淺談如何在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

摘? 要：創(chuàng)新是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新能力是新時(shí)代優(yōu)秀人才必備能力之一.學(xué)校作為培育人才的主陣地，應(yīng)重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).物理實(shí)驗(yàn)將理論和實(shí)踐相聯(lián)系，創(chuàng)造了一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的良好平臺(tái).文章闡述了初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性，探索在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法，以供廣大初中物理教師參考借鑒.

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

中圖分類號(hào)：G632??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：1008-0333（2024）14-0110-03

收稿日期：2024-02-15

作者簡(jiǎn)介：盧亞娜（1990.8—），女，江蘇省宿遷人，本科，中小學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的基礎(chǔ)內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、實(shí)踐操作能力、問題解決能力、創(chuàng)新能力等方面起著不可忽視的作用，而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是學(xué)校素質(zhì)教育的重要目標(biāo)之一.當(dāng)前，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在教師忽視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程設(shè)計(jì)不合理等方面的問題，這些都會(huì)影響學(xué)生創(chuàng)新能力的形成和發(fā)展.

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性

首先，相較于單調(diào)枯燥的文字，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，促使其在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)能夠主動(dòng)思考、積極探究，為學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)條件.其次，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為學(xué)生創(chuàng)造了動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，學(xué)生可以在動(dòng)手操作的過程中，依托實(shí)驗(yàn)探究物理知識(shí)的形成過程驗(yàn)證物理知識(shí)的真?zhèn)?在此過程中學(xué)生必然會(huì)遇到很多問題，有時(shí)學(xué)生需要另辟蹊徑才能解決這些問題，而這個(gè)另辟蹊徑的過程正是創(chuàng)新創(chuàng)造的過程，可見初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是極為重要的［1］.最后，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方式，很多科學(xué)研究成果的出現(xiàn)都離不開創(chuàng)新.因此，學(xué)生在初中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中能夠更好地感受創(chuàng)新在科學(xué)研究中的重要性，這樣能夠有效促進(jìn)其創(chuàng)新意識(shí)的萌發(fā)和形成，為其創(chuàng)新能力的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)條件.

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的建議

2.1 問題引導(dǎo)學(xué)生思考

創(chuàng)新并非憑空而來，只有思考才有可能創(chuàng)新.教師在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，為其創(chuàng)新能力的形成和發(fā)展奠定基礎(chǔ)條件.有疑方有思，教師想要讓學(xué)生主動(dòng)思考，可以為其設(shè)疑，也就是設(shè)計(jì)問題.當(dāng)然，教師設(shè)計(jì)的問題最好具有一定的開放性，這樣能夠賦予學(xué)生較大的思考空間，從而更好地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展［2］.在教學(xué)蘇教版八年級(jí)下冊(cè)“摩擦力”這一課時(shí)，教師為了讓學(xué)生親身感受摩擦力的存在，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：先在干燥平整的塑料板上拉動(dòng)一個(gè)表面光滑的長(zhǎng)方體小木塊，感受用力大小，再將塑料板浸泡在高濃度肥皂水中，重新在塑料板上拉動(dòng)長(zhǎng)方體小木塊，感受用力大小.該實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單，每個(gè)學(xué)生都可以親身參與到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中.實(shí)驗(yàn)完畢之后教師可以設(shè)計(jì)如下問題引導(dǎo)學(xué)生思考，即“兩次拉動(dòng)長(zhǎng)方體小木塊的用力大小是否有區(qū)別？哪一次用力比較??？用力比較小的原因是什么？”在這一系列問題的引導(dǎo)下，學(xué)生會(huì)主動(dòng)思考、認(rèn)真探究.此外，設(shè)計(jì)“你能不能利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想？”這類具有一定開放性的問題，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，為學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力發(fā)展留下充足的空間.

