高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中施行創(chuàng)新教育的探討

■張勇

物理學(xué)的概念、規(guī)律都是通過觀察和實(shí)驗(yàn)再加以歸納和總結(jié)得到的，所以物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的手段之一，有其特殊的教學(xué)功能，不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)習(xí)的感性材料，而且能夠提供科學(xué)的思維方法，在一定程度上加深對(duì)基本知識(shí)的認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的探究創(chuàng)新能力。

1 由于應(yīng)試教育的慣性，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在一些問題

應(yīng)試教育是以卷面分?jǐn)?shù)來衡量學(xué)生成績(jī)的優(yōu)劣和能力的強(qiáng)弱，往往培養(yǎng)出高分低能的書呆子。素質(zhì)教育把學(xué)生的能力培養(yǎng)放在教育的首位，對(duì)于高中物理教學(xué)來說，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的教學(xué)部分，新的課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更明確、更具體的要求。然而，在實(shí)施新課程標(biāo)準(zhǔn)的過程中，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在一些不足之處。

1.1 應(yīng)試教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的沿用

應(yīng)試教育的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有兩大特點(diǎn)：其一，以演示實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，大部分實(shí)驗(yàn)都是教師在講臺(tái)上演示一遍，學(xué)生只是旁觀者，不能動(dòng)手做，有的連印象都不深，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；其二，要求學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)都是一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其教學(xué)程序是“要驗(yàn)證的問題→實(shí)驗(yàn)證明→結(jié)論”。這樣做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只是按照課本和教師設(shè)定的步驟和要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只是機(jī)械地操作一遍，并且機(jī)械地記住實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果只能是抑制學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，談不上創(chuàng)新思維的開發(fā)和能力的培養(yǎng)，相反會(huì)使得學(xué)生養(yǎng)成依賴的不良習(xí)慣，抑制學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的養(yǎng)成。

1.2 簡(jiǎn)單地將實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ韧趯?shí)驗(yàn)技能

能力是一種個(gè)性心理特征，它有更深、更廣的意義，而技能僅屬于活動(dòng)方式的范疇，兩者是不同的概念。應(yīng)試教育則把實(shí)驗(yàn)的操作技能等同于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，認(rèn)為強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練就是能力的培養(yǎng)，因此在實(shí)際教學(xué)中過分強(qiáng)調(diào)操作技能的程序化和規(guī)范化，甚至達(dá)到了機(jī)械的地步。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ且环N綜合能力，由多個(gè)因素組成，主要包括理解能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、總結(jié)歸納能力等。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰橹?，才能真正?shí)施素質(zhì)教育。

1.3 單一的評(píng)價(jià)方法——卷面考試形式

應(yīng)試教育的一切都是以卷面考試分?jǐn)?shù)進(jìn)行衡量的。由于升學(xué)考試的原因，新課程雖然實(shí)施了多年，但在現(xiàn)階段，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)方法還是書面試題形式，沒有完全擺脫應(yīng)試教育的舊模式。這種卷面試題評(píng)價(jià)方法雖然簡(jiǎn)單、省時(shí)、省事，但其局限性也是非常明顯的。它造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中做與不做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中是否進(jìn)行思考探究沒有關(guān)系，反正只是書面上的幾個(gè)題，做對(duì)了得分，沒有做對(duì)少得分或不得分，不能全面反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和習(xí)慣、實(shí)驗(yàn)水平和創(chuàng)新能力。

2 對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的嘗試

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在做實(shí)驗(yàn)前讓學(xué)生帶著問題去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)過程中使學(xué)生自己去探究，不斷地發(fā)現(xiàn)新問題和解決問題，這樣才符合素質(zhì)教育對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。遵循新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，筆者在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中作了一些改革嘗試，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力收到較好的效果。

2.1 改演示實(shí)驗(yàn)為師生共同完成的分組實(shí)驗(yàn)

諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者楊振寧說：“中國小孩在動(dòng)手的興趣和能力方面明顯不如歐洲和美國的小孩，主要是沒有動(dòng)手的機(jī)會(huì)?！苯┠辏覈袑W(xué)生在國際物理奧賽中，理論成績(jī)一般優(yōu)于歐美學(xué)生，而往往由于實(shí)驗(yàn)成績(jī)落后使之與前幾名失之交臂。究其原因：我國的中學(xué)物理教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)本來安排的就不多，而由于種種原因的制約，教師往往只能用講解和演示代替學(xué)生實(shí)驗(yàn)，甚至有的學(xué)校只用書面訓(xùn)練代替學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力，筆者不僅組織學(xué)生做好大綱要求的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，并且創(chuàng)造條件將一些演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，師生合作共同完成。例如，在學(xué)習(xí)研究滑動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，課本上安排的是演示實(shí)驗(yàn)，筆者在上課前就準(zhǔn)備每個(gè)學(xué)生一個(gè)彈簧秤，在講完基本概念之后，把彈簧秤發(fā)給學(xué)生，讓他們自己動(dòng)手探究滑動(dòng)摩擦因數(shù)與哪些因素有關(guān)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便，人人都能夠動(dòng)手探究一番。這樣不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和探究的能力。

