新課程下物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

徐文軍 王新春 司民真

摘要：本文對(duì)傳統(tǒng)的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析和總結(jié)，在新課程理念下培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。物理這門學(xué)科是一門具有探究性的、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中營(yíng)造積極互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生對(duì)這門學(xué)科的興趣。在實(shí)驗(yàn)中，老師的啟發(fā)和引導(dǎo)讓學(xué)生進(jìn)入探究的過(guò)程，在探究中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了提高。

關(guān)鍵詞：新課程理念；學(xué)習(xí)氛圍；創(chuàng)新意識(shí)；培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）33-0267-03

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)實(shí)施創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育的重要手段。許多物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都是以物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，因此，實(shí)驗(yàn)是理論和實(shí)際相結(jié)合的一種實(shí)踐過(guò)程；同時(shí)是激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力的重要途徑。創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，因此，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要高度重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力[1]。然而，目前，傳統(tǒng)教學(xué)中落后的教學(xué)觀念和方法仍在妨礙學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；因此，在中學(xué)物理中要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和主觀能動(dòng)性，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展研究性學(xué)習(xí)，努力更新教學(xué)觀念，以利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、現(xiàn)階段中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷

1.中學(xué)物理學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。中學(xué)生在物理學(xué)科上的發(fā)展特點(diǎn)是在掌握一定的物理概念基礎(chǔ)上，形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，初步觀察（實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ⒊醪椒治觯ǜ爬芰Γ┖蛻?yīng)用物理知識(shí)解決簡(jiǎn)單問題的能力[2]。其結(jié)構(gòu)如圖1：

2.傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和不足之處。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)占很少比例。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單，學(xué)生只需按部就班就能完成任務(wù)[3]。這樣不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，不能激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造的熱情。同時(shí)，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是學(xué)生先預(yù)習(xí)—教師講解—學(xué)生做實(shí)驗(yàn)—提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程。在這種模式下，學(xué)生永遠(yuǎn)處于被動(dòng)狀態(tài)，積極性得不到提高，也就談不上激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。還有，有些老師為了提高升學(xué)率把做實(shí)驗(yàn)當(dāng)成講實(shí)驗(yàn)，在老師教學(xué)觀念的影響下，學(xué)生也理所當(dāng)然的把做實(shí)驗(yàn)當(dāng)成背實(shí)驗(yàn)，這樣就偏離了做實(shí)驗(yàn)的初衷。實(shí)驗(yàn)教材上有較全面的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理介紹、方法步驟說(shuō)明、數(shù)據(jù)分析處理要求，老師在實(shí)驗(yàn)前幫學(xué)生選好，調(diào)試好儀器外還要講解注意事項(xiàng)，指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出的問題由老師代勞?？傊?，整個(gè)實(shí)驗(yàn)都由教師安排妥當(dāng)，這樣學(xué)生只能做學(xué)習(xí)的配角。做實(shí)驗(yàn)，本來(lái)就是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲取知識(shí)的樂趣，提高獨(dú)立思考的能力。由于在老師一手包攬的實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，獨(dú)立性得不到培養(yǎng)，助長(zhǎng)了學(xué)生的依賴性。

3.基于新課程理念的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。新課程中明確規(guī)定：物理學(xué)應(yīng)當(dāng)由實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)兩個(gè)部分構(gòu)成。新課程的這一規(guī)定對(duì)中學(xué)物理課堂教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新的要求，在今后的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要加強(qiáng)教學(xué)方法的改進(jìn)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主參與、積極探究、勇于創(chuàng)新的精神。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，用實(shí)驗(yàn)來(lái)展開激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐能力。這是物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)有之意。新課程改革要求培養(yǎng)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究，盡量把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成探索性實(shí)驗(yàn)，把演示性實(shí)驗(yàn)改成邊講邊實(shí)驗(yàn)；挖掘教學(xué)內(nèi)容的學(xué)術(shù)性，有機(jī)地把課內(nèi)探索延伸到課外。

