淺談中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新教育

汪俊彬

【摘 要】隨著信息化社會的發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才變得極其重要。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)作為一種科學(xué)實(shí)踐過程，應(yīng)該為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力提供有效的途徑和廣闊的空間，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新教育，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分發(fā)揮自主性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，使素質(zhì)教育落到實(shí)處。

【關(guān)鍵詞】物理實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新；素質(zhì)教育

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨著一些問題：或者是教材中的演示實(shí)驗(yàn)少開展，直接讓學(xué)生死記硬背實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論；或者是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)變成教師演示實(shí)驗(yàn)；或者是機(jī)械按照教材要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，缺少實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新；或者是為了完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)……創(chuàng)新教育要求學(xué)生學(xué)習(xí)的是解決問題的方法，而不僅僅是知識的本身。物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠很好的體現(xiàn)這一過程。創(chuàng)新教育不應(yīng)只是一個時髦而響亮的口號，而應(yīng)落在工作的實(shí)處。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展創(chuàng)新教育，是物理學(xué)科的特點(diǎn)與物理實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)要求，是充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力的需要。

一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在探究中開展創(chuàng)新教育

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)對物理學(xué)習(xí)具有特殊的意義。物理實(shí)驗(yàn)對學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)以及學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展有著主要的作用。在初中物理實(shí)驗(yàn)有學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、課堂演示實(shí)驗(yàn)及課外小實(shí)驗(yàn)。教學(xué)中應(yīng)根據(jù)教學(xué)計劃、學(xué)生的特點(diǎn)、學(xué)校的條件等來優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計以獨(dú)立或小組合作方式進(jìn)行的探究性物理實(shí)驗(yàn)，形成教師引導(dǎo)下學(xué)生自主探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。學(xué)生實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行討論和研究，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計并寫出具體實(shí)驗(yàn)方案，教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行指導(dǎo)和修改，然后再讓學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終學(xué)生能獨(dú)立寫出實(shí)驗(yàn)報告。這樣既能發(fā)揮學(xué)生的主體作用，又讓學(xué)生在體驗(yàn)中增強(qiáng)創(chuàng)新意識。

將演示實(shí)驗(yàn)優(yōu)化為探究性實(shí)驗(yàn)。課堂演示實(shí)驗(yàn)多為教師動手演示，學(xué)生只是觀眾，沒有直接動手參與實(shí)驗(yàn)。探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)芡卣菇虒W(xué)活動的廣度和拓寬學(xué)生思維深度，可以激發(fā)學(xué)生的探究欲望，有利于實(shí)施分層教學(xué)。學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的探究過程，可以自主地動手和動腦，學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新意識、實(shí)驗(yàn)觀察力、實(shí)踐能力都得到了培養(yǎng)。因此，教學(xué)中盡可能地將演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，盡量引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自我反思，小組成員間相互討論優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案，多引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么”“還能怎樣”“有沒有更好的做法”，諸如此類，不斷啟迪學(xué)生思路，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新。如在《比熱容》一課中，可將“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”的演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄繉?shí)驗(yàn)。對于質(zhì)量相同的不同物體，“使溫度變化相同”，觀察其各自所須時間，從而探究其吸收的熱量是否相同。第一個實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師經(jīng)過提問，引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納、總結(jié)。接著，教師繼續(xù)提問：“那如果讓它們吸收的熱量相同，它們升高的溫度會不會一樣呢？”由學(xué)生圍繞“使加熱的時間相同”設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，觀察其溫度的變化是否一樣。實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生進(jìn)行自主分析、歸納和總結(jié)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中自己掌握時間和溫度的變化。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中由識記實(shí)驗(yàn)知識變?yōu)橹鲃犹骄课锢硪?guī)律，由死記現(xiàn)象升華到探究物理本源，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性因此得到提高，學(xué)生的創(chuàng)造性思維因此得到培養(yǎng)，學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)得到提升。

將單一實(shí)驗(yàn)優(yōu)化為綜合性實(shí)驗(yàn)。對于學(xué)習(xí)了課本中某一章節(jié)的實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生在掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，能夠自主選擇實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這就要求學(xué)生能對各種因素中進(jìn)行取舍，對所得信息進(jìn)行篩選，培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到發(fā)展。如在《測量小燈泡的電功率》實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)不只是完成“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，而是引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材，拓展為綜合性實(shí)驗(yàn)。初中電學(xué)運(yùn)用“伏安法”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，除了能測量小燈泡的電功率，還能測量小燈泡的電阻，引導(dǎo)學(xué)生對兩種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，使學(xué)生的綜合能力得到拓展，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，達(dá)到創(chuàng)新教育的目的。

