例談物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

江蘇省泰州中學(xué)     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(yàn)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(jiān)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(xùn)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(gè)民族的靈魂,是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，新世紀(jì)創(chuàng)新型人才必須具備的一個(gè)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(shí)期教育的亮點(diǎn)所在，也是當(dāng)下教育工作者致力教育教學(xué)改革與探究的一個(gè)重大課題。

         3、 我校學(xué)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(xué)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(xué)生參與并獲獎了；再看平時(shí)的教學(xué)中，若教材或教參中有些有爭議的內(nèi)容請同學(xué)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(xué)生上了一節(jié)發(fā)明課，課堂上點(diǎn)燃了學(xué)生創(chuàng)新的欲望，（因?yàn)槲倚�將�?010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(xué)生們兩千多份的創(chuàng)意設(shè)計(jì)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(shí)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(xué)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(xué)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(shí)驗(yàn)可以很好地挖掘和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，所以在平時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多加關(guān)注了學(xué)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(shí)驗(yàn)前，我沒有直接告訴學(xué)生用什么實(shí)驗(yàn)裝置怎么操作，而是在學(xué)生知道變量控制的基礎(chǔ)之上，從“加速度、合力、質(zhì)量三個(gè)物理量怎么測量？”這一問題開始啟發(fā)學(xué)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(jì)時(shí)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(yùn)動。這時(shí)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(shí)積極開動腦筋、互相質(zhì)疑。一定時(shí)間后終于有學(xué)生提出：“本實(shí)驗(yàn)的研究對象做勻變速運(yùn)動，用彈簧秤直接拉著讀數(shù)不可”。還有學(xué)生提出：“實(shí)驗(yàn)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�！卑l(fā)現(xiàn)問題后我及時(shí)加以肯定與表揚(yáng)，繼續(xù)問：“怎么改進(jìn)？”又一段時(shí)間的討論與探究后，學(xué)生們提出了很多方案，這時(shí)我并不追求答案的唯一，而是引導(dǎo)他們自己一一分析方案的優(yōu)缺點(diǎn)。如：有同學(xué)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(shí)驗(yàn)時(shí)將它減去。及時(shí)評價(jià)：“不錯(cuò)，準(zhǔn)確可是繁瑣，不太適合用一節(jié)課完成的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，能否再想想�！边M(jìn)而補(bǔ)充“能否在實(shí)驗(yàn)中就把摩擦力減去或者平衡掉？”最后引導(dǎo)學(xué)生想到“適當(dāng)傾斜的斜面可以平衡摩擦力”。至于彈簧秤問題學(xué)生能想到換用砝碼（知道重量）即可，關(guān)于砝碼質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量這一條件暫時(shí)先告之。

         2、 研究平拋運(yùn)動

    《研究平拋運(yùn)動》實(shí)驗(yàn)我并沒有直接將平拋儀拿出，介紹給學(xué)生，讓他們學(xué)會使用。而是在實(shí)驗(yàn)前，先從實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)目的開始啟發(fā)學(xué)生思考：為達(dá)到這樣的目的，你可以設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)？學(xué)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(gè)白色硬紙板，自然會留下運(yùn)動軌跡。”我說：“太好了！各有各的辦法�！蹦俏覀儊砘ハ嘣u價(jià)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(xué)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(jìn)�！庇谑且粋�(gè)個(gè)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(shí)，必然與紙之間有摩擦，不符合平拋的定義�！痹诖嘶�礎(chǔ)之上共同思考改進(jìn)方案。我順理提出：觀察描點(diǎn)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(diǎn)自由釋放�！弊詈笪以挿逡晦D(zhuǎn)：“煩啊，觀察的要準(zhǔn)確并不容易�。∧銈兡芊裨侔l(fā)揮自己的想象，如何能使小球經(jīng)過某一點(diǎn)時(shí)自動記錄下該點(diǎn)呢？”學(xué)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(yùn)動實(shí)驗(yàn)器），學(xué)生很是驚嘆：妙！我順勢說：發(fā)明這個(gè)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(jìn)，或許這中間經(jīng)歷了若干次試驗(yàn)，最終制成了現(xiàn)在這個(gè)儀器。其實(shí)只要大家平時(shí)在學(xué)習(xí)生活中使用前人的成就時(shí)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(jìn)，哪怕只是一個(gè)改進(jìn)，那也算是一個(gè)發(fā)明啊。如：學(xué)生發(fā)明的新型尺——學(xué)生多用作圖器，專利號：200920092853.7。這樣聯(lián)系一下生活，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生內(nèi)心的創(chuàng)新意識，也通過這個(gè)例子介紹了創(chuàng)新的方法，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

以上兩例中筆者都是讓學(xué)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(xué)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(xué)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(shí)，很容易喚起創(chuàng)新意識。如：在上述兩例中，當(dāng)學(xué)生初步提出實(shí)驗(yàn)方案后，筆者都沒有直接加以評價(jià)，而是啟發(fā)學(xué)生之間互相質(zhì)疑、不斷發(fā)問，喚起了學(xué)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(xué)生實(shí)驗(yàn)方案。

    2、扶放結(jié)合：鍛煉創(chuàng)新意志

如果教師先“扶”著學(xué)生去探索知識，然后在掌握原有知識的基礎(chǔ)上，“放”手讓學(xué)生去摸索，教師只在必要時(shí)作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，則不但會使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式更靈活，還會讓學(xué)生在探索中實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，以達(dá)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

    3、改進(jìn)評價(jià)，營造創(chuàng)新環(huán)境

 在課堂教學(xué)中，及時(shí)的鼓勵(lì)性評價(jià)可以為學(xué)生的創(chuàng)新思維營造一個(gè)較為寬松的環(huán)境。上述例子中當(dāng)學(xué)生提出不成熟方案時(shí)我并不立即否定，而是鼓勵(lì)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(jìn)評價(jià)方法還要求教師不管任何時(shí)候?qū)�學(xué)生的考核及評價(jià)都必須注重學(xué)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(shí)驗(yàn)方案也可以用兩輛小車同時(shí)控制與對比，見教育科學(xué)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(gè)基本理念就是教育要面向生活，拉近科學(xué)與生活之間的距離，實(shí)現(xiàn)書本知識與生活知識的融通。學(xué)生在能夠深刻感悟所學(xué)知識的生活意義和價(jià)值時(shí)，就會產(chǎn)生追求科學(xué)的內(nèi)在動力；在學(xué)習(xí)前人努力創(chuàng)新推動人類文明進(jìn)步時(shí)，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(yùn)動》實(shí)驗(yàn)方案確定后，我拿出了平拋儀（J2154型平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器）和新型學(xué)生尺學(xué)生多用作圖器，專利號：200920092853.7 ，指導(dǎo)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)與生活中如何去學(xué)習(xí)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(shí)的教學(xué)中注意解放學(xué)生、發(fā)揮其潛在能力，要在課堂上促進(jìn)學(xué)、思、疑、問、悟的有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生互相質(zhì)疑，留足思維的空間，啟發(fā)學(xué)生多思，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。