物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

何慧平

物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)及重要推動(dòng)因素。物理實(shí)驗(yàn)中所顯示的各種現(xiàn)象和結(jié)果將趣味性、科學(xué)性和思想性融為一體，能有效的激起學(xué)生的學(xué)習(xí)情感和意志，使他們的智力和非智力因素調(diào)動(dòng)起來(lái)。因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑之一。

一、創(chuàng)設(shè)思維情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)

創(chuàng)設(shè)思維情境，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與興趣，激發(fā)學(xué)生的思維意識(shí)，是教學(xué)中教師主導(dǎo)作用的核心所在。在教學(xué)中，我常利用現(xiàn)行教學(xué)內(nèi)容，選定一些思考對(duì)象，精心設(shè)計(jì)妙趣橫生的物理實(shí)驗(yàn)，注意營(yíng)造情感氛圍，創(chuàng)設(shè)思維情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)。如講解自由落體的完全失重現(xiàn)象時(shí)，引入“水瓶下落”實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)底部扎有小孔的可樂(lè)瓶中裝滿(mǎn)水，釋放小孔，水自然會(huì)噴射出來(lái)。但是當(dāng)讓瓶從高處自由落下時(shí)，小孔竟然不漏水了。這奇異的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引發(fā)了學(xué)生的強(qiáng)烈興趣和積極思考。

除設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)外，我還根據(jù)一些教材內(nèi)容的特點(diǎn)，組織學(xué)生進(jìn)行“五分鐘課堂小實(shí)驗(yàn)”，創(chuàng)設(shè)思維情境。如講授“大氣壓”時(shí)，將學(xué)生分成每六人一組，發(fā)給每組兩支玻璃瓶、一支蠟燭、一盒火柴、一張濕紙巾安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)：將燃照的蠟燭放到一個(gè)玻璃瓶中，把濕紙巾貼住瓶口，再將另一個(gè)水杯倒扣在濕紙巾上。隔一會(huì)提起上面的玻璃杯，發(fā)現(xiàn)下面的玻璃杯也被帶起。此時(shí)，學(xué)生的好奇心和求知欲被極大的激發(fā)了，這不僅強(qiáng)化了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，而且為今后進(jìn)一步創(chuàng)新思維活動(dòng)打下了良好的基礎(chǔ)。

二、深挖掘教材潛力，培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力

1增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新成份，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力。

逆向思維是創(chuàng)新思維的重要形成之一，它是比順向常規(guī)更高層次的思維。在教學(xué)中，我注意運(yùn)行可逆性原理，在演示了正面結(jié)論之后，再演示與之反方向的實(shí)驗(yàn)。如講“大氣壓強(qiáng)的測(cè)定”時(shí)，用托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)定了大氣壓后，學(xué)生頭腦中往往存有疑惑：為什么管內(nèi)水銀柱壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)？我繼續(xù)演示：將托里拆利實(shí)驗(yàn)裝置放在真空罩中，當(dāng)抽氣筒將真空罩內(nèi)的空氣逐漸向外抽出時(shí)，可看到水銀柱高度降至幾乎為零。再把空氣送進(jìn)真空罩中，則又恢復(fù)原狀。由此，學(xué)生深刻的認(rèn)識(shí)到了托里拆利實(shí)驗(yàn)中玻璃管中的水銀柱是大氣壓強(qiáng)托起的。 在教學(xué)中，我注意挖掘物理問(wèn)題的可還原因素，不失時(shí)機(jī)地演示由反推正的實(shí)驗(yàn)，這不僅可以使學(xué)生深刻理解知識(shí)，而且可以幫助學(xué)生突破習(xí)慣思維的框架，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的能力。

2改“測(cè)量驗(yàn)證試驗(yàn)”為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力

發(fā)散性思維是創(chuàng)新思維的重要表現(xiàn)形式，它是一種從多方向推測(cè)、假設(shè)和構(gòu)想探索答案的思維形式也是假設(shè)和構(gòu)想探索答案的思維方式。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)把實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容，步驟詳細(xì)周密的設(shè)計(jì)安排好，學(xué)生只是“照方抓藥”被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，因而學(xué)生的思維能力單一狹窄，缺乏靈活性和創(chuàng)新性。在教學(xué)中，我注意選擇一些靈活性、變通性大的問(wèn)題，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行試實(shí)驗(yàn)。

如在“伏安法測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)中一般有電流表外接和內(nèi)接兩種電路。因?yàn)殡娏鞅砗碗妷罕肀旧碛袃?nèi)阻，因此這兩種電路都存在誤差。為使待測(cè)電阻盡可能準(zhǔn)確，除電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)外，再給你一個(gè)電阻箱，你如何利用這些器材盡可能精確地測(cè)量Rx的阻值？經(jīng)過(guò)學(xué)生的討論，最后設(shè)計(jì)的方案有以下四種：

圖1圖2

圖其中（1）、（2）接法是替代法，先閉合S₂，斷開(kāi)S₁，使電壓表（或電流表）有一定讀數(shù)，然后斷開(kāi)S₂，閉合S₁，使表的示數(shù)與原來(lái)相同，此時(shí)電阻箱阻值就與Rx相等。

通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方式并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散性思維，進(jìn)行多方位、多角度的聯(lián)想，探索出多種解決問(wèn)題的途徑以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

創(chuàng)新思維是整個(gè)思維活動(dòng)的高級(jí)形式。對(duì)中學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)有利于其一生的發(fā)展。我們應(yīng)該在教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)這一得天獨(dú)厚的天然條件，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的生動(dòng)性、直觀性、綜合性，加強(qiáng)探究性、設(shè)計(jì)性，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中之注重再現(xiàn)性思維訓(xùn)練，學(xué)生思維的靈活性、批判性，獨(dú)創(chuàng)性的不足，全面實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的功能。

（作者單位：河北省邢臺(tái)市第二中學(xué)）