初中物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力的路徑微探

雎逸帆

【摘要】基礎科學支撐著科學技術的迅速發(fā)展，其中物理學的諸多研究成果促成了無數(shù)技術的誕生，物理是帶動社會和經(jīng)濟發(fā)展的關鍵學科。物理還是中學必修課，物理實驗教學有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。文章就如何在初中物理實驗教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力進行深入研究，并提出具體策略。

【關鍵詞】初中;物理教學;創(chuàng)新思維能力

初中物理是學生了解物理學科的入門課程，內(nèi)容包括聲、光現(xiàn)象、物質變化、物體運動等，涉及大量的基礎物理理論和物理研究成果，學生理解起來具有一定難度。很多物理理論或物理現(xiàn)象，學生都能在現(xiàn)實生活中觀察到，或可以通過開展相應的實驗進行驗證和了解，這些都是學生理解物理概念和物理理論的有效方式。但大多數(shù)初中物理教師并不注重實驗教學，較少帶領學生在實驗室或課堂上做物理實驗，導致學生的實踐能力不足。物理概念和理論并不是憑空創(chuàng)造出來的，而是經(jīng)過物理學家提出眾多假設，并做大量的物理或思想實驗來驗證初始想法的嚴謹過程才逐漸形成的。因此，物理學家是在實驗的基礎上進行理論創(chuàng)新和概念創(chuàng)新的，同樣的，物理實驗也有助于激發(fā)學生的創(chuàng)新思維能力。

一、初中物理實驗教學的作用分析

不論是個人發(fā)展，還是社會進步，都少不了創(chuàng)造性思維的支持。在知識經(jīng)濟時代，創(chuàng)新是人終身學習和發(fā)展的必備品質，更是素質教育的核心。通過開展物理實驗教學活動，教師可以為學生提供個性發(fā)展和創(chuàng)新發(fā)展的空間，促進其創(chuàng)新能力和實踐能力得以共同提升。

（一）培養(yǎng)學生的實驗技能

物理屬于理學類、實驗類學科，是學生認識客觀物質世界必備的工具。通過開展物理實驗教學活動，教師可以鍛煉學生獨立處理任務的能力，使學生養(yǎng)成勤于動腦和動手的好習慣。在物理實驗活動中，為摸清物理實驗原理，學生需要熟悉各種物理儀器的用法，精準地采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，最終通過推理分析總結出結論?！巴ㄟ^參與實驗操作，學生能夠對物理知識產(chǎn)生更深入的理解，還能憑借個人或團隊的努力解決實驗中的問題，培養(yǎng)個人或集體的創(chuàng)造性思維?！?/p>

（二）培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維

在物理課程學習中，學生不能被束縛在已有的經(jīng)驗和成果中，而是要站在科學的角度，掌握認識世界的思想和方法，并將其貫穿于整個學習過程。通過開展物理實驗教學，教師可以引導學生重點關注實驗設計，讓學生運用生活材料設計實驗，詳細地規(guī)劃實驗流程，把控實驗細節(jié)，猜測實驗結果，使其扮演設計者和執(zhí)行者角色，這樣能夠促進學生發(fā)散思維，提高學生的思維活躍度。

（三）培養(yǎng)學生的獨立自主能力

在新課改背景下，教師要向教學促進者、引導者的角色轉化，使學生能夠投入自主化、個性化的學習活動中，更加自覺地觀察生活、體驗生活、協(xié)同探究和獨立創(chuàng)新，全身心地研究和分析物理實驗過程和結果，養(yǎng)成自主學習能力。通過開展探究性物理實驗，教師可以層層引導學生，給予其獨立完成實驗的提示和幫助，使其能夠恰當?shù)剡\用物理技能和知識，獨立完成一系列的實驗活動。

三、初中物理實驗教學中存在的問題

（一）教師教學方式不合理

物理學科具有理論抽象程度高、實驗技術復雜等特點，導致學生學習起來較為困難。初中物理教師在教學過程中，也只能帶領學生做一些基礎的物理實驗，甚至有部分教師考慮到安全因素，只在課堂上演示物理實驗，而不讓學生親自動手。盡管這樣做能夠節(jié)省實驗教學在物理課堂上的占用時間，但也影響了教學效率和學生的學習效率。學生如果只觀看實驗過程，則只是在靠想象來理解物理概念和物理理論，無法在實踐中掌握物理實驗的方法和意義。教師在帶領學生做簡單的物理實驗時，也會出現(xiàn)教學方式不合理的問題，如往往只針對出現(xiàn)的物理現(xiàn)象或物理變化進行講解，不注重解釋物理變化的原因，也不注重將物理實驗與物理學家的研究成果結合起來，帶領學生理解物理理論在現(xiàn)實世界中的反映、作用和意義。

