改进物理实验，培养学生创新精神

陈玉军

摘要：物理是一门注重实验的自然科学基础课程，实验教学中的创新精神、能力的培养是实施素质教育的重要内容。创新是教学的灵魂，也是教学的最高境界。

关键词：实验；创新精神；素质教育

义务教育物理课程是一门以实验为基础的学科，实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径，通过实验不仅让学生经历科学探究的过程，学习科学知识和科学探究方法，锻炼了学生的观察能力、动手能力，养成严谨的科学态度和科学精神，更重要的是培养学生勇于创新的精神。如何培养学生的创新精神呢？我在平时实验教学中，让学生通过对实验进行改进，使学生不仅解决了问题，学到了知识，还培养了学生创新的精神。

一、改进实验器材，培养创新精神

1、人教版八年级物理下册第十二章简单机械第一节《杠杆》，在进行这一节的“探究杠杆的平衡条件”实验学习时，对于杠杆水平平衡判断，学生凭的是用眼观察杠杆是否水平，判断时误差很大，学生提出质疑：如何准确判断杠杆水平平衡？于是我让学生讨论，学生经过反复思考讨论，提出了改进的办法。他们改进的基本思路：在杠杆上安装水平泡。

它的科学原理：根据水平仪原理，水平泡气泡处于中间时表示水平，气泡移向左方时表示左边高，气泡移向右边时表示右边高。在杠杆上安装水平泡，根据水平仪原理进行杠杠水平平衡判断，使实验具有科学性。学生不再凭感觉进行判断杠杠是否水平了，学生能够对物理器材进行改进，体现了创新意识。

2、人教版九年级教材第十七章第一节《电流与电压和电阻的关系》，在进行探究教学时，用到的器材有滑动变阻器、电压表、电流表、定值电阻、开关、导线和电源等。这个实验采取控制变量法，分两步进行：第一步，在探究电流与电压之间的关系时，要使电阻保持不变，改变定值电阻两端的电壓。用滑动变阻器来调节电压，而滑动变阻器经常会经常不良，难以控制，从而使实验变得耽误时间.第二步，在探究电流与电阻之间的关系时，要是电压保持不变，要频繁拆接导线，更换不同规格的定值电阻，费时费力，比较麻烦.针对以上问题，让学生讨论.讨论后学生发现将可调稳压电源代替普通电源，将电阻箱代替定值电阻后，实验将变得更简单方便.探究电流与电压关系时，只需将电阻箱调到一固定电阻，用可调稳压电源来调节电压即可，可以避免之前滑动变阻器难以调控的不足之处。在探究电流与电阻关系时，只需将电压调到定值，改变电阻箱上数值即可。可避免之前要频繁拆接导线，更换不同规格的定值电阻的弊端，节时省事，使实验更方便，更简单。

二、改进实验方法，培养创新精神

1、人教版八年级物理上册第六章第3节《测量物质的密度》，在测量盐水密度实验时，一开始学生采用的是如下实验方法：用天平测出空烧杯的质量m1；用天平测出盐水和烧杯的总质量m2将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出盐水的体积；计算盐水的密度。我就问学生：这种方案有什么不足之处？学生认为，测量液体质量之后再测量液体体积时，部分液体沾在烧杯壁上，导致液体体积的测量结果偏小，根据密度公式，质量相同，体积偏小，则密度值偏大。然后就问学生：你们有没有更好的方法呢？学生讨论后的方法是：用天平先测出盐水与烧杯的质量m1；向量筒中倒出一部分盐水，记下体积V；再用天平测剩余盐水与烧杯的总质量m2；计算盐水的密度。而改进后的方案中，所测盐水的质量变为量筒中盐水的质量，所以测量结果误差更小，更合理。

2、在一次进行“电阻的测量”的实验课上，同学们按照实验设计方案测量出导体的电阻，我说：同学们完成的很好，有没有其它的问题？

有一个小组的同学说：老师，如果只有电压表，没有电流表，能不能测出导体的电阻？

我说：可以的，你们各组设计实验，看看如何测出导体的电阻？

很快，各组同学通过讨论设计好了实验方案。

我说：你们各组都很厉害呀，这么快就设计好了，那么请哪组同学给我们介绍一下你们设计的方案吧。

小组1：我们组经过讨论，认为利用一个已知阻值的电阻和待测电阻串联在一个电路中，用电压表分别测出已知阻值的电阻和待测电阻的电压，根据欧姆定律和串联电路中电流关系就可以计算出待测电阻的电阻。

