在物理实验中提高学生科技创新能力的探索

　　【摘要】新课程改革背景下，物理实验教学应有助于调动学生学习的积极性，激发他们探索的兴趣和动力，促进学生科学方法、创造性思维以及实验能力的提升。因此，创新物理实验教学以提升学生的科学创新能力具有十分重要的意义和价值。本研究探索了在物理实验教学中提高学生科技创新能力的主要方法和策略：增强物理实验的新、奇、特，让学生在震撼中感受到物理实验的创意；创设问题情景，突出实验的生活化、社会化；重视实验方法的教育和实验思想的挖掘；引进数字化实验和虚拟实验，使学生在体验中学习物理；利用废旧材料和玩具做实验，开发实验教学资源；改变实验的形式，培养思维的灵活性。
　　【关键词】物理实验 科技创新 问题情境
　　
　　传统的物理实验一般分为两类：一是以“老师做，学生看”为主的演示实验；二是在教师指导下，以验证性实验为主的学生分组实验。可以说，传统的物理实验教学模式是以“接受式教学”为主，有一定的局限性，演示实验是老师动手做的，学生只能被动接受演示过程和得出的结论，这影响了学生学习的积极性；传统的分组实验模式通常是由老师讲授实验原理，准备好实验器材，给出固定的实验方案，学生所做的往往只是照方抓药，而很少进行选择、创造甚至思考更好的测量和实验探究方法的机会。
　　新课程对实验的要求不仅仅是进行一些操作的训练，更重要的是通过学生独立自主地完成实验探究的过程，使其科学方法、创造性思维和实验能力都得到升华。为此，在实验教学中，我们力求唤醒学生的创新意识，激发他们探索的兴趣和动力。
　　一、增强物理实验的新、奇、特，让学生在震撼中感受到物理实验的创意
　　物理实验可以激发学生学习物理的兴趣，但做了物理实验，就一定能够激发和保持学生的学习兴趣吗？这是一个很值得思考的问题。国内外的各种调查显示，很多中学生对物理学习的兴趣正在明显降低，导致这一状况的原因比较复杂，物理实验的枯燥性是一个方面的原因。为此，我们创设了许多“趣味实验”，并注意积累、总结，使趣味实验系列化、多样化。
　　例如，演示“内能对外做功” 实验，实验室没有这方面的实验装置，所以我们用胶卷盒和打火机开关做了如上图所示的装置，演示时候，用棉花球涂一些酒精在胶卷盒的内壁擦一擦。然后盖上盖子，等酒精蒸发完了，一打火，“砰”的一声，塞子被崩出去很远，这个实验对学生很有震撼力（见图1）。
　　再如，演示“电动机”实验，实验室的装置很复杂，连接起来很不方便，我们一个干电池、一个线圈、一块磁铁就制成了简易的电动机模型（见图2）。
　　通过这个小发明，学生不但感觉到了实验的惊奇，也对这个教具的创意感到新奇！在玩的过程中学习了物理知识，增强了探索的兴趣。
　　二、创设问题情境，突出实验的生活化、社会化
　　物理情境是蕴涵物理知识和物理思想方法的情境，是物理知识产生的背景，是发现和提出物理问题的重要前提。只有当创设的物理情景进入学生的“最近发展区”，并且在内容上具有“挑战性和探索性”，才能激发学生在已有认知的基础上产生创新欲，促进其与同学、与教师互动合作，从而提出问题，探究问题，解决问题，进而不断发展和完善自己的知识结构与创新能力。因此，我们创设了许多生活化情境，设计出与此相关的实验探究，这不仅使我们的教学内容更真实、亲切，更能体现“从生活走向物理”的理念，更重要的是，贴近生活、社会的问题情景对实验设计还具有指导作用。
　　例如，在八年级下册“大气的压强”的探究中，我们使用提瓷砖的工具（见图3），创设探究情境，引导学生提出为什么能够提瓷砖。通过解决情境中的问题，学生认识到大气压强的存在，并且启发学生提出：“大气压强有多大”的问题供学生思考。为了测量大气压强的大小，学生利用针筒，通过二力平衡测量大气压强的大小。
　　联系学生的生活情境、社会情境，是中学物理实验教学改革的出发点和落脚点。它可以使学生感到物理就在自己的身边，无处不体现物理，进而使学生认识并理解物理学对个人和社会的作用与价值。同时，还可使学生形成运用物理知识解决“生活”问题的思维方式，培养和提高学生的科学素养。
　　三、重视实验方法的教育和实验思想的挖掘
　　李远哲说过，动手能力实际上是动脑能力，做实验时你先要深刻地动脑思考，动手只是动手，真正起作用的还是动脑。所以，实验教学不仅是“做中学”，还要“做