物理实验教学与学生创新能力的培养

[摘要]在中学物理教学中，通过实验不仅可以使学生获得物理知识，培养实验技能素质，而且可以培养良好的科学态度和学习习惯，在培养学生创新能力方面，实验教学也具有重要作用。
[关键词]物理教学 实验教学 创新能力培养

物理学是一门以实验为基础的科学， 是一切科学技术的基础，许多物理学上的重大发现曾多次推动了其他学科的发展，推动经济的振兴、社会的进步，改变了人们生活的方式和环境。实验是物理的灵魂，是物理的魅力和激发学生学习兴趣的主要源泉，物理实验是实验科学的重要组成部分，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验，没有物理实验就没有物理学，因此，在物理教学中，尤其在物理实验教学中，不断激发学生通过实验、观察、比较、类比、归纳等手段，提高创新意识和创新能力。

一、把一些传统演示实验改为探索性实验，培养创新能力

在传统的实验教学模式中，课堂演示实验基本是教师的独角戏，一切以教师为主体，学生仅仅是旁观者，是被动接受的容器，演示实验不能发挥应有的作用，也不利于学生创新能力的培养。过去有句话“知识就是力量”广为流传，但处于被动状态的学生学习，学到的是知识的结论，往往忽略了知识产生的过程以及获取知识的方法和手段，“物理教材不仅仅简单地向我们揭穿谜底，而是引导我们像科学家那样去研究、探索这些物理现象”。因此，在实施新课程的过程中，教师不要仅局限于教材和教参的安排，也不要局限于现成的结论，而应进行一些创新设计，有意识地将一些教师演示实验，改为学生探索性实验，师生共同参与，教师通过激发学生的好奇、困惑、怀疑和矛盾，从而激发学生的探索心理，形成探索问题的情境，促使学生积极思考、分析、讨论，充分发挥学生的主体性。
例如，大气压强变化的知识比较抽象，是初中物理教学的难点之一，学生学习这部分内容需要有较强的抽象思维能力，同时由于学生对这部分知识的感性经验较少，所以学生学习这部分知识时感到困难较大。为了帮助学生认识大气压强的变化，笔者设计了这样的实验：用酒精灯加热烧瓶中的水直至沸腾，然后移去酒精灯，水不再吸热，不能沸腾，水的温度下降，不到100摄氏度，这时让学生用大号注射器插入烧瓶的橡皮塞往外抽气，水重新沸腾起来。这时再把烧瓶倒过来，用冷水浇烧瓶底部，水又重新沸腾，学生通过对物理知识的亲自动手实验、观察、思考，有效地提高了学生自主实验的积极性，激发了学生的创造性思维，对学生创新能力的培养起着潜移默化的作用。

二、搞好物理小实验，培养学生创新能力

物理小实验是课堂教学的延伸和补充，是物理实验教学不可忽略的组成部分，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力，有利于培养学生科学创新能力。初中物理课本中的小实验有的侧重于操作，有的侧重于设计，有的侧重于对物理知识的理解和运用，习题中的小实验则有利于对知识的验证。其特点和作用不一而足，但都切合了中学生的心理特点和知识水平，易于取材，简单易做，充分发挥学生学习物理的积极性、主动性；又紧密结合教材，通过动手、动脑，领悟到物理学习方法的精髓，促进智能结合，为学生终生发展奠定基础。另外，课外小实验，还能让学生的聪明才智得到充分的施展和发挥，创新技能得到进一步锻炼，提高创造的欲望。

三、引进趣味性实验，激发学生的创新意识

知识和技能是创新的土壤，但也不可低估情感对创新的作用，要培养学生创新的兴趣，兴趣是最好的老师，兴趣可以变为志趣，志趣可以转为理想，理想可以成为创新的动力，创新的真正秘诀是兴趣。早在两千多年前，孔子就说过：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”学生有了学习兴趣，学起来就有了动力和激情。

初中生有强烈的好奇心，他们对新颖、奇特的东西非常敏感，有趣的物理现象、有趣的物理实验，都能引起他们极大的兴致，有效地刺激他们的思维活动。因此，在物理实验设计和演示中，要尽可能体现“新”“奇”“特”的特点，如纸锅烧水、烧不死的鱼等等，有趣的现象能把学生带入奇妙无比的物理世界。在学习了相关的物理知识后，笔者设计了一组与鸡蛋有关的实验。（1）液体蒸发吸热。刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起，虽较烫，但可忍受，蛋壳水膜干后更烫，让学生实验并解释。（2）热胀冷缩。刚煮熟的鸡蛋捞起浸入冷水中，冷却后捞起再剥落蛋壳，蛋白蛋壳相互脱离，很容易剥落，实验并解释。（3）验证大气压的存在。用口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底垫上一层沙子，先点燃一团酒精棉投入瓶中，把一只去壳鸡蛋，小头端朝下堵住瓶口，火焰熄灭后，鸡蛋被瓶子缓缓吞入瓶中，学生“目瞪口呆”，然后让学生实验并解释。（4）浮沉现象。去壳蛋放入玻璃杯中，沉入杯底，加入食盐，则缓缓上浮，让学生实验并解释。（5）惯性现象。外形相似的生熟鸡蛋各一个，在水平的桌面用相同的力旋转，看旋转的速度是否一样。哪个快、哪个慢，然后解释为什么。这样，学生利用身边常见的物品，来验证多个物理实验，极大地调动了学生学习的积极性。

四、加强探索性实验，培养学生创新能力

翻开物理学发展史，可以看到，任何一条物理规律的建立，科学学说的出现，都有一段艰辛而漫长的探索过程，规律的确立与形成，离不开正确的研究方法和推理方式。探索性的实验，有利于展示前人的思路，揭示蕴含的思想，将负载着的优秀的思维方式剖析出来，有利于培养学生的创新素质。例如，法拉第日夜辛勤工作，经过无数次实验、呕心沥血，终于发现了“电磁感应定律”，为发电机的发明奠定了基础，为人类进入电气化时代铺平道路。如何在实验中展示这一伟大的思维和研究方法呢？教师首先介绍，法拉第的思想中，确信物理学所涉及的自然界的各种力是互相紧密地联系着的，他分析了电流的磁效应后认为，既然电可以产生磁，反过来磁也应该能产生电。基于这一思想，实验中先引导学生猜想：（1）电和磁有什么关系？（2）实验：发现通电导线周围有磁场。（3）猜想：利用磁场可否获得电流？（4）再实验：发现电磁感应现象，并总结规律。然后引导学生利用手中器材，探索获得感应电流的操作方式。探究性实验，有利于唤起学生希望的火花和自信，感受到学习的无限乐趣，对培养创新意识、创造能力以及终生学习能力起到重要的作用。
总之，创新教育能使学生学会学习、开发智力、提高素质，增强适应社会发展的能力。我们在物理实验教学中，要时刻注意体现学生的主体地位，处理好掌握知识和发展能力的关系，紧扣教材，做好实验，同时尽可能地为学生提供创新机会，使之成为具有创造性的现代化建设所需的人才。

参考文献：
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［2］娄进.开发巧妙的物理实验资源.北京师范大学出版社，2005.
［3］余文森.新课程物理教与学.福建教育出版社，2005.
［4］杨再石.中学物理课本中的科学家.中国青年出版社，1984. 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jiaoyulunwen/zdjy/61629.html