物理实验教学中学生创新能力培养的探究

何毅 刘高福

摘 要：物理实验教学中学生创新能力培养具有促进作用，越来越受人们的重视。文章探讨了物理实验课堂教学中对培养学生创新能力的作用和培养创新能力的原则，并探讨了物理实验教学对培养学生创新能力方面存在的不足，以及如何通过物理实验教学更有效地培养学生创新能力的方法。

关键词：物理实验；创新能力；课堂教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）7-0021-3

物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。既然是研究性的自然学科，就需要建立在实验研究的基础之上。“创新能力”指在已有的知识和经验中产生出对自己、对社会有意义的、新颖的方法或思维的能力。物理实验蕴含在整个物理教学中，它既是物理教学的基础，也是物理教学的一种教学手段和教学方法。物理实验对培养学生的创新能力具有一定的促进作用，越来越受人们的重视。通过物理实验不仅能使学生的创新能力得到培养，还可以激发学生对知识的渴望，使学生具有勇于探索新知识和追求真理的精神。文章将从以下几点探讨物理实验教学中学生创新能力的培养。

1 物理实验教学中培养学生创新能力的作用

1.1 培养学生兴趣，激发创新能力

兴趣是最好的老师，物理教学也不例外。在培养学生对于物理实验的主动性方面，可以通过不同的教学手段和多种教学方法培养学生的兴趣。使他们带着对知识的渴望去思考，通过自我实验，提高自己的实验技能，在实验中发现问题、分析问题、解决问题，并进行创新与改进，从而培养他们的创新能力。例如，给学生讲天平的使用及测量一课时，老师通常会告诉学生左物右码的放置，但为什么不能相反呢？有些学生就会思考，为什么会出现这种情况，好奇心会促使学生自己动手实验，反复验证，最后得出结果。在验证过程中，他们不仅掌握了知识，还使能力得到了提高，使他们对知识产生更加浓厚的兴趣。

1.2 培养学生的科学探究精神

物理实验是学生发现问题和进行解惑的方式之一，是物理探究学习的主要形式。通过实验，使学生更加有效地掌握学习现代科学技术所必需的基础物理知识，培养初步的实践操作技能和创新能力。教学的重点放在培养学生科学实验能力与提高学生科学实验素养，使学生在获取知识的同时提高自学能力、运用知识的综合分析能力、动手能力和创新能力。因结论的获得需要大量的实验加以论证，实验过程大多是繁琐的，但只要认真对待，最终可以得出正确的结论。学生通过反复多次的实验，最后得出结论，可以培养学生在面对困难的时候，不怕苦、不怕累、勇于探索创新的科学精神。

1.3 开展科技活动，培养创新能力

大量的物理实验可以让学生很好的总结，创造出更简单、更新颖的实验方法去解决问题，提升他们的创新思维能力。创新活动的基础是科技活动，科技活动的开展状况深刻地左右着创新活动。从课外兴趣小组开始，建立初步的创新活动的基础。通过教师的指导，充分发挥学生的创新能力，利用现有条件，想方设法开展课外科技活动。例如，煮饺子时，水烧开后，将饺子放入水中，刚放入时，沉在水底。煮一段时间后，饺子浮了起来，这样的课外活动，学生都愿意体验。最后吃饺子的同时需要学生思考为什么会出现上述问题。学生通过自我实验，进行观察、分析、解决问题，可以培养学生的创新能力。

2 物理实验教学中培养学生创新能力的原则

2.1 灵活性原则

要求在物理教学活动中，对课程内容应用物理实验和理论灵活分析。这种原则能够保证学生学习时，将理论和实践相结合，能取得较高的效率与成果，能够使学生在理论基础上通过多种实验方法与途径得到同种结论，有利于学生创新思维能力的培养。

2.2 开发性原则

学生是学习的主体，他们在学习过程中内心深处都有一种能成为研究者、发现者的愿望。教师在教学活动中应该高度重视学生的能力，根据不同学生的能力引导他们提出和发现不同的问题，教师多运用物理实验对问题及答案进行开发、解决。这种原则能够激发他们去探索、去开发、去创造，他们就能够很好地驾驭自己的知识，提高攀越学习的成就感。

2.3 全面性原则

全面性原则指教师在引导学生的过程中，需要注意他们对于各科知识的链接，做到各科知识相互渗透、相互补充。另外，并不仅仅只引导有兴趣的学生，在激发全班兴趣的同时，要让全体学生动手，合理运用素材，实践与动手、资料与活动联合起来，做到全面的发展和成长。

3 物理实验教学中学生创新能力培养的限制

3.1 教育理念观念陈旧

长期以来的应试教育，已在学生心目中形成影响，教师和学生认为实验教学的开展与否对学习成绩的提高并没有太大的影响。教师在教学过程中受这样的影响，教学过程中很少做演示实验，学生自我实验甚至从未开展过，教学中以考试大纲为中心，缺乏让学生动手的意识，教学中只注意应试教育，努力提升学生的成绩，这样就遏制了学生的创新意识。同样，学生觉得只要会做题，会考试，成绩代表一切，实验只需要理论结果就够了，无形之中忽视了自我的创新精神。