二、在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師如何發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性和積極性

1.教師和學(xué)生是教育活動(dòng)的兩個(gè)主要方面，兩者缺一不可。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中并不是消極被動(dòng)地完成實(shí)驗(yàn)，而是主動(dòng)參與和積極的探究。要在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要教師的指導(dǎo)啟發(fā)，但最終還要取決于學(xué)生自己主觀能動(dòng)性的發(fā)揮。新課標(biāo)的要求是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)式、探究式學(xué)習(xí)，而不再是傳統(tǒng)的全面灌輸式，對(duì)于學(xué)生主動(dòng)意識(shí)和自學(xué)能力的培養(yǎng)成了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要方向。那么，我們實(shí)驗(yàn)的重心就應(yīng)該由實(shí)驗(yàn)教材移向?qū)W生。因此，“如何發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動(dòng)性”應(yīng)該是開展在新課程下培養(yǎng)創(chuàng)新能力的主要方向。學(xué)生主動(dòng)性作用的發(fā)揮，主要取決于學(xué)生是否在實(shí)驗(yàn)中自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考。學(xué)生是否明白“為什么要這么做”和“怎么做”。如果解決了“為什么要這么做”的問題，對(duì)于“怎么做”的問題也初步有了一定的方法。只要明確方向，有了足夠的動(dòng)力，就會(huì)自覺尋找一定的方法，并不斷嘗試、探索，直到找到較好的方法。要發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，在新課改，新理念的推動(dòng)下，教師要起關(guān)鍵的作用。

2.處理好師生之間的關(guān)系，加強(qiáng)與學(xué)生的溝通。教師要和學(xué)生多溝通，使學(xué)生從心理愿意學(xué)習(xí)這門學(xué)科并產(chǎn)生很大的興趣，學(xué)生就會(huì)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，從老師給的問題中發(fā)現(xiàn)新的問題，積極研究探索，并且會(huì)投入更多的課余時(shí)間查閱更多的資料。當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問題不能解決、需要老師幫助時(shí)，教師一定認(rèn)真負(fù)責(zé)循序漸進(jìn)引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生并和學(xué)生進(jìn)行探討，激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新意識(shí)，絕不能敷衍了事。因?yàn)槔蠋煹囊痪湓捰锌赡軙?huì)激發(fā)學(xué)生更高的探究激情，也有可能從此打消學(xué)生的探究積極性。所以，教師一定要對(duì)學(xué)生起到很好的引導(dǎo)作用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)設(shè)置不同難度、不同層次的問題，激發(fā)引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)中去，并及時(shí)給予點(diǎn)評(píng)，使學(xué)生獲得成就感與滿足感，學(xué)生就會(huì)保持很高的積極性和主動(dòng)性。教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題；但不是代替學(xué)生，或直接告訴怎樣去做，而是想辦法讓學(xué)生學(xué)會(huì)怎樣去思考。我們知道強(qiáng)迫學(xué)習(xí)的東西很難長(zhǎng)時(shí)間記憶，更不可能理解。所以從教師的角度來(lái)說(shuō)，在領(lǐng)悟課標(biāo)的基礎(chǔ)上，設(shè)法激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，才會(huì)有更高的教學(xué)效率。

3.教師在做實(shí)驗(yàn)時(shí)給學(xué)生更多的時(shí)間，因?yàn)樽杂?，所以更具有?chuàng)造性。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，盡量給學(xué)生多一點(diǎn)思考、交流的時(shí)間，多一些嘗試成功的喜悅，使實(shí)驗(yàn)室真正成為學(xué)生自主活動(dòng)和探索的天地。例如，教師設(shè)計(jì)不同方法讓學(xué)生去學(xué)習(xí)歐姆定律。

