：托盤天平游碼歸零，橡皮圈墊上，學生電源刻度盤旋鈕旋到最小值，萬用電表刻度盤旋鈕撥離電阻檔，滑動變阻器滑臂滑至同一邊，有傳動裝置的儀器將傳動皮帶松馳等等。

三、通過實驗課的教學，培養學生的實驗技能和創造性思維能力

物理是一門實驗科學，中學物理實驗又是學生將來從事科學實驗的起點。因此，在物理實驗課的教學中，必

須重視培養學生的實驗技能和獨立工作能力，使學生養成良好的實驗習慣。每次作實驗時，教師要指導學生弄懂實驗原理，學會正確使用物理儀器，掌握計數、讀數和處理實驗結果的技巧，能夠通過分析、推理得出正確結論。比如在電學實驗中，教師要反復強調安培表、伏特表的連接特點及“＋”、“一”極的接線位置，讓學生學會用歐姆定律正確估算量程，避免量程過大使測量值的誤差大，又避免量程過小使電流燒壞儀表。學生掌握了基本實驗技能，就能獨立動手操作，打好實驗的基礎，學到課本上沒有的或者是一帶而過的知識。通過實驗，不僅有效地幫助學生領會物理知識，更重要的是通過觀察實驗現象，分析和解決實驗中的問題，能夠培養學生的創造性思維能力。

以前，課堂演示實驗一般以教師為主體，學生僅僅是旁觀者，沒有直接參與，不利于其創新能力的培養。將演示實驗改為探索性實驗，讓學生充分的動腦、動手、動口，發揮學生的主體作用，從而有利于學生創造性思維的激發。創新教學的構成要素是研究性、引導性、發現性、歸納性等有機的結合起來，這就要求教師在實驗中創造性的應用現代教學方法和教學手段，將多種教學方法進行優化組合，用“創造性的教”為學生“創造性的學”創造環境和條件。因此除了演示實驗和分組實驗之外，在學生的模型制作、游戲、調查小實驗活動中，也可以發展創造活動，鼓勵學生創造。采用多種實驗方法，活躍學生思維。對于學生分組實驗，我們在幫助學生掌握實驗原理的基礎上，允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。在實驗中，學生需要在各種因素中進行取舍，對所得信息進行篩選。這就要求學生在即定目標的過程中，有全局觀點和善于妥協，在不同情況下善于應變，培養學生的應變能力，使學生分析抽象概括綜合表達能力都得到訓練和發展。創新教學的構成要素是研究性、引導性、發現性、歸納性等有機的結合起來，這就要求教師在實驗中創造性的應用現代教學方法和教學手段，將多種教學方法進行優化組合，用“創造性的教”為學生“創造性的學”創造環境和條件。因此除了演示實驗和分組實驗之外，在學生的模型制作、游戲、調查小實驗活動中，也可以發展創造活動，鼓勵學生創造。通過物理實驗，不但要達到教材對每一個實驗提出的實驗目的，進行常規的驗證性的實驗教育；還要培養學生的科學實驗素養，理論聯系實際和實事求是的科學作風，嚴肅認真一絲不茍的科學態度；更重要的是通過對分組實驗、課堂演示實驗、課外小實驗以及日常生活中物理現象的嚴密觀察和勤于思考，培養學生主動研究的探索精神和創造性的發現、思考和解決新的實際問題的能力。

學生創新能力的培養是一個漸進的過程,只有在培育的過程中不斷養成,才能逐步提高,為了能達到不斷提高的目標,實驗教學中著重培養學生的實踐動手能力和創新精神。幫助學生樹立人人具有創造力的概念。時常注意學習借鑒吸取前人或他人的不同的思維方式方法。 物理規律的確定需要建立在物理實驗的基礎上，物理實驗的設計和操作又需要有很強的思維能力和動手能力，所以只有在物理實驗教學中既注意動手能力的培養又強化思維能力的培養，才能既調動右腦半球的功能又充分調動左腦半球的功能，造就具有創造能力的一代新人。