陳玉軍

摘要：物理是一門(mén)注重實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的創(chuàng)新精神、能力的培養(yǎng)是實(shí)施素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。創(chuàng)新是教學(xué)的靈魂，也是教學(xué)的最高境界。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新精神；素質(zhì)教育

義務(wù)教育物理課程是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，是落實(shí)物理課程目標(biāo)，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)探究方法，鍛煉了學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神呢？我在平時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使學(xué)生不僅解決了問(wèn)題，學(xué)到了知識(shí)，還培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新的精神。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

1、人教版八年級(jí)物理下冊(cè)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第一節(jié)《杠桿》，在進(jìn)行這一節(jié)的“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)于杠桿水平平衡判斷，學(xué)生憑的是用眼觀察杠桿是否水平，判斷時(shí)誤差很大，學(xué)生提出質(zhì)疑：如何準(zhǔn)確判斷杠桿水平平衡？于是我讓學(xué)生討論，學(xué)生經(jīng)過(guò)反復(fù)思考討論，提出了改進(jìn)的辦法。他們改進(jìn)的基本思路：在杠桿上安裝水平泡。

它的科學(xué)原理：根據(jù)水平儀原理，水平泡氣泡處于中間時(shí)表示水平，氣泡移向左方時(shí)表示左邊高，氣泡移向右邊時(shí)表示右邊高。在杠桿上安裝水平泡，根據(jù)水平儀原理進(jìn)行杠杠水平平衡判斷，使實(shí)驗(yàn)具有科學(xué)性。學(xué)生不再憑感覺(jué)進(jìn)行判斷杠杠是否水平了，學(xué)生能夠?qū)ξ锢砥鞑倪M(jìn)行改進(jìn)，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識(shí)。

2、人教版九年級(jí)教材第十七章第一節(jié)《電流與電壓和電阻的關(guān)系》，在進(jìn)行探究教學(xué)時(shí)，用到的器材有滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、定值電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線和電源等。這個(gè)實(shí)驗(yàn)采取控制變量法，分兩步進(jìn)行：第一步，在探究電流與電壓之間的關(guān)系時(shí)，要使電阻保持不變，改變定值電阻兩端的電壓。用滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)電壓，而滑動(dòng)變阻器經(jīng)常會(huì)經(jīng)常不良，難以控制，從而使實(shí)驗(yàn)變得耽誤時(shí)間.第二步，在探究電流與電阻之間的關(guān)系時(shí)，要是電壓保持不變，要頻繁拆接導(dǎo)線，更換不同規(guī)格的定值電阻，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，比較麻煩.針對(duì)以上問(wèn)題，讓學(xué)生討論.討論后學(xué)生發(fā)現(xiàn)將可調(diào)穩(wěn)壓電源代替普通電源，將電阻箱代替定值電阻后，實(shí)驗(yàn)將變得更簡(jiǎn)單方便.探究電流與電壓關(guān)系時(shí)，只需將電阻箱調(diào)到一固定電阻，用可調(diào)穩(wěn)壓電源來(lái)調(diào)節(jié)電壓即可，可以避免之前滑動(dòng)變阻器難以調(diào)控的不足之處。在探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，只需將電壓調(diào)到定值，改變電阻箱上數(shù)值即可?？杀苊庵耙l繁拆接導(dǎo)線，更換不同規(guī)格的定值電阻的弊端，節(jié)時(shí)省事，使實(shí)驗(yàn)更方便，更簡(jiǎn)單。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

