在探究性實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維、創(chuàng)新能力

廣東省大埔縣高陂中學(xué) 黃永鋒

現(xiàn)代教育理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)者不應(yīng)是信息的被動接受者，而應(yīng)該是知識獲取過程的主動參與者、探索者。

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。因此，當(dāng)代物理教師應(yīng)改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)，由驗證式演示實驗向探究性實驗轉(zhuǎn)變。因為傳統(tǒng)實驗教學(xué)，教師注重對實驗原理的闡述及實驗的驗證，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰Α６骄啃詫嶒灲虒W(xué)活動，它為學(xué)生提供了廣闊的學(xué)習(xí)平臺，能激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)的興趣，最大限度地發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。學(xué)生在科學(xué)探索和自主學(xué)習(xí)的過程中，有利于學(xué)生體驗和探究科學(xué)規(guī)律的方法，這對于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維及創(chuàng)新能力有著積極的作用。本文擬就如何在探究性實驗活動中培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力，談?wù)勛约旱淖龇ā?/p>

一、在探究性實驗中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

探究性實驗?zāi)苡行У卣{(diào)動學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性。因此，教師應(yīng)設(shè)計新穎、有趣、效果明顯的探究性演示實驗，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生積極參與到物理學(xué)習(xí)活動中來。例如，在教學(xué)物理必修2《向心力》這一課時，我把“水流星”實驗做得像雜技節(jié)目一樣。在課堂上把兩個盛有水的玻璃瓶（瓶口未封蓋）用結(jié)實的繩子拴住，并在空中快速飛舞，同時，在豎直平面內(nèi)表演高難度的360°的空中旋轉(zhuǎn)動作，這時，同學(xué)們看到玻璃瓶中的水居然一滴也不會掉下來，立即被這奇特的物理現(xiàn)象迷住了！從而大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)“向心力”知識的興趣。

二、在探究性實驗活動中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

觀察是獲取知識的最基本途徑，也是最基本的環(huán)節(jié)，更是思維的基礎(chǔ)。因此，教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。但學(xué)生的觀察能力不是自發(fā)形成的，而是通過教師的引導(dǎo)、啟發(fā)，教給學(xué)生正確的觀察方法和技巧，在觀察實驗活動中逐步培養(yǎng)和發(fā)展起來的。例如，做探究氣體對外做功內(nèi)能減少的實驗時，從塞子上的開口往管里打氣，當(dāng)塞子從管口跳起的同時，管內(nèi)液面上方將短暫出現(xiàn)少量“白霧”，這時要向?qū)W生講清楚這就是要觀察的重點。因為塞子跳起時會發(fā)出“嘭”的一聲，學(xué)生的注意力往往會被響聲所吸引，而錯過了觀察“白霧”的時機。對實驗過程中稍縱即逝和不引人注目的現(xiàn)象，以及由量變到質(zhì)變關(guān)鍵時刻顯示出來的現(xiàn)象要引導(dǎo)學(xué)生進行重點觀察、仔細(xì)觀察。又如，讓學(xué)生做一個簡單、有趣的“反沖運動”探究實驗，取一喇叭狀的金屬筆帽，裝少許水，把一濕潤紙團塞進帽中壓緊，然后用細(xì)鐵絲把筆帽懸空吊起，并在筆帽的一端用酒精燈的火焰加熱，當(dāng)筆帽內(nèi)的水沸騰時產(chǎn)生高壓蒸汽，紙團隨即發(fā)射出去，這時要引導(dǎo)學(xué)生注意觀察筆帽朝哪個方向運動，紙團朝哪個方向運動，從而不斷提高學(xué)生觀察的敏銳性、深刻性和精確性。

