例谈物理实验教学中创新能力的培养
江苏省泰州中学 殷绍燕
一、 问题的提出
1、 创新能力的概念
创新——指人类为了满足自身的需要，不断拓展对客观世界、自身任职与行为过程和结果的活动。创新能力——指人在顺利完成以原由知识经验为基础的创建新事物活动中表现出来的潜在心理品质。创新的能力有一部分是来自于不断发问的能力和坚持不懈的精神；创新能力在一定的知识积累的基础上，可以训练出来、启发出来，甚至可以“逼”出来。
2、 新课程改革的需要
江泽民同志说：创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力，新世纪创新型人才必须具备的一个重要条件就是创新能力，因而创新能力的培养应该是新时期教育的亮点所在，也是当下教育工作者致力教育教学改革与探究的一个重大课题。
3、 我校学生创新意识缺乏、创新能力急需提高
在前三届中国尚德杯创意大赛中，我校学生获得的成绩虽然是节节上升，但从参与人数以及积极性来看：在我们老师的大力动员之后，仅有10名左右的高一学生参与并获奖了；再看平时的教学中，若教材或教参中有些有争议的内容请同学们讨论，大家往往是不敢对教材教参质疑，或等待老师说结果；另外， 2009年11月，我校请罗凡华老师对我校学生上了一节发明课，课堂上点燃了学生创新的欲望，（因为我校将在2010年7月承办第四届尚德杯创意大赛，罗老师答应给我们东道主一些优惠与帮助），然而在学生们两千多份的创意设计图中发现很多无任何的新颖性，极少的又“过度追求新颖’而不实用，经过修正能指望获得专利的只有10份左右。显然，目前我校学生的创新能力不高，为适应新课改的需要，急需提高我校学生的创新意识与创新能力。
基于上述情况，笔者想到物理课程中的物理实验可以很好地挖掘和提高学生的创新能力，所以在平时实验教学中多加关注了学生的创新能力培养。
二、 案例分析
1、 探究加速度与合力、质量之间的关系
《探究加速度与合力、质量之间的关系》实验前，我没有直接告诉学生用什么实验装置怎么操作，而是在学生知道变量控制的基础之上，从“加速度、合力、质量三个物理量怎么测量？”这一问题开始启发学生思考，大家很快发现加速度、合力和质量在现有水平都比较容易，加速度用计时器打出的纸带可以算出，质量用天平方便测出，合力用弹簧秤测量，所以很快都能提出这样的方案：用弹簧秤直接拉着小车（后面拖着纸带）在桌面上匀加速运动。这时对于大家的想法，我并不立即加以否定，而是请他们具体说出怎么操作、同时积极开动脑筋、互相质疑。一定时间后终于有学生提出：“本实验的研究对象做匀变速运动，用弹簧秤直接拉着读数不可”。还有学生提出：“实验中要测得的是合力，而本方案中弹簧秤读出的是小车受到的拉力，还有摩擦力要考虑。”发现问题后我及时加以肯定与表扬，继续问：“怎么改进？”又一段时间的讨论与探究后，学生们提出了很多方案，这时我并不追求答案的唯一，而是引导他们自己一一分析方案的优缺点。如：有同学提出，摩擦力问题好解决：事先用以前知识测量一下摩擦力大小，做实验时将它减去。及时评价：“不错，准确可是繁琐，不太适合用一节课完成的学生实验，能否再想想。”进而补充“能否在实验中就把摩擦力减去或者平衡掉？”最后引导学生想到“适当倾斜的斜面可以平衡摩擦力”。至于弹簧秤问题学生能想到换用砝码（知道重量）即可，关于砝码质量要远小于小车质量这一条件暂时先告之。
2、 研究平抛运动
