蔡智

技術(shù)時(shí)代呼喚著具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才.因而，全面提高學(xué)生素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，已成為我國(guó)教育教學(xué)改革的重點(diǎn).物理作為一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展舉足輕重.長(zhǎng)期以來(lái)，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，很難調(diào)動(dòng)學(xué)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)他們獨(dú)立思考的興趣和激情，因而物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新這一課題早早被提上議程，卻至今未能打破瓶頸.

從實(shí)驗(yàn)本義出發(fā)，根據(jù)科學(xué)研究的目的，盡可能地排除外界的影響，突出主要因素并利用一些專門(mén)的儀器設(shè)備，而人為地變革、控制或模擬研究對(duì)象，使某一些事物（或過(guò)程）發(fā)生或再現(xiàn)，從而去認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、自然性質(zhì)、自然規(guī)律.實(shí)驗(yàn)定義中突出“人為”的作用，“人為”本應(yīng)該因人而異.可中國(guó)教育資源整體的“僧多粥少”以及教育考核制度、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等的種種限制，提供給學(xué)生的大多是既定的面面俱到的實(shí)驗(yàn)教材，實(shí)在難以發(fā)揮“人為”二字的真正效用.因而變成學(xué)生在“體驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程，充其量就是操作之后學(xué)生加深了某個(gè)原理某種現(xiàn)象在心中的印象.而現(xiàn)在的中國(guó)教育，大多數(shù)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，就是為了讓學(xué)生牢記這種所謂的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而通過(guò)操作這些過(guò)程，認(rèn)可教科書(shū)上所說(shuō)的原理，從而更好地記憶，更好地運(yùn)用到解題之中，達(dá)到考試的目的.這樣的循環(huán)，是不是有悖于真正的“實(shí)驗(yàn)”呢？學(xué)生僅僅在體驗(yàn)操作過(guò)程，除了培養(yǎng)點(diǎn)兒動(dòng)手能力、認(rèn)識(shí)些物理儀器之外，怎能有積極性？怎能有創(chuàng)造性？

近年來(lái)，一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)“高空拋蛋”，被冠名為“不碎的雞蛋”這一游戲風(fēng)靡全球，成為全世界中小學(xué)生喜聞樂(lè)道的校園游戲賽事.參與者們用自己所能想的任何材料，用任何方式，讓一枚枚雞蛋從高空墜落，只要雞蛋不破，就能晉級(jí)，最終贏得比賽.這個(gè)游戲賽事為什么能夠讓全世界的中小學(xué)生都樂(lè)此不疲？從而創(chuàng)造出如降落傘型、填充包裝型、不倒翁型、多面體型、雙氣球型、螺旋槳型、滑翔機(jī)型、鹽水型、吸管組型等各種各樣的保護(hù)裝置.這樣的結(jié)果不正是物理實(shí)驗(yàn)所追求的創(chuàng)新嗎？

這個(gè)游戲賽事本是一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，理論依據(jù)來(lái)源于.（1）動(dòng)量定理表達(dá)式：Ft =△p，其中△p指的是動(dòng)量的變化，F(xiàn)指的是沖力的大小，t指的是力的作用時(shí)間.由于雞蛋在下落的過(guò)程中，動(dòng)量的變化△p一定，雞蛋所受的力F與力的作用時(shí)間t成反比，即t越大，F(xiàn)就越小，作用在雞蛋上的力就越小.這樣，雞蛋就不容易碎了.（2）由空中垂直下落的物體所受空氣阻力f與空氣的密度ρ、物體的有效橫截面積S、下落的速率v的平方成正比，阻力的大小可表示為f=CρSv2，其中C為阻力系數(shù)，一般在0.2～0.5之間，ρ=1.2kg/m3，物體下落經(jīng)過(guò)一段時(shí)間將達(dá)勻速，這稱為終極速率.為了檢驗(yàn)這些原理，于是有了“高空拋蛋”這個(gè)實(shí)驗(yàn).

