馬 亮

物理學(xué)科是一門以“觀察和實驗”為基礎(chǔ)的實踐性學(xué)科，又是一門具有高度的抽象性，嚴(yán)密的邏輯性等特點的理論性和應(yīng)用性學(xué)科。實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通過實驗教學(xué)，一方面可以培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能，使他們能夠從具體的實驗現(xiàn)象中形成正確的物理概念，掌握物理規(guī)律；另一方面，能培養(yǎng)學(xué)生觀察，分析綜合思維能力，初步掌握科學(xué)的物理實驗的方法。培養(yǎng)學(xué)生堅韌不拔的探索精神和創(chuàng)造力。實施創(chuàng)新教育，是時代發(fā)展的需要，十年的教學(xué)實踐深深地讓我意識到物理實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的重要性。

一、實驗是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑

1實驗?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識

實驗具有真實形象生動的特點，極易喚起學(xué)生的直接興趣。興趣是推動人們求知探索創(chuàng)造的一種內(nèi)在力量，興趣必然引起追求，而追求研究就會導(dǎo)致對事物的深刻認(rèn)識和理解。鼓勵學(xué)生大膽提出問題積極猜想，從而也激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識是創(chuàng)造的前提和關(guān)鍵。有了創(chuàng)新的超前意識，才能抓住機會，產(chǎn)生創(chuàng)新方法，啟動創(chuàng)造性思維，去獲得創(chuàng)造能力。

2實驗有利于樹立學(xué)生的創(chuàng)造精神

實驗是一種科學(xué)方法，它是理論密切聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)過程，其中藏有極其活躍的因素，能活化學(xué)生學(xué)到的物理知識。實驗又是一個嚴(yán)格的物理過程，要想獲得成功，來不得半點虛假，很多實驗實際上就是在科學(xué)發(fā)展史上具有重大意義的經(jīng)典實驗的簡化或模擬，其中凝聚著老一輩科學(xué)家追求真理實事求是的科學(xué)精神，蘊含科技先驅(qū)富于創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)性的偉大思想和一絲不茍，不怕挫折的科學(xué)態(tài)度，更有為證實預(yù)想進行的絕妙的實驗構(gòu)思和精巧儀器設(shè)計，這些都將給學(xué)生以警醒和啟迪，并成為他們的楷模。實驗對樹立他們的遠(yuǎn)大理想和艱苦踏實，勇于探索的創(chuàng)新精神起著重大的作用。

3實驗鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)造性思維

實驗是物理直觀的最重要形式。著名科學(xué)家錢學(xué)森認(rèn)為：直觀不僅是一種很重要的教學(xué)手段，更是產(chǎn)生形象思維的源泉。事實上，形象和直覺思維中的想象類比和大膽假設(shè)對物理學(xué)的發(fā)展、創(chuàng)造發(fā)明起著至關(guān)重要的作用。通過實驗，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，創(chuàng)造性思維是多種思維形式交融的結(jié)晶，是創(chuàng)新能力的核心，前進的動力。

可見，實驗具有實踐性、真實性、探究性和創(chuàng)造性，它能夠促進學(xué)生左、右腦的協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于發(fā)揮雙腦優(yōu)勢，挖掘創(chuàng)新潛能，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。新課程的理念是先進的、好的。但在具體的教學(xué)實踐中，尤其是在大班教學(xué)背景下，似乎新課程的理念難以落實。如：如何在大班額的背景下，照顧到所有的學(xué)生?如何既面向全體，又照顧學(xué)生的個體差異，尤其是如何照顧學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生?在大班額的情況下，如何進行探究性學(xué)習(xí)?如何進行小組合作學(xué)習(xí)等等。