1、人教版八年級(jí)物理上冊(cè)第六章第3節(jié)《測(cè)量物質(zhì)的密度》，在測(cè)量鹽水密度實(shí)驗(yàn)時(shí)，一開(kāi)始學(xué)生采用的是如下實(shí)驗(yàn)方法：用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1；用天平測(cè)出鹽水和燒杯的總質(zhì)量m2將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，讀出鹽水的體積；計(jì)算鹽水的密度。我就問(wèn)學(xué)生：這種方案有什么不足之處？學(xué)生認(rèn)為，測(cè)量液體質(zhì)量之后再測(cè)量液體體積時(shí)，部分液體沾在燒杯壁上，導(dǎo)致液體體積的測(cè)量結(jié)果偏小，根據(jù)密度公式，質(zhì)量相同，體積偏小，則密度值偏大。然后就問(wèn)學(xué)生：你們有沒(méi)有更好的方法呢？學(xué)生討論后的方法是：用天平先測(cè)出鹽水與燒杯的質(zhì)量m1；向量筒中倒出一部分鹽水，記下體積V；再用天平測(cè)剩余鹽水與燒杯的總質(zhì)量m2；計(jì)算鹽水的密度。而改進(jìn)后的方案中，所測(cè)鹽水的質(zhì)量變?yōu)榱客仓宣}水的質(zhì)量，所以測(cè)量結(jié)果誤差更小，更合理。

2、在一次進(jìn)行“電阻的測(cè)量”的實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案測(cè)量出導(dǎo)體的電阻，我說(shuō)：同學(xué)們完成的很好，有沒(méi)有其它的問(wèn)題？

有一個(gè)小組的同學(xué)說(shuō)：老師，如果只有電壓表，沒(méi)有電流表，能不能測(cè)出導(dǎo)體的電阻？

我說(shuō)：可以的，你們各組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，看看如何測(cè)出導(dǎo)體的電阻？

很快，各組同學(xué)通過(guò)討論設(shè)計(jì)好了實(shí)驗(yàn)方案。

我說(shuō)：你們各組都很厲害呀，這么快就設(shè)計(jì)好了，那么請(qǐng)哪組同學(xué)給我們介紹一下你們?cè)O(shè)計(jì)的方案吧。

小組1：我們組經(jīng)過(guò)討論，認(rèn)為利用一個(gè)已知阻值的電阻和待測(cè)電阻串聯(lián)在一個(gè)電路中，用電壓表分別測(cè)出已知阻值的電阻和待測(cè)電阻的電壓，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路中電流關(guān)系就可以計(jì)算出待測(cè)電阻的電阻。

小組2：我們組的設(shè)計(jì)思路和第一小組一樣，只不過(guò)我們認(rèn)為第一小組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，只能測(cè)出一組數(shù)據(jù)，這樣測(cè)出的電阻誤差可能較大，所以我們?cè)陔娐分写?lián)加入了滑動(dòng)變阻器，這樣利用滑動(dòng)變阻器可以測(cè)出多組數(shù)據(jù)，然后取多次測(cè)量的平均值，就可以減小誤差，使結(jié)果更接近真實(shí)值。

小組3：前面兩組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案很好，我們組的設(shè)計(jì)方法和前面兩組基本相同，他們兩組在分別測(cè)已知阻值的電阻的電壓和待測(cè)電阻的電壓時(shí)，要將電壓表拆接，考慮到實(shí)驗(yàn)操作的簡(jiǎn)便，所以我們想在電路中加接一個(gè)開(kāi)關(guān)，這樣通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)的作用測(cè)出電壓，這樣更方便。

我說(shuō)：你們的想法都正確，你們能從不同角度思考問(wèn)題，善于反思，你們不僅掌握了測(cè)電阻的知識(shí)和技能，你們還敢想，敢說(shuō)，樂(lè)于發(fā)表意見(jiàn)，大膽質(zhì)疑，勇于探索，你們具有創(chuàng)新精神和能力，老師為你們的進(jìn)步和成長(zhǎng)而高興！

三、利用身邊的器材改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

在平時(shí)物理教學(xué)時(shí)，課本上有的實(shí)驗(yàn)由于器材、條件的限制，做起來(lái)不太方便，我鼓勵(lì)學(xué)生利用身邊的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生非常感興趣，很多同學(xué)做了嘗試，下面我就列舉幾個(gè)實(shí)例。

