關(guān)于初中物理實驗探究教學與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略探討

摘 要：創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，隨著社會的快速發(fā)展，創(chuàng)新型人才成了現(xiàn)代社會的迫切需求。在初中階段，物理實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的主要途徑。初中生在實驗觀察和操作的過程中會對物理知識不斷地進行摸索和研究，使學生的綜合能力得到有效的鍛煉。故針對當前物理實驗教學現(xiàn)狀進行探討，并提出物理實驗探究教學與培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的策略。

關(guān)鍵詞：初中物理;實驗探究;創(chuàng)新能力

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2022）15-0023-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.15.008

隨著核心素養(yǎng)概念的提出，初中物理教學也在悄然地發(fā)生著改變，物理新課程標準中明確指出了物理教學要以培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)為根本目標，而實驗談及和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重中之重。因此，如何在物理實驗探究教學中加強學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，成為物理教師需要研究的重要課題。創(chuàng)新是在核心素養(yǎng)理念下，初中物理教師要正確處理實驗探究和創(chuàng)新能力之間的關(guān)系，改變傳統(tǒng)的教學思路，堅持以人為本的教學理念，構(gòu)建系統(tǒng)化的物理實驗體系。

一、當前物理實驗教學的現(xiàn)狀

（一）學生對物理實驗不重視

在初中物理實驗課堂上，許多學生在開展自主實驗時不愿動手，又或是不知該如何動手，在實驗操作中總是手忙腳亂，找不到方向。出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因是學生對物理實驗重視程度不夠，在實驗中只知道按照物理教師的要求或按照教材內(nèi)容機械地進行操作，面對物理實驗出現(xiàn)的突發(fā)情況，不會主動地動腦思考，找不到解決問題的辦法，實踐能力和創(chuàng)新能力較差。還有部分初中生把主要精力都放到課本上，對實驗課不重視，具有強烈的應付心理，認為只要背一背實驗結(jié)論就行了，使物理實驗不能發(fā)揮真正的作用。

（二）教師重理論輕實驗

在素質(zhì)教育的推廣下，教育教學理念發(fā)生了深刻的變化，突出了“以學生為本”的教學思想。在實際教學中，很多初中物理教師沒有擺脫傳統(tǒng)的應試教育思想，物理教學局限于學生應試能力的培養(yǎng)，將大部分的課堂教學時間都用在了物理理論知識的講解上，忽視了物理實驗教學，學生的應試能力提高了，但實踐能力和創(chuàng)新能力卻每況愈下，甚至在學生中間出現(xiàn)了“做實驗不如看實驗，看實驗不如背實驗”的錯誤觀念，出現(xiàn)了很多“高分低能”的學生，學生缺少創(chuàng)新意識，不利于學生的長遠發(fā)展。

（三）物理實驗探究效果不理想

初中物理實驗探究教學大多都在物理實驗室進行，但受教育經(jīng)費的限制，在一些偏遠地區(qū)，一些初中學校還沒有獨立的物理實驗室，物理實驗儀器和實驗材料也存在很大的缺口，很難做到人手一份，使得初中生在實驗時經(jīng)常是很多人圍著一套實驗設備，大部分學生都在看，只有少數(shù)學生才能操作實驗，影響了物理實驗探究效果，也限制了學生的創(chuàng)新思維。有些傳統(tǒng)的物理實驗在內(nèi)容和形式上缺乏新意，實驗過程和實驗結(jié)論學生早已熟記于心，因而在實驗探究中會產(chǎn)生放松的心理，導致實驗出錯，需要引起物理教師的重視。