首先，教師設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)電路（圖2），讓學(xué)生測(cè)定各個(gè)電阻的阻值，并從實(shí)驗(yàn)中歸納出R串=R1+R2的結(jié)論完成表1。接著，教師根據(jù)串聯(lián)電路中電流電壓的特點(diǎn)和歐姆定律，從理論上加以推導(dǎo)，也得出同樣的結(jié)果。然后，我們?cè)诓⒙?lián)電路的探索中，先由教師從理論上推導(dǎo)出1/R并=1/R1+R2的關(guān)系，接著由學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路（圖3）操作實(shí)驗(yàn)，通過(guò)側(cè)量不同的電阻，驗(yàn)證老師給出的并聯(lián)公式是否正確，完成表2。以上的實(shí)驗(yàn)給予學(xué)生充分的空間，讓他們體會(huì)探索的樂趣。

在完成表1、表2過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)不同的阻值，驗(yàn)證串并聯(lián)電路中的總阻值與各個(gè)電阻之間的關(guān)系，從而進(jìn)行自己獨(dú)立的思考、探究。在這一過(guò)程中，學(xué)生拓寬了自己的知識(shí)面，培養(yǎng)了學(xué)生的相互合作意識(shí)、創(chuàng)造意識(shí)，產(chǎn)生創(chuàng)新思維。學(xué)生當(dāng)?shù)弥约核茖?dǎo)出來(lái)的結(jié)果與科學(xué)家推導(dǎo)出來(lái)的是一樣的，那種成功的喜悅感就油然而生，從而推動(dòng)學(xué)生想進(jìn)一步探究的欲望。這樣，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)或工作中養(yǎng)成了勇于探究、勇于創(chuàng)新的良好習(xí)慣。

三、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心理

1.培養(yǎng)學(xué)生的興趣，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力做催化劑?！芭d趣是最好的老師”，也是在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的最好的催化劑。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是一朝一夕的事情，需要長(zhǎng)的堅(jiān)持才能有效果。要做到持之以恒，沒有濃厚的興趣支配，很難成功[4]。教師通過(guò)一些簡(jiǎn)單有趣的小實(shí)驗(yàn)演示給學(xué)生看，并讓學(xué)生親自去做。例如，教師在廣口瓶倒入2mm～5mm深的細(xì)沙，將一點(diǎn)燃的脫脂棉放入瓶中，吹一個(gè)略比廣口瓶瓶口大一點(diǎn)的氣球，綁緊后等瓶?jī)?nèi)的火勢(shì)減弱后放在瓶口，此時(shí)叫學(xué)生注意觀察。大家都全神貫注地看，這時(shí)瓶?jī)?nèi)的火焰迅速熄滅，在隨后的1min左右時(shí)間內(nèi)氣球被吸到了瓶?jī)?nèi)?？吹竭@有趣的現(xiàn)象，學(xué)生便急切想要知道這“魔術(shù)”的奧秘，教師因勢(shì)指出原理，不需老師多講，學(xué)生就立即產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲，這對(duì)學(xué)生的理解就會(huì)起到水到渠成的作用。老師，應(yīng)在認(rèn)真調(diào)查的基礎(chǔ)上給予鼓勵(lì)。

2.做一些貼近學(xué)生生活的實(shí)驗(yàn)，會(huì)使學(xué)生具有“親近感”，學(xué)習(xí)起來(lái)更有效率。良好的教學(xué)氛圍，不僅能促進(jìn)求知欲的滋長(zhǎng)，激發(fā)解決問題的興趣，而且還會(huì)刺激創(chuàng)新思維的開拓，在輕松的環(huán)境中獲得真知。這就要求我們教師堅(jiān)持教學(xué)民主，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中營(yíng)造一個(gè)民主、平等、寬松和充滿信任的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生產(chǎn)生自覺參與的欲望，毫無(wú)顧忌地表達(dá)自己的見解。