《研究平抛运动》实验我并没有直接将平抛仪拿出，介绍给学生，让他们学会使用。而是在实验前，先从实验的两个目的开始启发学生思考：为达到这样的目的，你可以设计怎样的实验？学生立即七嘴八舌开了，“拍频闪照片”“粘上颜色墨水的小球，让它平抛，在其轨道平面放一个白色硬纸板，自然会留下运动轨迹。”我说：“太好了！各有各的办法。”那我们来互相评价一下别人的方案，到底怎样的方案既方便具有可操作性，又不失科学性。提醒：“大家要拿出挑剔的眼光来分析别人的方案，这样才有利于其改进。”于是一个个疑问出来了，“频闪照相，我们有多少这样的器材？”“小球在纸上滚出轨迹时，必然与纸之间有摩擦，不符合平抛的定义。”在此基础之上共同思考改进方案。我顺理提出：观察描点法。到此已经靠上了教材（教科版）。下面就是能否保证每一次小球的初速度都一样呢？经过一番谈论，大家统一了意见：“让小球每一次都从同一点自由释放。”最后我话峰一转：“烦啊，观察的要准确并不容易啊！你们能否再发挥自己的想象，如何能使小球经过某一点时自动记录下该点呢？”学生一下子蒙了。一会儿后我拿出了我校的平抛仪（J2154型平抛运动实验器），学生很是惊叹：妙！我顺势说：发明这个平抛仪的人一定是在使用中发现了不便（问题），开动脑筋想法改进，或许这中间经历了若干次试验，最终制成了现在这个仪器。其实只要大家平时在学习生活中使用前人的成就时不是都顺从、都满足、而是多质疑，努力发现一些问题，然后尽其一切力量想办法改进，哪怕只是一个改进，那也算是一个发明啊。如：学生发明的新型尺——学生多用作图器，专利号：200920092853.7。这样联系一下生活，进一步激发了学生内心的创新意识，也通过这个例子介绍了创新的方法，提升了学生的创新能力。
以上两例中笔者都是让学生自己互相质疑发现问题，层层分析解决问题，经过这样的过程，学生的思维能力、创新能力都得到了较好的锻炼与提高。
三、 培养创新能力的方法总结：
1、互相质疑，唤起创新意识
学生在对某种感兴趣的问题产生疑问并急于知道其中的答案时，很容易唤起创新意识。如：在上述两例中，当学生初步提出实验方案后，笔者都没有直接加以评价，而是启发学生之间互相质疑、不断发问，唤起了学生的创新意识，并通过质疑、讨论、探究最终解决了问题——制定出较为合理的学生实验方案。
2、扶放结合：锻炼创新意志
如果教师先“扶”着学生去探索知识，然后在掌握原有知识的基础上，“放”手让学生去摸索，教师只在必要时作适当的引导，则不但会使学生的学习方式更灵活，还会让学生在探索中实现质的飞跃，以达创新能力的培养。
3、改进评价，营造创新环境
在课堂教学中，及时的鼓励性评价可以为学生的创新思维营造一个较为宽松的环境。上述例子中当学生提出不成熟方案时我并不立即否定，而是鼓励其说出道理，促使其主动积极全面思考问题，而后自己发现问题；另外改进评价方法还要求教师不管任何时候对学生的考核及评价都必须注重学生综合能力和创新性分析解决问题能力的考核，侧重灵活性、综合性和创新性，不能追求答案的惟一性，如《探究加速度与合力、质量之间的关系》的实验方案也可以用两辆小车同时控制与对比，见教育科学出版社《高中物理必修1》P76图3-2-4。
4、联系生活，提升创新能力
新课改的一个基本理念就是教育要面向生活，拉近科学与生活之间的距离，实现书本知识与生活知识的融通。学生在能够深刻感悟所学知识的生活意义和价值时，就会产生追求科学的内在动力；在学习前人努力创新推动人类文明进步时，就会激发并提高自身潜在的创新能力。所以在《研究平抛运动》实验方案确定后，我拿出了平抛仪（J2154型平抛运动实验器）和新型学生尺学生多用作图器，专利号：200920092853.7 ，指导学生在以后的学习与生活中如何去学习前人创新发明。
四、 启示与建议
作为一线教师，我们要充分挖掘学科内容，在平时的教学中注意解放学生、发挥其潜在能力，要在课堂上促进学、思、疑、问、悟的有机结合，让学生互相质疑，留足思维的空间，启发学生多思，培养学生创新思维能力。