二、物理實驗探究教學與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)策略

（一）自主設計實驗，挖掘創(chuàng)新潛能

1.改進傳統(tǒng)物理實驗。在一般情況下，初中物理實驗探究教學都是按照教材中的實驗安排來進行操作，很多實驗步驟和實驗結(jié)論在實驗之前學生就已經(jīng)知道了，學生在正式的實驗操作中就很難體會到實驗探究的樂趣，學生的思維也被禁錮在了教材上，對物理實驗失去興趣。為此，初中物理教師可以對教材實驗進行大膽的變革和創(chuàng)新，鼓勵學生通過改變物理實驗器材、實驗材料、實驗步驟、實驗條件等對傳統(tǒng)的物理實驗進行創(chuàng)造性設計，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，在不改變實驗結(jié)論的前提下，將陳舊、老套的實驗改變?yōu)橐粋€全新的實驗，使學生的實驗探究過程變得更加生動、有趣，加深學生對物理知識的理解。近年來，傳統(tǒng)物理實驗的數(shù)字化改進引起廣泛的關(guān)注，以計算機為核心展現(xiàn)現(xiàn)代化的實驗技術(shù)，使物理實驗更加規(guī)范化和準確化，同時學生的定式思維會被打破，讓他們把時間和精力用在更有創(chuàng)造力的方面，展示物理教育的時代特點。

2.鼓勵自主設計實驗。初中物理教師可以嘗試著放開雙手，鼓勵學生自主設計實驗，在明確實驗目的的基礎上，根據(jù)實驗原理，自己選擇實驗器材，設計合理的實驗方案，自主探究驗證實驗結(jié)果，讓學生成為實驗課堂的主人，親歷實驗的整個過程，在親身體驗中獲得積極的情感，形成科學的思維方法。初中物理教師要指導學生在課后完成家庭物理小實驗，在家里就地取材，運用生活中的物品自己設計趣味小實驗，與父母一起見證實驗過程，既能夠加深親子關(guān)系，也有利于鍛煉學生的思維能力和實踐能力。讓學生帶著問題進行實驗，能夠更好地抓住每個實驗的關(guān)鍵點，促使學生形成細致嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。因此，初中物理教師要善于創(chuàng)設問題情境，以問題為導向，使學生形成探究行為的意向，對問題的成因提出猜想和假設，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。

（二）做好演示實驗，激發(fā)創(chuàng)新意識

1.挖掘教材資源，開足演示實驗。在初中物理教學中，物理實驗占了很大的比重，很多物理原理都是通過物理實驗得出的，因此要提高學生對物理實驗的關(guān)注度，指導學生進行思考和探索，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。做好演示實驗，讓初中生通過觀察找出物理實驗的最佳方法，是一個十分有效的教學環(huán)節(jié)，對物理教學有著事半功倍的效果。初中物理教師要充分利用好教材上的演示實驗，教材上的一句話、一幅圖都可以被搬到講臺上進行演示，將物理結(jié)論生動、直觀地呈現(xiàn)出來，這種教學形式比單純的教師講解更有效。初中物理教師還要樹立“從生活走向物理，從物理走向社會”的教育觀念，積極開發(fā)生活化的隨堂小實驗，用生活中常見的素材設計簡單、易操作的演示實驗，用出人意料的實驗結(jié)果喚起學生對物理學習的興趣。

2.指導學習方法，創(chuàng)新實驗形式。為了提高演示實驗的效果，初中物理教師在演示實驗之前，要將演示的目的、所用到的器材和實驗過程、觀察目標等交代清楚，讓學生知道觀察什么，為什么要觀察。物理教師在演示的過程中要一邊演示，一邊講解，引導學生的思維活動，喚起學生的情感共鳴，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。演示實驗的形式可以是“教師演，學生看”，也可以是“學生演，教師導”，當學生獲得某一物理知識后，物理教師可以開展小組合作學習，通過分工合作和集思廣益，運用所學知識探索新的實驗思路和方法，制作新的演示器具，設計新的演示實驗，由教師主導的演示實驗拓展成學生的自主探究實驗，激發(fā)學生的創(chuàng)造力。