（二）物理實驗教學設施不完善

因我國各個地區(qū)教育發(fā)展水平的差異性，各地對物理實驗教學的重視程度也不一樣，很多中學都無法配齊初中物理實驗所需要的設備和工具，也沒有專門配備開展物理實驗教學的教室。即便部分中學配備了類似的實驗教室，也因為維護成本、實驗安全等因素，不常開展物理實驗教學。綜上所述，現(xiàn)實情況下，我國中學物理教學所需要的實驗設施不夠完善，不利于物理教學的良性發(fā)展，也不利于學生的物理學習，導致學生對物理理論和實驗的理解依舊停留在表面，不能深入理解物理學的內(nèi)涵。

（三）物理學習評價方式單一

學生的學習意識直接受到教師的影響，假如初中物理教師不注重實驗教學，認為實驗與學習成績無關，或認為學生從實驗中學不到有助于提高考試成績的內(nèi)容，而且做實驗又比較麻煩，就會導致學生的實驗探究意識逐漸淡薄，不注重對物理學科的學習，只以自身考試成績?yōu)橹行?，不在意自己究竟掌握了多少物理知識，以及自己對物理學的認識是否得到提升。導致這種局面的主要原因是初中物理學習評價方式過于單一，學校不對實驗教學效果進行評價，教師自然沒有動力積極開展物理實驗教學。教師不考核物理實驗學習效果，學生自然也不會重視物理實驗，更不會在物理學習中主動發(fā)揮自身的思維創(chuàng)造能力。

四、初中物理實驗教學中學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)策略

（一）改變物理實驗教學模式，激發(fā)學生的實驗興趣

傳統(tǒng)物理實驗教學所進行的實驗規(guī)模較小，學生所能觀察和學習到的東西有限，并且在實驗過程中只能跟隨物理教師的實驗步驟進行操作，難以發(fā)揮自身的創(chuàng)造力，故而導致學生對物理實驗的興趣逐漸降低。但學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)離不開其對物理實驗的興趣，而要有效激發(fā)學生的實驗興趣，教師就要積極改變物理實驗教學模式，迎合中學生的心理變化和思想變化，讓物理實驗變得好玩、有趣，讓學生真正喜歡上物理實驗，從而在實驗中培養(yǎng)自身的創(chuàng)新思維能力。

例如，在教授蘇科版初中物理教材八年級上冊第四章“凸透鏡成像規(guī)律”一課時，大部分教師都會利用LED燈、光具座、光屏和凸透鏡帶領學生簡單地做一下實驗，在實際教學中可能會出現(xiàn)學生親自動手實驗得到的數(shù)據(jù)與課本上寫的實驗結論有出入的現(xiàn)象。經(jīng)過觀察學生的操作，筆者發(fā)現(xiàn)學生出現(xiàn)問題的原因是他們不知道怎么找到像。這里學生往往有兩種錯誤操作：1.在光屛上看到光圈排列成模糊的“F”形狀，就覺得自己找到像了;2.學生在實驗過程中操作不夠規(guī)范，導致手忙腳亂，始終找不到像。因此，就“如何找最清晰的像”這個主題，在教學時，筆者首先給學生提出問題：“要找怎樣的像？”此時筆者利用教學設備，在天花板上投出一個巨大的“F”，固定光源，通過調(diào)整“F”光源的位置給學生演示這個“F”由模糊到清晰又回到模糊的全過程。天花板上的“F”激發(fā)了學生實驗的興趣，看到這個現(xiàn)象之后，學生立刻就確定了要找的是最清晰的那個像。接著筆者又進一步提出問題：“當光源在光具座25cm刻度線處時，怎么找到此時最清晰的像？”這個任務明確要求學生固定光源，因此學生只能通過移動光屛來尋找最清晰的像（整個光具座上只剩光屛能夠移動了）。教師的有效引導是學生實驗成功的關鍵，在學生學會找最清晰的像之后，他們就能按照課本的實驗步驟，一步步完成凸透鏡成像規(guī)律的探究實驗。做完實驗后，筆者再聯(lián)系物理學的實際應用，告訴學生投影儀、放大鏡、照相機等物品都利用了凸透鏡成像原理。這時學生就會恍然大悟，不光對凸透鏡成像原理產(chǎn)生深刻的認識，也會對凸透鏡的實際應用進行創(chuàng)造性思考。

（二）鼓勵學生自制物理實驗用具，提升學生的實驗動手能力

物理實驗所用到的工具或設備在生活中不常用到，并且對精確性有一定要求，因此物理實驗用具一般由學校提供，很少讓學生單獨購買。但中學生數(shù)量較多，物理實驗教室供不應求，物理實驗器材損耗較快，導致教師很難頻繁開展物理實驗教學。對此，教師可帶領學生自制一些沒有安全風險的實驗用具，并利用這些實驗用具在課堂上開展實驗教學，這不但能解決實驗設施不足的問題，還有助于培養(yǎng)學生的發(fā)明精神和創(chuàng)新思維。

