1 讓自主創新能力在物理實驗教學中升華 物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在物理教學中占有重要的地位。物理實驗是一種能動的實踐活動，是手腦并用的過程。在中學的各門課程中，物理課在提高學生的科學素質方面起著無可替代的作用，實驗在物理教學中更是占有著重要的地位。加強實驗教學，提高物理教學效果和開發學生創新能力，在加強素質教育的今天，顯得更加突出，尤為重要。 現代理科教學的一個重要的特征是從強調知識內容向獲取知識的科學過程的轉變，從單純積累知識向探求知識的轉變。重視科學過程構成了現代理科教學的基本原則， 如何培養學生的自主創新能力成為物理實驗教學改革的重要探索課題，也是物理實驗教學改革的發展趨勢。 一、對演示實驗實施“三自主” 傳統的演示實驗的教學是老師做，學生看。由于缺少“參與”意識，往往調動不起積極性，發揮不了主體作用，學生的獨立操作能力及創造力就難以得到充分培養。變演示實驗為分組實驗，就是在教師的啟發指導下將演示的過程轉化為學生自己獨立地運用實驗去探求知識或獲取必要的感性知識，從而自己得出結論的過程。這樣做不僅可以在課堂上增加了學生動手動腦的機會，加強實驗基本功的訓練，而且還可以通過實驗探 求知識，獲取知識。對學生來說，按照思維發展獲取新知識的過程，本身就是創造的過程。變演示實驗為分組實驗，增加的就是學生的創造體驗。這種效果是單純的演示實驗所不能達到的。 1學生自主設計實驗方案 實驗方案的設計關鍵是讓學生考慮好實驗目的、原理。在研究焦耳定律的演示實驗時，教師先向學生出示了這節課的課題：“電流通過導體產生的熱量跟哪些因素有關”，怎樣才能看到電流通過導體產生熱量的現象（要用到物理研究的轉換法）。學生經過老師的啟發、引導，再經過他們認真思考，自愿組合的小組討論，設計出不同的方案，有的方 案效果特別好。例如：取兩根阻值不同的電阻絲，在每段電阻絲上用凡士林粘上若干根火柴梗，通電后會發現阻值較大的電阻絲上的火柴梗依次掉下來；有的學生讓燒瓶中的空氣受熱壓強增大，推動管中的紅水柱移動；有的學生想到使木條吸收電熱升溫達到著火點而燃燒，這樣變限制性的演示實驗為開放性探究性實驗，極大地激發了學生學習和探究物理的積極性，培養了學生的發散思維和創造性思維能力，學生自主探究能力就得到提升，學生為主體、教師為主導的教學理念得到了實踐。 2學生自主選制實驗器材 學生設計出實驗方案后，可以向實驗室借 一些儀器，還可以利用廢舊物品自制一些器材。如：一些同學把廢電爐絲制成電熱絲研究焦耳定律，把廢干電池中的鋅片取出作電極，制作水果電池；用廢棄的可樂瓶研究液體壓強與深度關系；用家里廢棄的花線與大鐵釘做成電磁鐵，研究電流的磁效應；用廢棄的薯片筒和薄膜紙模擬照相機等等。這樣不僅有效地利 2 用了廢物，減少對環境污染，而且還鍛煉了學生動腦動手的能力，同時也充分發揮學生創新能力與實驗構建能力，還開闊學生視野，增長了學生的見識！對于物理小實驗制作，學生激情高漲，意猶未盡，學生的求知欲得到滿足，學生探索知識奧秘的激情得到點燃，學 習積極性得到有效的激勵。 3學生自主演示自己設計的實驗 同學們把實驗設計出來，都想主動地把實驗演示給大家觀摩，每個同學都希望得到大家贊許而得到滿足成功感。當演示實驗成功時，會得到同學的掌聲與敬慕；當演示實驗失敗時，雖然沒有掌聲，同學們會伸出友誼之手，在精神上鼓勵他們，在設計實驗中會輔導他們，在操作上幫助他們。學生演示的實驗可以相互探討、相互磋商，相互學習；從而達到共同成功、共同提高的愿望。