以實驗創(chuàng)新促進(jìn)思維創(chuàng)新的物理教學(xué)探索

周 倩

(江蘇省南通市海安市南莫中學(xué) 226600)

創(chuàng)新是時代發(fā)展與社會進(jìn)步取之不盡，用之不竭的動力源，如果缺少創(chuàng)新，便無從談起人類物質(zhì)與精神條件的改善.具體到教育領(lǐng)域，學(xué)習(xí)者創(chuàng)新思維的培養(yǎng)必然成為當(dāng)前時期各門課程教學(xué)之中一貫的內(nèi)容，例如物理學(xué)科本身以實驗為要點，而實驗對于高中生創(chuàng)新思維發(fā)展意義重大，便更應(yīng)當(dāng)突出實驗教學(xué)活動中隱含的創(chuàng)新引導(dǎo)潛能，也就是有把握物理實驗時機，以較強的針對性對學(xué)生的創(chuàng)新思維理念進(jìn)行培養(yǎng).顯而易見的是：通過實驗內(nèi)容、實驗方法等方面的創(chuàng)新調(diào)整，將更接近于學(xué)生思維創(chuàng)新的理想境界.

1 高中物理實驗制約學(xué)生思維創(chuàng)新性的情況

物理學(xué)是一門側(cè)重于實驗的基礎(chǔ)類學(xué)科，教師在學(xué)生探究學(xué)科內(nèi)容期間，應(yīng)當(dāng)避免其單純接受知識的傳授，而是要努力為其營造接近于真實的物理情境，使之在課堂中經(jīng)歷從知識體驗到知識獲取再到知識應(yīng)用的全過程.然而實際物理教學(xué)期間，個別物理教師存在教學(xué)理念落后的問題，將原本能夠豐富化與拓展化的物理實驗以理論灌輸?shù)男问匠尸F(xiàn)出來，導(dǎo)致物理實驗缺少創(chuàng)新性.其一，實驗方法過于傳統(tǒng)，在黑板上或者在多媒體平臺上“做”實驗，使一些新課標(biāo)要求學(xué)生分組完成的實驗，用統(tǒng)一示范方法來代替；其二，實驗過程和理論講解過程相分離，無法讓學(xué)生因為實驗而體會到理論知識的本質(zhì)；其三，實驗操作環(huán)節(jié)過于粗放，學(xué)生在實驗過程中認(rèn)知不多、收獲不豐；其四，實驗距離生活較遠(yuǎn)，教師所做的一些所謂創(chuàng)新努力，不容易為學(xué)生所接受.由于這幾方面問題的制約，高中生在邏輯思維能力與對事物認(rèn)知能力方面收獲甚微，由此造成其創(chuàng)新思維發(fā)展受阻.

2 以實驗創(chuàng)新帶動思維創(chuàng)新的教學(xué)設(shè)計原則

基于上述論述完全可以認(rèn)為，高中物理實驗教學(xué)創(chuàng)新，將為學(xué)生思維創(chuàng)新創(chuàng)造條件、提供機會，以實驗創(chuàng)新帶動思維創(chuàng)新的教學(xué)設(shè)計應(yīng)在遵循下述幾項原則基礎(chǔ)上，才能取得更理想的效果.

2.1 教學(xué)設(shè)計科學(xué)性

科學(xué)性原則是物理實驗創(chuàng)新設(shè)計之中最基礎(chǔ)性的要求，它側(cè)重于強調(diào)所有實驗設(shè)計方案的提出，以及應(yīng)用實驗原理、選擇實驗器材，還有對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等，均要有科學(xué)依據(jù)作為歸依，并保證處理方式的正確性，只有這樣才能在實驗中既真實又客觀地反映揭示物理概念、揭示物理規(guī)律，并因此取得創(chuàng)新思維的發(fā)展.

2.2 實驗過程安全性

所有物理實驗活動均需要以安全性為前提，實驗創(chuàng)新時，同樣應(yīng)當(dāng)依托規(guī)范化操作來保證過程的安全性，只有這樣才能使學(xué)生置身于理想的思維創(chuàng)新活動空間之內(nèi).例如實驗過程中，實驗儀器應(yīng)當(dāng)避免損壞，要做好儀器維護(hù)、檢查，找準(zhǔn)儀器的操作時間等，再如師生應(yīng)當(dāng)在人身安全方面形成強烈意識，在高壓絕緣、藥品及放射性物質(zhì)取放諸多方面養(yǎng)成規(guī)范操作的習(xí)慣，等等.