3.重視演示實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生創(chuàng)造動(dòng)手的機(jī)會(huì)。演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料，變抽象為形象，但它最終目的是要通過(guò)觀察啟發(fā)思維，使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律，發(fā)展能力，培養(yǎng)興趣[5]；讓學(xué)生深入實(shí)際營(yíng)造活生生的物理情景。教師把所要掌握的物理現(xiàn)象以及其所蘊(yùn)含的物理原理清楚明白地展示在學(xué)生們面前，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解與運(yùn)用。當(dāng)前，所使用的中學(xué)物理教材中有些實(shí)驗(yàn)不能很好地滿足學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)需要，有的章節(jié)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也比較少?；谝陨戏治觯袑W(xué)物理教師應(yīng)當(dāng)依據(jù)課堂教學(xué)的需要不斷開發(fā)和設(shè)計(jì)一些有利于學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的演示實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可操作性，使中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展能夠真正起到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的積極作用?！皬纳钭呦蛭锢怼保處煻嘤靡恍┙滩纳系牟鍒D，把它搬上“講臺(tái)”進(jìn)行演示；認(rèn)真做好引導(dǎo)，讓學(xué)生親自動(dòng)手；把課堂看成實(shí)驗(yàn)室、把實(shí)驗(yàn)看成課堂，要讓學(xué)生感到實(shí)驗(yàn)的樂趣無(wú)處不在。教師要想方設(shè)法地為學(xué)生創(chuàng)造在實(shí)驗(yàn)課上表現(xiàn)的機(jī)會(huì)，因?yàn)閷W(xué)生在自我表現(xiàn)過(guò)程中可增強(qiáng)自信，提高創(chuàng)新能力。

4.鼓勵(lì)學(xué)生做課外實(shí)驗(yàn)和小制作活動(dòng)。課外小實(shí)驗(yàn)和小制作是課內(nèi)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，一般所用器材簡(jiǎn)單易找，實(shí)驗(yàn)易做，現(xiàn)象明顯，學(xué)生易于理解，并且鞏固新學(xué)的知識(shí)。所以，教師鼓勵(lì)學(xué)生去做這些實(shí)驗(yàn)，并給他們?cè)u(píng)分和點(diǎn)評(píng)，作為平時(shí)實(shí)驗(yàn)的成績(jī)，還要選一些好的作品留下來(lái)，參加展評(píng)。課外實(shí)驗(yàn)題材廣泛，材料極其豐富，是一種激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造能力的有益活動(dòng)。課外實(shí)驗(yàn)和做小制作活動(dòng)培養(yǎng)了學(xué)生收集信息、處理信息的能力，發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，教師安排學(xué)生做“筷子提米”，制作小天平；小孔成像，自制“滑動(dòng)變阻器”等儀器。學(xué)生在制作和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中會(huì)感受到創(chuàng)造的艱辛和成功的喜悅，從而培養(yǎng)學(xué)生追求新知、獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的精神和能力。結(jié)合以上各種方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為了驗(yàn)證我們班的學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)這門課程的好感度作了一次問卷調(diào)查。

由表3中的數(shù)據(jù)可以看出，學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)這門課程的興趣大大提高了。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法和途徑是多種多樣的，但目的是一致的，就是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，這樣不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性，還拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。

21世紀(jì)是一個(gè)充滿活力與創(chuàng)造的新世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，社會(huì)對(duì)人們的創(chuàng)新能力的要求也越來(lái)越高。培養(yǎng)與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)的人才，就必須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，用長(zhǎng)遠(yuǎn)的教育觀來(lái)培養(yǎng)和指導(dǎo)學(xué)生，并把握不同課程模塊的特點(diǎn)，合理選擇教學(xué)策略和教學(xué)方式；在繼承傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上吸取新課程教學(xué)的長(zhǎng)處，并使之發(fā)展完善，將教材、教法、學(xué)法三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，和諧地統(tǒng)一于每一堂課的教學(xué)之中；使學(xué)生能在研究中探索知識(shí)，在探索知識(shí)中掌握一些基本的研究方法，讓學(xué)生逐步走上研究性學(xué)習(xí)的軌道，使學(xué)生初步具有探索精神，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的目的。因而，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，已經(jīng)成為我國(guó)教育教學(xué)改革的重點(diǎn)。

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