在实验教学中培养学生的创新能力，本文主要内容关键词为：培养学生论文,创新能力论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、创设情境，让学生自主发现和提出问题，培养学生的创新意识
爱因斯坦说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”科学创新源于科学问题，科学问题始于教学情境。教师应运用实验能创设良好的情境，激发学生的好奇心、发现欲，唤起他们强烈的问题意识。例如，在探究导体电阻的相关因素的教学中，我先通过实验创设情境：将学生每2人分为1组，给每一组1节电池、1只小灯泡，不同粗细、长短、材料的导线，让学生连接电路，使小灯泡发亮。学生在实验中发现，用不同的导线连接时，小灯泡的亮度并不相同。由此，学生自主发现和提出一个现实问题：为什么不同的导线连接电路时，灯泡的亮暗会有不同？这时我因势利导，引入不同的导体对电流的阻碍作用是不同的问题（即电阻不同），学生自然将它转化为科学探究的问题：导体的电阻跟哪些因素有关？然后进一步提出3个子问题：1.导体的电阻跟导体的长度有什么关系？长导体的电阻大，还是短导体的电阻大？2.导体的电阻跟导体的横截面积有什么关系？是导体的横截面积大电阻大，还是导体的横截面积小电阻大？3.导体的电阻跟材料有什么关系？例如，是铜的电阻大，还是镍铬合金的电阻大？在设计实验方案时，又对每一个子问题提出一些辅助问题，如应当怎样控制变量、怎样进行操作等等。这样，在不断发现问题、提出问题、解决问题的过程中有效地培养了学生的创新意识。
二、建立民主的气氛，让学生对所提问题大胆假设和猜想，培养学生的创新精神
牛顿说：“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现。”猜想既是学生在科学创新之前所进行的一种科学预见性的思考，又是制订创新计划、设计创新方案的前提和根据，猜想对于初中生来说是最宝贵的。猜想过程是学生思维最活跃的过程，它容易突破传统思维的框架，迸发出创造思维的火花。因此，教师在教学中应建立轻松平等、互动的课堂氛围，使学生有话想说，有话敢说，克服心理障碍，大胆提出自己的想法。
例如，在“串联电路电流的特点”教学中，我先演示几个亮度不同的小灯泡组成串联电路，然后请学生猜想电路中电流的大小关系，并简要说明理由。
生1：靠近正极的电流最大，然后逐渐减小。因为电流从正极流出，回到负极，流经电路时要逐渐消耗，所以逐渐变小。
生2：灯泡亮的电流大，灯泡暗的电流小。因为电流大灯泡才亮。
生3：靠近负极的电流最大。因为电流从正极流出，最后堆积负极。
生4：灯泡电流大，电线电流小。因为灯泡亮有电流，灯泡不亮无电流。
生5：处处相等。
显而易见，学生会做出各种各样的猜想，有些是在意料之中的，有些是在意料之外的。不管学生的猜测结果是否符合教师的意图，作为教师都要因势利导，不失时机地对学生标新立异、独树一帜的做法给予鼓励，不要过早地加以肯定和否定，而要把结果交给学生通过实验来证明。通过这种猜疑、释疑的实验活动，学生将逐步树立起创新精神，同时逐步培养想像能力和创新能力。
三、优化实验设计环节，培养学生的创新思维
传统的“照方抓药”的实验教学，几乎忽视实验设计环节，只重视学生按实验步骤去完成操作过程，忽视了学生思维的发展，学生安全处于一种被动的学习状态。在新课程教学中，我们应重视实验设计环节，可以将部分测量实验或验证型实验改成设计型实验，允许学生用同一实验原理设计多种实验方案。例如，在测定“盐水的密度”实验中，根据“密度＝质量／体积”这一实验原理，我让学生自主设计了多种方案。
方案1：首先，测出空烧杯的质量；其次，往烧杯里倒入一定量的盐水测出烧杯和盐水的总质量，得出盐水的质量；第三，把盐水倒入量筒测出它的体积；最后，算出盐水的密度。
方案2：首先，测出盐水和烧杯的总质量；其次，往量筒里倒入一定量的盐水，测出盐水的体积；第三，测出盐水倒出后剩下盐水和杯的总质量，得出倒出盐水的质量；最后，算出盐水的密度。
方案3：首先，把盐水倒入量筒测出盐水的体积；其次，测出空烧杯的质量；第三，把盐水倒入烧杯，测出烧杯和盐水的总质量，得出盐水的质量；最后，算出盐水的密度。
方案4：首先，测出量筒的质量；其次，往量筒里倒入一定体积的盐水；第三，测出量筒和盐水的总质量，得出盐水的质量；最后，算出盐水的密度。
同时也允许学生用不同的实验原理、仪器进行多种方案的设计。例如，同是测量“盐水的密度”，根据不同的实验原理，我又让学生自主设计了多种方案。