2.3 實驗流程趣味性

學(xué)習(xí)者思維拓展與創(chuàng)新，同其所面對學(xué)習(xí)內(nèi)容，所應(yīng)用學(xué)習(xí)方法趣味性程度之間的關(guān)系，已經(jīng)有相當(dāng)豐富的研究成果.對于物理實驗而言，越有趣的實驗流程，越容易讓學(xué)生獲取思維創(chuàng)新機會.為此，高中物理實驗創(chuàng)新應(yīng)當(dāng)保證趣味性原則的落實，在創(chuàng)新設(shè)計時充分考慮學(xué)生心理特點及認(rèn)知水平，讓“新“、“奇”、“趣”的實驗服務(wù)于學(xué)生發(fā)展.

3 以實驗創(chuàng)新帶動思維創(chuàng)新的教學(xué)有效策略

3.1 做好直接創(chuàng)新實驗

對于物理學(xué)科而言，它的定義、定律、規(guī)律等均建立于大量實驗基礎(chǔ)之上，教材對于相關(guān)的實驗給予一定表現(xiàn)，教師在實際教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)重視教材內(nèi)容，以之為橋梁紐帶，做好實驗的直接創(chuàng)新工作.這將讓學(xué)生找準(zhǔn)目標(biāo)，以目標(biāo)為牽引，在完成實驗探索任務(wù)的同時，取得一定的思維創(chuàng)新成果.具體講，教師需要根據(jù)物理特性、課標(biāo)要求、教育教學(xué)實際情況，尊重學(xué)生在學(xué)習(xí)期間的個性化發(fā)展追求，進(jìn)行富于科學(xué)性與趣味性的物理實驗教學(xué)設(shè)計.為了達(dá)到理想的設(shè)計效果，教師可利用課前備案、計劃設(shè)計、情境構(gòu)建、問題創(chuàng)設(shè)等角度的充分思考，對教學(xué)機制加以完善，從而讓學(xué)生在實驗狀態(tài)下因興趣學(xué)習(xí)與主動學(xué)習(xí)而取得思維創(chuàng)新成果.在此期間，考慮到物理實驗教學(xué)內(nèi)容的豐富性，教師還可對課堂和教材范圍之中的內(nèi)容進(jìn)行適度拓展，積極豐富實驗教學(xué)資源，例如借助微信、QQ等平臺尋求家長的幫助，或者布置有家長支持的實驗任務(wù)等.經(jīng)過豐富的內(nèi)容，同樣是實驗直接創(chuàng)新的組成部分，它們將共同成為學(xué)生思維創(chuàng)新的強勁推動力.

現(xiàn)以“重力與重心”一課的實驗為例，說明做好直接創(chuàng)新實驗的方法.課堂上教師可借助自制教具與找準(zhǔn)實驗輔助器材的辦法進(jìn)行實驗教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計，從而引導(dǎo)學(xué)生更為深刻地領(lǐng)會與重力有關(guān)的知識.此外教師也可以使學(xué)生參與到實驗探究活動中來，讓其用控制變量的形式制作重力演示器，這均是使其思維創(chuàng)新發(fā)展的有效做法.例如有些學(xué)生基于實驗?zāi)繕?biāo)要求，借助塑料瓶蓋、胡蘿卜等進(jìn)行實驗：使瓶蓋一端插帶有半根胡蘿卜的竹簽，在胡蘿卜下移至瓶口一端時，它保持穩(wěn)定性，而若遠(yuǎn)離瓶口則會表現(xiàn)出不穩(wěn)定的特征，從而可以認(rèn)定：在支持面固定時，物體穩(wěn)定度同重心高度保持反比關(guān)系.接下來大家再據(jù)此實驗，探討自身走路重心變化情況，可在鞏固認(rèn)知成果的同時，得到思維創(chuàng)新的另一寶貴機會.

3.2 形成實驗開放機制

形成實驗開放機制，使實驗與理論部分融會貫通，是另一促進(jìn)學(xué)生思維創(chuàng)新的方式.傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)，資源與方法受到比較嚴(yán)格的限定，學(xué)生在了解物理教材中的基本概念、定理、規(guī)律，并對實驗步驟與實驗結(jié)果有明確預(yù)知后才進(jìn)入到實驗狀態(tài)，實驗和理論相互分開，因此實際實驗教學(xué)不具創(chuàng)新性，效果也往往流于表面.這種實驗僅作為驗證教材結(jié)論的一種方式而存在的做法，很顯然無益于推動學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展.因此當(dāng)前階段的高中物理實驗教學(xué)，可利用開放實驗資源與方法，使實驗與理論教學(xué)相互滲透，從而促進(jìn)學(xué)生提升物理知識學(xué)習(xí)的質(zhì)量與效率提升.