（三）利用信息技術(shù)，提升探究效果

1.創(chuàng)設虛擬實驗室，豐富探究體驗。有很多物理實驗受實驗條件、實驗環(huán)境等限制，在實驗室和課堂演示中無法完成，只能在物理教師的講述和概括下完成實驗教學，限制了學生創(chuàng)造力的發(fā)揮，縮小了學生在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、學習知識的層面，實驗教學效果很不理想。為了增強實驗教學的探究水平，初中物理教師可以借助先進的信息技術(shù)，利用教學軟件為學生搭建物理虛擬實驗室，讓學生在網(wǎng)絡技術(shù)環(huán)境中進行多媒體的實驗操作，在虛擬的實驗環(huán)境中獲得真實的實驗體驗。在虛擬實驗室中，初中生可以利用互聯(lián)網(wǎng)進行人機對話，將遇到的問題和其他同學或教師進行交流和討論，尋找解決問題的辦法。虛擬實驗室的應用不僅提升了實驗探究的效果，也激發(fā)了學生的物理學習興趣，有助于發(fā)散學生的科學思維。

2.發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢，突破物理實驗難題。在初中物理中，很多物理理論都是通過實驗獲得的，如果僅靠教師的講授很難突破學習的難點，需要利用信息技術(shù)拓寬教學范疇，給學生提供更多實驗的空間，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維。初中教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)的資源優(yōu)勢，從網(wǎng)上下載相關(guān)的圖片、視頻，播放物理知識在生產(chǎn)、生活中實際應用的視頻，并結(jié)合演示實驗和教材內(nèi)容，從多方面為學生展示物理模型或原理示意圖，強化學生對物理知識的理解。對于物理實驗教學中一些細微、不易觀察到的物理現(xiàn)象，初中物理教師可借助信息技術(shù)放大、慢放等功能進行突出顯示，加強學生對實驗現(xiàn)象的觀察和實驗原理的記憶，讓學生感受到科技創(chuàng)新的力量。初中物理教師還可以把物理實驗制作成微課視頻，上傳到學習平臺上，方便學生隨時隨地進行學習，學生按照視頻中的講解進行實驗操作，能夠有效地鍛煉動手能力。

（四）開發(fā)課外實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

1.開發(fā)課外實驗素材，豐富實驗內(nèi)容。物理課外實驗是對課堂實驗的有益補充，是初中物理實驗不可或缺的組成部分。初中物理教師要結(jié)合課堂教學內(nèi)容，以課外作業(yè)的形式開展實驗，讓學生在課余時間積極開發(fā)課外實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維?，F(xiàn)行的物理教材內(nèi)容與我們的現(xiàn)實生活息息相關(guān)，教材中的很多閱讀材料都反映了物理學與生活的聯(lián)系，反映了當前的科技前沿，這些內(nèi)容很容易激發(fā)學生的探究興趣，所以物理教師可以利用這些內(nèi)容，引導學生開展課外探究實驗，調(diào)動學生主動探究問題的意識。在課堂教學中，有些物理實驗時間較短，實驗現(xiàn)象不明顯，學生的體驗性較差，教學效果很不理想，對此，初中物理教師可以將課堂實驗開發(fā)成學生的課外實驗，讓學生在課后利用身邊的實驗器材進行探究，使每個學生都能夠親眼觀察到清晰的實驗現(xiàn)象。初中物理教師還可以從物理專業(yè)書籍和物理專題網(wǎng)站中去開發(fā)適合初中生的課外實驗，豐富實驗內(nèi)容和形式，讓初中生從豐富多彩的課外實驗中積累知識和經(jīng)驗。

