浅谈怎样通过物理实验的改革来培养学生的创新能力

摘要：随着国家新课程标准的全面实施，尤其是随着普通高中物理课程标准实验教材的实施，高中物理教学无论是在理念层面还是在操作层面，都将面临许多新的挑战。因此，高中物理教学如何才能适应新课程改革所提出的各项要求，就成了人们关注的焦点。笔者认为，新课程背景下的高中物理教学，主要应在以下几个方面寻求新的突破：

关键词：浅谈 物理 实验 创新 培养 能力

物理是一门以实验为基础的学科，实验教学不仅能帮助学生形成概念，获得知识和技能，而且能培养学生的观察能力、思维能力和探索精神，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。因此，加强实验教学是提高物理教学质量的重要一环。组织和指导学生开展物理实验探究，对于提高学生学习物理的兴趣、开阔知识视野、培养创新能力及发挥他们的聪明才智等都是很有益的。那么在新课程标准下，我们应怎样通过物理实验的改革来培养学生的创新能力呢？

一、开展探究性实验教学，培养学生的创新意识

在做实验之前，教师要研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、理解困难，并结合教学实际，研究解决的方法，努力开发一些直观的演示来展现给学生，这就是演示实验。演示实验能使学生获得感性认识，也能培养学生的观察能力和思维能力，引起学生的兴趣，对培养学生的实验操作能力起到一定的示范作用。但它是以教师为主体，学生也仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。教师要尽可能的将演示实验转变为探究性实验，学生可以在自己探索物理规律的实验过程中把动手与动脑结合起来，锻炼并培养自己的创新意识。这就需要教师对实验进行创新设计，包括教具的改进，实验过程的安排，问题的设置及解决的办法等。这种创新设计对学生将是一种很好的示范，对学生创新能力的培养将起到潜移默化的作用。

二、强化实验创新设计，培养学生创造性思维

高中物理教材上的实验有些地方可能比较抽象或者与现实有偏差，加之大部分学生过分依赖教材中说明的材料用具、方法步骤等原因，在一定程度上影响了学生创造性思维的发挥。因此在教学过程中要注意实验的创新设计，鼓励他们善于发现问题，并敢于提出问题，对现有实验进行大胆创新。我们可在原有实验的基础上，适当改变实验方法、实验装置，优化原有的实验，进行新的实验。

例如在高一物理教材“探究加速度与力、质量的关系”这一节的实验教学中，课本上参考案例所给出的前提条件是水平板必须光滑，但是在实际的实验操作过程中，摩擦力是不能忽略的。在这种情况下，学生通过实验，结果用拉力来表示小车受到的合力，实验不能验证这三个物理量的关系，学生由此提出疑问，在有摩擦力的情况下，又如何用拉力来表示小车受到的合力呢？提出解决的办法，再次实验。

三、利用设计性实验，培养学生的创新能力

常规的教学实验，主要是理解实验原理、进行实验操作、得出正确实验结果的一种实验形式，基本上属于继承和接受前人的知识、技能。审视传统的物理教学，我们的观念总是强调确定性，排斥可能性，在这种教育的熏陶下，培养的学生往往长于求同，而弱于求异，其结果往往是墨守成规，缺少创新。要真正塑造创造型的人才，教师在教学中要鼓励学生勤于观察、敢于质疑、勇于发问，即便对那些已成定论的东西也不妨去重新审视或争论一番，使之不成为僵死的教条。诚如笛卡尔所说：“科学产生于怀疑”。充分利用设计性实验，是培养学生创新能力的有效途径。以测量性实验为例，由于每一种测量仪器都有其基本的固定的作用，如用刻度尺测长度、用天平测质量等，但如果要求突破测量仪器固有的功能（局限性）去测量一些看似没有因果联系的物理量，这对培养学生的求异思维品质无疑是一条“绿色通道”。 例如，试用一根卷尺估测一堆砂粒间的动摩擦因数。

初看本题，可能无从下手，因为卷尺测得的长度与砂粒间的动摩擦因数似乎是风马牛不相及的两码事。但是，我们可以这样来思考，要测定砂粒间的动摩擦因数，必须让砂粒间发生相对运动；再联想到力学中一个常见的斜面模型，逐渐增大斜面倾角θ使木块在斜面上将要发生相对滑动。受这一模型的启发，我们可将题给的一堆砂从高处慢慢漏下，在地面上形成一个圆锥体，并不断增高以至高得不能再高，即表面砂粒将要开始滑动。此时的砂堆不就构成一个“蠢蠢欲动”的斜面了吗？隔离出其表面的任一颗砂粒，不就相当于斜面上的一木块了吗？ 这样一来，通过θ这个中间变量即可把动摩擦因数μ的测量转化为可用卷尺测量的长度（圆锥的高h和周长l ）。在物理实验中，将不易直接测量的物理量转化为另一种易观测的物理量进行测量的方法，称为转换法。本题运用的正是这种转换法。

四、开放实验室，提高学生的实践创新能力

具体办法可以采取自愿参加、定时开放的形式，或根据兴趣爱好组织专题研究和探讨，学生也可以根据自己的情况和需要，复习已经学过的实验的操作，自主选择实验方法或自主选择身边的材料去做各种实验，完成自己设计的小实验等。无论采取哪种形式和基于何种目的，这些实验都将极大地激发学生的学习兴趣，增强学生的动手能力。开放实验室是以学生为教学活动的主体，但是不能忽视教师的主导作用。教师仍然是整个活动过程的设计者和组织者，主导着教学活动的全过程。在开放实验室的过程中，教师要检查、修改学生的实验方案，指导学生的实验操作，解决学生实验过程中的问题，提出更高目标和要求。

五、在教学设计的立意上要有新的突破

众所周知，在应试教育下，教师在进行课堂教学设计时，通常都是从知识的理解记忆、技能的规范操作和解题的强化训练来立意的，课堂教学的目的几乎被唯一地定位在向学生传授应试教育所必备的基础知识和基本技能上。因此，“传道、授业、解惑”就被片面地当作传递知识、教授技能和帮助学生解决在掌握知识与技能中存在的问题。这样一来，灌输也就必然成了主要的课堂教学模式。 在新课程改革中，依据现代教育理念所提出的教学根本目的是促进学生的全面发展，新课程标准又把它具体化为“知识与技能、过程与方法以及情感态度与价值观”这三个维度的课程目标。由于课堂教学是课程实施的重要渠道，因此为了使课堂教学能够真正成为充分体现新课程理念的实践场所和实现新课程目标的重要保障，教师在进行教学设计时就必须突破单纯以双基来立意的宗旨，本着教学要为学生的终身发展奠定基础这样的高度责任感，从三个维度来全面构思教学内容、精心安排教学活动。

总之，物理实验教学在物理教学中，占有重要的地位，它不仅为学生学习物理提供符合认识规律的环境，也培养了学生学习物理的兴趣，激发了学生的求知欲望，还有利于培养学生良好的道德素养和科学作风，更重要的是它培养了学生的创新能力。所以在新课改下，作为物理教师应不断更新观念，创新实践，努力培养出更多的能够适应社会的创新型人才。