蘇永春

（長春市第二中學(xué)，吉林長春130061）

重視物理實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

蘇永春

（長春市第二中學(xué)，吉林長春130061）

創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價值取向的教育，它是建立在對原有知識、經(jīng)驗的超越，是能產(chǎn)生新成果的能力。它對其他能力的形成與發(fā)展具有決定性作用，所以是實施素質(zhì)教育的核心。物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，中學(xué)物理實驗是科學(xué)研究的縮影，其中既有科學(xué)理論、科學(xué)思想，又有實驗儀器、探究內(nèi)容，還有科學(xué)方法、實驗技能，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，提供了十分廣泛的途徑。因此，要培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，必須重視中學(xué)物理實驗教學(xué)。

一、介紹科學(xué)家的典型事跡，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

創(chuàng)新精神就是人們在創(chuàng)造過程中所表現(xiàn)出來的心理、情感、意志等精神風(fēng)貌。創(chuàng)新需要無私無畏的獻身者，他們的創(chuàng)新實驗不是為了一己私利，而是為了造福于社會。他們勇于提出新觀念和新理論，探索他人未曾解決的新問題，在實驗過程中，不怕困難，堅持真理，一往直前。這是完成創(chuàng)新實驗必不可少的主觀條件，對實現(xiàn)創(chuàng)新目標(biāo)具有重要作用。例如，偉大的科學(xué)家法拉第，把一生都獻給了電學(xué)實驗，使我們進入到電氣化時代。法拉第對“磁生電”可謂魂牽夢繞、不懈探索，他于1822年、1825年、1828年做過三次集中的實驗研究，均以失敗告終。在他當(dāng)年的日記中，“未顯示作用”、“毫無反應(yīng)”、“不行”等詞語，記錄著艱苦的探索歷程。在他尋找了10年之后，終于在1831年8月29日，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，為我們打開了電氣化的大門。他不為名不為利，謝絕了皇家學(xué)會會長，皇家研究院院長，倫敦大學(xué)教授等職位和頭銜，也不肯接受貴族爵位，最終在書房中平靜地離開人世。居里夫人1911年因鐳和釙的發(fā)現(xiàn)成為兩次獲得諾貝爾獎的科學(xué)家，但這一切都是建立在勇于實驗創(chuàng)新和艱苦繁重的工作之上。居里夫人經(jīng)過3年時間，幾萬次的提煉實驗之后，終于在1902年從8噸瀝青鈾礦渣中提煉出0.12克純凈的氧化鐳，向世人證實鐳元素的存在。在發(fā)現(xiàn)鐳射線的治癌功能后，她把這濟世救人的寶物奉獻給全世界人民，自己卻甘愿過著清貧的生活。因長時間受到射線的照射，居里夫人不幸死于白血病……這些實驗史的介紹，不僅向?qū)W生展示了科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明的過程，而且展示了科學(xué)家崇高的科學(xué)情感和價值觀，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的品格修養(yǎng)，追求科學(xué)的頑強毅力和奉獻精神，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格的目的。

二、運用實驗方法的多樣化，豐富學(xué)生的創(chuàng)新思維

教材中的學(xué)生實驗，普遍存在重視儀器操作練習(xí)、數(shù)據(jù)的記錄，而不注重實驗原理和思考方法的問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。教師在實際教學(xué)中，可以將具有相似刺激的教學(xué)內(nèi)容做一個教學(xué)專題，每個專題確定一個主題，用不同的實驗方法完成同一實驗。

如測重力加速度的實驗。可采取不同的實驗原理和不同實驗器材，完成同一實驗。

1.滴水法：先測出N滴水擊盤聲的總時間t，求出一滴水下落的時間T=t/N，然后測出水龍頭到盤子的高度H，利用自由落體位移公式H=1/2gt2，求出g的大小。

2.豎直上拋法：測出小球從M點開始拋出到落回M點的時間t2，小球從M點上方N點開始到回到N點的時間t1，再測出M、N兩點的高度H，利用上拋公式vM=gt2/2，vN=gt1/2，v2M－VN2=2gh，求得g=8h/（t22－t21）。