二、在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法和手段

1改革教學(xué)模式、立足實踐，讓每個學(xué)生都參與到教學(xué)活動中來。

通常演示實驗是由教師在講臺上做，學(xué)生在下邊看：有限的幾個學(xué)生分組實驗也是一窩蜂進去又出來(實驗室)，草草了事，由此導(dǎo)致學(xué)生動手機會明顯偏小，很難使每個學(xué)生都參與到教學(xué)活動中來。破除教師一人獨占課堂教學(xué)四十五分鐘的情況，使學(xué)生在課堂上也如教師一樣擁有自主活動的時間；擺脫有學(xué)生被排除在教學(xué)之外的情況，使每一個學(xué)生都能夠參與教學(xué)活動；照顧學(xué)生的個體差異，實現(xiàn)有效教學(xué)。因而我們有必要將演示實驗的空間由通常的講臺轉(zhuǎn)向?qū)W生座位，乃至向更大的范圍擴展，將實驗時間由通常課內(nèi)向課外延伸。具體地說①可將一些演示實驗改進為師生合作實驗或共同實驗如：“單擺演示”、“電流的磁效應(yīng)”等。②創(chuàng)造條件將一些演示實驗改為學(xué)生分組實驗或邊學(xué)邊實驗。③將一些演示實驗改造為課外實驗或家庭實驗。④組織課外興趣小組活動。⑤開放實驗室，在規(guī)定的時間內(nèi)將有關(guān)實驗器材擺入實驗室，供學(xué)生自主地有選擇地進行操作研究。開放實驗室要讓不同層次，不同需要的學(xué)生各得其所，便于學(xué)生在寬松的氛圍中積極自主地動手、動腦。⑥拓展實驗方式。實驗教學(xué)還應(yīng)因陋就簡，就地取材，修舊利廢，大力發(fā)展簡單易行的各種替代性實驗。同時，也需注意發(fā)揮一些微型化實驗。簡約化實驗以及現(xiàn)代化教學(xué)手段在培養(yǎng)學(xué)生動手能力方面的重要作用。

2精于思考，勇于探索的探究實驗

物理學(xué)科是以實驗作為載體的。許多的現(xiàn)象可以說明所要講述的物理知識。在教學(xué)中我通過探究實驗的設(shè)計，讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，思索問題，尋找知識。探究實驗的教學(xué)首先要提出所要探究的問題，要注意問題的提出要新，要有一定的趣味性，能充分調(diào)動學(xué)生的積極性。如學(xué)習(xí)《熱現(xiàn)象》時提出在我們生活中熱水瓶是常見的生活用品，你知道熱水瓶的保溫與什么因素有關(guān)嗎?今天我們就來“探究熱水瓶里開水的多少與保溫性能的關(guān)系”；在《摩擦力》時提出我們都會走路，走路靠得是摩擦力，平時我們都走得很穩(wěn)，可是下雨天時走路就容易摔跤。想知道是什么原因嗎?那我們就一起來“探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”。

其次要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)過的物理知識和生活經(jīng)驗，對問題進行科學(xué)猜想，鼓勵大膽提出假設(shè)，開展討論，分組設(shè)計，檢驗猜想的實驗方案，包括選用哪些實驗器材。先后測量哪些物理量，具體如何操作等。例如在《重力》一節(jié)的教學(xué)中，“探究重力的大小與哪些因素有關(guān)”，要引導(dǎo)學(xué)生猜測重力的大小可能與形狀，體積，質(zhì)量等因素是否有關(guān)，并設(shè)計選用相關(guān)材料進行探究；在《摩擦力》教學(xué)的，“探究影響摩擦力大小因素”的實驗中，讓學(xué)生以實驗組為單位，結(jié)合猜測“可能與接觸面的大小。接觸面的粗糙程度，壓力的大小等因素有關(guān)”，并針對每一猜測設(shè)計合理實驗方案，針對每一猜想討論如何進行實驗，設(shè)計出進行實驗的步驟。

再次就是在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生進行分組實驗，取得合理實驗數(shù)據(jù)，通過實驗現(xiàn)象，數(shù)據(jù)的分析，綜合、判斷、推理等檢驗假設(shè)，最后得出結(jié)論獲得知識。這一過程是探究教學(xué)的關(guān)鍵，在學(xué)生自主探究實驗時教師要引導(dǎo)設(shè)計合理的實驗方案，強調(diào)實驗的要點，采用“控制變量”的實驗原理，自發(fā)的完成實驗。如在“探究熱水瓶里開水的多少與保溫性能的關(guān)系”時，以實驗組為單位。記錄測量熱水瓶里開水的體積，注意測量時間、測量溫度、環(huán)境溫度等，通過記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)后得出結(jié)論：熱水瓶中開水灌到離瓶塞2－3cm左右時性能最好。同時告訴學(xué)生熱水瓶的保溫性能還受其他因素影響，如瓶塞與瓶口是否密合，瓶塞的導(dǎo)熱性能如何等。在這一過程中教師要引導(dǎo)學(xué)生選擇實驗器材不要過于復(fù)雜，實驗過程中要觀察實驗現(xiàn)象，并及時將有關(guān)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)記錄下來，對于實驗操作難度大或誤差過大的實驗，也不宜學(xué)生自我實驗探究，因為學(xué)生很難處理好實驗操作與思考探究的關(guān)系，他們會在實驗過程中忙亂不堪，妨礙學(xué)生正常思維的發(fā)展，無法達到教學(xué)目標(biāo)。

