張勇明

摘 要： 實驗教學是物理教學實施創(chuàng)新教育的重要基礎和手段，實驗不僅對激發(fā)學生學習興趣、提高實踐能力具有不可替代的作用，而且是為學生營造創(chuàng)新的氛圍，培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力，提高科學素質(zhì)的有效途徑。

關鍵詞： 伏安法 研究性實驗設計 創(chuàng)新能力 主體作用

在實驗教學中普遍存在只重視簡單的操作練習忽略對學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。教材中的演示實驗和學生實驗，從器材、方法到表格設計都是按照規(guī)定好的步驟和方法進行實驗，教師很少引導學生思考和探索，有些學生在實驗中只是依葫蘆畫瓢，根本不能領會實驗的原理和思想。因此，我們應努力開拓實驗教學的新構想，探索實驗教學的新路子。

在教學工作中，我嘗試把一些傳統(tǒng)的實驗教學方式改為設計性實驗教學，取得很好的效果。設計性實驗教學就是教師給出研究課題，學生運用學過的物理知識和技能，針對研究課題獨立設計實驗方案，提出分析、解決問題的設想，然后在老師的指導下獨立地解決，最后完成實驗報告的一種教學模式。設計性實驗要求學生：（1）查閱資料，設計實驗原理和實驗方法；（2）根據(jù)實驗要求，正確選擇實驗儀器；（3）設計獨特的實驗構思；（4）獨立進行實驗操作。因此，利用設計性實驗能有效地培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)新能力。筆者以“測電阻”這一學生分組實驗為例探討設計性實驗教學。

一、以伏安法測電阻實驗為基礎進行研究性實驗設計

1.發(fā)現(xiàn)問題，提出猜想。

給學生提供如下實驗器材：電源、電壓表、電流表、已知阻值為10Ω的定值電阻R0、滑動變阻器、未知電阻、開關一個、導線若干，提出研究課題：請同學們從中選擇合適的實驗儀器，想辦法測出實驗臺上未知電阻的阻值?？茨膫€小組想得快、想得好。

2.設計方案，尋求規(guī)律，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

學生明確了研究方向，帶著問題，進行實驗研究，設計實驗原理圖，很快便找到解決問題的方案，但幾乎所有學生設計的都是用伏安法測電阻。教師應找小組代表敘述試驗方案，并進行總結。

實驗原理：R=U/I。

實驗電路圖如圖所示（略）。

實驗步驟：（1）學生分組實驗：各組學生按照自己設計的電路圖獨立連接電路，檢查無誤后閉合開關，移動滑動變阻器，改變電壓表、電流表示數(shù)，并做記錄；（2）結論：R=（R■+R■+R■）/3；（3）實驗分析：抽樣用多媒體展示記錄結果，引導分析：這種測量電阻的方法叫伏安法，伏安法是最常用的測電阻的方法。并啟發(fā)學生知道電路中串聯(lián)滑動變阻器的作用，總結減小測量誤差的方法，多測幾次求平均值，所以被測電阻R=（R■+R■+R■）/3。

3.升華實驗，進一步訓練學生動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

利用多媒體再次提出研究課題：要測出一個未知電阻R■的阻值（各組R■的阻值不同），現(xiàn)有電源、量程適當?shù)碾妷罕砗碗娏鞅砀饕粋€，已知阻值為10Ω的定值電阻R■一只、開關和導線若干，根據(jù)以下要求設計三種測量阻值的方法（要求：電壓表、電流表、定值電阻R■三個器材中每次只能選其中的二個；同一種方法中，不能中途改變電路連接；每種方法只需進行一次測量），請學生按實驗研究要求設計實驗完成未知電阻R■阻值的測量：（1）畫出電路圖；（2）寫出主要實驗步驟；（3）計算出R■的阻值。老師先讓學生圍繞此問題展開積極討論，此時學生情緒振奮、思路活躍，老師深入學生中，有意識地啟發(fā)、引導學生的思維走向正確，然后全班討論，得出較典型的實驗方案。

二、教學總結

1.精心設計研究課題。

設計好研究課題是上好設計性實驗的基礎。研究課題可以根據(jù)實驗原理、實驗裝置、實驗過程、數(shù)據(jù)處理的改變和改進、實驗方法的推廣和運用等進行設計；選題的原則是不要求突出實驗內(nèi)容的復雜性，題目只給出實驗目的和要求，由學生根據(jù)目的要求獨立查閱資料，獨立制訂實驗方案，在自己認真思考的基礎上，提出自己分析、解決問題的設想，然后在教師的指導下獨立地解決，最后寫出實驗報告；研究課題涉及的物理知識應當是學生熟悉的，物理方法應當是學生常用的，要具有一定的思維深度和廣度，使學生在思維上能“跳一跳，摘得到”，體現(xiàn)一定的實踐性和可操作性，使學生在動手中不斷地發(fā)現(xiàn)“新”知識和“新”規(guī)律。

2.注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

本課的研究課題——“測導體的電阻”，要求學生根據(jù)課題要求，設計出多種測量方法，學生在實驗中自己摸索方法、獨立進行操作，變“被動接受知識”為“主動獲取知識”，從而培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力，并且對于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和收斂思維有獨到之處，更可激發(fā)學生的創(chuàng)造能力。我們在實驗中要盡可能地讓學生多觀察，多動腦，老師要多點撥，多激勵，不斷地尋找學生思維和操作上的閃光點，及時總結和推廣。

3.突出教師的主導作用、學生的主體作用。

設計性實驗課的教學功能是培養(yǎng)學生的主體意識，激發(fā)學生的探索精神。在整個教學過程中，始終是學生自己動腦、動手、動筆、動口，體現(xiàn)以學生為主體，以實驗為基礎的教學觀點。我在施教過程中層層啟發(fā)，適時點撥，真正做到從“演員”轉化為“導演”，并通過不斷設疑、釋疑，使學生很快進入“角色”，積極、主動地參與學習的全過程。另外，我們要善于從學生的操作過程中分析學生的思維痕跡，從而引導學生找到探索的途徑。

參考文獻：

[1]王澤農(nóng)，主編.初中物理新課程教學法[M].東北師范大學出版社.