例如，在教授蘇科版初中物理教材八年級下冊第十章“液體的壓強”一課時，筆者就利用廢棄的塑料瓶和釘子來向學生演示液體壓強的具體表現(xiàn)。在帶領學生用釘子在塑料瓶一面的上中下位置分別戳開3個小孔之后，筆者并沒有告訴學生實驗應該如何進行，而是讓學生自行探索。因為實驗內(nèi)容與液體有關，很快就有學生想到要將塑料瓶灌滿水，但塑料瓶側面有洞是灌不滿水的，因此有學生便將塑料瓶一面的三個洞堵住，灌滿水后再將這三個洞打開，之后便觀察到三個孔噴水的大小和遠近程度是不一樣的，學生立刻就會想到液體壓強的物理理論，并理解液體的壓強與液體本身的深度有關，兩者之間成正比。在學習“氣體的壓強”這一課時，這個被扎了孔的塑料瓶還能用來作為課程導入，加滿水后側壁的小孔噴水，蓋上蓋子后立刻不噴水了，這個蓋子就好像水龍頭的開關一樣，激發(fā)了學生對氣體壓強的學習興趣。學生通過自制實驗用具和自行設計實驗，不但鍛煉了動手能力，還在實踐中鍛煉了自身的創(chuàng)新思維能力。

（三）運用生活材料設計物理實驗，鍛煉學生創(chuàng)造思維能力

現(xiàn)實生活中蘊含了眾多的物理現(xiàn)象和定理。為幫助學生認識事物的內(nèi)在規(guī)律，將知識轉化為個人經(jīng)驗，教師可以鼓勵學生利用現(xiàn)實生活材料進行實驗活動，為學生提供自由想象、自由創(chuàng)造、自由設計的空間，使其能夠將求知熱情和探究熱情投入物理實驗活動中，通過開展自主設計、協(xié)同實驗活動，鍛煉自身的創(chuàng)造性思維。

例如，在教授蘇科版初中物理教材八年級下冊第十章“浮力”一課時，部分教師會直接引入“阿基米德洗澡”的故事，圍繞故事開展探究性學習活動，但是這種方式很難讓學生獲得動手操作和創(chuàng)新實踐的學習體驗。對此，筆者引導學生從現(xiàn)實生活中尋找實驗材料，鼓勵大家以小組的形式在“浮力趣味實驗”的實驗主題下設計具體的實驗。筆者為學生提供了設計思路，如浮力產(chǎn)生的原因是什么？這樣，學生就能通過成立物理實驗設計小組的方式，自主地觀察、探究和選擇材料，并運用搜集到的材料進行實驗設計。比如，有一個小組選取了乒乓球、可口可樂瓶，學生截取掉瓶子的瓶口部分后，將乒乓球置于瓶頸處。瓶口不密封時學生往可樂瓶內(nèi)不停地加水，乒乓球上方已經(jīng)有了很多水，但是乒乓球并沒有浮起;用手掌堵住瓶口，乒乓球立刻上浮。通過對比兩次實驗，學生發(fā)現(xiàn)，瓶口不密封時乒乓球下方?jīng)]有水，僅有乒乓球上方的水對乒乓球施加向下壓力;而用掌心堵住瓶口后乒乓球下方積累了一些水，這些水能對乒乓球施加向上的壓力，進而學生能夠得出浮力的產(chǎn)生原因是液體對物體上下表面的壓力差的結論。

（四）完善物理學習評價方式，幫助學生理解物理知識內(nèi)涵

大多數(shù)教師和學生在教物理和學物理的過程中都會將分數(shù)作為唯一的目標，而忽略了物理學的本質和內(nèi)涵。學生無法在物理學習中學到科學的思維方法，也就無法為未來的物理學習打好基礎，更不利于學生今后學習更高難度的物理知識。

因此，初中物理教師有必要完善物理學習的評價方式，從理論和實驗兩方面綜合考量學生的物理學習能力和物理知識水平，并以此為基礎對學生開展針對性教學，從而激發(fā)學生的創(chuàng)新思維能力，讓學生理解物理知識的深刻內(nèi)涵。教師完善物理學習評價方式，能夠激發(fā)學生了解并操作物理實驗的積極性，學生也會逐漸重視物理實驗，并在操作物理實驗的過程中對物理研究方法產(chǎn)生大致了解，收獲學習物理知識的快樂，從而積累豐富的物理實驗和理論知識，在理論和實驗學習中理解創(chuàng)新思維能力的重要性。

結語

物理實驗是學習物理知識的重要途徑，中學物理教師通過改變物理實驗教學模式、鼓勵學生自制物理實驗用具、完善物理學習評價方式等策略，能夠有效調(diào)動學生參與物理實驗教學的積極性，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維能力，學生也能夠在物理實驗過程中發(fā)揮自身創(chuàng)造力和想象力，從而更深入地理解物理知識，提高物理學習效率。

【參考文獻】

[1]蔣雯倩.淺談初中物理實驗教學與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].考試周刊，2016（79）：145.

[2]魏廣啟.初中物理實驗教學與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].科技創(chuàng)新導報，2016，13（19）：165，167.

[3]王東峰.淺談初中物理實驗教學與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].中國校外教育，2016（07）：15.