最后對于學(xué)生積極主動參與探究活動學(xué)習(xí)要給予充分肯定，為學(xué)生今后解決類似或相似問題導(dǎo)向指路，

這是探究式課堂教學(xué)活動繼往開來的一步，其作用在于進一步讓學(xué)生牢記探究的方法，養(yǎng)成自主探究的習(xí)慣，把學(xué)習(xí)探究變成自己生活的第一樂趣，這一步激勵評價可由教師進行，也可以讓學(xué)生自評互評大家總結(jié)，教師補充。另外還可以把局限于課堂的時間與空間擴大到課堂之外，讓學(xué)生到社會生活中去探究，多給學(xué)生動腦動手、實踐、探究的機會。如在《聲音的特征》教學(xué)時，“比較幾種物質(zhì)的隔聲能力強弱”實驗，安排同桌的學(xué)生作為實驗組，利用周日進行實驗；在學(xué)習(xí)了《摩擦力》之后，“探究自行車結(jié)構(gòu)中哪些與摩擦力有關(guān)”的實驗。安排學(xué)生利用課余時間一同對自行車進行觀察，并實際的應(yīng)用一下，體驗?zāi)Σ亮υ谑褂弥械淖饔?，以加深對知識的理解。

總之，探究實驗是以充分調(diào)動學(xué)生的各種感觀動能為前提的一個綜合學(xué)習(xí)過程，探究實驗由幾個部分構(gòu)成：提出問題猜想與假設(shè)、制定計劃和設(shè)計實驗、實施實驗和收集證據(jù)、分析論證、評估、合作交流。在探究實驗過程要求學(xué)生通過獨立思考或與同學(xué)合作能夠弄清楚的問題。就留給學(xué)生小組去完成，以加強學(xué)生問的合作。既然是合作，每個人就必須有可以合作的基礎(chǔ)，即分工。有了分工，每個人就可能發(fā)揮自己的特長，經(jīng)由自己的獨立思考與獨立的活動結(jié)果和他人合作。這樣一來。就在客觀上使得每個學(xué)生必須進行獨立活動，并在獨立活動的基礎(chǔ)上與他人相互交流與合作。

這樣，學(xué)生就必須參與教學(xué)而不能游離于教學(xué)之外。應(yīng)強化實驗教學(xué)的啟發(fā)性和探索性，努力使實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象或?qū)嶒灲Y(jié)果能夠激勵學(xué)生進行深入的思索、探究?？朔坝惺譄o心”。及時設(shè)疑。疑是汲取知識的動力，有疑惑才有探求，才有積極主動的思維活動。敢于“嘗試錯誤”。為了強化實驗教學(xué)的探索性，還要鼓勵學(xué)生對實驗中可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果進行預(yù)測和猜想，即使當(dāng)學(xué)生通過實踐發(fā)現(xiàn)自己的預(yù)測和猜想是錯誤的。也就為其下一步成功創(chuàng)造了條件?！皣L試錯誤”做為一條重要的學(xué)習(xí)原則，在實驗教學(xué)中適當(dāng)?shù)丶右赃\用，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神有著積極的意義。

課堂上學(xué)生的探究，與科學(xué)家的探究不同，這里蘊含著幾層意思。其一，課堂上的探究是在教師引導(dǎo)和幫助下進行的；其二，學(xué)生探究的內(nèi)容，對學(xué)生而言是未知的，但對人類總體知識是已知的；其三，課堂上的探究為學(xué)生理解教學(xué)過程、形成科學(xué)的思維方法，積極的情感態(tài)度、價值觀服務(wù)，總之是為學(xué)生的全面發(fā)展服務(wù)的。

那么，在課堂教學(xué)中，到底應(yīng)怎樣進行有效探究呢?

首先，教師在教學(xué)設(shè)計中。要努力將原先用于講授的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成適于學(xué)生探究的——個個有探究價值的問題(有些完全不適于探究的內(nèi)容，另當(dāng)別論)。其次，要為學(xué)生獨立探究和相互合作提供思維操作的中介性工具。思維操作工具既包括有價值的問題，也包括教師的語言工具和學(xué)生可以動手操作的實體工具。在課堂教學(xué)的情況下，尤其是大班額的情況下，教師的語言要結(jié)構(gòu)化，實體的操作工具要精心設(shè)計。要給學(xué)生留有較充分的思維空間，培養(yǎng)學(xué)生善于獨立提出問題的能力，創(chuàng)設(shè)較為寬松的實驗教學(xué)環(huán)境。

實驗是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。在實驗教學(xué)中，要積極改革，打破傳統(tǒng)固定模式，創(chuàng)設(shè)逆向思維，立足實踐，改進教學(xué)方法，營造自主和諧的氛圍，要多渠道多層次地鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生精于思考、勇于探索、大膽創(chuàng)新。著名教育家陶行知說過：“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人”。只要我們加強學(xué)習(xí)，不斷提高自身素質(zhì)，把握好實驗教學(xué)各個環(huán)節(jié)，就一定能培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)今時代的具有創(chuàng)新能力的建設(shè)人才。