激发学生创新能力，从课堂开始

戴伟东

创新是人类社会长期发展的原动力，在全球化和知识经济的大背景下，一个国家或地区的创新能力往往决定其国际竞争力，只有新技术不断被创造出来才能提高一个国家和地区的国际竞争能力。随着以创新为核心的知识经济时代的到来，创新教育在全球受到前所未有的高度重视，而创新教育，关键是创新能力的培养，那么如何把创新能力的培养有效地落实在中学物理教学中去呢？

在现有教育教学模式中，出于社会整体对教育的认识、学校的客观条件、教师的教学观、学生观等因素的影响，在很多学校物理的教学环节中，实验，公认是最薄弱的环节。特别在条件较差的农村学校，“实验”基本上是一个名词。很多教师出于考试的需要，都或多或少的存在着这样的思想：“做实验不如讲实验”，即使有时也做了实验，但老师在课堂上讲实验的时间往往比学生动手做实验的时间还多，基本上学生是在听实验，看实验，最多无非也是根据课本和老师已设计好的步骤“照章办事”，这就大大地束缚了学生的创新思维和对实验的兴趣，久而久之则学生的动手能力就变得相当的差，往往有些学生一谈“实验”就色变，根本不能发挥学生在学习中的“主体”地位，更谈不上怎样去提高学生的创新能力、设计能力了。

如何激发学生对实验的兴趣，发挥学生学习的“主体”地位，培养他们的物理思想、科学素养、乃至于创新能力，关键在于转变观念，真正把推进新课程改革落实在教学的各个环节中，全方位提高他们的创新能力，使他们成为一名具有创新能力、有竞争能力的劳动者。在现有的条件下，如何提高学生的创新能力和实验设计能力，是摆在中学物理教师面前的一个重要课题，现我就根据自己积累的一些经验来谈谈我在培养学生创新能力的做法。

1 在物理教学中持之以恒地渗透各种仪器的设计思想和实验原理

中学阶段，实验器材大都比较简单、直观，在平时的教学中有意识地引导学生观察实验器材，把这些实验仪器的设计思想，设计技巧和构思介绍给学生，以引起他们的兴趣，激发他们的求知欲和动手设计的能力。通过观察、动手、实验，使学生一目了然，一切尽在不言中，应用起来得心应手、准确、灵活。对常用的物理仪器要熟练使用，这是实验的基础，是实验的工具，熟练地应用是提高创新能力的前提。常见的实验仪器有十三种，这十三种仪器是刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧称、温度计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。对这些常见实验器材的原理一个一个地讲，一个一个地用，不仅会用，而且还能熟练地使用。在这里，建议不管条件如何的学校都要开放实验室，以便于学生自由自在的观察，千万不要怕损坏仪器。

如：对于温度计，让学生观察它的构造、然后讲解它的设计原理：把玻璃泡内部液体温度的变化而出现的热胀冷缩通过很细的玻璃管显示出来，然后让学生自己到处去摆弄，当学生熟练掌握温度计原理后，他们甚至可以设计出各种各样且精度相当高的温度计，笔者就曾经专门开过一堂这样的观摩课：学生利用现有的饮料瓶、吸管和空气等随处可得的日常用品制造了各种各样的温度计。又如：利用液体压强计研究液体内部压强时，让学生观察压强计，然后让他们随便操作，让他们自己分析压强计的工作原理：通过探头，把液体内部压强的变化通过U型管两端的液面差反应出来，学生根据这些简单的原理甚至设计出简易的听筒。又如天平的使用，笔者也是搬一些托盘天平去让他们自己观察、自己动手，这样通过观察和动手，学生就很容易掌握天平横梁的调节方法和应用，通过指导，学生又学会了平衡情况可以通过支点的设计和指针的偏转在分度盘上放大出来，这样，学生通过动手可以制造出灵敏度很高的天平。