3.2 课堂学时的限制

各门课程的学时都是固定的，物理课程也一样，教师希望通过物理实验培养学生的创新意识，但实验也有不确定性，有些实验不是一次就能做成功的。比如教师演示摩擦起电，空气较潮湿时，该实验的效果就不明显。学生自主实验按规范操作要求，可能一节课能完成，但学生动手能力弱的话，可能需要几节课的时间。如电学中的伏安法测电阻，学生理论上知道电流表、电压表的接线要求，但一到具体实验时，就不知如何连接，特别设计滑动变阻器的分压式连接，学生这部分可能就用很长时间，测量的数据可能会与理论值相差很远甚至不符。需要在有限的时间里既学习知识又能动手实验显然是难以实现的，所以两者取其一，只能重视理论的学习，而忽视学生的动手能力，这样会阻碍了学生创新能力的发展。

3.3 物理实验教学仪器的限制

目前，大多数学校配用的仍然是比较陈旧的仪器，这些陈旧的仪器大多不适用。太老化或者精密度较低，给学生的实验带来了不少的困难，而现代太过于精密的仪器又不能帮助学生培养他们的动手能力。有些新的仪器，由于质量不过关，买来几年都未开封，可能做出来的实验数据与理论不符，会误导学生的学习。所以，教师干脆用理论讲解结果代替实验过程。

3.4 社会的影响

教师迫于家长的希望和分数的要求，不得不偏重于讲知识，学生的动手能力并没有得到很好的引导，会使他们缺乏创新思想。教师在教学中也很少鼓励学生思考，更多地要求死记硬背，学生的思维难以开阔。

4 物理实验教学中培养学生创新能力的方法

近些年来由于教学改革的不断深入，物理实验在教学中的地位逐渐提高，下面就从以下几方面介绍通过物理实验培养学生的创新能力。

4.1 通过课堂演示实验培养学生的创新能力

演示实验在物理教学中起着举足轻重的作用。既然说学生是课堂的主体，教师在做演示实验的时候可以让学生围绕教学内容和任务来进行，引导他们进行思考，让他们在实验过程中发现问题，分析问题，以致解决问题。不断调动学生的兴趣，让他们积极参与，使思维能力得到锻炼，能更好地培养创新能力。例如，教师在演示“测量酒精和水的密度”的时候，先让学生思考此实验需要测哪几个物理量，以及这些物理量的测量方法。这些可以带动学生不断思考，调动学生学习的积极性。

演示实验可改为探索性实验，让学生充分动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生创造性思维的激发。如学习光的折射实验时，可采用探索性的分组实验，由学生提出问题，要探究什么内容，可让学生先看书，再根据书本知识确定怎样设计实验，选择恰当的仪器而且学生就地取材自己准备：用玻璃砖还是用烧杯中的水容易？折射光线的位置怎样确定，有的用一张白纸，有的画好了玻璃砖的位置，有的用坐标纸。怎样看到反射光线，学生也想了很多办法，相互交流，相互探讨。学生自己探究出实验结果，探究实验记录表格也由学生自己根据需要来设计。这样老师只是参与者和合作伙伴，学生的学习热情很高，兴趣很浓。可充分调动学生学习的主动性，发展学生的思维能力。

4.2 通过分组实验来培养学生的创新能力

学生是在教师的指导下进行分组，小组之间各成员协调完成实验，有的组装仪器，有的观察测量，有的记录数据并分析最后得出结论，这都需要成员之间的互相帮助来完成，这些过程既能培养他们的合作精神、动手能力、观察能力还可以培养他们分析总结的能力，从而提高他们的创新能力。在此过程中，小组可分别展示自己的结论，老师可以引导其他小组成员进行对照，然后验证。例如，在天平的使用实验中，学生可以大胆猜想左码右物测出的数据是偏大还是偏小，再通过实验具体测量，得出结论。这样大胆的猜想和验证可以提高学生的求知欲和创新能力。

4.3 通过科学研究方法培养学生的创新能力

科学研究方法包括控制变量法和类比法。控制变量法：例如，在学习物体的质量跟什么因素有关时，学生可以通过猜想与材料或体积有关，通过控制变量的方法来验证。首先，通过控制物体的材料来比较不同体积的物体，谁的质量大；其次，通过比较相同体积不同材料物体的质量的大小。类比法：物理结论的得出会碰到一些看不见摸不着的，这就需要用类比法来解决问题，引导学生观察它们的相似之处。例如，可以类比磁场对小磁针的作用与电场对电荷的作用，磁感线能用曲线来描述，电场线同样也可以，这种比较法既可以让学生高效学习新知识，也可以复习旧知识，使学生更加深刻地理解知识的链接，培养他们的创新思维能力。

5 结论与讨论

通过物理实验教学培养学生的创新能力是要让学生充分利用学习到的物理知识，通过学生的自主动手，发掘学生的潜在能力，并针对学生的自身特点进行区别培养，使学生产生对事物、问题有意义的猜想和新颖的思维能力。物理教师在教学活动中应注重学生的个性想法，并正确引导。使学生在面对不同问题时不慌乱，自己弄清思路，自己解决、分析并总结。这样才能在培养学生创新能力方面起到作用。

物理实验教学培养学生创新能力的过程中，应结合学生的年龄特点和物理学的学科特点，遵循认知规律，让学生在自主学习中学会创新。用创造性的物理实验课堂教学活动，培育出更多具有创新能力的学生，培养出更多的创作型人才。

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（栏目编辑 刘 荣）