初中物理实验“新”路

蔡智

技术时代呼唤着具有创新意识和创新能力的人才.因而，全面提高学生素质，培养学生的创新能力，已成为我国教育教学改革的重点.物理作为一门以实验为基础的学科，实验教学对学生创新能力的发展举足轻重.长期以来，在物理实验教学过程中，很难调动学的主动性和积极性，激发他们独立思考的兴趣和激情，因而物理实验创新这一课题早早被提上议程，却至今未能打破瓶颈.

从实验本义出发，根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律.实验定义中突出“人为”的作用，“人为”本应该因人而异.可中国教育资源整体的“僧多粥少”以及教育考核制度、实验环境等的种种限制，提供给学生的大多是既定的面面俱到的实验教材，实在难以发挥“人为”二字的真正效用.因而变成学生在“体验”实验的操作过程，充其量就是操作之后学生加深了某个原理某种现象在心中的印象.而现在的中国教育，大多数物理实验教学的目的，就是为了让学生牢记这种所谓的实验，进而通过操作这些过程，认可教科书上所说的原理，从而更好地记忆，更好地运用到解题之中，达到考试的目的.这样的循环，是不是有悖于真正的“实验”呢？学生仅仅在体验操作过程，除了培养点儿动手能力、认识些物理仪器之外，怎能有积极性？怎能有创造性？

近年来，一个物理实验“高空抛蛋”，被冠名为“不碎的鸡蛋”这一游戏风靡全球，成为全世界中小学生喜闻乐道的校园游戏赛事.参与者们用自己所能想的任何材料，用任何方式，让一枚枚鸡蛋从高空坠落，只要鸡蛋不破，就能晋级，最终赢得比赛.这个游戏赛事为什么能够让全世界的中小学生都乐此不疲？从而创造出如降落伞型、填充包装型、不倒翁型、多面体型、双气球型、螺旋桨型、滑翔机型、盐水型、吸管组型等各种各样的保护装置.这样的结果不正是物理实验所追求的创新吗？

这个游戏赛事本是一个物理实验，理论依据来源于.（1）动量定理表达式：Ft =△p，其中△p指的是动量的变化，F指的是冲力的大小，t指的是力的作用时间.由于鸡蛋在下落的过程中，动量的变化△p一定，鸡蛋所受的力F与力的作用时间t成反比，即t越大，F就越小，作用在鸡蛋上的力就越小.这样，鸡蛋就不容易碎了.（2）由空中垂直下落的物体所受空气阻力f与空气的密度ρ、物体的有效横截面积S、下落的速率v的平方成正比，阻力的大小可表示为f=CρSv2，其中C为阻力系数，一般在0.2～0.5之间，ρ=1.2kg/m3，物体下落经过一段时间将达匀速，这称为终极速率.为了检验这些原理，于是有了“高空抛蛋”这个实验.

从“高空抛蛋”到“不碎的鸡蛋”，我们可以发现这个游戏赛事之所以吸引人，能够让参与者创造出如此丰富的保护装置，是因为：第一，“不碎的鸡蛋”比赛只有一个大前提“鸡蛋不碎”，即大大减少各种限制条件，充分发挥参与者的自由想象，自主创造的能力.第二，这个游戏赛事所需要的地点、鸡蛋等容易获得，即实验资源，实验条件充裕.第三，这个游戏以比赛形式呈现，参与度高，激发参与者的积极性，引起观众兴趣.

基于以上观察发现，初中物理实验创新应该从以下几点出发.

一、创设情境，变化实验组织形式，激发学生的兴趣

兴趣来源于好奇，好奇来源于未知.人们若对某件事物或某项活动感到好奇，他就会热心于接触、观察这件事物，积极从事这项活动，并注意探索其奥秘.显然，在实验教学中发展学生的创新能力，必须要用各种途径去激发学生的好奇心，让学生对物理实验产生浓厚的兴趣.

首先，在选择实验时，在易操作，现象明显的基础上去追求神奇，出乎意料.