2.2 合理設(shè)計(jì)教學(xué)流程

科學(xué)合理的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程，也是保證學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的前提條件.初中物理教材中有很多實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，其中有探究性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)等.教材中的探究性實(shí)驗(yàn)有些直接給出了實(shí)驗(yàn)步驟，有些要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，但是部分初中物理教師為了保證教學(xué)進(jìn)度，并未給學(xué)生留下足夠的時(shí)間自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，而是讓學(xué)生思考后，直接介紹自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，然后現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)，最后要求學(xué)生在課余時(shí)間自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案.然而，由于教師在學(xué)生心目中留下的“權(quán)威”印象，學(xué)生在課余時(shí)間自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，往往會(huì)受到教師的影響，從而照搬照抄實(shí)驗(yàn)方案，或者在其實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的調(diào)整，很少有創(chuàng)新.究其原因，學(xué)生的思維被教師的方案所限制，這對(duì)其創(chuàng)新能力的發(fā)展是極為不利的.因此，初中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之時(shí)應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)教學(xué)流程，讓學(xué)生能夠擺脫教師示范的影響.如此，雖然學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之時(shí)可能會(huì)遇到很多問題，但是他們卻能更好地突破思維障礙，進(jìn)行多種多樣的創(chuàng)新［3］.如在蘇科版八年級(jí)下冊(cè)“物體的浮與沉”這一課時(shí)，有一個(gè)“探究怎樣使物體上浮或下沉”的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓下沉的物體浮起來，漂浮的物體沉下去，借此探究物體的上浮或下沉?xí)艿侥男┮蛩氐挠绊?教師可以讓學(xué)生在課前預(yù)習(xí)階段自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，此次實(shí)驗(yàn)需要用到的器材都是日常生活中的常見物品，包括帶蓋的空塑料瓶、雞蛋、橡皮泥、食鹽、鋼釘、乒乓球等，因此，教師可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)完實(shí)驗(yàn)方案之后，在家中自行開展實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有條件的甚至可以將實(shí)驗(yàn)過程拍攝下來.在課堂教學(xué)時(shí)，教師可以讓學(xué)生直接拿出自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，甚至直接播放幾個(gè)學(xué)生拍攝的實(shí)驗(yàn)視頻輔助開展教學(xué)活動(dòng).這樣既能保證課堂教學(xué)進(jìn)度，又能盡可能減少教師的實(shí)驗(yàn)方案對(duì)學(xué)生思維的限制，為其創(chuàng)新思維和能力的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)條件.

2.3 鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想

沒有大膽的猜想就做不出偉大的發(fā)現(xiàn).物理研究通常是提問、猜想、驗(yàn)證、分析的過程，我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想是否正確，又在實(shí)驗(yàn)的過程中提出新的猜想，因此猜想是物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的重要組成部分.猜想是一個(gè)充滿智慧挑戰(zhàn)的過程，是一個(gè)發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的過程，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想既能激發(fā)學(xué)生的探索興趣，又能幫助學(xué)生突破思維桎梏，從而為其創(chuàng)新思維和能力的發(fā)展奠定基礎(chǔ)條件.當(dāng)然，有了猜想要設(shè)法求證，才能在猜想的基礎(chǔ)上獲得切實(shí)的研究成果，否則，再大膽的猜想都只能是空中樓閣，毫無意義.因此，初中物理教師既要鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，又要引導(dǎo)其對(duì)自己的猜想去證實(shí)或證偽［4］.如教學(xué)蘇科版八年級(jí)上冊(cè)“凸透鏡成像的規(guī)律”時(shí)，教材中有一個(gè)“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，教師組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓其使用蠟燭、led發(fā)光字母F之類的光源照射墻壁，之后手持凸透鏡沿著光源與墻壁之間的光路左右移動(dòng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.實(shí)驗(yàn)完成之后，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生就“凸透鏡的成像結(jié)果是否存在某種規(guī)律”展開大膽的猜想，引導(dǎo)其依據(jù)自己的猜想選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、安排實(shí)驗(yàn)步驟等，從而借助實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想是否正確.當(dāng)然，有時(shí)學(xué)生得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不理想，此時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生適當(dāng)參考其他學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，并在此基礎(chǔ)上分析自己實(shí)驗(yàn)不理想的原因，反思實(shí)驗(yàn)過程中有何不當(dāng)之處，重做實(shí)驗(yàn).