這樣做的好處之一：可以增加學生知識與情感的溝通與交流；好處之二：可以展示學生成功喜悅感與樹立學生學習自信心 ；好處之三：培養了學生觀察能力和數據的處理能力，現象分析能力。同時不僅發揮了學生的主觀能動性，而且培養了學生動手操作能力。 二、對學生實驗采取“三開放” 1實驗方法開放 就以測導體電阻為例，上課時讓學生明白實驗目的，至于實驗方法由各小組討論決定，并要求同學們畫出相應的電路圖。同學們通過相互討論、研究后，實驗方法多種多樣，如伏安法、伏阻法、安阻法、極端法等等，有成績好的學生還采用了單表間接的測量方法。通過老師要求不限制實驗方法設計測電阻活動，大大提高學生運用知識的綜合能力，同時挖掘了學生的 發散思維和勇于創新的精神。真正體現百花齊放，百家爭榮的氣氛。學習上主動性學習與研究性學習的精神就得到充分發揮。學生的學習氣氛油然而生，真正使學生在寬松和諧的氣氛中學到知識，在樂學環境中鍛煉了能力。 2實驗步驟與目的開放 在伏安法測電阻的實驗中，進入物理實驗室只帶課本，不要求帶實驗報告手冊。學生動手前老師只強調各種電表的使用方法以及注意事項。在實驗過程中，有的同學用伏安法測電阻時，分別用內接法和外接法，讓學生體驗實驗方法的多樣性，使同學們達到了測電阻如期的目的。有的同學還用該電路圖驗證了影響電阻 大小大的因素，取兩段橫截面積相同，長度不同的鐵導線；或長度相同而橫截面積不同的鐵導線；或長度橫截面積相同的銅和鐵導線分別測出它們的電阻并進行分析。這樣培養了學生的觀察、分析問題能力，實驗中的應變能力，也熟練了學生實驗探究方法（如控制變量法） 3實驗歸納開放 實驗后讓學生，多角度、多層次深入細致地觀察、分析實驗現象和數據，從而開放性地歸納出實驗結論。如：有的小組分析真實的實驗數據，得出如下結論： A伏安法測電阻時，用內接法測量值偏大，用外接法測量值偏??； B多次測量，求平均值可減小誤差； C影 3 響 電阻的因素除了長度、橫截面積、材料外，還與溫度有關。通過以上幾個方面的歸納與總結，培養了學生的分析、概括實驗結論的能力，還拓展了學生的知識領域。 三、對于課外實驗，引導學生“三重視” 物理的課外實驗活動是實驗課堂教學的重要補充，是開展素質教育的重要途徑。物理課外實驗活動由于集知識性、趣味性于一體，而深受學生的喜歡。學校應盡量組織開展形式多樣的物理課外實驗活動，使之成為實驗課堂教學的有益補充、延伸和擴展。學生通過參加豐富多彩的課外實驗活動，不僅能培養學生觀察和 實驗的動手能力和運用所學知識來分析、解決實際問題的能力，而且還能培養思維能力和創新能力、開闊眼界、豐富知識。這些都是課堂上得不到的，更不是幾道習題就能替代的。學生獲得系統的物理知識，主要來源于課堂，但知識的運用、擴展卻是在課外。所以，物理的課外實驗活動是物理實驗課堂教學的延伸和補充，以彌補課堂教學對學生能力培養方面的不足。教師只有把實驗課堂教學和課外實驗活動有機地組織好，才能培養學生對物理學習的興趣，引導他們通過觀察和動手實踐去分析和解決物理問題，逐步提高他們的能力。 1重視課本上的小實驗 比 如：在講授大氣壓強這一節，教者先做了一個演示實驗，將小試管套在裝水的大試管中，口朝下倒過來，小試管上升，看到這樣的現象，同學都非常驚奇，原以為會掉下來的小試管居然向上運動，到底是什么力使小試管上升呢？同學們都希望揭開其中的奧秘。接著引導大家分析小試管的受力情況，小試管受到一個向下的重力，而現在的小試管正在向上運動，說明小試管一定還受到一個向上的力，使誰施給小試管一個向上的力呢？同學們互相討論，我們沒看見施力物體，那么是不是我們看不見的空氣給小試管一個向上的力呢？如果空氣是施力物體，那么它一定能給其它的物 體也施加類似的力。