张勇明

摘 要： 实验教学是物理教学实施创新教育的重要基础和手段，实验不仅对激发学生学习兴趣、提高实践能力具有不可替代的作用，而且是为学生营造创新的氛围，培养创新意识、创新思维、创新能力，提高科学素质的有效途径。

关键词： 伏安法 研究性实验设计 创新能力 主体作用

在实验教学中普遍存在只重视简单的操作练习忽略对学生创新思维的培养。教材中的演示实验和学生实验，从器材、方法到表格设计都是按照规定好的步骤和方法进行实验，教师很少引导学生思考和探索，有些学生在实验中只是依葫芦画瓢，根本不能领会实验的原理和思想。因此，我们应努力开拓实验教学的新构想，探索实验教学的新路子。

在教学工作中，我尝试把一些传统的实验教学方式改为设计性实验教学，取得很好的效果。设计性实验教学就是教师给出研究课题，学生运用学过的物理知识和技能，针对研究课题独立设计实验方案，提出分析、解决问题的设想，然后在老师的指导下独立地解决，最后完成实验报告的一种教学模式。设计性实验要求学生：（1）查阅资料，设计实验原理和实验方法；（2）根据实验要求，正确选择实验仪器；（3）设计独特的实验构思；（4）独立进行实验操作。因此，利用设计性实验能有效地培养学生的思维能力和创新能力。笔者以“测电阻”这一学生分组实验为例探讨设计性实验教学。

一、以伏安法测电阻实验为基础进行研究性实验设计

1.发现问题，提出猜想。

给学生提供如下实验器材：电源、电压表、电流表、已知阻值为10Ω的定值电阻R0、滑动变阻器、未知电阻、开关一个、导线若干，提出研究课题：请同学们从中选择合适的实验仪器，想办法测出实验台上未知电阻的阻值。看哪个小组想得快、想得好。

2.设计方案，寻求规律，培养创新能力。

学生明确了研究方向，带着问题，进行实验研究，设计实验原理图，很快便找到解决问题的方案，但几乎所有学生设计的都是用伏安法测电阻。教师应找小组代表叙述试验方案，并进行总结。

实验原理：R=U/I。

实验电路图如图所示（略）。

实验步骤：（1）学生分组实验：各组学生按照自己设计的电路图独立连接电路，检查无误后闭合开关，移动滑动变阻器，改变电压表、电流表示数，并做记录；（2）结论：R=（R■+R■+R■）/3；（3）实验分析：抽样用多媒体展示记录结果，引导分析：这种测量电阻的方法叫伏安法，伏安法是最常用的测电阻的方法。并启发学生知道电路中串联滑动变阻器的作用，总结减小测量误差的方法，多测几次求平均值，所以被测电阻R=（R■+R■+R■）/3。

3.升华实验，进一步训练学生动手能力，培养创新思维

利用多媒体再次提出研究课题：要测出一个未知电阻R■的阻值（各组R■的阻值不同），现有电源、量程适当的电压表和电流表各一个，已知阻值为10Ω的定值电阻R■一只、开关和导线若干，根据以下要求设计三种测量阻值的方法（要求：电压表、电流表、定值电阻R■三个器材中每次只能选其中的二个；同一种方法中，不能中途改变电路连接；每种方法只需进行一次测量），请学生按实验研究要求设计实验完成未知电阻R■阻值的测量：（1）画出电路图；（2）写出主要实验步骤；（3）计算出R■的阻值。老师先让学生围绕此问题展开积极讨论，此时学生情绪振奋、思路活跃，老师深入学生中，有意识地启发、引导学生的思维走向正确，然后全班讨论，得出较典型的实验方案。

二、教学总结

1.精心设计研究课题。

设计好研究课题是上好设计性实验的基础。研究课题可以根据实验原理、实验装置、实验过程、数据处理的改变和改进、实验方法的推广和运用等进行设计；选题的原则是不要求突出实验内容的复杂性，题目只给出实验目的和要求，由学生根据目的要求独立查阅资料，独立制订实验方案，在自己认真思考的基础上，提出自己分析、解决问题的设想，然后在教师的指导下独立地解决，最后写出实验报告；研究课题涉及的物理知识应当是学生熟悉的，物理方法应当是学生常用的，要具有一定的思维深度和广度，使学生在思维上能“跳一跳，摘得到”，体现一定的实践性和可操作性，使学生在动手中不断地发现“新”知识和“新”规律。

2.注重创新能力的培养。

本课的研究课题——“测导体的电阻”，要求学生根据课题要求，设计出多种测量方法，学生在实验中自己摸索方法、独立进行操作，变“被动接受知识”为“主动获取知识”，从而培养创新能力和实践能力，并且对于培养学生的发散思维和收敛思维有独到之处，更可激发学生的创造能力。我们在实验中要尽可能地让学生多观察，多动脑，老师要多点拨，多激励，不断地寻找学生思维和操作上的闪光点，及时总结和推广。

3.突出教师的主导作用、学生的主体作用。

设计性实验课的教学功能是培养学生的主体意识，激发学生的探索精神。在整个教学过程中，始终是学生自己动脑、动手、动笔、动口，体现以学生为主体，以实验为基础的教学观点。我在施教过程中层层启发，适时点拨，真正做到从“演员”转化为“导演”，并通过不断设疑、释疑，使学生很快进入“角色”，积极、主动地参与学习的全过程。另外，我们要善于从学生的操作过程中分析学生的思维痕迹，从而引导学生找到探索的途径。

参考文献：

[1]王泽农，主编.初中物理新课程教学法[M].东北师范大学出版社.