例如，在探究“流体压强与流速的关系”时，首先用电吹风对着同学的头发吹，头发随之飘起，让学生感知电吹风风力较大.然后将乒乓球放在电吹风上，让学生猜想电吹风是否能将乒乓球吹走，由于大家认识到电吹风的风力较大，所以会一致认为会吹走，这时演示发现乒乓球浮在吹风口上……这样，使学生的好奇心调动起来，激发他们强烈的求知欲望，能有效地使学生的注意力集中，从而达到实验目的.

其次，为了激发学生兴趣，也可以借鉴“不碎的鸡蛋”中的经验，采用课堂竞赛、小组比拼等各种组织形式.

例如，在讲“重心”时，教师给出一本物理书，让学生以小组为单位寻找这本物理书的重心，看哪个小组想到的方法最多.有了竞赛这种激励，学生的兴趣一下子就激发起来了，小组间经过了激烈讨论，最后想到了用作图法找出物理课本的几何中心、悬挂法、支撑法、用铅垂线找重心的多种方法.显然不同的实验形式能让学生能更好地参与到课堂当中，也更有利于学生的创造力的培养.

2.“试”着实验，常动手、多探究

在实验教学中，教师对于各种实验是了然于心的.但是对于学生而言，为了再现某个原理的推理过程，或是再现某种物理现象，进行实验，应该是怎样的呢？假如没有老师，没有课本，该怎么实验？

“预设”二字尤为关键.根据一定的物理常识，进行有依据的“实验预设”，预设实验条件和实验操作步骤，是不是能够在第一时间达到预设效果.显然不一定.那么这不断的尝试过程，不正是实验的过程吗？没有实验，直接谈实验，是不是越级了呢？为什么现在学生难以在实验中创新，因为咱们的教学直接剥夺了学生“试验”的机会.没有试验的实验，不管是学习还是教学，都是不可能有意外的收获的.

在教学中，一定要给学生试验的机会和试验的勇气.

首先是要开放实验基地，并提供良好的实验硬件，为学生实验提供场地.鼓励学生把实验室搬出课堂，带实验回家.

其次，教师可以将书本或生活中的一些实验提前布置，鼓励学生大胆的猜想，设计实验，利用课余时间去实验基地动手实验，分析观察得出结论，并进行交流合作，从而建立良好的科学探究软环境.有了这样一个好的环境后，学生才有经常动手实验的机会，在实验中才会有充分的自主权.

第三，鼓励教师打破教材中的实验框架，在一些容易操作的实验中，尽可能地简化繁杂的实验限制，有了教师的示范在前，学生才敢不受教材的束缚，大胆地尝试、探究、创新.

例如，在测量“小灯泡电功率”时，实验要求第一次测量时灯泡两端的电压等于额定电压时，然后将灯泡两端电压调制略高于和略低于额定电压，分别计算出电功率大小，并比较灯泡的发光情况.很多教师为了便于更好的处理实验数据，甚至都明确给出了具体的电压值让学生进行实验，这种框架式实验教学，有些学生为了达到所谓的目标，任意修改实验数据，为实验而实验，走走过场，缺少学生之间和师生之间的交流.其实在实验时除第一次灯泡两端电压相同外，后几次实验完全由学生自由完成，这样学生的实验结果肯定不同，改变了实验数据一样的弊端，使实验结果更具有交流、分析的价值，调动了学生学习兴趣和积极性.

二、大胆改造教科书，将实验单独列出

中国式的初中物理实验不过是把既定的实验操作让学生走个过场，它最大弊端在于限制太多，教科书上对于实验往往叙述得非常详细，整个操作步骤了无新意.在这样的教材之下，学生操作实验缚手缚脚，“带着镣铐”，不敢犯错，怎能创新？课本中有已知的实验结论了，还要学生创什么新？新发明从来都不是从课本上看到的.因此，想要培养学生的实验创新能力，不妨大胆设想，改造教科书——把实验单独列出，以活页形式，分为：实验课题限制、实验预设方案、实验过程报告、实验结果探究等几部分，根据实验教学安排的需要，按时按需发放，或许能起到不错的效果.

总之，学生创新能力的培养是一个长期而艰巨的过程，物理教师应在物理实验这个重要的场所多思考，多改进，培养学生的能力，为造就国家未来“创造性”、“实用型”人才作出实质性基础性的贡献.