例談物理實驗教學中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
2010-04-06 11:37 4月5日今日文教 殷紹燕
例談物理實驗教學中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
江蘇省泰州中學 殷紹燕
一、 問題的提出
1、 創(chuàng)新能力的概念
創(chuàng)新——指人類為了滿足自身的需要，不斷拓展對客觀世界、自身任職與行為過程和結(jié)果的活動。創(chuàng)新能力——指人在順利完成以原由知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)的創(chuàng)建新事物活動中表現(xiàn)出來的潛在心理品質(zhì)。創(chuàng)新的能力有一部分是來自于不斷發(fā)問的能力和堅持不懈的精神；創(chuàng)新能力在一定的知識積累的基礎(chǔ)上，可以訓練出來、啟發(fā)出來，甚至可以“逼”出來。
2、 新課程改革的需要
江澤民同志說：創(chuàng)新是一個民族的靈魂,是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力，新世紀創(chuàng)新型人才必須具備的一個重要條件就是創(chuàng)新能力，因而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該是新時期教育的亮點所在，也是當下教育工作者致力教育教學改革與探究的一個重大課題。
3、 我校學生創(chuàng)新意識缺乏、創(chuàng)新能力急需提高
在前三屆中國尚德杯創(chuàng)意大賽中，我校學生獲得的成績雖然是節(jié)節(jié)上升，但從參與人數(shù)以及積極性來看：在我們老師的大力動員之后，僅有10名左右的高一學生參與并獲獎了；再看平時的教學中，若教材或教參中有些有爭議的內(nèi)容請同學們討論，大家往往是不敢對教材教參質(zhì)疑，或等待老師說結(jié)果；另外， 2009年11月，我校請羅凡華老師對我校學生上了一節(jié)發(fā)明課，課堂上點燃了學生創(chuàng)新的欲望，（因為我校將在2010年7月承辦第四屆尚德杯創(chuàng)意大賽，羅老師答應(yīng)給我們東道主一些優(yōu)惠與幫助），然而在學生們兩千多份的創(chuàng)意設(shè)計圖中發(fā)現(xiàn)很多無任何的新穎性，極少的又“過度追求新穎’而不實用，經(jīng)過修正能指望獲得專利的只有10份左右。顯然，目前我校學生的創(chuàng)新能力不高，為適應(yīng)新課改的需要，急需提高我校學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。
基于上述情況，筆者想到物理課程中的物理實驗可以很好地挖掘和提高學生的創(chuàng)新能力，所以在平時實驗教學中多加關(guān)注了學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
二、 案例分析
1、 探究加速度與合力、質(zhì)量之間的關(guān)系
《探究加速度與合力、質(zhì)量之間的關(guān)系》實驗前，我沒有直接告訴學生用什么實驗裝置怎么操作，而是在學生知道變量控制的基礎(chǔ)之上，從“加速度、合力、質(zhì)量三個物理量怎么測量？”這一問題開始啟發(fā)學生思考，大家很快發(fā)現(xiàn)加速度、合力和質(zhì)量在現(xiàn)有水平都比較容易，加速度用計時器打出的紙帶可以算出，質(zhì)量用天平方便測出，合力用彈簧秤測量，所以很快都能提出這樣的方案：用彈簧秤直接拉著小車（后面拖著紙帶）在桌面上勻加速運動。這時對于大家的想法，我并不立即加以否定，而是請他們具體說出怎么操作、同時積極開動腦筋、互相質(zhì)疑。一定時間后終于有學生提出：“本實驗的研究對象做勻變速運動，用彈簧秤直接拉著讀數(shù)不可”。還有學生提出：“實驗中要測得的是合力，而本方案中彈簧秤讀出的是小車受到的拉力，還有摩擦力要考慮。”發(fā)現(xiàn)問題后我及時加以肯定與表揚，繼續(xù)問：“怎么改進？”又一段時間的討論與探究后，學生們提出了很多方案，這時我并不追求答案的唯一，而是引導他們自己一一分析方案的優(yōu)缺點。如：有同學提出，摩擦力問題好解決：事先用以前知識測量一下摩擦力大小，做實驗時將它減去。及時評價：“不錯，準確可是繁瑣，不太適合用一節(jié)課完成的學生實驗，能否再想想。”進而補充“能否在實驗中就把摩擦力減去或者平衡掉？”最后引導學生想到“適當傾斜的斜面可以平衡摩擦力”。至于彈簧秤問題學生能想到換用砝碼（知道重量）即可，關(guān)于砝碼質(zhì)量要遠小于小車質(zhì)量這一條件暫時先告之。
2、 研究平拋運動