可见，通过有意识地引导学生观察实验器材，可使学生较容易地掌握实验器材的应用方法，通过分析其设计的技巧和设计的构思，可激发学生的思维和创新能力。

2 根据教学的需要发动学生自制教具，培养学生的创新能力

在教学中根据课程的需要自制一些教具，并示范教具制作的过程和原理给学生，启发他们的设计欲望，这是培养学生创造力的一种好方法。简单的材料再配上一定的物理知识，就能制造出一定的实验器材，对学生很有启发作用。例如：中学物理实验中有一个小实验是让学生自己想办法测细金属丝的直径，一般做法是：把细金属线在铅笔上紧密排绕若干圈，测出这个线圈的总长度，然后把总长度除以匝数即为其直径。学生分组做这个实验时，得出的数据往往不尽相同甚至有些组相差很大，究其原因：①学生在绕线圈时，往往很难做到“紧密排绕”，即使能紧密排绕了，在测线圈长度时，往往线圈变松或套圈，这样就影响了测量线圈长度的准确性。②学生在确认第一圈或最后一圈时，又常常确认不准致使匝数算错，故有以上差异。针对以上情况，我就在课后作业中布置学生想办法对实验进行改造，尽量设计出更准确、更合理的实验器材。结果就有学生自制了一种“测径器”，它能很好地解决以上实验存在的问题，这个设计在后来参加创新发明比赛中获市二等奖。

具体做法是在均匀的圆柱体上自下而上均匀地刻上刻度，在“0”刻度位置钻一个小孔，操作时，把金属丝的一端插入小孔，然后把金丝沿圆柱体紧密排绕，（第一圈刚好从0刻度开始）读出最后一圈在标尺所对的刻度值，再把这个数值除以匝数，这样所得的数值即为金属丝的直径。从上面这个实验的改进可看出它很好地解决了书本中实验的两点不足，大大地提高了测量的准确程度。这样学生既容易地掌握它的测量方法，同时又学到了设计思想，这样就逐渐地培养了他们的设计能力。

3 探索实验创新，培养和激发学生的创新设计能力

根据所学的物理知识，在教学中有目的地对学生进行创新设计能力培养，提高学生创新设计能力。学习在于应用，教学上可根据教材中提出的一些实际问题，组织和鼓励学生构思各种方案，挖掘他们的探索思想和独创意识来解决实际问题。

如：在光的反射这章里，有选读材料：球面镜。关于凸面镜，教材介绍了汽车的观后镜。当时就有一些学生想到这么一个问题：现在交通工具这么多，路况又这么复杂，能不能把凸镜也应用在骑自行车过程中，提高骑车的安全系数呢？这时我就充分肯定他们的设想，并鼓励他们进行设计活动，经指导最后设计了一种具有实用价值的帽子：在旅游帽前面加装一面小小的凸镜就可达到这样的效果，既实用又美观。

又如在《声音的发生与传播》这一节教材中，关于声音是怎样发生的，书本是通过演示实验来说明的。具体是：用悬挂的小球去靠近正在发声的音叉，发现小球被弹开，以此说明：正在发声的物体在振动。这个实验往往比较不直观，坐在比较后面的学生看不清楚，原因是小球被弹开的幅度不大。这时，我适时地提出问题：能不能对这个实验进行改进？或有更好的实验来说明发声的物体在振动？这时学生的设计能力就在这里受到激发，纷纷想出各种方法。就有一名学生通过自己平常玩过的纸盆喇叭的发声现象来直观的说明发声的物体在振动。这个实验经指导改进后成了一个演示实验：拿一个“8Ω、2W”的纸盆喇叭，把一些泡沫小颗粒放在纸盆上，用一节干电池给纸盆喇叭试触供电，可明显观察到纸盆喇叭在发声的同时，把泡沫弹起。这个实验有力地说明了：正在发声的物体在振动，并且同时可看到：振动停止，发声停止。[也可以用较低压低频的交流电供电（如2V），或专门的音频信号输入，效果更明显]

从以上教学实践的事例可以看出，在教学中有目的地培养学生的实验创新能力、应用设计能力，可使学生在学习物理的过程中对物理产生深厚兴趣，并激发他们认识探索科学的热情，建立起物理的思想。同时，把学到的知识再应用于生产实践中，体现了科学与技术的统一，使学生在学习理论知识的同时，受到探索和发明创造的教育，学生学到了“有用了物理”，实现了素质的提高，对于提高他们的创新能力是相当有用的。