发挥物理实验室在物理实验创新教育中的积极作用
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作者: 尹玉梅
伴随着经济的发展，科技的日新月异，知识在社会生活和社会发展中的含量越来越高，而以知识为基础的知识经济越来越受到世人瞩目。决定个人命运的主要因素，也已不再是掌握知识的多少，而在于更新知识、创造知识的能力的大小。也就是说，创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法，而不仅仅是知识本身。因此，创新教育不应只是一个时髦而响亮的口号，而应落在工作的实处。这就要求在教育教学中培养学生的创新意识、创新精神和实践能力。物理教师应该用“创新”编织课堂教学，给学生更多的参与机会，让学生在宽松的教学环境中学会思考，学会创新。笔者认为，在物理实验室中进行物理实验教学更有利于创新教育的实施。
因为在物理教学中要培养学生的创新意识和创新能力，就必须具备以下能力和技能：观察基本仪器和实验现象的能力，合理选择和正确使用仪器的能力，实验操作能力，处理数据、归纳结论的能力。而这些能力的培养大都是在实验室里进行并取得的，可以说物理实验室是培养学生创新意识和创新能力的基地。并且物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验是学习、研究物理学最主要、最基本的方法，实验过程隐含着丰富的科学思想和科学方法，既包括操作技能和处理实际问题的本领，又包括科学的猜想和假设、逻辑的思考和论证、准确的数据和数字分析、严密的推理和清晰的表述。因此，实验能力在现代社会中是一种比较全面的能力。
实验的直观性和可操作性都比较强。通过对实验的观察、思考、分析、总结，可以掌握抽象的概念，不仅可以激发学生学习的兴趣，培养学生动手的能力，还可使学生从实验中得到启发，产生联想，找到他们创新思维的基点。物理学家丁肇中说：“自然学科离不开实验的基础。特别是物理学，是从实验中产生的。”物理学家罗杰尔•培根指出：“没有实验，任何新的东西都不能深知。”因此，物理教师把物理实验室作为激发学生学习兴趣，培养创新意识和创新精神的宝库。经常利用实验室提供的器材做一些演示实验，创设问题情境，使学生产生新奇、新鲜感，激发出学生的学习兴趣，使兴趣成为求知的向导，使内部驱动力产生探索的欲望，使探究导致创新意识的萌发。
例如在讲压力、压强时，笔者用手掌满握鸡蛋，用力压鸡蛋而不破；再将鸡蛋轻轻敲打桌面，蛋壳立即破；或者将鸡蛋高高举起，松手落下，学生都会有“鸡蛋会摔碎”的感觉，然而，鸡蛋竟然会弹起，并且完好无损，原来鸡蛋落到装有海绵的盒子里。“鸡蛋落到装有海绵的盒子里为什么不会破呢？”再比如在讲惯性时，笔者手拿小铁锤问学生：“当小铁锤撞击铁片时铁球会随铁片一起飞出吗？”学生内心都有一定的猜想，然后笔者释放小铁锤，小铁锤很快将铁片打出去，但铁球却不随铁片一起飞出，而是竖直落在下面的小碗里。这样紧扣学生心弦的情境问题，把学生带入物理情境中去，让他们产生各种疑问和设想，激发学生“需要学”的动机。急于想解决问题的强烈愿望又成为学生创造思维的动力，使学生思维活跃，智力呈开放状态。学生有了疑问，才会进一步思考和探索，才有可能有所发现和创新。这正如教育家陶行知所说：“发明千千万，起点是一问。”
也有人曾总结过：对于事物的认识，听到不如见到，见到不如一做。这说明动手做的重要性。前苏联教育家苏霍姆林斯基说过：“学生的聪明才智来自他们的手指头。”他一针见血地点明“动手”有着不可替代的作用，要培养学生的创造能力，就要培养学生的动手能力。
因此，在初中物理教学中要切实贯彻“以实验为基础的教学原则”，真正把物理实验作为物理教学的重要内容看待，比较多地采用学生边学边实验的教学方式。针对初中学生的特点，在课堂教学中，笔者让学生通过自己动眼、动手、动口、动脑进行学习，使各种感官受到刺激，延长学生的有意注意时间，促使大脑对各感官传输的信息进行综合分析，进而提高课堂教学的思维密度。笔者在教学中改变“老师讲、学生听，老师写、学生抄，老师做、学生看”的那种因学生处于消极地位而使课堂气氛沉闷的情况，由学生自己阅读材料，自己做实验，还可以讨论讲述，因此他们学习的主动性、积极性得到充分发挥。
例如：笔者将电流表、电压表部分的教学改为边学边实验后，学生对知识点得到更深的领悟。实验中有的学生观察到指针偏转方向相反，这使他认识到是因为“+”“-”接线柱接反了。他的这种“发现”要比教师直接告诉他“接线柱的接法要正确”理解得更透彻，印象更深刻，也使他认识到电流是有方向的。通过实验，学生不仅掌握了基本实验技能，有效地领会物理知识，更重要的是让学生从做中获得信息，体验创造和发展的喜悦，提高分析和解决问题的能力，进而达到创新思维的培养。
教师在教学中还应该让学生知道，观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步，也是进行任何创造和超越的第一步，需要的不仅仅是大家观察到的结果，更重要的是观察活动本身。而在物理实验教学中要做到这一点，就离不开物理实验室为教师和学生所提供的场所和必备的实验器材。物理实验室不仅可以提供观察实验的场所和器材，更重要的是有些实验可以不受特定自然环境和时间的限制，让学生有足够的时间去探索。如对于彩虹，自然界在特定雨天后才能看到，平时看不到。教师在教学中可以用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里，使学生感到新奇。通过这段教学，师生共同讨论，形成共识，知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。通过实验，能够对物理事实获得具体的明确的认识，有助于理解物理概念和规律。那么在这里学习的就不仅是色散的知识，更重要的是学习了这种探索事实根本的方法――实验。实验中要有实事求是的科学态度。教育学生每做一个实验应该了解实验目的，正确使用仪器，做必要的记录，得出相应的结论，整理好实验器材，根据实验观察到的现象和结果得出结论，做出正确的实验报告。而这些能力的培养都来源于实验，都离不开物理实验室的配合。
物理实验室的器材，经过加工可以变得多用。如给每个光具座配备一小块玻璃板，就可以增加平面镜成像实验。通过实验，学生知道不仅可以做其他的实验，还有利于调动学生创新的意识和创新的精神。
另外，开放性作业的设计，能充分调动学生学习的积极性，让每个层次的学生都能充分地表现和发展，在课外广阔的天地里发挥自己的创造力。因此，物理实验室不仅课堂上要对学生开放，课下对学生也要开放，鼓励学生来到实验室做课外小实验、小制作，促进学生对教学内容的学习。例如：有的学生来到实验室做“纸锅烧开水”“电铃”“鱼在开水中游”等小实验、小制作。从某种意义上说，各种物理实验都是一种特殊的、直观的实践，学生在动手完成各种小实验、小制作的过程中，思维异常活跃，学习欲望高涨，参与意识增强，都迫切希望进一步探索问题。
总之，创新教育是当前素质教育的核心，是一种重视人的主动性，弘扬人的主体精神，以人的发展为本的教育。它能使学生学会学习，开发智力，提高素质，增加锻炼的机会，增强适应社会发展的意识。而其在物理实验教学中的具体实施，离不开物理实验室。
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