三、在探究性實驗活動中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

思維是人腦對客觀事物間接的概括的反映。一切發(fā)明創(chuàng)造離不開科學(xué)的觀察、思維和推理。傳統(tǒng)的物理實驗，實驗器材、實驗原理、實驗步驟，基本上都由書本提供。學(xué)生習(xí)慣于按照書本給定的器材、步驟去做實驗，因而學(xué)生的實驗過程與實驗結(jié)論大同小異，缺乏創(chuàng)造性，綜合實驗?zāi)芰Φ貌坏脚囵B(yǎng)。而探究性實驗對于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力有著很大的優(yōu)勢。它的特點在于實驗結(jié)果或結(jié)論未知，學(xué)生需要綜合運用已學(xué)的知識去完成實驗，實驗過程中思維能力得到了很好的鍛煉。例如，粵教版高一課程“探究自由落體運動”中，我首先在多媒體屏幕上拋出1~4個探究實驗課題：（1）空氣中輕重物體誰下落得快？（2）物體在空氣中下落的快慢跟什么因素有關(guān)？（3）物體下落過程中的運動情況與物體的質(zhì)量有關(guān)嗎？（4）假設(shè)沒有空氣阻力的情況下，物體下落情況又是怎樣？然后由各實驗小組的學(xué)生自己選擇實驗探究課題，自己尋找所需的實驗器材及設(shè)計實驗方案，大膽讓學(xué)生去觀察，去思考，去討論交流，去探索求證，去體驗成功與失敗。在探究過程中，教師可引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，詳細(xì)記錄實驗數(shù)據(jù)，并不斷質(zhì)疑、釋疑，但不直接告訴實驗結(jié)論。最后，教師適當(dāng)點撥，讓學(xué)生學(xué)會分析處理實驗數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)出正確實驗結(jié)論：物體在沒有空氣阻力的情況下，質(zhì)量不同的物體下落的情況相同。學(xué)生在自主探究實驗過程中，通過觀察物理現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并大膽猜想、科學(xué)推理、抽象思維、探索求證，逐步形成了正確的思維方法，從而培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。

四、在探究性實驗中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是人們創(chuàng)造性地解決問題的過程中表現(xiàn)出來的一種個性心理特征的綜合。作為現(xiàn)代教育者，我們必須重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。而探究性實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地運用知識解決實際問題的能力。在探究性實驗中，留給了學(xué)生很大的空間去想象、探索、創(chuàng)造，學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力得到了發(fā)展和提高。例如，現(xiàn)有待測電阻R(約10Ω 0.5A)，電源、電鍵、滑動變阻器、導(dǎo)線若干，電壓表、電流表、電阻箱、安培表等實驗器材。不少學(xué)生通過學(xué)過的“電路”知識，從實驗原理出發(fā)，選擇相應(yīng)的器材及實驗方法，巧妙地設(shè)計1~5種 “伏安法測電阻”的實驗電路。如有的同學(xué)用電壓表、安培表等器材成功地測出了待測電阻R；有的同學(xué)用電壓表、電阻箱等器材測出了待測電阻R；有的同學(xué)用電流表、電阻箱等器材測出了待測電阻R……學(xué)生在自己動手、動腦、探究實驗過程中，創(chuàng)新實踐能力有了很大的提高。

另外，鼓勵學(xué)生多運用已掌握的物理知識去設(shè)計、開展一些探究性的課外實驗。如利用蹄形磁鐵、自扎線圈、小水車等器材制作小型發(fā)電機。或利用各種傳感器、繼電器、電源等電學(xué)器材設(shè)計一些防火、防水、防盜及路燈自動控制裝置。學(xué)生在課外開展科技創(chuàng)新小制作、小發(fā)明活動，充分發(fā)揮了學(xué)生的聰明才智，處處迸發(fā)出創(chuàng)造性思維的火花，操作實踐能力大大增強。這對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新及實踐能力有著重要的作用。

實踐證明：教師通過積極開展探究性實驗教學(xué)活動，能創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用及教師的主導(dǎo)作用，使學(xué)生主動參與、積極探索，主動思考、主動創(chuàng)造；尤其能更好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維及創(chuàng)新實踐能力。