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1、改进实验教学，培养创新能力 科学发展观强调“要树立全民族的创新意识”，“创新是一个民族的灵魂”。求木之长，必固其根；欲流之远，必浚其源。知识经济社会中人的素质中最重要的素质是创新精神和创新能力，它是人各项素质的核心。培养学生的创新精神和创新能力己成为我国推行素质教育的重点。如何深入地研究培养学生的创新精神和创新能力的途径，这是2l世纪带给我们的挑战和机遇。本文谈谈在高中物理实验教学中改进教学方法，注重实验的创新和探索性，培养学生的创新精神和创新能力的认识和实践。创新能力是可以通过训练和培养加以塑造的心智模型。如果个体能够理解创新过程，他们就能学会使用这种理解来提高自己的创新能力。为了培养学生的
2、创新精神和创新能力，我们改进实验教学方法，注重实验的创新与探索性，增加演示实验和学生实验的数量，增加创新教学的空间和时间，改演示实验为学生实验，改验证性实验为探索性实验，获得创新教学的机会和有效途径。增设设计性实验，使每个学生真正在创新能力的获得中得到实践。充分发挥物理实验在培养学生创新精神、探索能力、创新能力的特殊功效。 一、增加演示实验，为培养创新能力增设空间大部分物理概念、物理现象都应创造性地把它演示出来。这些补充的实验，主要靠教育者自己创造性地设计，自己动手操作。这样做，一方面为学生起一个表率作用，另一方面能提高学生的学习兴趣，加深对知识的理解。例如：动量和动量定理是高中物理力学部分的
3、重要概念和规律之一，为了加深对概念和规律的理解，并能用它解释一些现象，在课堂教学中当推导出了动量定理的内容和数学表达式F.t=P后，对上式进行讨论，当讨论到F一定，P与t的关系时推出了演示实验： 器材：一只钢笔套（随身带），一张活页芯备课纸(随身带)。实验过程：把活页芯备课纸放在讲台桌的边上让一半搁在讲台桌外面，纸上竖直放上钢笔套。用不很大的速度抽出纸，发现钢笔套倒下。用力打纸(即快速抽纸头)，发现纸头被抽出而钢笔套仍然竖直在讲台桌面上。这两种情况钢笔套与纸之间的滑动摩擦力和最大静摩擦力都是一样大的，而用不很大的速度抽纸时作用时间较长，根据动量定理钢笔套的动量的增量就大，故钢笔就会倒下，而当快
4、速抽纸时，作用时间就短，钢笔套的动量增加就少，故钢笔套就容易倒，否则就不容易倒。这个演示实验给学生启发很大，不但加深了学生对动量定理的理解，而且激发了学生学习的兴趣，增强了学习物理的积极性，纷纷表示下课后每人都要试一试，回家后都要做一做，使个演示实验扩大成学生实验。为培养学生的创新能力提供了足够的空间。象上面这样的增加演示的例子，在教学过程中可以增加很多。如内力做功演示、电路短接演示研究、泊松亮斑演示、动量定理应用演示演示、自感现象演示、生熟鸡蛋演示惯性实验、在自由落体运动中测反应时间演示、研究合力与分力的关系的实验、单摆运动中的铁锤能打到鼻子吗的实验演示、各种电磁感应现象演示、光的折射现象的
5、研究实验、用气垫导轨验证动量守恒定律和牛顿第二定律等等。 增加演示实验的目的是多让学生亲睹物理现象发生的真实过程，让知识能真正地运用于学习和生活。因为知识只有在创造性应用中才能产生远大的力量，才能超过原有的价值，从而为培养学生的创新能力增设了广阔的空间。 二、增加学生实验，为培养创新能力创设时间 根据素质教育具有自主性、全体性、全面性、创造性和发展性等特征，要切实推行素质教育，就必须根据学科特点，找准素质教育要求与各学科个性的接榫点。物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验在培养学生能力，提高学生素质方面具有其它任何手段不可替代的作用。故提高高中学生的实验能力，是培养学生自己学习、自己思考、判
6、断，更好地解决问题的能力和素质的关键。因此，“加大物理实验的力度，尤其是增加学生实验的时间和次数，把学生实验作为创造物理情境，探索物理问题的主要手段”，是在高中物理教学中实施素质教育，培养创新能力的必由和科学之路。 在恒定电流一章中增加描绘小电珠的伏安特性曲线。通过这一实验可以使学生较全面的认识金属导体和导电特性，了解温度对导电阻率影响，能描绘电珠伏安特性曲线，并能分析曲线变化规律，是使学生创新能力得到培养和锻炼的一次好机会。 该章再增加研究闭合电路欧姆定律、把电流计改装成电压表。 在电场一章里可增加用描迹法画电场中平面上的等势线。这一实验巧妙地利用等效代替的思想。用恒定电流场模拟静电场描绘出