3.光滑斜面下滑法：測出斜面的長度L，斜面的高度H，物體沿斜面下滑的時間t，利用公式L=1/2gsinθt2，求出g=2（H2＋L2）/H t2。

4.機械能守恒法：用打點記時器測出重錘自由下落的速度v，用米尺測出下落的高度H，利用機械能守恒定律mgH=1/2m v2求出重力加速度g。

5.平拋法：測出豎直位移y，利用公式△y=gT2求出g。

6.單擺振動法：測出單擺擺長L和擺動的周期T，利用周期公式求得g值。

如測定干電池電動勢和內(nèi)阻的實驗。對應(yīng)同一實驗原理，但可根據(jù)不同實驗器材，應(yīng)用不同的實驗電路和實驗方法，完成同一實驗?zāi)康摹?/p>

1.可以利用兩個定值電阻、一塊電流表、一個單刀雙擲開關(guān)，測得R1和I1、R2和I2；代入閉合電路的歐姆定律E=IR+Ir，聯(lián)立解方程組，求得E和r。

2.可以利用一個電阻箱、一塊電壓表、一個單刀開關(guān)，測得R1和U1、R2和U2；代入閉合電路的歐姆定律E=U+（U/R）r，聯(lián)立解方程組，求得E和r。

3.可以利用一個滑動變阻器、一塊電流表、一塊電壓表、一個開關(guān)，測得多組U和I，然后做電源的U—I圖象，測得E和r。

4.可以利用一個電阻箱、一塊電流表、一個開關(guān)，測得多組R和I，然后做R—1/I圖象，測得E和r。

這樣學(xué)生在進行專題訓(xùn)練時很容易做到由此及彼，融會貫通，實現(xiàn)知識與能力間的相互遷移。讓學(xué)生盡可能多地設(shè)計實驗方案，使物理實驗具有更廣闊的活動空間和思維空間，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

三、注重設(shè)計性實驗，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

設(shè)計性實驗要求學(xué)生利用掌握的實驗原理、方法和儀器解決新的實驗問題。其具有綜合性強、靈活性大的特點，有助于加深學(xué)生對物理規(guī)律的理解，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力。例如，電阻的測定，根據(jù)不同的實驗儀器，可以選擇不同的實驗方案。

1.創(chuàng)新設(shè)計、大膽設(shè)計實驗電路?！半娏鞅怼㈦妷罕砀饕粔K，測量電壓表的內(nèi)阻?！币话闱闆r下，電壓表必須并聯(lián)在電路中，而本實驗只要兩表的額定電流接近，就可以將二者串聯(lián)，測出電流I和電壓U，即可求得電壓表的內(nèi)阻r=U/I。

2.創(chuàng)新探究、靈活使用實驗儀器。“兩塊電流表，若知道其中一塊的內(nèi)阻，測量另一塊的內(nèi)阻?！彪娏鞅頊y電流，電壓表測電壓，這是大家都知道的常識，但若將兩者的功能置換，肯定有人想不通，但要完成本實驗，便要將電流表“反串”當(dāng)作電壓表使用。只要二者的額定電壓接近，便可將兩塊表并聯(lián)，用已知內(nèi)阻的電流表測出電壓U=I1r1，同時測出未知內(nèi)阻的電流表電流I2，即可求得電流表的內(nèi)阻r2=I1r1/I2。

3.創(chuàng)新思維、巧妙創(chuàng)造實驗儀器?！皟蓧K同種表，內(nèi)阻都不知道，要測量電表的內(nèi)阻?！睘榱送瓿蓪嶒炄鐖D所示，可將電阻箱并聯(lián)在電路中，制造一塊電壓表，測出電流表A1的電壓，而測出A1的內(nèi)阻。也可以將電阻箱串聯(lián)在電路中，制造一塊電流表測出電流表V1的電流，而測出V1的內(nèi)阻。

4.創(chuàng)新實踐、靈活運用實驗方法。電阻的測量不僅有伏安法、還有替代法、半偏法、電位差計法、惠斯登電橋法等。這樣學(xué)生在進行設(shè)計性實驗訓(xùn)練中，可以根據(jù)不同實驗器材，不同的實驗要求，選取不同的實驗方法。這不僅能發(fā)揮實驗的教育功能，促使學(xué)生掌握有關(guān)學(xué)科知識，而且能對學(xué)生進行潛移默化的熏陶和感染，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

總之，注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力的物理實驗，能使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，勇于探究，樂于合作，增加鍛煉機會，增強創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力，將來成為現(xiàn)代化發(fā)展需要的創(chuàng)新人才。

[責(zé)任編輯：賀春健]