在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的路徑

夏梅琳

摘? ?要：物理學(xué)是一門兼具“演繹性”和“歸納性”的學(xué)科，既具有理論性，又具有實(shí)踐性。物理實(shí)驗(yàn)是一種手腦協(xié)調(diào)應(yīng)用的“具身認(rèn)知”活動，能促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。在初中物理教學(xué)中，教師要以“生活”為源頭，發(fā)掘物理實(shí)驗(yàn)素材；以“探究”為方式，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)過程；以“反思”為手段，改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：初中物理? ?實(shí)驗(yàn)教學(xué)? ?創(chuàng)新能力

物理學(xué)是一門兼具“演繹性”和“歸納性”的學(xué)科，既具有理論性，又具有實(shí)踐性。物理實(shí)驗(yàn)是一種手腦協(xié)調(diào)應(yīng)用的“具身認(rèn)知”活動，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還可以引導(dǎo)學(xué)生深入探究，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。在初中物理教學(xué)中，教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生推演物理知識，更要引導(dǎo)學(xué)生展開物理實(shí)驗(yàn)。借助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生掌握物理概念、探索物理規(guī)律、建構(gòu)物理知識結(jié)構(gòu)，使學(xué)生對物理知識形成本質(zhì)性、關(guān)聯(lián)性的認(rèn)知，從而發(fā)展創(chuàng)新能力。

一、以“生活”為源頭，發(fā)掘物理實(shí)驗(yàn)素材

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多教師都力圖設(shè)計(jì)宏觀的實(shí)驗(yàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)固然出彩，但卻不具有普適性。好的物理實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該采用簡單的資源、素材，取得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。生活是知識的源頭，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)只有貼合學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)與生活實(shí)際，從生活中發(fā)掘物理實(shí)驗(yàn)素材，才能真正走近學(xué)生。教師要從學(xué)生的生活中發(fā)掘?qū)嶒?yàn)素材和資源，并引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)加工、處理實(shí)驗(yàn)素材，進(jìn)而從實(shí)驗(yàn)中獲取知識。

在物理教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)一些“小制作”“小實(shí)驗(yàn)”備受學(xué)生的喜愛，能激發(fā)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)興趣，發(fā)掘?qū)W生的物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造性。例如，“機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能”這部分內(nèi)容對學(xué)生而言是非常抽象的。在教學(xué)中，要將抽象化、內(nèi)隱性的知識具體化、顯性化，最重要的方式就是開展物理實(shí)驗(yàn)。因此，在教學(xué)這部分內(nèi)容時，筆者首先出示一根鐵絲，讓學(xué)生想辦法讓鐵絲的溫度升高。這樣的學(xué)習(xí)要求是寬泛性的，能催生學(xué)生的創(chuàng)造性。學(xué)生想出了諸多方式，如“用開水燙”“放在太陽底下曬”“放在火上燒”“用力敲打”“反復(fù)彎折”“與地面摩擦”等。在此基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生對上述猜想進(jìn)行分類：“哪些利用了熱傳遞原理？”由此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分類，讓學(xué)生深刻認(rèn)識“機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化”的原理。

以生活為源頭，發(fā)掘物理實(shí)驗(yàn)素材，能促進(jìn)學(xué)生物理思維、認(rèn)知不斷進(jìn)階。在初中物理教學(xué)中，教師要層層遞進(jìn)，通過問題鏈、問題串等，以任務(wù)驅(qū)動的方式，引導(dǎo)學(xué)生展開高質(zhì)量的物理實(shí)驗(yàn)活動。通過物理實(shí)驗(yàn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)物理知識、探索物理規(guī)律、認(rèn)識物理世界。

二、以“探究”為方式，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)過程

探究是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的一種關(guān)鍵方式。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要參與學(xué)生的探究，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)展開實(shí)踐操作，從而不斷優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)過程。在物理實(shí)驗(yàn)的過程中，教師要給予學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)時空，讓學(xué)生能夠突破時空的限制，積極主動地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)深入認(rèn)識物理規(guī)律與原理。同時，在這個過程中，教師要滲透、融入相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)方法的教學(xué)，如模擬實(shí)驗(yàn)法、對比實(shí)驗(yàn)法、切片實(shí)驗(yàn)法、思維模型實(shí)驗(yàn)法等，讓學(xué)生掌握有效的實(shí)驗(yàn)方法。

