高中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力導(dǎo)向的課堂授課分析

張強(qiáng)

【摘要】高中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的存在，首先是為了迅速提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手創(chuàng)新能力，向?qū)W生系統(tǒng)地傳授某種新知識(shí)的科學(xué)思維方式.然而，在實(shí)際物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程活動(dòng)中，卻還常常存在許多具體問(wèn)題，這些實(shí)驗(yàn)問(wèn)題必然會(huì)對(duì)教學(xué)和質(zhì)量有一定的影響.為了切實(shí)達(dá)到教育實(shí)驗(yàn)研究的基本目的，物理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題必須得到進(jìn)一步探索創(chuàng)新，提高培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生能夠真正學(xué)會(huì)獨(dú)立分析研究和解決實(shí)驗(yàn)中的具體問(wèn)題.

【關(guān)鍵詞】高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新能力

在高中物理課程中，許多內(nèi)容要求學(xué)生進(jìn)行個(gè)人觀察和實(shí)踐活動(dòng).物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)給學(xué)生提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)，教師應(yīng)注意鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而提出自己的假設(shè)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究加以驗(yàn)證.

物理實(shí)驗(yàn)的研究方法并不是絕對(duì)固定的，可以通過(guò)多種途徑得出結(jié)論，這就要求教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中選擇和運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ笇?dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中利用現(xiàn)有的物理知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新，提高創(chuàng)新能力.

1 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 物理實(shí)驗(yàn)課堂授課具有局限性

在學(xué)校傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)踐中，為了盡可能加快整個(gè)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)程，教師總是嚴(yán)格要求低年級(jí)學(xué)生保證在實(shí)驗(yàn)室規(guī)定的活動(dòng)時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)室任務(wù)，并處理實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題.因此，為了實(shí)驗(yàn)中一些重要的準(zhǔn)備事物，要提前一個(gè)月通知學(xué)生，使得他們能做到在學(xué)校規(guī)定活動(dòng)的時(shí)間內(nèi)按計(jì)劃完成任務(wù).在這種情況下，學(xué)生不能獨(dú)立思考與實(shí)驗(yàn)，常常會(huì)遇到很多問(wèn)題，不利于系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)獨(dú)立的思考方法和創(chuàng)造性思維能力.

1.2 學(xué)生缺少探索精神和創(chuàng)新意識(shí)

為了引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的進(jìn)一步重視，有的學(xué)校將學(xué)生參加的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)計(jì)算在物理學(xué)科總分排名中.在這種情況下，學(xué)生對(duì)某些物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的興趣可能會(huì)大幅降低.此外，學(xué)校也常常忽視培養(yǎng)創(chuàng)造力，使學(xué)生將來(lái)可能不會(huì)再有追求物理相關(guān)工作的目標(biāo)，這會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量.

1.3 創(chuàng)新要求難以得到平衡和兼顧

物理與實(shí)驗(yàn)課教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新實(shí)踐的教學(xué)要求，往往不容易平衡.相比于創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)的體驗(yàn)課程，學(xué)生往往更需要考慮學(xué)習(xí)和成績(jī)，難以兼顧探索新思路，發(fā)展新步驟.

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)雖然極大地提高了培養(yǎng)學(xué)生初步的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探索意識(shí)，但在許多基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作中，教師僅僅為實(shí)驗(yàn)檢查結(jié)果，較少指導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)規(guī)定步驟而進(jìn)行教學(xué)，降低了一部分學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣.

2 高中物理實(shí)驗(yàn)課堂授課的原則

2.1 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)，要堅(jiān)持從基礎(chǔ)實(shí)踐開(kāi)始

事實(shí)上，更須引起高度關(guān)注的是，如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)意識(shí).培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)非常重要，只有落到實(shí)處，才能逐步提高學(xué)生的邏輯判斷，并取得不斷的突破.例如，教師可以要求學(xué)生自己去設(shè)計(jì)一些小實(shí)驗(yàn)，包括學(xué)習(xí)的課外內(nèi)容，不斷地發(fā)展學(xué)生的想象，引發(fā)其思考.

2.2 鼓勵(lì)學(xué)生參加動(dòng)手訓(xùn)練，要輔以正確的成績(jī)考核

不管學(xué)什么，興趣是最重要的.在課堂上，教師還要給學(xué)生時(shí)間去思考、感受和提高自己的創(chuàng)新知識(shí)，使學(xué)生喜歡學(xué)習(xí).

