改进物理实验教学培养学生创新能力

陈小军

摘 要：初中物理教学以学生自主探究为主，以培养学生的创新思维和创新能力为主要目标。在教学中，大胆改进实验教学，通过学生自己的亲身经历来接触科学，提出问题，解决问题。注意引导学生对权威、传统进行挑战，突破条条框框，思维定势的局限，形成自己独特、新颖、富有创新的见解，从而为学生的终身发展打下良好的基础。

关键词：实验改进； 培养； 创新思维； 创新能力

中图分类号：G633.7 文献标志码：A 文章编号：1006-3315（2014）12-040-001

物理教学应以实验为载体展开过程，以问题为线索，力求实验与培养学生的创新能力有机结合，层层递进，使学生始终处于不断探索的情境之中，这样既可优化实验教学的过程，展现物理自身的魅力，又符合素质教育对物理教学的要求。笔者在物理教学中做了以下几点调整，对学生创新能力的培养收到了较好的效果。

一、改演示实验为学生分组实验，激发学生的创新欲望

初中学生年龄大都十四五岁，他们的认知特点是：对直观、具体、形象的事物易接受，极感兴趣。教师把某些演示实验设计为师生共同动手操作的实验，使之达到不同层次的创新能力培养目标，动手操作的实验拓宽了学生的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望。学生在自己“探索”物理规律的实验过程中，可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养他们的创新能力。例如在“研究液体内部压强规律”的教学中，把原来教师的演示实验改成学生的探究实验，由学生自己准备塑料袋、饮料瓶等简单的实验材料，让学生自己设计实验，证明液体的内部存在压强，探究液体内部压强规律，学生参与整个探究的过程，设计实验方案，选择实验器材，进行探究实验，在实验探究中获得知识，在亲自参与探究的基础上总结出液体内部的压强规律。学生在获取知识的同时，提高了他们的动手能力、实践创新的能力。由于实验是学生主动参与设计的，设计目的明确，实验后学生无论是对实验所揭示的结论，还是实验的设计思想，均留下了深刻印象，甚至終身难忘。

二、改验证性实验为探究性实验，培养学生的创新精神

探究性实验作为物理实验的一种形式，它有别于测定性实验，又有别于一般的验证性实验。验证性实验是用实验来验证已学过的物理知识的正确性。在验证性实验中，学生处于被动接受知识的状态。而探究性实验是指在物理实验的基础上，通过科学的分析综合等思维过程来获取知识。这一过程要求学生有较多的思考和讨论，学生处于一种主动探索知识的状态，对培养学生的创新能力非常有利。例如在“探究影响导体电阻大小的因素”时，我做了如下改进：我以铅笔芯和铁丝代替合金线，让学生自行探究。改进后的优点：铅笔芯、铁丝为身边材料，简单易得，学生一方面可身临其境，自己驾驭实验，另一方面树立物理就在身边，增强对知识的理解。另外分组实验代替演示实验，观察清晰，新鲜生动，效果明显，提高了学生观察和实验能力，且使学生对物理学习有着长期的动力，增加了学生对实验及结论的可信度。在探究过程中，成功者从中获得喜悦，从而激发其创新的兴趣和激情，失败者从中吸取经验和教训，从而激发其认真思考、勇于创新，从而使教学过程成为以学生学会求知、培养创新精神和实践能力的过程。

三、改老师提示实验要求为学生自己设计实验，拓宽学生的创新思维

实验设计是一个动手动脑并可培养学生各方面能力的过程。通过学生自己思考设计实验，可以培养学生的发散思维能力和创新设计的能力，教师在组织学生开展实验设计时，可引导学生阅读、查找一些实验小窍门、实验仪器的代用品、实验装置的改进等有关资料，以开阔学生的视野，启迪学生进行创造性思维，同时，也应经常提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题，尽量给学生一些动手的机会。

例如在“浮力大小的探究”教学时，我进行如下改革：一是将部分的演示实验改为学生的探究性试验；二是由学生根据已有的经验，在对物体所受到的浮力大小可能与哪些因素有关进行猜测；三是让学生对各个猜测是否正确设计实验探索的方案；四是开放实验器材，让学生自由选择；五是学生分组进行探究性实验。在教学中，学生对浮力大小与哪些因素有关提出了许多猜想，有浮力与液体的深度、物体的形状、液体的密度、物体本身的质量、物体本身的体积、物体排开液体的体积等等。教师根据学生所提出的问题，因势利导、不失时机地对学生中那些标新立异、独树一帜的做法予以肯定、支持和帮助，鼓励他们用自己的头脑思考问题，勇于探索，不断创新，并和学生一起对各个猜想应用科学的方法进行探索验证，最后归纳出影响物体所受浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关的结论，收到了较好的教学效果。

四、改“先天”不足的实验为便于操作的实验，突出学生的创新能力

教材中少数实验存在“先天”不足，如在实验时遇到的现象不明显，操作复杂，数据不易处理等，可以先引导学生共同分析实验的不足之处，然后鼓励学生去改进实验，设计合理的方案。例如“测定物质的密度”实验中，在完成测定固体（石块）、液体（盐水）的密度实验后，让学生准确地测量一杯牛奶的密度（提供牛奶）。开始时学生沿用原来的实验操作步骤进行实验，结果发现跟测量盐水的密度不同，由于有部分牛奶仍留在烧杯内，不能全部倒入量筒内测量，所以测出的牛奶体积不准，使实验产生了较大的误差。此时引导学生进行讨论：为了减小测量的误差，请你设计一个合理的实验操作步骤。在学生各持己见，发表各自的观点后，再让学生利用身边的器材加以验证，找出各自实验设计所存在的不足之处，从而得出正确的测量方法：先用天平测量出烧杯和牛奶的总质量，再将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒内测量出体积，用天平测量出烧杯内剩余的牛奶的质量，这样可有效地避免在测量牛奶体积过程中所带来的实验误差。学生通过对问题的推测和猜想，在动手实验，观察思考，分析归纳后，会产生意想不到的效果。学生的兴趣就会油然而生，教学的效果自然就好了。