“學(xué)起于思，思源于疑?！痹诔踔形锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要讓學(xué)生一邊探究一邊思考，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會質(zhì)疑、反思和批判。在探究的過程中，學(xué)生會積極地研討、爭辯，進(jìn)而主動提出問題、建立猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、分析評估等，進(jìn)行深度研究。

例如，在教學(xué)“測量鋁塊浸沒水中所受的浮力”的實(shí)驗(yàn)時，筆者引導(dǎo)學(xué)生做了對比實(shí)驗(yàn)。首先是在彈簧測力計(jì)的下端懸掛一個鋁塊，讀出示數(shù)并記錄，這時候彈簧測力計(jì)的示數(shù)就是該鋁塊的重力。然后在此基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生將鋁塊完全浸沒在水中，再次讀出并記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，并引導(dǎo)學(xué)生思考、追問、分析前后示數(shù)的變化，以及變化的原因。隨后，筆者引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整實(shí)驗(yàn)步驟，先將鋁塊完全浸沒在水中，讀出并記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，然后將鋁塊拿出水面，再次讀出并記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)。通過這樣的兩次對比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生比較兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異，并深度追問：“這種差異合理嗎？為什么會存在這樣的差異？”從而讓學(xué)生分析外在因素對實(shí)驗(yàn)過程的影響，讓學(xué)生深刻認(rèn)識到改變實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)順序等因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。最后，讓學(xué)生深度思考哪種實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)順序更科學(xué)、更合理。這樣的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度。

物理實(shí)驗(yàn)不是讓學(xué)生做一個機(jī)械的“操作工”，盲目地動手做，而是讓學(xué)生在思考中操作、在操作中思考。物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是一種凝聚著思維的活動，是學(xué)生的一種具身性的認(rèn)知活動。教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生從物理實(shí)驗(yàn)的思路、策略上進(jìn)行分析，而且要引導(dǎo)學(xué)生從微觀細(xì)節(jié)進(jìn)行思考。只有將物理操作過程中的相關(guān)細(xì)節(jié)落實(shí)到位，才能真正規(guī)范學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的可持續(xù)性發(fā)展。

三、以“反思”為手段，改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生操作，還要引導(dǎo)學(xué)生思考，更要引導(dǎo)學(xué)生反思。“反思”是學(xué)生開展物理實(shí)驗(yàn)的“金鑰匙”，在物理教學(xué)中，教師要以反思為手段，促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc思維的不斷進(jìn)階。

例如，在“電路的組成”部分內(nèi)容的教學(xué)過程中，筆者讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、組裝電路、觀察儀表、總結(jié)規(guī)律。當(dāng)學(xué)生的電路連接出現(xiàn)問題或故障時，筆者就引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)的過程中有沒有操作不當(dāng)之處。當(dāng)學(xué)生通過自己的反思找出實(shí)驗(yàn)過程中的問題后，筆者讓學(xué)生研討、交流、調(diào)整實(shí)驗(yàn)的過程。在這個過程中，筆者始終站在學(xué)生的立場上，以學(xué)生為主體，并充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，使物理實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生深度學(xué)習(xí)的載體、媒介，成為學(xué)生展開深度的物理探究的有效支撐。

反思是一種“后思”，包括對實(shí)驗(yàn)各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控、調(diào)節(jié)和調(diào)整。在反思的過程中，教師還要引導(dǎo)學(xué)生展開對話、交流、協(xié)商，鼓勵學(xué)生積極研討、爭辯，讓學(xué)生各抒己見，積極互動，捕捉學(xué)生的另類猜想。只有這樣，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能不斷轉(zhuǎn)型升級，開掘?qū)W生的物理創(chuàng)新思維。

綜上所述，物理實(shí)驗(yàn)不僅有助于學(xué)生深入理解與掌握相關(guān)物理知識，還能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，在發(fā)展學(xué)生實(shí)踐操作能力的同時，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力與創(chuàng)新能力。在初中物理教學(xué)中，教師要將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)常態(tài)化、常規(guī)化、日?；?，讓物理實(shí)驗(yàn)從“紙面”走向“地面”，真正落地生根，充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在提升學(xué)生的物理認(rèn)知、促進(jìn)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)遷移、應(yīng)用等多方面的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢先紅.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新思路探討[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師通訊），2018（4）：124.

[2]倪寶山.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新思路探究[J].科普童話（新課堂），2019（13）：26.

[3]馬麗娜. 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[D].天津：天津師范大學(xué)，2012.

[4]賀登超.淺談初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[J].學(xué)周刊，2019（9）：31.

[5]吳曉丹.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)策略探究[J].考試周刊，2021（21）：129-130.