蘇永春

（長(zhǎng)春市第二中學(xué)，吉林長(zhǎng)春130061）

重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

蘇永春

（長(zhǎng)春市第二中學(xué)，吉林長(zhǎng)春130061）

創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的教育，它是建立在對(duì)原有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的超越，是能產(chǎn)生新成果的能力。它對(duì)其他能力的形成與發(fā)展具有決定性作用，所以是實(shí)施素質(zhì)教育的核心。物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的縮影，其中既有科學(xué)理論、科學(xué)思想，又有實(shí)驗(yàn)儀器、探究?jī)?nèi)容，還有科學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)技能，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，提供了十分廣泛的途徑。因此，要培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，必須重視中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、介紹科學(xué)家的典型事跡，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

創(chuàng)新精神就是人們?cè)趧?chuàng)造過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的心理、情感、意志等精神風(fēng)貌。創(chuàng)新需要無(wú)私無(wú)畏的獻(xiàn)身者，他們的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)不是為了一己私利，而是為了造福于社會(huì)。他們勇于提出新觀念和新理論，探索他人未曾解決的新問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不怕困難，堅(jiān)持真理，一往直前。這是完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)必不可少的主觀條件，對(duì)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新目標(biāo)具有重要作用。例如，偉大的科學(xué)家法拉第，把一生都獻(xiàn)給了電學(xué)實(shí)驗(yàn)，使我們進(jìn)入到電氣化時(shí)代。法拉第對(duì)“磁生電”可謂魂?duì)繅?mèng)繞、不懈探索，他于1822年、1825年、1828年做過(guò)三次集中的實(shí)驗(yàn)研究，均以失敗告終。在他當(dāng)年的日記中，“未顯示作用”、“毫無(wú)反應(yīng)”、“不行”等詞語(yǔ)，記錄著艱苦的探索歷程。在他尋找了10年之后，終于在1831年8月29日，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，為我們打開(kāi)了電氣化的大門(mén)。他不為名不為利，謝絕了皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，皇家研究院院長(zhǎng)，倫敦大學(xué)教授等職位和頭銜，也不肯接受貴族爵位，最終在書(shū)房中平靜地離開(kāi)人世。居里夫人1911年因鐳和釙的發(fā)現(xiàn)成為兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家，但這一切都是建立在勇于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和艱苦繁重的工作之上。居里夫人經(jīng)過(guò)3年時(shí)間，幾萬(wàn)次的提煉實(shí)驗(yàn)之后，終于在1902年從8噸瀝青鈾礦渣中提煉出0.12克純凈的氧化鐳，向世人證實(shí)鐳元素的存在。在發(fā)現(xiàn)鐳射線的治癌功能后，她把這濟(jì)世救人的寶物奉獻(xiàn)給全世界人民，自己卻甘愿過(guò)著清貧的生活。因長(zhǎng)時(shí)間受到射線的照射，居里夫人不幸死于白血病……這些實(shí)驗(yàn)史的介紹，不僅向?qū)W生展示了科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明的過(guò)程，而且展示了科學(xué)家崇高的科學(xué)情感和價(jià)值觀，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的品格修養(yǎng)，追求科學(xué)的頑強(qiáng)毅力和奉獻(xiàn)精神，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格的目的。

二、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法的多樣化，豐富學(xué)生的創(chuàng)新思維

教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，普遍存在重視儀器操作練習(xí)、數(shù)據(jù)的記錄，而不注重實(shí)驗(yàn)原理和思考方法的問(wèn)題，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。教師在實(shí)際教學(xué)中，可以將具有相似刺激的教學(xué)內(nèi)容做一個(gè)教學(xué)專(zhuān)題，每個(gè)專(zhuān)題確定一個(gè)主題，用不同的實(shí)驗(yàn)方法完成同一實(shí)驗(yàn)。

如測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)?？刹扇〔煌膶?shí)驗(yàn)原理和不同實(shí)驗(yàn)器材，完成同一實(shí)驗(yàn)。

1.滴水法：先測(cè)出N滴水擊盤(pán)聲的總時(shí)間t，求出一滴水下落的時(shí)間T=t/N，然后測(cè)出水龍頭到盤(pán)子的高度H，利用自由落體位移公式H=1/2gt2，求出g的大小。

2.豎直上拋法：測(cè)出小球從M點(diǎn)開(kāi)始拋出到落回M點(diǎn)的時(shí)間t2，小球從M點(diǎn)上方N點(diǎn)開(kāi)始到回到N點(diǎn)的時(shí)間t1，再測(cè)出M、N兩點(diǎn)的高度H，利用上拋公式vM=gt2/2，vN=gt1/2，v2M－VN2=2gh，求得g=8h/（t22－t21）。

3.光滑斜面下滑法：測(cè)出斜面的長(zhǎng)度L，斜面的高度H，物體沿斜面下滑的時(shí)間t，利用公式L=1/2gsinθt2，求出g=2（H2＋L2）/H t2。