2.4 積極開展小組合作

創(chuàng)新不是閉門造車、單打獨(dú)斗，初中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之時(shí)可以組織學(xué)生積極開展小組合作.小組合作時(shí)，組內(nèi)成員之間可以相互交流、相互討論，這樣既能結(jié)合集體智慧解決物理實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，又能在交流討論的過程中進(jìn)行思維碰撞，促進(jìn)學(xué)生靈感迸發(fā).因而，教師可以借助小組合作培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力.如在教學(xué)蘇教版八年級(jí)下冊(cè)“氣體的壓強(qiáng)”時(shí)，教材中有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，即“利用玻璃杯、水、硬紙片、礦泉水瓶等物品設(shè)計(jì)一個(gè)能夠證明大氣有壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)”.教師可以組織學(xué)生以小組合作的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題等.某小組成員提出如下實(shí)驗(yàn)方案：將硬紙片蓋在裝滿水的玻璃杯上，然后將其倒立懸空，如果硬紙片沒有掉下來，就證明“大氣有壓強(qiáng)”.組內(nèi)成員就該方案展開討論，有成員指出，玻璃杯倒立懸空的狀態(tài)下，硬紙片受到杯中水向下的壓力沒有掉下來，證明有物體對(duì)硬紙片產(chǎn)生了向上的壓力，然而，此時(shí)的硬紙片除了接觸到杯子和水外，就只有空氣了，所以這個(gè)向上的壓力來自空氣，由此證明“大氣有壓強(qiáng)”.有成員提出異議，用沾了水的手去碰一張紙，這張紙都有可能被粘在手上掉不下來，那這個(gè)硬紙片為什么不能是因?yàn)檎戳怂吃诒谏狭四?？針?duì)該問題，小組成員繼續(xù)展開討論，通過對(duì)原來實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)創(chuàng)新排除紙片沾水粘住杯口這種可能性，最終設(shè)計(jì)出新的方案.將硬紙片蓋在底部扎洞且裝滿水的礦泉水瓶口上，然后堵住底部小洞將其倒立懸空，觀察硬紙片的狀態(tài)，之后再放開底部小洞，觀察硬紙片的狀態(tài)，如果堵住底部小洞時(shí)硬紙片沒有掉下來，而放開底部小洞后硬紙片卻掉了下來，就證明“大氣有壓強(qiáng)”.

2.5 發(fā)揮家庭實(shí)驗(yàn)作用

實(shí)驗(yàn)并非課堂專屬，課堂時(shí)間畢竟有限，教師想要通過物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，就應(yīng)設(shè)法將物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)從課內(nèi)延伸至課外.具體而言，教師可以發(fā)揮家庭實(shí)驗(yàn)的作用來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.所謂家庭實(shí)驗(yàn)，就是結(jié)合初中物理課堂教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生利用家中常見或易得的材料開展相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng).這樣的實(shí)驗(yàn)方式不僅簡(jiǎn)單有趣，而且實(shí)驗(yàn)器材、方法等不受限，學(xué)生擁有更加廣闊的發(fā)揮空間，相較于課堂上的物理實(shí)驗(yàn)，家庭物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面擁有更大的優(yōu)勢(shì)［5］.如在教學(xué)完蘇教版八年級(jí)下冊(cè)“靜電現(xiàn)象”這一課后，教師可以為學(xué)生布置這樣一個(gè)課后任務(wù)，即“結(jié)合本課所學(xué)內(nèi)容，自行設(shè)計(jì)一個(gè)家庭小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材不限、方法不限、具體內(nèi)容不限，可以通過拍攝照片或視頻的方式記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程”.這樣的家庭小實(shí)驗(yàn)為學(xué)生留下了充足的創(chuàng)新創(chuàng)造空間，同學(xué)們簡(jiǎn)直是八仙過海，各顯神通.有同學(xué)用塑料梳子梳頭，然后拍攝了一張摩擦起電后頭發(fā)亂飛的照片；有同學(xué)在礦泉水瓶底部扎一個(gè)小孔，瓶中裝滿水后，水從小孔中直流而下，然后將摩擦起電的氣球放在水流旁邊，水流馬上向氣球靠近；有同學(xué)在小紙片上畫了一個(gè)卡通人物，然后將其剪下來放到桌子上，再用直尺壓住卡通人物的腳，最后將摩擦起電的塑料吸管靠近卡通人物的頭部上方，結(jié)果發(fā)現(xiàn)卡通人物“站”了起來.

3 結(jié)束語

初中物理實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性毋庸置疑.教師可以通過問題引導(dǎo)學(xué)生思考，合理設(shè)計(jì)教學(xué)流程，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，積極開展小組合作，發(fā)揮家庭實(shí)驗(yàn)作用，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展.當(dāng)然，教育信息化時(shí)代，教師還可以使用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中鍛煉自身的創(chuàng)新能力，比如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用NOBOOK物理實(shí)驗(yàn)室之類的物理實(shí)驗(yàn)軟件模擬物理實(shí)驗(yàn).此外，初中物理教師還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之時(shí)，努力探索更多培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效措施，這樣才能依托物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的持續(xù)提升.

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［責(zé)任編輯：李? 璟］