涂振章

【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）10-0183-02

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，李克強(qiáng)總理在今年兩會政府工作報(bào)告中提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的經(jīng)濟(jì)前行思路，可見創(chuàng)新能力的培養(yǎng)迫在眉睫。從基礎(chǔ)教育抓起，從學(xué)科角度出發(fā)，本人認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)能很好地提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)。

物理實(shí)驗(yàn)是物理工作者在人為控制條件下，運(yùn)用儀器、設(shè)備，使物理現(xiàn)象反復(fù)再現(xiàn)，從而有目的地進(jìn)行觀測研究的一種方法。實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)的方法，它能創(chuàng)造“最確實(shí)、最少受干擾”、“保證過程以純粹形態(tài)進(jìn)行”的物理過程。在這個過程中蘊(yùn)藏著極其活躍的因素，能夠活化學(xué)生學(xué)到物理知識，提高求知欲望，打開新知識大門，因此實(shí)驗(yàn)是對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造意識訓(xùn)練和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效途徑?！读x務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生在分析問題和解決問題時嘗試運(yùn)用科學(xué)知識和科學(xué)研究方法。可見新課標(biāo)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予很高的地位。中考這幾年增加實(shí)驗(yàn)操作考試，試題中實(shí)驗(yàn)題比重增加。全國初中物理知識競賽題有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的權(quán)重，這些都說明素質(zhì)教育對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等能提高學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)途徑的呼喚。因此使初中學(xué)生形成初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力很有必要，下面談本人的一些做法。

一、注重平時實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)，突出實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫要求

要檢驗(yàn)一個學(xué)生從整體上把握一個實(shí)驗(yàn)的能力，最直接的方法是看其實(shí)驗(yàn)報(bào)告。現(xiàn)在許多初中學(xué)生由于有實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊，做完實(shí)驗(yàn)，填一填就了事，沒有真正自己撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，缺少對實(shí)驗(yàn)的整體把握。一個實(shí)驗(yàn)報(bào)告一般由實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理（電路圖）、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等六部分組成。使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理對一個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來說，這要求對實(shí)驗(yàn)分類有一定的認(rèn)識，是研究性的、驗(yàn)證性的還是測定性的，實(shí)驗(yàn)的器材和操作步驟是由實(shí)驗(yàn)方案變?yōu)閷?shí)踐的階段。在這個階段中，學(xué)生的主要任務(wù)是：器材選擇、安裝和調(diào)整儀器、操作控制實(shí)驗(yàn)條件的變化，觀察測量，取得必要數(shù)據(jù)，排除可能出現(xiàn)的故障。這是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和良好習(xí)慣的關(guān)鍵階段。實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)結(jié)論部分是從現(xiàn)象上升到理性認(rèn)識的重要階段。在這一階段中，學(xué)生發(fā)揮思維的能動作用，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理的一些方法，了解影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，培養(yǎng)實(shí)事求是的態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)。

養(yǎng)成長期撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的習(xí)慣對于形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的作用是基礎(chǔ)性的、必要性的。

二、選擇典型實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法的培養(yǎng)

典型實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法培養(yǎng)的載體。例如：在教授溫度計(jì)一節(jié)時，把體溫計(jì)與實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)進(jìn)行對比觀察，教給學(xué)生觀察的方法有重點(diǎn)觀察法、順序觀察法（由上到下，由左到右，由表及里）、對比觀察法等。又如探究動能大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時，要先明確動能大小用什么來衡量？于是就有了“轉(zhuǎn)換法”，通過木塊被推動距離的大小來表示出來，做的功多表明它的能量大。同時，這個實(shí)驗(yàn)還要用到“控制變量法”。又如在教授托里拆利實(shí)驗(yàn)時，說明這是一種等效替代法，通過測量水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)間接知道大氣壓強(qiáng)。另外還有微小量測量中的疊加法和放大法等。

實(shí)驗(yàn)方法的培養(yǎng)是形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的鑰匙。

三、挖掘教材，使課本成為形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的資源庫

1.對現(xiàn)有題目進(jìn)行挖掘

義務(wù)教育滬科版物理教材中，學(xué)生必做的基本操作類實(shí)驗(yàn)有七個，測量性實(shí)驗(yàn)有四個，探究性實(shí)驗(yàn)有九個。特別是探究性實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力要求高。

例如第十六章第三節(jié)《測量電功率》中“迷你實(shí)驗(yàn)室”有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的題目“利用家用電能表測算家用電器的電功率”。學(xué)生在學(xué)習(xí)完伏安法測電阻后，嘗試用新的物理原理測量電功率，這就要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、器材、步驟重新進(jìn)行思考。

再如電學(xué)課后習(xí)題：有一阻值已看不清的電阻器R1，我們要測出它的阻值，但手邊只有一個電池組、一個電壓表、一個已知阻值的電阻器R2和幾根導(dǎo)線。你有辦法測出R1的阻值嗎？說出你的辦法和理由。這就要求教師引導(dǎo)學(xué)生思考：①本實(shí)驗(yàn)與伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)比較少了什么器材？多了什么器材？②沒有電流表，要如何測出電流？③電路要如何連接，要直接測出哪些物理量？最終R1的數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么？學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)后，還要進(jìn)一步挖掘題目，如果沒有電壓表，只有電流表，其它條件不變下，如何測出R1的阻值？最后教師要總結(jié)這兩種情況下的處理方法，最終要求學(xué)生按寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的思路寫出設(shè)計(jì)方案。

2.采用循序漸進(jìn)的方法

教材中的“迷你實(shí)驗(yàn)室”中的內(nèi)容有意識、有步驟地培養(yǎng)著學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。從一開始的時間、長度估測等操作性培養(yǎng)到全新的實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練（如證明發(fā)聲體振動，電能表測電功率），一步步加深要求，教師要引導(dǎo)學(xué)生一步步成長，穩(wěn)打穩(wěn)扎，夯實(shí)基礎(chǔ)。

3.在不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)情況下，挖掘出提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的知識點(diǎn)。

例如：在學(xué)完凸透鏡后，告訴學(xué)生老花鏡就是凸透鏡，它的“度數(shù)”等于它的焦距的倒數(shù)乘100，請問如何測出老花鏡的“度數(shù)”？要求寫出器材，操作步驟、計(jì)算方法等。這類題目與實(shí)際生活聯(lián)系緊密，能引起學(xué)生的興趣，又沒有加大難度，有信息給予的成份，是形成初步設(shè)計(jì)能力的好題。又如九年級學(xué)完熱量計(jì)算和能量守恒后，設(shè)置一題：有一個溫度計(jì)的測量范圍是-15℃～50℃，請?jiān)O(shè)計(jì)一個用這支溫度計(jì)測量沸水的實(shí)驗(yàn)方案。要求：①說明測量原理，②測量步驟，③說明測量時必須滿足的條件。

創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)人的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力為基本價值取向的教育，中學(xué)物理作為一門實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在開展創(chuàng)新教育，提高學(xué)生創(chuàng)新能力方面有獨(dú)特的優(yōu)勢。只要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方法的指導(dǎo)，充分挖掘教材，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各環(huán)節(jié)，使學(xué)生形成初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，就能為學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的提高貢獻(xiàn)自己的力量。