物理实验的创新策略

　　摘要： 在知识爆发时代，国家的创新能力，包括知识创新和技术创新能力，是决定一个国家在国际竞争和全球多极化格局中地位的重要因素，时代在呼唤创新教育。创新教育主要是培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。实验教学是物理教学的基础和重要手段之一，实验教学中包含着丰富的科学思维、科学方法和科学精神，这些都是培养创造性能力的基础。创新能力是基础知识与创造性思维的整合，只有解放学生的时间和空间，才能使学生创新精神和创新能力得到最大的发展。
　　关键词： 物理实验创新灵感创新思维创新能力
　　
　　在知识爆发时代，国家的创新能力，包括知识创新和技术创新能力，是决定一个国家在国际竞争和全球多极化格局中地位的重要因素，时代在呼唤创新教育。创新教育主要是培养学生的创新意识，创新思维和创新能力。实验教学是物理教学的基础和重要手段之一，实验教学中包含着丰富的科学思维、科学方法和科学精神，这些都是培养创造性能力的基础。下面我就以实验教学为例谈谈物理实验教学中实施创新教育的策略的几点认识。
　　一、新奇实验培养创新意识
　　创新意识是创造性活动的出发点和内驱力，是创造性思维和行为的前提，创新意识与个人的兴趣、动机和情感等非智力因数紧密相关，兴趣和动机是提出问题和解决问题的基础，中学物理中包括有大量的新奇实验。这些新奇实验现象可能与学生固有认识不相符，有一定的差异从而引起学生的好奇心理，引发兴趣、产生质疑，激发学生探究的动机从而产生创新的意识。例如我们在教“流体压强与流速”的关系一课时，先演示一个用漏斗朝向下吹气，而放在潜心斗口处的乒乓球却能悬浮在空气中，甚至会上升而不掉下来的实验，这些现象与学生固有的认识向下吹气物体应掉到地下不相符，从而产生质疑，引起极大的兴趣。再告诉学生飞机就据此原理上升的时候，就会激发其探究的动机。新奇实验使学生不得不一步步地去探究，并找寻一些新的方法来解决新问题。这些新奇实验使学生产生好奇心、求知欲和内驱力，必然带来一连串的联想、创新的思维活动，从而产生创新意识。
　　二、典型实验培养创新思维
　　创造力主要表现为学生的自主性和批判性精神为基础，基本质属于创造性思维品质。一个人的创造性思维品质好坏是决定创新能力高低的主要因素，创造性思维品质主要是指思维的深刻性、思维的批判性和思维的独创性。思维的深刻性是思维品质的基础，反映了抽象思维程度和逻辑水平，体现出思维的概括特点：思维的批判性表现为善于客观分析正反两方面的因素。明辨是非曲直，敢于质疑，提出新的见解，而思维的独创性表现为独立思考，独特思维方式，创造性的发现新问题和解决新问题。这些思维在典型、经典物理实验中被体现得最完整，包含着伟大的科学工作者的思想过程。例如奥斯特将电和磁的各种特点进行比较，从各种相似性中概括出磁和电可能是相互有联系的，经过努力研究，通过奥斯特实验发出了电流磁场，即电能生磁。而法拉第等人用逆向思维，认为既然电能生磁，那么磁也能生电，法拉第经过十年的实验终于发现了电磁感应现象，导致发电机的发明。奥斯特实验中通电导体能使磁针转动，安培采用逆向思维认为磁场也能使通电导体运动，通过实验研究发现的这种原理，从而导致电动机的发明。这些经典的实验既有逆向思维，又有发散思维，真正体现了思维的深刻性和思维独创性。再如伽利略的理想实验，否定了“力使物体运动的原因”体现了思维的批判性，这正是创造性思维品质的具体表现。这些典型的经典物理实验中包含着丰富的创造性思维内容，是培养学生创新精神和创造性思维的好教材，能够使学生在不知不觉中被潜移默化，培养创新思维。
　　三、学生实验培养创新能力
　　科学研究表明：一个人从小学生到博士后，学习期间其老师或导师的作用都是在促进其自学能力和创新能力的不断增长。同时其老师或导师作用在量上不断退化，最后完全独立。此时学生已具有较强的自学能力和创新能力。创新能力主要是通过实验技能，研究方法来具体表现出来，学生实验包括课堂实验和课外实验部分，能极好地培养学生的观察力、动手操作能力、处理信息能力、科学研究方法和探索问题的能力。培养创新精神和创新能力，使学生能独立工作和与人合作的能力。