從“高空拋蛋”到“不碎的雞蛋”，我們可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)游戲賽事之所以吸引人，能夠讓參與者創(chuàng)造出如此豐富的保護(hù)裝置，是因?yàn)椋旱谝唬安凰榈碾u蛋”比賽只有一個(gè)大前提“雞蛋不碎”，即大大減少各種限制條件，充分發(fā)揮參與者的自由想象，自主創(chuàng)造的能力.第二，這個(gè)游戲賽事所需要的地點(diǎn)、雞蛋等容易獲得，即實(shí)驗(yàn)資源，實(shí)驗(yàn)條件充裕.第三，這個(gè)游戲以比賽形式呈現(xiàn)，參與度高，激發(fā)參與者的積極性，引起觀眾興趣.

基于以上觀察發(fā)現(xiàn)，初中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新應(yīng)該從以下幾點(diǎn)出發(fā).

一、創(chuàng)設(shè)情境，變化實(shí)驗(yàn)組織形式，激發(fā)學(xué)生的興趣

興趣來(lái)源于好奇，好奇來(lái)源于未知.人們?nèi)魧?duì)某件事物或某項(xiàng)活動(dòng)感到好奇，他就會(huì)熱心于接觸、觀察這件事物，積極從事這項(xiàng)活動(dòng)，并注意探索其奧秘.顯然，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須要用各種途徑去激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚的興趣.

首先，在選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)，在易操作，現(xiàn)象明顯的基礎(chǔ)上去追求神奇，出乎意料.

例如，在探究“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”時(shí)，首先用電吹風(fēng)對(duì)著同學(xué)的頭發(fā)吹，頭發(fā)隨之飄起，讓學(xué)生感知電吹風(fēng)風(fēng)力較大.然后將乒乓球放在電吹風(fēng)上，讓學(xué)生猜想電吹風(fēng)是否能將乒乓球吹走，由于大家認(rèn)識(shí)到電吹風(fēng)的風(fēng)力較大，所以會(huì)一致認(rèn)為會(huì)吹走，這時(shí)演示發(fā)現(xiàn)乒乓球浮在吹風(fēng)口上……這樣，使學(xué)生的好奇心調(diào)動(dòng)起來(lái)，激發(fā)他們強(qiáng)烈的求知欲望，能有效地使學(xué)生的注意力集中，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

其次，為了激發(fā)學(xué)生興趣，也可以借鑒“不碎的雞蛋”中的經(jīng)驗(yàn)，采用課堂競(jìng)賽、小組比拼等各種組織形式.

例如，在講“重心”時(shí)，教師給出一本物理書(shū)，讓學(xué)生以小組為單位尋找這本物理書(shū)的重心，看哪個(gè)小組想到的方法最多.有了競(jìng)賽這種激勵(lì)，學(xué)生的興趣一下子就激發(fā)起來(lái)了，小組間經(jīng)過(guò)了激烈討論，最后想到了用作圖法找出物理課本的幾何中心、懸掛法、支撐法、用鉛垂線找重心的多種方法.顯然不同的實(shí)驗(yàn)形式能讓學(xué)生能更好地參與到課堂當(dāng)中，也更有利于學(xué)生的創(chuàng)造力的培養(yǎng).

2.“試”著實(shí)驗(yàn)，常動(dòng)手、多探究

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師對(duì)于各種實(shí)驗(yàn)是了然于心的.但是對(duì)于學(xué)生而言，為了再現(xiàn)某個(gè)原理的推理過(guò)程，或是再現(xiàn)某種物理現(xiàn)象，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該是怎樣的呢？假如沒(méi)有老師，沒(méi)有課本，該怎么實(shí)驗(yàn)？

“預(yù)設(shè)”二字尤為關(guān)鍵.根據(jù)一定的物理常識(shí)，進(jìn)行有依據(jù)的“實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)”，預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)操作步驟，是不是能夠在第一時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)效果.顯然不一定.那么這不斷的嘗試過(guò)程，不正是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程嗎？沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，直接談實(shí)驗(yàn)，是不是越級(jí)了呢？為什么現(xiàn)在學(xué)生難以在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)新，因?yàn)樵蹅兊慕虒W(xué)直接剝奪了學(xué)生“試驗(yàn)”的機(jī)會(huì).沒(méi)有試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)，不管是學(xué)習(xí)還是教學(xué)，都是不可能有意外的收獲的.