1、用自來(lái)水筆探究聲音通過(guò)固體傳播。將自來(lái)水筆一端放在嘴里，輕敲自來(lái)水筆筆桿幾下，再用牙齒筆桿輕敲幾下，發(fā)現(xiàn)后者聲音比前者大很多，這是因?yàn)槁曇敉ㄟ^(guò)骨（固體）傳播比通過(guò)空氣傳播效果好。

2、用雞蛋和玻璃瓶探究大氣壓實(shí)驗(yàn)。點(diǎn)燃一紙片，將其放入玻璃瓶中，然后將雞蛋放在瓶口，過(guò)了一會(huì)兒，就會(huì)看到玻璃瓶將雞蛋吞入瓶中，這是因?yàn)槠績(jī)?nèi)氣壓減小，瓶外大氣壓將雞蛋壓入瓶中。此實(shí)驗(yàn)容易操作，現(xiàn)象明顯。

3、利用礦泉水瓶可以做多個(gè)實(shí)驗(yàn)。（1）力學(xué)實(shí)驗(yàn)。用手推動(dòng)豎放在桌子上的礦泉水瓶的底部，可以使瓶子向前移動(dòng)，而用同樣的力去推動(dòng)豎放在桌子的瓶子的頂部，瓶子會(huì)向前倒，該現(xiàn)象說(shuō)明：力的作用點(diǎn)不同，力的作用效果不同，這表明力的作用效果跟力的作用點(diǎn)有關(guān)；（2）熱學(xué)實(shí)驗(yàn)。將礦泉水瓶裝上水，蓋上瓶蓋，放進(jìn)冰箱冷凍室里，過(guò)了幾個(gè)小時(shí)，再拿出來(lái)，會(huì)發(fā)現(xiàn)瓶里水變成冰，同時(shí)瓶的外壁“出汗”了，原來(lái)發(fā)生了凝固和液化現(xiàn)象。（3）光學(xué)實(shí)驗(yàn)。將礦泉水瓶裝上水，隔著它觀察書(shū)本上的字，發(fā)現(xiàn)字變大了，這是因?yàn)榇藭r(shí)的礦泉水瓶相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，被觀察的字在它的一倍焦距以內(nèi)，所以看到是正立放大的虛像。（4）電學(xué)實(shí)驗(yàn)。用一個(gè)絲綢摩擦過(guò)的氣球靠近平放在桌上的空礦泉水瓶，發(fā)現(xiàn)空礦泉水瓶向氣球方向滾動(dòng)，這是利用了帶電體能夠吸引輕小物體的性質(zhì)。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，不僅增加了學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)，還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

四、利用逆向思維改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

逆向思維可以通過(guò)改變已有事物的因果關(guān)系，來(lái)發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象和規(guī)律，引發(fā)新的設(shè)想和思路，不僅能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還能突破思維定勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，英國(guó)科學(xué)家法拉第反其道而行之，經(jīng)過(guò)10年的探索，與1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，發(fā)明了發(fā)電機(jī)，使人類(lèi)大規(guī)模用電成為可能，開(kāi)辟了電氣化的時(shí)代。例如雞蛋在濃鹽水中懸浮的實(shí)驗(yàn)，原來(lái)靠添加濃鹽水去調(diào)節(jié)液體的濃度很難實(shí)現(xiàn)和維持懸浮，學(xué)生就反過(guò)來(lái)探究，先配置足以讓雞蛋漂浮的濃鹽水，只需緩緩加入清水就可以使雞蛋變成懸浮狀態(tài)，實(shí)踐證明這種方法容易操作，效果很好。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，不僅有利于提高教學(xué)效果，還能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、敢與質(zhì)疑、尊重事實(shí)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，這樣有利于提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，使每個(gè)學(xué)生的潛能得到發(fā)展。