3.3 細(xì)化實驗操作環(huán)節(jié)

為了幫助學(xué)生全面學(xué)習(xí)物理原理，教師需要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)審題，把握住實驗要求中的重要信息，同時對實驗操作加以細(xì)化，因細(xì)節(jié)認(rèn)知而獲得思維創(chuàng)新的更有利渠道.為了達(dá)到這一理想的教學(xué)效果，教師應(yīng)在實驗教學(xué)期間，做正確實驗操作的親身示范，并考慮到不同實驗類型操作難度的區(qū)別，合理化地進(jìn)行實驗策略安排.關(guān)于這一點，尤其要重視那些復(fù)雜程度較高，可大量展示細(xì)節(jié)的實驗，因為學(xué)生對于實驗操作流程的認(rèn)識比較狹隘，甚至有同教材敘述、課堂講解相抵觸之處，所以可能造成其操作實驗的不成功，對于細(xì)節(jié)的觀察、思考不到位，或者不能正確處理突發(fā)狀況等，難以產(chǎn)生實驗課堂應(yīng)有的效果.為此教師則可在示范期間細(xì)化說明或展示實驗環(huán)節(jié)，使細(xì)節(jié)也能夠做到同教材內(nèi)容的環(huán)環(huán)相扣，這樣才會讓學(xué)生在自主操作時比較扎實地把握有關(guān)內(nèi)容.

例如當(dāng)開展物體平拋運動規(guī)律探究、圓周運動規(guī)律分析這類復(fù)雜程度較高的實驗時，相關(guān)實驗器材較多，并要求實驗參與者嚴(yán)格控制物體初始條件，若缺少支持，學(xué)生實驗很難取得成功，思維創(chuàng)新更是無從談起.像平拋實驗過程中，水平槽不水平、拋出坐標(biāo)原點不處于水平槽端點、釋放小球位置每次不相同等，均可能對小球平拋軌跡描繪造成不利影響，極易出現(xiàn)結(jié)果的較大誤差.這時教師可向?qū)W生反復(fù)強調(diào)實驗操作如何把握細(xì)節(jié)的問題，使學(xué)生因細(xì)節(jié)細(xì)化處理而真正理解實驗原理，明確實驗各環(huán)節(jié)的意義，特別是對易錯操作可產(chǎn)生清晰、透徹的理解.當(dāng)然，對于操作難度較低的實驗，教師同樣不可放棄細(xì)化實驗操作環(huán)節(jié)，而是要督促學(xué)生借助反思操作，加深對于實驗各步驟的了解，在細(xì)節(jié)處找到思維創(chuàng)新的關(guān)鍵點.

3.4 突出實驗生活導(dǎo)向

現(xiàn)實生活是所有知識形成的沃土、最終的歸宿，即所有的學(xué)科知識都從現(xiàn)實生活中來，也要將其作為最終的服務(wù)和應(yīng)用對象.在指導(dǎo)學(xué)生參與物理實驗活動時，若教師一味借助常規(guī)課堂教學(xué)模式，忽略學(xué)生對于生活實際的追求，則最終的物理實驗教學(xué)效果，以及學(xué)生相應(yīng)的認(rèn)知體驗都將大打折扣.所以按照陶行知“生活即教育”理論，教師在開展實驗教學(xué)時，應(yīng)注意從生活視角進(jìn)行創(chuàng)新性的探索，借此機會給學(xué)生以思維創(chuàng)新的提示與引導(dǎo).也就是說：在平時物理實驗教學(xué)時，為使學(xué)生創(chuàng)新思維得到鍛煉與提升，要在聯(lián)系學(xué)生生活實際的前提下，使之有機會把生活之中的素材應(yīng)用到實驗流程中來，或者借助物理實驗知識，對現(xiàn)實生活之中的特定物理現(xiàn)象加以解釋或驗證，從而幫助學(xué)生更為有效地進(jìn)行實驗探究活動，突出實驗創(chuàng)新與思維創(chuàng)新二者之間的關(guān)聯(lián)性.

高中物理實驗教學(xué)對于高中學(xué)生綜合能力與學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的意義重大，而實驗教學(xué)的創(chuàng)新則將突出影響學(xué)生的思維創(chuàng)新，考慮到二者關(guān)系的緊密性，作為物理教師，應(yīng)當(dāng)緊隨時代腳步，革新教學(xué)觀念，基于本文所提及的科學(xué)性、安全性、趣味性三原則，進(jìn)行實驗教學(xué)策略的多角度調(diào)整，以使之接近于理想創(chuàng)新狀態(tài).上面做好直接創(chuàng)新實驗、形成實驗開放機制等角度的探討，是筆者近期思考所得，希望可以在一定程度上，起到用實驗創(chuàng)新促進(jìn)學(xué)生思維創(chuàng)新的效果.