《研究平拋運動》實驗我并沒有直接將平拋儀拿出，介紹給學生，讓他們學會使用。而是在實驗前，先從實驗的兩個目的開始啟發(fā)學生思考：為達到這樣的目的，你可以設(shè)計怎樣的實驗？學生立即七嘴八舌開了，“拍頻閃照片”“粘上顏色墨水的小球，讓它平拋，在其軌道平面放一個白色硬紙板，自然會留下運動軌跡�！蔽艺f：“太好了！各有各的辦法。”那我們來互相評價一下別人的方案，到底怎樣的方案既方便具有可操作性，又不失科學性。提醒：“大家要拿出挑剔的眼光來分析別人的方案，這樣才有利于其改進�！庇谑且粋�個疑問出來了，“頻閃照相，我們有多少這樣的器材？”“小球在紙上滾出軌跡時，必然與紙之間有摩擦，不符合平拋的定義�！痹诖嘶A(chǔ)之上共同思考改進方案。我順理提出：觀察描點法。到此已經(jīng)靠上了教材（教科版）。下面就是能否保證每一次小球的初速度都一樣呢？經(jīng)過一番談?wù)�，大家統(tǒng)一了意見：“讓小球每一次都從同一點自由釋放。”最后我話峰一轉(zhuǎn)：“煩啊，觀察的要準確并不容易��！你們能否再發(fā)揮自己的想象，如何能使小球經(jīng)過某一點時自動記錄下該點呢？”學生一下子蒙了。一會兒后我拿出了我校的平拋儀（J2154型平拋運動實驗器），學生很是驚嘆：妙！我順勢說：發(fā)明這個平拋儀的人一定是在使用中發(fā)現(xiàn)了不便（問題），開動腦筋想法改進，或許這中間經(jīng)歷了若干次試驗，最終制成了現(xiàn)在這個儀器。其實只要大家平時在學習生活中使用前人的成就時不是都順從、都滿足、而是多質(zhì)疑，努力發(fā)現(xiàn)一些問題，然后盡其一切力量想辦法改進，哪怕只是一個改進，那也算是一個發(fā)明啊。如：學生發(fā)明的新型尺——學生多用作圖器，專利號：200920092853.7。這樣聯(lián)系一下生活，進一步激發(fā)了學生內(nèi)心的創(chuàng)新意識，也通過這個例子介紹了創(chuàng)新的方法，提升了學生的創(chuàng)新能力。
以上兩例中筆者都是讓學生自己互相質(zhì)疑發(fā)現(xiàn)問題，層層分析解決問題，經(jīng)過這樣的過程，學生的思維能力、創(chuàng)新能力都得到了較好的鍛煉與提高。
三、 培養(yǎng)創(chuàng)新能力的方法總結(jié)：
1、互相質(zhì)疑，喚起創(chuàng)新意識
學生在對某種感興趣的問題產(chǎn)生疑問并急于知道其中的答案時，很容易喚起創(chuàng)新意識。如：在上述兩例中，當學生初步提出實驗方案后，筆者都沒有直接加以評價，而是啟發(fā)學生之間互相質(zhì)疑、不斷發(fā)問，喚起了學生的創(chuàng)新意識，并通過質(zhì)疑、討論、探究最終解決了問題——制定出較為合理的學生實驗方案。
2、扶放結(jié)合：鍛煉創(chuàng)新意志
如果教師先“扶”著學生去探索知識，然后在掌握原有知識的基礎(chǔ)上，“放”手讓學生去摸索，教師只在必要時作適當?shù)囊龑�，則不但會使學生的學習方式更靈活，還會讓學生在探索中實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，以達創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
3、改進評價，營造創(chuàng)新環(huán)境
在課堂教學中，及時的鼓勵性評價可以為學生的創(chuàng)新思維營造一個較為寬松的環(huán)境。上述例子中當學生提出不成熟方案時我并不立即否定，而是鼓勵其說出道理，促使其主動積極全面思考問題，而后自己發(fā)現(xiàn)問題；另外改進評價方法還要求教師不管任何時候?qū)W生的考核及評價都必須注重學生綜合能力和創(chuàng)新性分析解決問題能力的考核，側(cè)重靈活性、綜合性和創(chuàng)新性，不能追求答案的惟一性，如《探究加速度與合力、質(zhì)量之間的關(guān)系》的實驗方案也可以用兩輛小車同時控制與對比，見教育科學出版社《高中物理必修1》P76圖3-2-4。
4、聯(lián)系生活，提升創(chuàng)新能力
新課改的一個基本理念就是教育要面向生活，拉近科學與生活之間的距離，實現(xiàn)書本知識與生活知識的融通。學生在能夠深刻感悟所學知識的生活意義和價值時，就會產(chǎn)生追求科學的內(nèi)在動力；在學習前人努力創(chuàng)新推動人類文明進步時，就會激發(fā)并提高自身潛在的創(chuàng)新能力。所以在《研究平拋運動》實驗方案確定后，我拿出了平拋儀（J2154型平拋運動實驗器）和新型學生尺學生多用作圖器，專利號：200920092853.7 ，指導學生在以后的學習與生活中如何去學習前人創(chuàng)新發(fā)明。
四、 啟示與建議
作為一線教師，我們要充分挖掘?qū)W科內(nèi)容，在平時的教學中注意解放學生、發(fā)揮其潛在能力，要在課堂上促進學、思、疑、問、悟的有機結(jié)合，讓學生互相質(zhì)疑，留足思維的空間，啟發(fā)學生多思，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。