方案1：根据密度公式：ρ=m/υ，用天平和量筒分别测出盐水的质量和体积，算出盐水的密度。
方法2：根据沉浮条件原理，用密度计直接测出盐水的密度。
方案3：根据液体内部压强公式P=ρhg，用压强计测出某一深度的压强，算出盐水的密度。
方案4：根据阿基米德定律公式：F=ρVg，把一已知体积的金属柱体挂在弹簧秤上，分别测出在空气和盐水中的重量，算出浸没在盐水中的浮力，再得出盐水的密度。
学生设计了多种方法以后，我再让他们讨论各种方法的优缺点，比较哪种方法最简便、最合理、误差最小。这种让学生自行设计，互相讨论，开放式的实验设计，自由度大，自主能力强，既发展了学生的个性，培养了他们多角度思考问题的能力，又发展了学生的想象力。
四、创造条件，让学生多动手实验，培养学生的创新能力
俗话说：“手是脑的老师。”“眼过百遍不如手过一遍。”学生亲自动手实验，能锻炼他们的动手能力和实践能力，为他们今后从事生产劳动、技术革新和科学研究打下必备的基础，同时还能有效促使手、脑并用，有利于学生智力的发展，是培养学生创新活动能力的重要途径。因此，在实验教学中教师要充分利用学科特点，创造条件，想方设法让学生多动手操作实验。笔者从以下几方面着手，取得了一定的效果。
1.课堂中将部分演示实验变为学生探究实验。演示实验一般是以教师为主体，利用课堂时间为学生演示各种实验现象，引导学生观察、思考、分析的一种实验教学方式。演示实验虽然能让学生观察到各种形象生动的实验现象，掌握实验操作规范要领，但是学生没有动手机会，只是被动参与，不利于创新能力的培养。如果将部分演示实验改为教师指导下的学生探究实验，让学生亲自动手，把学生由“观众”变为“演员”，让学生从实验活动中认识科学现象和规律，提高发现问题和解决问题的能力，让他们在实践证明中品尝成功的喜悦与失败的挫折，体验科学过程的情感与价值。例如，在“大气压存在”的实验教学中，我把教师演示实验改为学生探究实验，课前让学生观察生活，自选器材、自己设计、动手实验，课堂上以小组为单位，让学生在讲台上表演各组的实验创作成果。这种教学方式令学生兴趣很高，他们利用身边的针筒、吸盘、吸管、哈磁五行针、钢笔、饮料瓶、茶杯、气球等生活用品，表演了十多种不同的方法，证明大气压的存在。其结果大大出乎我的预料，收到了很好的效果。可见，调动学生的兴趣，让他们大胆动手实验，的确能发挥学生巨大的创造潜力。
2.课余开放实验室，让学生做自己喜欢的实验。新课程的实验内容是开放的，学生可以做自己喜欢和感兴趣的实验；新课程的实验过程也是开放的，学生可以自己去设计实验，选择仪器，收集实验数据，归纳总结规律。课余开放实验室可以满足学生的各种实验需求。对于实验室的开放，一是做到时间上的开放。每周可以利用2～3次的课外活动时间向学生提供实验器材，为学生创设一个自主学习、自主实践、自主探索的开放性环境，让学生做一些课内没有做过的或没有做完的实验，做一些教材中的小制作、小实验、小研究。二是做到空间上的开放。根据教学活动要求，把一些不易破损、携带方便的仪器，以班级为单位定期出借给学生进行课外实验。开放实验室既有利于提高实验室的资源效益，又有利于提高学生的动手能力和创新精神。
3.利用家庭小实验，让学生开展“小制作、小发明”活动。“小制作、小发明”活动带有很强的实践性、技术性、创造性，促使学生把动手与动脑、实践与探索密切结合起来，能有效培养学生的动手能力、实践能力、创新能力。但是，有些“小制作、小发明”的实验活动受学校时间和条件的限制，难以在校内完成。首先，开设家庭实验，学生能有更充足的时间和自由的空间，能更充分地发挥他们的想象力、创造力，是学校实验的延续和补充。其次，开设家庭小实验，让学生利用家中的瓶瓶罐罐、废旧物品、玩具等器材进行“小制作、小发明”实验活动，能使学生养成节约资源、利用资源的良好习惯。例如，学习了光的直线传播后，学生用圆纸筒制作了小孔成像的演示器；学习了平面镜后，学生用镜子制作了潜望镜；学习了固体可以传播声音后，学生用纸杯和绳子制作了土电话；学习了电路后，学生为自己家里设计安装了门铃等。学生通过这些“小制作、小发明”实验活动，获得了创新的成就感，从而进一步激发起创新动机。实践证明，开展“小制作、小发明”活动是培养学生创新活动能力的好方法。
总之，在实验教学中注重培养学生的创新能力是科学教学的主旋律，实验教学又是培养学生创新能力最直接、最有效的途径。因此，在教学中我们教师要发挥实验教学的优势，不断挖掘蕴藏在实验中的创新因素，并以不同的形式对学生进行训练和培养，以达到更好地提高学生创新能力的目的。
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