按照以上的猜想，學生根據老師的啟發作了不少實驗：用注射器吸水實驗；吸管吸飲料實驗；（模擬馬德堡半球實驗）將兩個帶吸盤的掛衣勾對齊并用手捏緊各處，然后兩個同學拉掛鉤實驗；在杯中裝滿水，蓋上一個硬紙片，把杯倒過來，紙片不往下掉實驗；瓶口吞蛋實驗；拔火罐的實驗等等。通過以上實驗證明大氣壓強和壓力存在。這樣既活躍了學生思維，擴展了學生知識視野，也大大提升了學生實驗操作能力，同時大大激發了同學們學習物理，應用物理知識的興趣。 2重視引導學生巧用器材、演示各類型物理實驗 在九 年級的物理教學中，有關摩擦力的方向問題是教學的難點，為了讓學生更好的理解，因此我利用牙刷作了一個小實驗收到了很好的效果。首先把兩把型號相同的牙刷的刷毛適當去掉一些，使其能在投影儀的屏幕上看到刷毛清晰的像，演示時用兩手分別握住兩支牙刷的手柄，采用推、拉的方式讓學生觀察用力方向與刷毛彎曲方向來演示幾種情況下摩擦力的方向，其效果既直觀又形象。真正使抽象內容變得逼真、具體、便于理解，起到變抽象為具體；變復雜為簡單，變模糊為直觀的效果。又譬如：自行車是同學熟識的交通工具，當你騎自行車向前時，由于前輪受向前推力作用，其 摩擦力就向后，后輪在動力作用下將順時針轉動，則摩擦力就逆時針方向阻礙車的前進，綜合以上現象，學生對摩擦力的方向就觸類旁通，迎刃而解了。 4 有的同學用廢棄的飲料瓶做了以下幾個物理實驗： 1將一個空雪碧瓶截去上部并裝入適量水，然后蓋上一張硬紙板，將雞蛋放在硬紙板上，快速拉去硬紙板后，雞蛋并沒有隨紙板一起移去，而安然落入杯中，顯示物體具有慣性實驗。 2又取一雪碧瓶，在其側壁鉆三個上下高度位置不同的小孔，用橡皮塞塞住，給瓶里充滿水，將瓶放在足夠高的桌面上，然后同時拔掉橡皮塞觀察發生的現象，顯示了液體的壓強隨深度 的增加而增大的實驗。 3取一個截去下段的雪碧飲料瓶倒立，把乒乓球放在飲料瓶瓶頸處，然后向瓶里注水，會發現水從瓶流出，乒乓球不上浮，接著用手指堵住瓶口，不久就可觀察到乒乓球上浮起來。這個實驗有力證明了浮力產生的原因。這些都是讓學生養成研究物理現象的習慣，培養學生巧用器材做實驗能力，從而加深對課本知識的認同與理解。 在教學中適當引導學生用生活中常見的廢舊器材做實驗，既減少了環境污染，又做到廢物的利用，同時也有利于學生學習興趣的激勵和動手能力及創新能力的培養，從而收到良好的教學效果。 3重視物理知識 與生活接近的實驗內容 學了阿基米德原理后、要求學生學而致用，引導學生用家里常見物品（桿秤、水桶、茶杯），測一些物體的在液體中所受到的浮力或間接測物質的密度實驗；學習了電功率后，引導學生設計一個用電能表測量、手表測量家用電器工作時的實際功率的實驗；學了壓力的作用效果知識后，引導學生用鉛筆與手指研究壓強跟壓力關系、受力面積的關系的實驗；學習機械效率后，引導學生用自己書包背著書本登樓梯時的機械效率；學習杠桿知識后，引導學生用人的身體做體操或推實心球時分析哪些是費力杠桿？家庭用的掃把、筷子、羊角錘、剪刀分 析是什么的杠桿等等。如果讓課外小實驗持續的開展下去，學生的動手能力就得到了加強，分析問題和解決問題的能力就得到提高，創新能力得到充分的拓展，學習物理的興致得到激勵，自主探究的思想得到陶冶，何樂而不為？ 總之，在教學過程中，既要遵循“教師為主導，學生為主體”的教學規律，同時也要不斷加強實驗教學的改革與創新，以激發學生學習的興趣為核心，注重培養學生能力為動力。發揚勇于創新，敢于創新的精神，全力培養學生的創新意識和實踐能力，這是我們物理教師責無旁貸、義不容辭的職責。 主要參考文獻目錄： 1劉 誡嶺創新的策略：創新能力訓練