在教學(xué)中，一定要給學(xué)生試驗(yàn)的機(jī)會(huì)和試驗(yàn)的勇氣.

首先是要開(kāi)放實(shí)驗(yàn)基地，并提供良好的實(shí)驗(yàn)硬件，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)提供場(chǎng)地.鼓勵(lì)學(xué)生把實(shí)驗(yàn)室搬出課堂，帶實(shí)驗(yàn)回家.

其次，教師可以將書(shū)本或生活中的一些實(shí)驗(yàn)提前布置，鼓勵(lì)學(xué)生大膽的猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用課余時(shí)間去實(shí)驗(yàn)基地動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，分析觀察得出結(jié)論，并進(jìn)行交流合作，從而建立良好的科學(xué)探究軟環(huán)境.有了這樣一個(gè)好的環(huán)境后，學(xué)生才有經(jīng)常動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，在實(shí)驗(yàn)中才會(huì)有充分的自主權(quán).

第三，鼓勵(lì)教師打破教材中的實(shí)驗(yàn)框架，在一些容易操作的實(shí)驗(yàn)中，盡可能地簡(jiǎn)化繁雜的實(shí)驗(yàn)限制，有了教師的示范在前，學(xué)生才敢不受教材的束縛，大膽地嘗試、探究、創(chuàng)新.

例如，在測(cè)量“小燈泡電功率”時(shí)，實(shí)驗(yàn)要求第一次測(cè)量時(shí)燈泡兩端的電壓等于額定電壓時(shí)，然后將燈泡兩端電壓調(diào)制略高于和略低于額定電壓，分別計(jì)算出電功率大小，并比較燈泡的發(fā)光情況.很多教師為了便于更好的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，甚至都明確給出了具體的電壓值讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種框架式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有些學(xué)生為了達(dá)到所謂的目標(biāo)，任意修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，走走過(guò)場(chǎng)，缺少學(xué)生之間和師生之間的交流.其實(shí)在實(shí)驗(yàn)時(shí)除第一次燈泡兩端電壓相同外，后幾次實(shí)驗(yàn)完全由學(xué)生自由完成，這樣學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果肯定不同，改變了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一樣的弊端，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有交流、分析的價(jià)值，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性.

二、大膽改造教科書(shū)，將實(shí)驗(yàn)單獨(dú)列出

中國(guó)式的初中物理實(shí)驗(yàn)不過(guò)是把既定的實(shí)驗(yàn)操作讓學(xué)生走個(gè)過(guò)場(chǎng)，它最大弊端在于限制太多，教科書(shū)上對(duì)于實(shí)驗(yàn)往往敘述得非常詳細(xì)，整個(gè)操作步驟了無(wú)新意.在這樣的教材之下，學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)縛手縛腳，“帶著鐐銬”，不敢犯錯(cuò)，怎能創(chuàng)新？課本中有已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)論了，還要學(xué)生創(chuàng)什么新？新發(fā)明從來(lái)都不是從課本上看到的.因此，想要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力，不妨大膽設(shè)想，改造教科書(shū)——把實(shí)驗(yàn)單獨(dú)列出，以活頁(yè)形式，分為：實(shí)驗(yàn)課題限制、實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程報(bào)告、實(shí)驗(yàn)結(jié)果探究等幾部分，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排的需要，按時(shí)按需發(fā)放，或許能起到不錯(cuò)的效果.

總之，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的過(guò)程，物理教師應(yīng)在物理實(shí)驗(yàn)這個(gè)重要的場(chǎng)所多思考，多改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的能力，為造就國(guó)家未來(lái)“創(chuàng)造性”、“實(shí)用型”人才作出實(shí)質(zhì)性基礎(chǔ)性的貢獻(xiàn).