二、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)范圍，多維度落實(shí)創(chuàng)新教育

實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于學(xué)生掌握知識、形成學(xué)習(xí)能力也具有舉足輕重的作用。實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生掌握的物理知識及實(shí)驗(yàn)技能，還要求學(xué)生能在學(xué)習(xí)中創(chuàng)造性地運(yùn)用物理知識和充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)技能學(xué)生生活中的功能。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)由課堂實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)小發(fā)明小制作、實(shí)驗(yàn)技能比賽、實(shí)驗(yàn)專題講座等要素組成，各要素不是各自單獨(dú)地體現(xiàn)出來的，而是通過要素之間的聯(lián)系、綜合地表現(xiàn)出來，因此，要拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)范圍。

物理實(shí)驗(yàn)也是一種實(shí)踐，課外實(shí)踐拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可提高學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師應(yīng)有意識有計劃地組織課外實(shí)踐活動，結(jié)合實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和青少年的心理特點(diǎn)，精心設(shè)計活動內(nèi)容，從組建學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)興趣小組開始，根據(jù)學(xué)生能力及知識水平的差異，分層開展活動，使實(shí)踐活動內(nèi)容形式豐富且頗具趣味性?？芍笇?dǎo)學(xué)生做課本上的小實(shí)驗(yàn)，如“水果電池電壓”實(shí)驗(yàn)、如圖“紙盒燒水”實(shí)驗(yàn)等?？芍笇?dǎo)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)器材來完成實(shí)驗(yàn)，如驗(yàn)證大氣壓存在（如“覆杯實(shí)驗(yàn)”）、潛水艇浮沉條件、探究影響音調(diào)高低的因素等實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)可以使用實(shí)驗(yàn)室所配備的器材，也可以自備自制教具，甚至可以是用我們?nèi)粘Ｉ钪械默F(xiàn)有物品。這些器材學(xué)生更熟悉，更有利于學(xué)生明白物理就在身邊，物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，調(diào)動學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。學(xué)生自制教具學(xué)具，不但鞏固了課內(nèi)所學(xué)的知識，也提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力。課外實(shí)踐活動要走向社會生活實(shí)際，指導(dǎo)學(xué)生開展調(diào)查活動，如到實(shí)驗(yàn)儀器工廠進(jìn)行參觀訪問，撰寫簡單的調(diào)查報告等。

三、實(shí)驗(yàn)與多媒體技術(shù)融合，在呈現(xiàn)中推進(jìn)創(chuàng)新教育

融合多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，是教學(xué)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，是教學(xué)改革的重要組成部分。利用多媒體技術(shù)來準(zhǔn)備教學(xué)，組織教學(xué)并輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升課堂效率，達(dá)到優(yōu)化中學(xué)物理課堂的目的。多媒體技術(shù)為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供生動形象的物理情景，使不易操作或難以在課堂中完成的實(shí)驗(yàn)也能呈現(xiàn)出來。有些實(shí)驗(yàn)，由于客觀條件的限制，如實(shí)驗(yàn)器材難以找到、實(shí)驗(yàn)難以成功、實(shí)驗(yàn)效果差等，這樣的演示實(shí)驗(yàn)在課堂上很難操作，即使能操作也比較費(fèi)時，影響到課堂效率。故對于這樣的實(shí)驗(yàn)，可以相對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視頻或動畫，利用多媒體將實(shí)驗(yàn)過程展示出來，這樣既能讓學(xué)生感知實(shí)驗(yàn)的過程，幫助概念、規(guī)律的形成，又能節(jié)省實(shí)驗(yàn)的時間，更好的提高課堂效率。例如在《核能》一課中，將原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)通過動畫展示出來；如在“測定大氣壓值”時，按照教材上的實(shí)驗(yàn)裝置及操作過程做托里拆利實(shí)驗(yàn)，因水銀（汞）有毒而往往沒有進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)，此時可以借助FLASH動畫演示托里拆利實(shí)驗(yàn)過程。再如演示實(shí)驗(yàn)中，在對實(shí)驗(yàn)儀器讀數(shù)時，距離儀器較遠(yuǎn)則實(shí)驗(yàn)觀察效果差，這時可以利用投屏技術(shù)將儀器讀數(shù)的刻度細(xì)節(jié)投影到多媒體屏幕上且進(jìn)行放大，增強(qiáng)課堂實(shí)驗(yàn)演示的教學(xué)效果。

中學(xué)物理教師注重創(chuàng)新教育，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法，拓展課外實(shí)驗(yàn)活動，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與多媒體技術(shù)有效融合，有利于提高學(xué)生創(chuàng)新能力，有利于提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)。

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