2.2 以探究性實(shí)驗(yàn)取代驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

高中課本中好些實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，只是用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證已學(xué)過的物理知識(shí)的正確性，學(xué)生做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是一種被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)。而探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性試驗(yàn)有本質(zhì)的區(qū)別，它是通過對(duì)未知的探究，用科學(xué)的分析方法，并綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果等思維過程來獲取知識(shí)，在這個(gè)過程中要求學(xué)生有較多的思考和討論，迫使學(xué)生主動(dòng)探索而獲取知識(shí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的探究和創(chuàng)新能力。

如“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)，課本上是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。筆者在安排這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)作了改進(jìn)，不用合金絲，而用鉛筆芯和鐵絲代替，讓學(xué)生自行探究鉛筆芯和鐵絲的電阻率。鉛筆芯和鐵絲是很容易找到的經(jīng)濟(jì)型材料，每一個(gè)學(xué)生都可以動(dòng)手去準(zhǔn)備材料，自己動(dòng)手去探究一番。在探究過程中，成功的學(xué)生獲得喜悅，從而激發(fā)了探究的激情和興趣；失敗的學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，進(jìn)行反思。探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)求知、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的過程。

2.3 鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不要滿足于課本安排的實(shí)驗(yàn)，要鼓勵(lì)學(xué)生自己開動(dòng)腦筋創(chuàng)設(shè)新的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)設(shè)是一個(gè)動(dòng)手動(dòng)腦可培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的過程。

勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的線速度是比較難的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在講完勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度之后，有的學(xué)生對(duì)于線速度的方向不理解，筆者就鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置演示線速度的方向。學(xué)生的積極性很高，動(dòng)手做的學(xué)生很多，其中有兩個(gè)學(xué)生用廢棄玩具車上的小電動(dòng)機(jī)做了個(gè)演示裝置，這個(gè)裝置很簡(jiǎn)單而很有創(chuàng)意：把一個(gè)塑料圓盤安裝在小電動(dòng)機(jī)的軸上，用兩節(jié)干電池給小電機(jī)供電，用一個(gè)小開關(guān)和幾根導(dǎo)線組成一個(gè)回路。連接好電路，在合上小開關(guān)后電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)圓盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤的邊緣用一支粉筆去接觸，粉筆的粉末從接觸點(diǎn)沿切線方向飛出的情形看得非常清楚。當(dāng)把粉筆沿著圓盤邊緣移動(dòng)時(shí)，可以看到，粉筆粉末總是沿著切線方向飛出。從這一現(xiàn)象說明，由于慣性的原因，粉末以被擦落時(shí)的速度做直線運(yùn)動(dòng)，則粉筆末飛出的方向就是圓盤與粉筆接觸處的線速度方向。通過這樣的演示，看到了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度總是沿切線方向的。

學(xué)生通過自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不僅可以掌握鞏固知識(shí)點(diǎn)，更重要的是培養(yǎng)了思維和創(chuàng)新能力。教師多鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生查找必要的資料和實(shí)驗(yàn)器材，有必要時(shí)還要與學(xué)生一起去動(dòng)手制作。

3 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)中引進(jìn)創(chuàng)新意識(shí)

對(duì)于每一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)完成之后，教師要對(duì)本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的完成情況和學(xué)生掌握知識(shí)的情況進(jìn)行及時(shí)評(píng)估，做出恰如其分的講評(píng)，要及時(shí)抓住有創(chuàng)新意識(shí)的設(shè)計(jì)與操作方法進(jìn)行肯定表揚(yáng)。有時(shí)間的話可以要學(xué)生展示他們的創(chuàng)新之作，以激勵(lì)他們的創(chuàng)新興趣。同時(shí)要善于發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中的不當(dāng)操作方式和存在的一些問題，好讓他們?cè)诮窈蟮膶?shí)驗(yàn)中注意，這樣使得每一次實(shí)驗(yàn)都有一定的收獲。學(xué)生對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都能夠掌握其必要的知識(shí)和重點(diǎn)、難點(diǎn)，并且熟悉一定的技能和技巧，從而一步一個(gè)腳印地學(xué)好知識(shí)和提高能力。

新課程標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)觀與應(yīng)試教育的評(píng)價(jià)觀不同：應(yīng)試教育的評(píng)價(jià)觀主要是看實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的操作準(zhǔn)確程度和熟練程度，新課程標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)觀則看重學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中提出問題和解決問題的能力。

4 結(jié)語

總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的創(chuàng)新教育就是要使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)動(dòng)手，學(xué)會(huì)提出問題和解決問題，開發(fā)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新興趣。

[1]陳建華.談物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)[J].物理通報(bào),2006(3):36-38.

[2]成建.新課程背景下如何通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力[J].物理通報(bào),2006(4):41-42.

[3]邵國憲.農(nóng)村中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新教育的思考[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2006(9):15-17.