2.組建課外興趣小組，開展合作探究。除了正常教學外，物理實驗室在很多時候都是處于閑置狀態(tài)，這也是教育資源的一種浪費。為了充分發(fā)揮物理實驗室的作用，初中物理教師可以組建物理興趣小組，邀請對物理感興趣的學生參與進來，共同鉆研物理實驗，發(fā)揮每個人的優(yōu)勢，提升學習效率。初中物理教師可組織學生開展物理科技小制作、興趣小實驗等活動，更好地激發(fā)出學生參與實驗探究的積極性，學到更多課本上沒有的知識，拓寬知識面。物理教師還要鼓勵學生利用身邊的資源進行創(chuàng)新實驗，開展實驗研發(fā)體驗，用生活中的材料設計多樣化的物理小實驗，不僅能夠?qū)⑺鶎W知識靈活地運用到實際，還讓學生獲得無比的成就感，真正體會到物理實驗的快樂。物理教師要肩負起組織者、引導者的重任，不僅要在實驗活動中給予學生必要的指導和幫助，還要樂于和學生討論物理實驗問題，實現(xiàn)師生共同進步。每次興趣小組活動結(jié)束后，初中物理教師都要讓學生對活動進行反思，總結(jié)活動經(jīng)驗和教訓，幫助學生積累更多的直觀經(jīng)驗。

（五）重視實驗評估，提高創(chuàng)新能力

1.實施多元評估，提高實驗技能。很多初中生認為物理實驗操作完成后，實驗就結(jié)束了。其實不然，物理實驗還需要評估，沒有評估的物理實驗是盲目的，是不完整的。在物理實驗完成后，初中物理教師要和學生一起對實驗操作進行反思和回顧，查找實驗操作中的不足，對實驗過程中出現(xiàn)的錯誤進行分析，查找實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差的原因等，并讓初中生總結(jié)自己的實驗經(jīng)驗，引導學生進行交流和討論，在評估中實現(xiàn)知識的互補，獲得更多創(chuàng)新思維。在實驗評估中，初中物理教師要讓學生學會傾聽，從他人的講述中獲得更多的成功經(jīng)驗，并通過對比和分析，取長補短，完善自己的實驗經(jīng)驗，提高自己的認知，積累更多的學習經(jīng)驗，為以后的深入學習奠定堅實的基礎。初中物理教師要對自己的實驗教學進行總結(jié)，正確認識自己在實驗中的作用，加強與學生的互動，積極參與到學生的實驗活動中，達到教學相長的目的。另外，初中物理教師還要建立起實驗檔案，將每一名學生在實驗中的進步和創(chuàng)新點都記錄下來，這樣在學期末的時候就可以清晰、直觀地進行綜合點評，更有針對性和啟發(fā)性。

2.優(yōu)化評估內(nèi)容，拓展思維空間。在初中物理實驗教學中，積極引導學生進行實驗評估，可以提高學生的探究能力和創(chuàng)新意識，對完善實驗過程、深化實驗教學效果具有重要的作用。因此，初中物理教師要引導學生從多方面對物理實驗進行評估，在評估中查找不足，獲得成長需要的資源，充分激發(fā)學生的學習熱情。教師要指導學生對實驗方案進行評估，比較每一種實驗方案的優(yōu)勢和劣勢，并從中找出最優(yōu)的實驗方案，讓學生掌握科學的實驗方法，自然而然地進入實驗探索中。同一個實驗，不同的學生會得出不同的結(jié)論，其主要原因就在于實驗操作技能水平不同。初中物理教師要提倡學生對實驗操作細節(jié)進行評估，查找實驗出現(xiàn)不同結(jié)果的原因，對實驗操作中出現(xiàn)的問題進行集中討論，從細節(jié)入手，提升學生的實驗操作技能。

總之，物理實驗探究教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑。初中物理教師要加強對實驗教學的研究，不斷創(chuàng)新實驗探究方式，增強物理實驗的趣味性和實用性，指導物理實驗技巧，促進學生的全面發(fā)展，還要注重培養(yǎng)初中生的創(chuàng)新性思維，豐富學生的想象力和創(chuàng)造力，構(gòu)建開放性的物理實驗體系，激發(fā)學生的實驗興趣，培養(yǎng)學生科學探索的態(tài)度。

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作者簡介：李懷軍（1979.7— ），男，漢族，甘肅民勤人，高級教師，研究方向：中學物理教育。

課題項目：本文系2019年度甘肅省“十三五”教育科學規(guī)劃一般自籌課題《初中學生物理實驗探究能力培養(yǎng)的途徑研究》（課題立項號：GS[2019]GHB00837）。