如何在物理实验中培养学生的创新能力

真相往往隐藏在各种现象背后，透过现象看本质，才能在认识上有所突破。在“探索串联电路的电流规律”和“探索串联电路的电压规律”两个实验中，有同学把图1和图2所示的电路接错了:

在图1中，学生发现L1不亮，L2比相邻组亮，电流表象也比相邻组大。在图2中，学生关闭S后，发现L1和L2都不发光，但电压表示数大于相邻组。老师发现后，不要马上纠正错误，让他们自己排查故障，分析隐藏在这种现象背后的重要结论。他们进行了热烈的讨论，并进行了大胆的猜测。也有同学用图3和图4所示的电路进行类比，最后得出了一个创造性的结论:电流表的电阻很小，电压表的电阻很大。

第二，观察现象，引导创新

爱因斯坦说，“发现问题往往比解决问题更重要。”解决问题可能只是技巧，但发现问题需要创造性的想象力。观察实验现象，从现象中发现问题并试图解决问题，从而实现思维能力的质的飞跃。

在“探究导体中电流与该导体电阻的关系”实验中(如图5)，当AB之间的电阻换成10的电阻时，

学生经常不假思索地移动滑动变阻器的滑块来使电压升高。

指示保持不变，然后记录电流表的指示。老师，如果

没有灵感和引导，学生将失去一次思维创新的机会。

是的。老师要提醒学生不要急于求成，要仔细观察，保持滑。

变阻器滑块位置不变时，电压表示如何变化？为什么

怎么会变成这样？怎么解决？同学们经过热烈讨论，认为更换为10欧姆电阻后，由于滑块位置不变，电器总电阻增大，导致电路中总电流减小，滑动变阻器两端电压降低，因此电压表示值增大。此时应向右移动滑块，增加滑动变阻器的阻值，从而降低电压表象，达到保持电压不变的目的。

甚至有同学提出，如果滑块滑动到最右端时电压表示不能还原到原来的值，可以更换电阻变化范围更大的滑动变阻器或者降低电源电压的方法，达到保持电压不变的目的。

经过这一系列的思维活动，学生不仅验证了欧姆定律，知道了串联电路的分压规律，还知道了如何处理突发情况，实现了从单一思维到多元思维的创新。

第三，打破常规，拓展创新

伏安法测电阻实验中，有一小部分同学发现电流表损坏，要求更换。教师可以根据学生的实际水平启发学生思考:如果没有电流表，是否可以重新设计电路来完成实验任务？鼓励学生打破常规，开发丰富的想象力，反复设计和演示。教师应及时给予指导，帮助学生拓展思维空间。他们最终设计出如图6所示的电路，并创新了“伏特电阻法”来测量被测电阻的阻值。

教师还可以根据小组完成实验的情况，鼓励完成实验的学生创新“电阻测量法”。一些学生还通过设计如图7所示的电路成功地完成了实验任务。

教学的最终目的是教会学生学会创新，学生的智力资源丰富而广阔，让学生摆脱繁重的作业负担，放下束缚思维发展的各种枷锁，发挥实验课的优势，绝不放过物理实验课培养学生创新能力的机会。

第四，鼓励投机，勇于创新

想一想就有可能做到，所以科学探究的第一步就是猜测和假设，让学生在实验前大胆猜测，并在实验中尝试验证，这对培养学生的创新能力有着非常重要的作用。

做“探索电机速度和电流之间的关系”(如图8所示)

几组学生在实验中发现，电机转子卡住后，

电流表示较大，但电机正常运行后，电流表示减小。

小。老师不应该放过这个重要的现象。鼓励学生大胆猜测，允许学生热烈讨论。

有同学怀疑这是电机线圈温度变化造成的。他们认为电机通电时，线圈温度低，电阻小，所以流过的电流大。通电一段时间后，线圈温度升高，电阻增大，所以通过电机的电流减小。

另一部分同学提出异议:随着通电时间的延长，电机的温度会不断升高，而电机正常运行后，电流表征基本稳定，所以猜测不成立。

有同学怀疑这是由于电流通过电机后做功结果不同。电机转动前，电能全部转化为内能，但线圈转动后，大部分电能转化为机械能，内能减少，所以电流减少。

有同学怀疑这是电磁感应造成的。电机转动后，线圈在磁场中切割磁感应线，线圈中产生感应电流，感应电流的方向与外加电流的方向相反，所以电流表示数减少...

这些猜想对不对不重要，但调动学生的积极性和主动性很重要。随着年龄的增长和见识的增加，他们最终会明白的。这个实验班开发了学生的创新思维，激发了学生的创新动机，加强了知识与技能的联系，提高了学生的创新能力。