運用物理實驗教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

廖亞深

【摘要】初中物理課程標準要求學生在掌握物理知識和技能的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)科學探索精神，提高科學探索能力。本文主要基于初中物理知識，以物理實驗課堂教學為載體，充分發(fā)揮學生的主體地位，在實驗中引導我們學生可以進行企業(yè)自主探究。激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新技能，找出培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效教學策略，促進學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】物理實驗;創(chuàng)新能力;物理教學

創(chuàng)新能力是一個國家發(fā)展的靈魂，是科技進步的主要動力。國家發(fā)展創(chuàng)新思維能力的關(guān)鍵問題在于人才，人才的培養(yǎng)關(guān)鍵在于教育。當前教育發(fā)展的重要方向是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才?；A(chǔ)知識教育中的物理學科是培養(yǎng)提高學生通過創(chuàng)新發(fā)展能力的重要技術(shù)學科，物理學由理論和實驗兩部分組成，物理學的理論是人類對自然界最基本與最普遍規(guī)律的認識和概括，物理實驗是人類社會認識這個世界的重要經(jīng)濟活動，是進行管理科學分析研究的基礎(chǔ)。初中物理課程要讓學生掌握初步的物理知識和技能，經(jīng)歷科學探究的基本過程，具備初步的實驗操作技能和科學探究能力。在物理教學中鍛煉學生的物理思維，可以從物理現(xiàn)象和實驗中總結(jié)科學規(guī)律，嘗試運用已知的科學規(guī)律來解釋某些具體問題，嘗試創(chuàng)新解決問題，初步形成創(chuàng)新能力。

一、物理實驗價值及意義

物理實驗的價值在于可以通過分析實驗的方式，運用自己所學的物理學習知識，驗證已有的物理理論知識或探究新的想法。通過物理實驗驗證物理知識，有利于激發(fā)學生的求知欲，加深對知識的理解和運用能力。學生在物理實驗中探索新的假設(shè)，在實驗過程中加強學生動手能力的培養(yǎng)，從假設(shè)到實驗的實現(xiàn)，逐步完善學生的創(chuàng)造性思維。

二、創(chuàng)新能力分析

21世紀能力分析框架展示了學生發(fā)展需要我們具備的三類能力：生活與事業(yè)技能、學習與創(chuàng)新思維能力、信息網(wǎng)絡(luò)媒體與科技素養(yǎng)。其中，創(chuàng)新能力是指運用新思想，在發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上分析問題，從變革的角度尋找問題解決方案的能力。創(chuàng)新能力不是虛幻的、不可預知的，與常規(guī)事物相比是不同的、獨到的，表現(xiàn)在敢于質(zhì)疑知識，敢于提出自己的想法和問題，能夠把學到的東西重新組織起來，萌發(fā)新的想法。創(chuàng)新發(fā)展能力主要包括企業(yè)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能，其中創(chuàng)新思維是創(chuàng)新工作能力的核心。

三、物理實驗的培養(yǎng)創(chuàng)新能力存在問題

初中物理課程具有成熟的理論框架，鞏固了學生思維的發(fā)展。物理知識和實驗的固化對實驗中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和發(fā)展有很大的局限性。在初中物理實驗教學中，學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)存在三個明顯的問題。一是提高學生的物理理論基礎(chǔ)教育知識不扎實，“問渠那得清如許，為有源頭活水來”，創(chuàng)新發(fā)展并不是一個憑空產(chǎn)生，需要有扎實的基礎(chǔ)進行知識。二是初級中學物理實驗，許多學生在實驗驗證中一步一步的理論知識，沒有促進學生的創(chuàng)新意識。第三，實驗中缺乏理論聯(lián)系實際，學生沒有形成創(chuàng)新技能。

四、在物理實驗中培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學策略

初中的物理實驗，在驗證物理學習知識的同時，更是促進中國學生自己動手實踐能力，促進學生進行創(chuàng)新思維發(fā)展的重要途徑。培養(yǎng)學生在物理實驗中的創(chuàng)新能力，需要打破固有思維，敢于突破教材的局限，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，鼓勵學生自主設(shè)計物理實驗。物理教師在學生物理知識的基礎(chǔ)上，積極引導學生進行探索性物理實驗，有利于學生創(chuàng)新思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

1.利用實驗夯實基礎(chǔ)，融會貫通助力創(chuàng)新

大部分農(nóng)村地區(qū)從初中二年級學生開始開設(shè)物理教育課程，相對于語文、數(shù)學和英語學習課程，物理實驗課程開設(shè)的時間比較晚。在初中，物理學科注重科學知識的傳授和技能的訓練。以物理知識為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學生的科學探究能力、創(chuàng)新意識和科學精神。但初級中學學生接觸物理學科的時間不長，物理基礎(chǔ)知識的掌握和運用需要提高。因此，在物理教學實驗中驗證理論知識，加深對物理專業(yè)知識的理解，熟練應用物理的基礎(chǔ)教育知識，夯實物理知識經(jīng)濟基礎(chǔ)，是初中物理學習的首要工作任務(wù)。在掌握物理基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，利用物理知識解決問題是必要的，這將有助于學生產(chǎn)生新的想法，支持學生的創(chuàng)新活動。

