高中物理實驗教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

趙玉珍

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)不僅能幫助學(xué)生形成概念，獲得知識和技能，而且能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和探索精神，還有助于培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。因此，加強實驗教學(xué)是提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)。組織和指導(dǎo)學(xué)生開展物理實驗探究，對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、開闊知識視野、培養(yǎng)創(chuàng)新能力及發(fā)揮他們的聰明才智等都是很有益的。那么在新課程標準下，我們應(yīng)怎樣通過物理實驗的改革來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？

一、開展探究性實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

在做實驗之前，教師要研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、理解困難，并結(jié)合教學(xué)實際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示來展現(xiàn)給學(xué)生，這就是演示實驗。演示實驗?zāi)苁箤W(xué)生獲得感性認識，也能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力，引起學(xué)生的興趣，對培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力起到一定的示范作用。但它是以教師為主體，學(xué)生也僅僅是旁觀者，沒有直接參與，不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師要盡可能地將演示實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫嶒?，學(xué)生才可以在自己探索物理規(guī)律的實驗過程中把動手與動腦結(jié)合起來，鍛煉并培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識。這就需要教師對實驗進行創(chuàng)新設(shè)計，包括教具的改進，實驗過程的安排，問題的設(shè)置及解決的辦法等。這種創(chuàng)新設(shè)計對學(xué)生將是一種很好的示范，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)將起到潛移默化的作用。

二、強化實驗創(chuàng)新設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維

高中物理教材上的實驗有些地方可能比較抽象或者與現(xiàn)實有偏差，加之大部分學(xué)生過分依賴教材中說明的材料用具、方法步驟等原因，在一定程度上影響了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。因此在教學(xué)過程中要注意實驗的創(chuàng)新設(shè)計，鼓勵他們善于發(fā)現(xiàn)問題，并敢于提出問題，對現(xiàn)有實驗進行大膽創(chuàng)新。我們可在原有實驗的基礎(chǔ)上，適當改變實驗方法、實驗裝置，優(yōu)化原有的實驗，進行新的實驗。

三、利用設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

常規(guī)的教學(xué)實驗，主要是理解實驗原理、進行實驗操作、得出正確實驗結(jié)果的一種實驗形式，基本上屬于繼承和接受前人的知識、技能。

審視傳統(tǒng)的物理教學(xué)，我們的觀念總是強調(diào)確定性，排斥可能性，在這種教育的熏陶下，培養(yǎng)的學(xué)生往往長于求同，而弱于求異，其結(jié)果往往是墨守成規(guī)，缺少創(chuàng)新。要真正塑造創(chuàng)造型的人才，教師在教學(xué)中就要鼓勵學(xué)生勤于觀察、敢于質(zhì)疑、勇于發(fā)問，即便對那些已成定論的東西也不妨去重新審視或爭論一番，使之不成為僵死的教條。誠如笛卡爾所說：“科學(xué)產(chǎn)生于懷疑”。充分利用設(shè)計性實驗，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。

以測量性實驗為例，由于每一種測量儀器都有其基本的固定的作用，如用刻度尺測長度、用天平測質(zhì)量等，但如果要求突破測量儀器固有的功能（局限性）去測量一些看似沒有因果聯(lián)系的物理量，這對培養(yǎng)學(xué)生的求異思維品質(zhì)無疑是一條“綠色通道”。

例如，試用一根卷尺估測一堆砂粒間的動摩擦因數(shù)。

初看本題，可能無從下手，因為卷尺測得的長度與砂粒間的動摩擦因數(shù)似乎是風(fēng)馬牛不相及的兩碼事。但是，我們可以這樣來思考，要測定砂粒間的動摩擦因數(shù)，必須讓砂粒間發(fā)生相對運動；再聯(lián)想到力學(xué)中一個常見的斜面模型，如圖a，逐漸增大斜面傾角θ使木塊在斜面上將要發(fā)生相對滑動。受這一模型的啟發(fā)，我們可將題給的一堆砂從高處慢慢漏下，在地面上形成一個圓錐體，并不斷增高以至高得不能再高，即表面砂粒將要開始滑動。如圖b，此時的砂堆不就構(gòu)成一個“蠢蠢欲動”的斜面了嗎？隔離出其表面的任一顆砂粒，不就相當于斜面上的一木塊了嗎？這樣一來，通過θ這個中間變量即可把動摩擦因數(shù)μ的測量轉(zhuǎn)化為可用卷尺測量的長度（圓錐的高h和周長l ）。在物理實驗中，將不易直接測量的物理量轉(zhuǎn)化為另一種易觀測的物理量進行測量的方法，稱為轉(zhuǎn)換法。本題運用的正是這種轉(zhuǎn)換法。

四、開放實驗室，提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力

具體辦法可以采取自愿參加、定時開放的形式，或根據(jù)興趣愛好組織專題研究和探討，學(xué)生也可以根據(jù)自己的情況和需要，復(fù)習(xí)已經(jīng)學(xué)過的實驗的操作，自主選擇實驗方法或自主選擇身邊的材料去做各種實驗，完成自己設(shè)計的小實驗等。無論采取哪種形式和基于何種目的，這些實驗都將極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生的動手能力。 開放實驗室是以學(xué)生為教學(xué)活動的主體，但是不能忽視教師的主導(dǎo)作用。教師仍然是整個活動過程的設(shè)計者和組織者，主導(dǎo)著教學(xué)活動的全過程。在開放實驗室的過程中，教師要檢查、修改學(xué)生的實驗方案，指導(dǎo)學(xué)生的實驗操作，解決學(xué)生實驗過程中的問題，提出更高目標和要求。

總之，物理實驗教學(xué)在物理教學(xué)中，占有重要的地位，它不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)物理提供符合認識規(guī)律的環(huán)境，也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，還有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的道德素養(yǎng)和科學(xué)作風(fēng)，更重要的是它培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。所以在新課改下，作為物理教師應(yīng)不斷更新觀念，創(chuàng)新實踐，努力培養(yǎng)出更多的能夠適應(yīng)社會的創(chuàng)新型人才。