例如 在“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以在課前充分利用時(shí)間，讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用他們的想象力，利用滑動(dòng)變阻器的可變電阻來(lái)控制強(qiáng)弱電流，并引發(fā)思考.課后，學(xué)生可以寫(xiě)一個(gè)總結(jié)和通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生可以提出自己的問(wèn)題.

在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)將成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)與教學(xué)方法的改進(jìn)相結(jié)合，完善教學(xué).在綜合考慮這個(gè)因素作為總體評(píng)價(jià)尺度時(shí)，教師往往不僅必須要去考慮學(xué)生最后能在多大程度上成功地獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，而且要考慮學(xué)生的行為和遇到的困難.

2.3 提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與興趣，要趣味地提升實(shí)驗(yàn)方法

在傳統(tǒng)的教學(xué)思維模式框架下，教師一般會(huì)采取先親自向?qū)W生做出示范，然后才讓學(xué)生自由參與活動(dòng).為了尋找更有趣的課堂教學(xué)方式，提高學(xué)生良好的實(shí)踐學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，不僅課堂上可以傳授給學(xué)生一些相關(guān)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，課后還可以提供給學(xué)生一些簡(jiǎn)單正確快速的實(shí)驗(yàn)方法和操作，使學(xué)生變得喜歡參與實(shí)驗(yàn)，在參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程中保持科學(xué)思維.

3 高中物理實(shí)驗(yàn)課堂授課的策略

3.1 將生活元素作為一個(gè)切入點(diǎn)，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生提出質(zhì)疑

生活中的許多現(xiàn)象和問(wèn)題可以作為教師開(kāi)展與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn).教師可以從生活中的一些要素入手，鼓勵(lì)學(xué)生自問(wèn)自答，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題.

例如 在“探索與運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前，教師可以給學(xué)生看一段視頻，內(nèi)容是飛機(jī)飛向天空、射擊運(yùn)動(dòng)員水平射擊子彈等，教師可以要求學(xué)生思考這些現(xiàn)象中的物體是如何移動(dòng)的，鼓勵(lì)學(xué)生在頭腦中提出問(wèn)題，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行思考，進(jìn)行創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)和改造.

3.2 積極組織和帶領(lǐng)學(xué)生共同參與，小組合作及實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)

教師可以嘗試結(jié)合傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，組織低年級(jí)學(xué)生以小組或合作組的形式，共同參與探究教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，使學(xué)生的探究新思想可以相互交叉碰撞，相互融合豐富，從而實(shí)現(xiàn)從更加有創(chuàng)新意識(shí)和更加多樣化內(nèi)容的新角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)多形態(tài)實(shí)驗(yàn).這種教學(xué)方法不僅更有助于提高學(xué)生研究的學(xué)術(shù)自主性，而且能使學(xué)生從更直接的角度理解和學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.

例如 在“變速運(yùn)動(dòng)—加速度描述”實(shí)驗(yàn)中，教師可以利用自由落體運(yùn)動(dòng)的要素，將學(xué)生分成小組，每個(gè)小組設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)方案.可以相互交流討論不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，這有助于提高學(xué)生的物理創(chuàng)新能力，從而學(xué)生也更好地親身感受參與物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的樂(lè)趣.

3.3 以多種探索研究實(shí)驗(yàn)課題作載體，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

從概念上講，研究首先是以物理現(xiàn)象或理論為出發(fā)點(diǎn)，提出觀點(diǎn)和解決方案，通過(guò)考察、總結(jié)和歸納進(jìn)行的研究性活動(dòng).因此，教師為了培養(yǎng)高中學(xué)生的自主創(chuàng)新探究能力，應(yīng)主動(dòng)引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)思考實(shí)驗(yàn)和親身參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn).這種新教學(xué)方法也有助于培養(yǎng)學(xué)生自身的主動(dòng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)意識(shí)和強(qiáng)化課堂主動(dòng)參與活動(dòng)意識(shí).