　　1.课堂实验培养创造能力基础
　　课堂实验包括演示实验和学生分组实验，演示实验在教师的示范下对学生产生潜移默化的影响。有目的的观察实验现象对培养学生敏锐的观察能力起着至关重要的作用。它促使学生在观察过程中进行深入细致的思维活动，手、眼、耳、脑并用，使学生在观察实验中激发求知欲和学会基本的技能，培养研究方法和科学精神，这些恰恰是我们对学生进行创新教育的基础和培养创造能力的出发点。要使创新能力得到更好的培养，应将课文中的部分演示实验和测量型、验证型实验改为探索型和设计型实验，它们能促进创造性思维和能力深入发展。对于设计型实验，教师只要对学生进行必要设计思路和策略的辅导即可。学生可进行发挥从而有创新。例如：将测密度实验改为设计型实验之后，其结论将不再是唯一的。学生有更多的思维时间，能使发散思维起作用，可以从实验原理、实验器材、实验方法等方面出发进行设计。学生能创造性地设计出各种方案。在教学过程中确实能激发学生的创新潜能和促进创造能力发展。
　　验证型实验，学生是先接受结论而后实验验证，教学上学生处于被动，不利于创造性能力的发挥。而探索性实验实质上是指学生通过自主研究活动，带有培养创新意识、创新能力和实践能力相结合的实验，能调动学生参与学习过程。探索性实验的特点是只给出课题研究的要求。又如：高中物理——电磁感应现象这节课改为探索性实验，学生会用各种方法，从不同侧面做出探讨，直到他们相互讨论并采用归纳得出最后结论，这些过程中学生真正应用自己的思维来解决问题，层层深入研究，从而促使创造性能力不断提高。
　　2.课外实验培养创造新能力
　　课外试验包括物理课外小试验、小发明等，是对课外知识的巩固，又是课外知识向外延伸的主要途径，是理论联系实际的具体体现，有利于培养学生的实验技能、技术创新能力、收集和处理信息能力和思维独创能力，培养学生思维独创性，培养兴趣和特长，从而发展求异思维和创造能力，激发创造性灵感，促进创新意识形成和创新能力加强，是其他方法无法达到的。目前课程改革中的研究性课题教学就是以小实验、小制作和小发明紧密联系。由于学生自主性研究使其思维不受束缚能自由发挥，不受课堂限制，有足够时间和空间进行创新，因而能极大地促进派创造潜能发挥。
　　四、宽松的实验课堂激发创新灵感
　　教学上宽松的环境指的是课堂要建立和谐、平等、民主的氛围，教师不再是独裁者而是教学的组织者和引导者，是学生学习上的朋友和合作伙伴。教师的观点不再是唯一正确性的，课本上的真理。教师和学生可以相互学习、讨论、交流，课堂上学生与学生、学生与教师、学生与课本、学生与实验应是多渠道的交流，学生真正成为学习的主人。要允许学生犯错误，允许学生实验的失败；要充分理解学生的行为和欣赏学生获得成功，指导学生寻找实验失败的原因，这样的实验课堂学生才能自主创新，有新的发现或者从失败实验中得到启发，才会激发其创新灵感。传统的实验课，学生必须规规矩矩地按课本步骤和教师的方法，按部就班完成实验。这样学生失去了自主性和独立的创造性。创新教育中应该允许学生有自主的创造空间和时间，只有宽松环境学生才会有创造。例如，短路课教学中允许学生用干电池做短路实验，我在上复习课时还特别设计一节故障实验如短路、开路状态实验，指导学生从故障电路中找到新方法完成实验。开放实验室让学生自选器材完成实验。学生在这样的宽松环境中就会敢想、敢疑、敢问、敢比、敢做，从而激发其创新灵感，一点就通。
　　总之，创新能力是基础知识与创造性思维的整合，只有解放学生的时间和空间，才能使学生创新精神和创新能力得到最大的发展。
　　
　　参考文献：
　　［1］廖伯琴.中外物理教育改革.东北师范大学出版社，2001.6.
　　［2］钱匡武.创造力开发.福建人民出版社，1999.8.