比如，在學習電路知識之前，學生們對生活中各種功能的電路和電器充滿了好奇心，但由于缺乏基本的電知識，他們只能望著《路》感嘆。學生進行學習與電學以及相關(guān)的物理理論知識后，對電學方面相關(guān)的物理教學知識還限于紙上的知識，通過控制電路中的串聯(lián)系統(tǒng)電路、并聯(lián)電路、歐姆定律、電功率等實驗，學生可以理解和掌握了與電學的相關(guān)專業(yè)知識，他們已經(jīng)開始有很多新的想法，如設(shè)計多開關(guān)樓梯燈、設(shè)計研究家庭內(nèi)部電路、設(shè)計閃爍的彩色燈等。因此，利用物理實驗（下轉(zhuǎn)第15版）（上接第10版）整合基礎(chǔ)知識，是學生新思想的源泉，有助于學生創(chuàng)造創(chuàng)新理念。

2.應用實驗創(chuàng)新意識，自主探究激活思維

初中物理實驗是以基礎(chǔ)知識實驗為基礎(chǔ)的，對實驗具有較強的可操作性和可塑性。在物理教學實驗中可充分發(fā)展發(fā)揮班集體的智慧，在班級中開展頭腦風暴活動，集思廣益地收集管理班級同學對實驗設(shè)計方案的看法，有助于提高實驗研究方案的改進和創(chuàng)新，激發(fā)我們學生的創(chuàng)新服務(wù)意識。在小組或個人實驗過程中，學生往往會有一些自己的想法，有些不成熟或不可行，有些包含創(chuàng)新思維。教師應積極鼓勵學生創(chuàng)造性地思考，引導合理的思路，摒棄不切實際的想法，讓學生自己設(shè)計實驗方案，通過實驗對新的假設(shè)進行自己的探索、驗證和完善。

例如，在學習《內(nèi)能》時，在講解如何進行快速降溫時，教師可結(jié)合企業(yè)實際的問題研究設(shè)計通過實驗：機械運動會產(chǎn)生熱量，過多的熱量會造成信息安全隱患，甚至可以導致網(wǎng)絡(luò)安全生產(chǎn)事故。如何設(shè)計有效的機械冷卻實驗裝置，引導學生考慮以下設(shè)計方向：增加機械表面的空氣流量，設(shè)計風帶走熱量的實驗裝置，利用液體的高比熱容。引導學生運用物理知識激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，獨立思考，激活創(chuàng)新思維，探索合理的冷卻裝置，通過實驗實現(xiàn)自己的思想。

3.運用實驗解決問題，逐漸形成創(chuàng)新技能

初中的物理知識大部分都是與生活息息相關(guān)，在生活中有很多問題我們需要企業(yè)可以通過使用物理知識內(nèi)容進行分析解決。在物理實驗課上，教師讓學生關(guān)注生活中與實驗相關(guān)的知識的實際問題，選擇一些自己在生活中感興趣的實際問題，并分析問題產(chǎn)生的原因。運用物理學的知識進行分析，并嘗試創(chuàng)造解決方案，創(chuàng)新解決生活中的問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新技能。

例如，在生活中，有很多同學會忘記澆花，下雨忘記關(guān)窗和收衣服等事情，這些問題事情發(fā)展會給我們生活環(huán)境帶來企業(yè)很多煩惱。為了解決生活中的問題，物理老師要求學生篩選出其中一個有代表性的問題，引導學生頭腦風暴，嘗試設(shè)計實驗方案，通過實驗形成問題的解決方案。如果學生選擇解決雨中自動關(guān)窗的問題，分析問題：問題的關(guān)鍵在于如何正確判斷雨，雨后如何控制關(guān)窗，從而實現(xiàn)自動關(guān)窗裝置。讓學生通過查找一個合適的傳感器（如濕度溫度傳感器、雨水感應傳感器等），根據(jù)不同傳感器的接收的數(shù)據(jù)來判斷企業(yè)是否下雨，當傳感器信息反饋下雨的數(shù)據(jù)后，再控制關(guān)窗的機械設(shè)備裝置需要進行關(guān)窗操作。自動閉窗設(shè)備涉及傳感器、電路、機械設(shè)備、計算機編程和物理控制方面的知識。學生設(shè)計窗口關(guān)閉裝置的方案，購買相關(guān)裝置，通過實驗對裝置進行組裝和調(diào)試，從而實現(xiàn)預設(shè)的功能。學生可以通過實驗進行綜合運用物理知識和其他國家相關(guān)的知識，解決社會生活中的實際管理問題，有利于促進學生自主創(chuàng)新思維的發(fā)展，逐漸形成創(chuàng)新技能。

創(chuàng)新能力是21世紀的一項重要能力。物理實驗是初中物理教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑。在物理教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，需要利用物理實驗加深學生對物理知識的理解和掌握，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，激活學生的創(chuàng)新思維，通過理論與實踐的結(jié)合解決生活中的問題，形成學生的創(chuàng)新技能。

【參考文獻】

[1] 騰飛.學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[M].東北師范大學出版社，2010，9（1）.

[2] 陳海濤.巧用物理實驗設(shè)計 培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[J].物理教師，2019，40（01）：14-17.

[3] 馮秀女.重視物理實驗教學 培養(yǎng)學生科學探究能力[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2021（01）：89.

[4] 李駿.初中物理實驗教學中創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[J].科學咨詢（教育科研），2020（10）：297-298.