4.機(jī)械能守恒法：用打點(diǎn)記時(shí)器測(cè)出重錘自由下落的速度v，用米尺測(cè)出下落的高度H，利用機(jī)械能守恒定律mgH=1/2m v2求出重力加速度g。

5.平拋法：測(cè)出豎直位移y，利用公式△y=gT2求出g。

6.單擺振動(dòng)法：測(cè)出單擺擺長(zhǎng)L和擺動(dòng)的周期T，利用周期公式求得g值。

如測(cè)定干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)。對(duì)應(yīng)同一實(shí)驗(yàn)原理，但可根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)用不同的實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)方法，完成同一實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

1.可以利用兩個(gè)定值電阻、一塊電流表、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，測(cè)得R1和I1、R2和I2；代入閉合電路的歐姆定律E=IR+Ir，聯(lián)立解方程組，求得E和r。

2.可以利用一個(gè)電阻箱、一塊電壓表、一個(gè)單刀開(kāi)關(guān)，測(cè)得R1和U1、R2和U2；代入閉合電路的歐姆定律E=U+（U/R）r，聯(lián)立解方程組，求得E和r。

3.可以利用一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一塊電流表、一塊電壓表、一個(gè)開(kāi)關(guān)，測(cè)得多組U和I，然后做電源的U—I圖象，測(cè)得E和r。

4.可以利用一個(gè)電阻箱、一塊電流表、一個(gè)開(kāi)關(guān)，測(cè)得多組R和I，然后做R—1/I圖象，測(cè)得E和r。

這樣學(xué)生在進(jìn)行專(zhuān)題訓(xùn)練時(shí)很容易做到由此及彼，融會(huì)貫通，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力間的相互遷移。讓學(xué)生盡可能多地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，使物理實(shí)驗(yàn)具有更廣闊的活動(dòng)空間和思維空間，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

三、注重設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生利用掌握的實(shí)驗(yàn)原理、方法和儀器解決新的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。其具有綜合性強(qiáng)、靈活性大的特點(diǎn)，有助于加深學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的理解，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力。例如，電阻的測(cè)定，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)儀器，可以選擇不同的實(shí)驗(yàn)方案。

1.創(chuàng)新設(shè)計(jì)、大膽設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路?！半娏鞅怼㈦妷罕砀饕粔K，測(cè)量電壓表的內(nèi)阻。”一般情況下，電壓表必須并聯(lián)在電路中，而本實(shí)驗(yàn)只要兩表的額定電流接近，就可以將二者串聯(lián)，測(cè)出電流I和電壓U，即可求得電壓表的內(nèi)阻r=U/I。

2.創(chuàng)新探究、靈活使用實(shí)驗(yàn)儀器?！皟蓧K電流表，若知道其中一塊的內(nèi)阻，測(cè)量另一塊的內(nèi)阻?！彪娏鞅頊y(cè)電流，電壓表測(cè)電壓，這是大家都知道的常識(shí)，但若將兩者的功能置換，肯定有人想不通，但要完成本實(shí)驗(yàn)，便要將電流表“反串”當(dāng)作電壓表使用。只要二者的額定電壓接近，便可將兩塊表并聯(lián)，用已知內(nèi)阻的電流表測(cè)出電壓U=I1r1，同時(shí)測(cè)出未知內(nèi)阻的電流表電流I2，即可求得電流表的內(nèi)阻r2=I1r1/I2。

3.創(chuàng)新思維、巧妙創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)儀器?！皟蓧K同種表，內(nèi)阻都不知道，要測(cè)量電表的內(nèi)阻?！睘榱送瓿蓪?shí)驗(yàn)如圖所示，可將電阻箱并聯(lián)在電路中，制造一塊電壓表，測(cè)出電流表A1的電壓，而測(cè)出A1的內(nèi)阻。也可以將電阻箱串聯(lián)在電路中，制造一塊電流表測(cè)出電流表V1的電流，而測(cè)出V1的內(nèi)阻。

4.創(chuàng)新實(shí)踐、靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法。電阻的測(cè)量不僅有伏安法、還有替代法、半偏法、電位差計(jì)法、惠斯登電橋法等。這樣學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中，可以根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)器材，不同的實(shí)驗(yàn)要求，選取不同的實(shí)驗(yàn)方法。這不僅能發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能，促使學(xué)生掌握有關(guān)學(xué)科知識(shí)，而且能對(duì)學(xué)生進(jìn)行潛移默化的熏陶和感染，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

總之，注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力的物理實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，勇于探究，樂(lè)于合作，增加鍛煉機(jī)會(huì)，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力，將來(lái)成為現(xiàn)代化發(fā)展需要的創(chuàng)新人才。

[責(zé)任編輯：賀春健]