7、恒定电流场的等势线。由此认识到两种场实质区别。恒定电流场是要消耗其它形式的能。该实验在操作上较为简单，却是培养学生创新能力的一个有效实验。 在交流电一章中增加练习使用示波器。在分子物理中增加用油膜法测分子的大小实验等。 三、改演示实验为学生实验，为培养创新能力创造机会 课堂演示实验一般都是以教师为主体，学生仅是观察者，没有直接参与，不利于学生创新能力的培养。将演示实验改为学生实验，是要让学生充分地动脑、动手、动口，发挥学生的学习主体作用，从而有利于学生创造性思维的激发，对学生创新能力的培养将起到潜移默化的作用。 在用米尺测量学生的反应时间的演示实验中，如果教师要求学生每2人一组进行一次实验，测
8、出全班每个同学的反应时间，可能各不相同，这时学生将会颇有兴趣地去测，并把结果上报给教师，这样把一个演示实验变成了一个学生实验，为培养学生创新能力创造了机会。 在探索椤次定律的教学中，一般老师都是通过演示实验来探索感生电流的方向，从而引出椤次定律的。如果能改为学生实验，由学生来探研感生电流的方向的规律，从而推出椤次定律，教学效果将大大增加，学生的学习兴趣、科学思维的方法，创新能力将会人人提高。象上面这样的例子是举不胜举的。每一个演示实验都会给学生创新能力的培养创造机会。 四、改验证性实验为探索性实验，为培养创新能力提供途径。 以往的学生实验，主要是验证性实验和知识的应用性实验，验证性实验是指在学
9、过相应的知识之后通过实验进行验证所学知识的正确性，例如“验证机械能守恒定律”等，而知识的应用性实验则是把学到的知识应用到实际中去。例如“测定电源的电动势和内电阻”等。这两类实验都是在学生已经掌握所涉及的知识后进行，进行这些实验，有利于学生理解所学的物理原理和规律，巩固和发展实验技能，了解科学实验的主要过程和方法，因此这些实验是不可少的，但这些实验不是探索新的知识，它对于培养学生获取新知识的能力，激发他们的创新精神，起不到应有的作用。 探索性实验实质上是指学生通过自主研究活动，带有培养创新意识和实践能力性质的实验模式。探索性实验的特点是只给出课题研究的要求，可在教师指导下，由学生自己研究实验原理
10、，选择实验器材，制订实验方案，实施实验方案，探求实验结论，这类实验未必有一定的正确研究结论，其目的重在培养学生的科学精神、科学态度和科学方法，培养学生的严谨作风和合作精神。对于课题本身则是“轻结论，重过程”，使学生在研究过程中获得个人的能力、人格、品质、意志、科学修养方面的提高。如果把原验证性实验改为探索性实验，会更方便，成功率会更高，将取得较理想的效果，是一条培养创新能力的有效途径。 如在研究光的折射规律，推导光的折射定律时，改验证性实验为探索性实验。我们知道，测定玻璃的折射率是几何光学的基本实验之一，课本中按排意图是在学习折射定律之后作为学生验证性实验。由于高中学生在初中定性地研究过光的折
11、射规律，初步具备了折射规律的有关知识，将这个实验改为探索性动手实验，不仅是可行的，而且体现了一种以探索规律为出发点，以实验活动为中心，以培养创新能力为目的的教学方法和教学行为。(教学过程设计略)从而为培养创新能力提供途径。 五、增设自己设计实验，创设培养创新能力的实践。 大家知道，物理学的发展模式是：在科学实验和生产、生活实践中，遇到了当时的物理理论不能彻底解释的现象，科学家们根据自己掌握的知识与经验，提出解释这些现象的“假说”，紧接着就是设计实验来验证这些“假说”，显然，设计实验是物理学发展的需要，设计实验的能力是科学研究人员必备的基本技能之一。我们在平时教学中很重视设计型实验的教学，让学生自己动手，设计实验，培养创新能力。如学过闭合电路欧姆定律后，要求学生设计出5种测电源电动势和内电阻的不同方法，要求设计出实验原理，画出原理图、实验方法与步骤，及电动势和内电阻的结果表达式。在学习串、并联电池组后，我布置了这样一个实验题要求学生设计：手头有若干节相同的干电池，每节电池的电动势为1.5V，允许通过的额定电流为1A，现在要给一个电压为6V，额定功率为12W的用电器供电，干电池怎么连接，整个电路怎么连接，还需哪些器材，请画出电路图并给予设计说明（解略）。又如在力学教学中，我提出下面二道设计型实验交给学生去讨论、研究、设计（题略），为培养学生创新能力提供实践的机会。