小组2：我们组的设计思路和第一小组一样，只不过我们认为第一小组的实验设计，只能测出一组数据，这样测出的电阻误差可能较大，所以我们在电路中串联加入了滑动变阻器，这样利用滑动变阻器可以测出多组数据，然后取多次测量的平均值，就可以减小误差，使结果更接近真实值。

小组3：前面两组的实验设计方案很好，我们组的设计方法和前面两组基本相同，他们两组在分别测已知阻值的电阻的电压和待测电阻的电压时，要将电压表拆接，考虑到实验操作的简便，所以我们想在电路中加接一个开关，这样通过两个开关的作用测出电压，这样更方便。

我说：你们的想法都正确，你们能从不同角度思考问题，善于反思，你们不仅掌握了测电阻的知识和技能，你们还敢想，敢说，乐于发表意见，大胆质疑，勇于探索，你们具有创新精神和能力，老师为你们的进步和成长而高兴！

三、利用身边的器材改进实验，培养创新精神

在平时物理教学时，课本上有的实验由于器材、条件的限制，做起来不太方便，我鼓励学生利用身边的器材进行实验，学生非常感兴趣，很多同学做了尝试，下面我就列举几个实例。

1、用自来水笔探究声音通过固体传播。将自来水笔一端放在嘴里，轻敲自来水笔笔杆几下，再用牙齿笔杆轻敲几下，发现后者声音比前者大很多，这是因为声音通过骨（固体）传播比通过空气传播效果好。

2、用鸡蛋和玻璃瓶探究大气压实验。点燃一纸片，将其放入玻璃瓶中，然后将鸡蛋放在瓶口，过了一会儿，就会看到玻璃瓶将鸡蛋吞入瓶中，这是因为瓶内气压减小，瓶外大气压将鸡蛋压入瓶中。此实验容易操作，现象明显。

3、利用矿泉水瓶可以做多个实验。（1）力学实验。用手推动竖放在桌子上的矿泉水瓶的底部，可以使瓶子向前移动，而用同样的力去推动竖放在桌子的瓶子的顶部，瓶子会向前倒，该现象说明：力的作用点不同，力的作用效果不同，这表明力的作用效果跟力的作用点有关；（2）热学实验。将矿泉水瓶装上水，盖上瓶盖，放进冰箱冷冻室里，过了几个小时，再拿出来，会发现瓶里水变成冰，同时瓶的外壁“出汗”了，原来发生了凝固和液化现象。（3）光学实验。将矿泉水瓶装上水，隔着它观察书本上的字，发现字变大了，这是因为此时的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，被观察的字在它的一倍焦距以内，所以看到是正立放大的虚像。（4）电学实验。用一个丝绸摩擦过的气球靠近平放在桌上的空矿泉水瓶，发现空矿泉水瓶向气球方向滚动，这是利用了带电体能够吸引轻小物体的性质。通过这些实验，不仅增加了学生动手的机会，还培养了学生的创新意识。

四、利用逆向思维改进实验，培养创新精神

逆向思维可以通过改变已有事物的因果关系，来发现新的现象和规律，引发新的设想和思路，不仅能够激发学生学习的积极性，还能突破思维定势，培养学生的创新精神。奥斯特在1820年发现了电流的磁效应后，英国科学家法拉第反其道而行之，经过10年的探索，与1831年发现了电磁感应现象，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。例如鸡蛋在浓盐水中悬浮的实验，原来靠添加浓盐水去调节液体的浓度很难实现和维持悬浮，学生就反过来探究，先配置足以让鸡蛋漂浮的浓盐水，只需缓缓加入清水就可以使鸡蛋变成悬浮状态，实践证明这种方法容易操作，效果很好。对物理实验进行改进，不仅有利于提高教学效果，还能培养学生独立思考、敢与质疑、尊重事实、勇于创新的科学精神，这样有利于提高学生科学素养，使每个学生的潜能得到发展。