例如 當(dāng)教師準(zhǔn)備“單擺實(shí)驗(yàn)”中的部分內(nèi)容時(shí)，可以設(shè)法幫助學(xué)生思考，如何將該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容與學(xué)校其他傳統(tǒng)體育項(xiàng)目結(jié)合一起來(lái)，或者在教室里首先準(zhǔn)備好一個(gè)單擺，讓學(xué)生先仔細(xì)思考.在思考時(shí)，需要重點(diǎn)把握好幾個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)元素，著重考慮哪些因素可能對(duì)物理現(xiàn)象有影響？哪些沒(méi)有影響？綜合針對(duì)所有這些問(wèn)題，學(xué)生就可以從中提出適合自己情況的一些假設(shè)，在完成設(shè)計(jì)模型和實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案之后，就可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探索性研究實(shí)驗(yàn)課題的驗(yàn)證，并在這個(gè)過(guò)程中檢驗(yàn)或改進(jìn)他們提出的新假設(shè).

3.4 引導(dǎo)學(xué)生共同參與實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)，提高學(xué)生的主人翁意識(shí)

許多高中物理實(shí)驗(yàn)的操作方法已經(jīng)是比較成熟和穩(wěn)定的，在多年以來(lái)的教學(xué)中并沒(méi)有發(fā)生明顯的變化，但是傳統(tǒng)的方法不一定是最好的，而且物理實(shí)驗(yàn)本身就具有創(chuàng)新性，實(shí)驗(yàn)方法并不唯一.因此，教師就可以直接在課堂實(shí)際和操作訓(xùn)練過(guò)程中，從探索創(chuàng)新問(wèn)題的理論角度，指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中改進(jìn)操作和優(yōu)化方法，做一些創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，以確保獲得更準(zhǔn)確和更完整的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

此外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很容易發(fā)現(xiàn)一些常見(jiàn)錯(cuò)誤，這可能主要是由于實(shí)驗(yàn)操作方法的掌握和訓(xùn)練不夠完整規(guī)范所致.為了減少重復(fù)錯(cuò)誤，教師甚至可以放手，鼓勵(lì)學(xué)生分別選擇不同的方法，或者多次使用幾種不同種類(lèi)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行思考的同時(shí)，從失敗和改進(jìn)中獲得一些更豐富有趣的新實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn).這種教學(xué)方法更有助于培養(yǎng)學(xué)生積極的自主創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生在實(shí)踐中能夠逐步將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用于其他物理實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究中.

3.5 利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)方法演示，更好調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性

高中物理實(shí)驗(yàn)主要包括如下幾個(gè)典型實(shí)驗(yàn)，教師可以先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)展示或信息技術(shù)等，指導(dǎo)動(dòng)員學(xué)生如何進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新.對(duì)于一些還不能熟練地在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立進(jìn)行教學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)，教師也可以首先利用電子信息技術(shù)軟件進(jìn)行模擬演示，并注意在實(shí)際演示操作過(guò)程中隨時(shí)向?qū)W生提問(wèn)，以盡量激發(fā)出學(xué)生自主的和創(chuàng)造性思維方式.一旦學(xué)生能在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中明顯感到需要用到物理知識(shí)，以后就會(huì)更積極自覺(jué)地培養(yǎng)空間想象力，提高發(fā)散思維能力.

例如 教師在具體解釋“原子核”中涉及到“人工轉(zhuǎn)化”的部分時(shí)，可能會(huì)問(wèn)出學(xué)生另外一個(gè)核心問(wèn)題：阿爾法粒子最終能否實(shí)現(xiàn)直接從一個(gè)氮原子核陷阱中輸出一個(gè)質(zhì)子，還是要在一個(gè)新氮原子核陷阱形成原子核后先落入這個(gè)氮原子核陷阱，然后再通過(guò)原子核裂變過(guò)程產(chǎn)生第二個(gè)質(zhì)子呢？根據(jù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生給出實(shí)驗(yàn)分析的可能性結(jié)果，教師則可以嘗試?yán)镁W(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)工具進(jìn)行操作演示，使這一真實(shí)過(guò)程能夠在學(xué)生面前更清晰直觀，幫助學(xué)生加深理解掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生思維的主動(dòng)創(chuàng)新探索意識(shí).

4 結(jié)語(yǔ)

在注重物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的傳授基礎(chǔ)上，教師要著力培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)研究素質(zhì)和自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力.通過(guò)嘗試改革傳統(tǒng)學(xué)科基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)學(xué)科的興趣，進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)踐科學(xué)創(chuàng)新探索意識(shí)，這也將有助于進(jìn)一步提高實(shí)踐教學(xué)科研水平和課堂授課質(zhì)量.

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