高中物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的策略研究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918(2025)26-0156-03

當下，高中物理實驗教學改革的重要切入點是全力培育學生的創(chuàng)新思維。教師不懈追求完善的培養(yǎng)方案，在探索與研究中取得了良好實績，有效培育了學生的創(chuàng)新思維，激發(fā)了學生的創(chuàng)新精神。雖然教師的培育方法已經(jīng)有了一定成效，但在將其轉(zhuǎn)化為實踐的過程中，仍有不少困難，阻礙著物理實驗教學改革的進程，亟須教師從多個角度入手，以改變實驗教學策略。高中物理教師應以新課標為指導，遵循新課標提出的培養(yǎng)理念，結(jié)合教材提供的實驗案例，不斷優(yōu)化實驗教學形式，讓學生在實驗中探索物理的奧秘，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

一、高中物理實驗教學的概念簡述

物理實驗教學指的是在特定實驗目標的指引下，由師生共同完成的物理實驗過程，這個過程包含了實驗操作、方法探尋、規(guī)律挖掘與結(jié)果剖析等環(huán)節(jié)，讓學生直接觸及物質(zhì)結(jié)構(gòu)與運動法則，直觀感受物理現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的。高中階段的物理知識較為復雜，如果僅僅依靠物理教材，無法將物理概念講深講透，這種情況下，要提高物理教學成效，就需要運用更為直白且貼近實際的手段。引入物理實驗教學后，學生能夠在動手實踐的過程中觀察不同的物理現(xiàn)象，并對其進行分析，從中挖掘出物理定律。如在電磁感應現(xiàn)象的探究過程中，線圈實驗直接將磁場變化產(chǎn)生電流的動態(tài)呈現(xiàn)在學生眼前，使他們明白了何為電磁感應規(guī)律，由此可以得見，物理實驗教學在拓展知識深度的同時，為學生提供了探索物理實驗規(guī)則的有力平臺，將學生的認知模式塑造得更為靈活。在物理實驗教學中，動手操作與實際應用應共同推進，逐步串聯(lián)起系統(tǒng)的物理知識鏈條，為提高學生的學習效率、激發(fā)創(chuàng)新思維潛能開辟出新的路徑。

二、高中物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的重要性

(一)增強師生間的互動交流

高中物理實驗教學對培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的重要意義，首先體現(xiàn)在增強了師生的互動交流方面，實驗教學原本就具備較強的互動特質(zhì)，并非只是教師單方面地灌輸知識，而是一種雙向交流的狀態(tài)，在加入創(chuàng)新思維要素后，實驗課程會更傾向于師生互動合作。實驗開展期間，學生受到來自教師的鼓勵，變得更加敢于提問，并且愿意主動分享觀察結(jié)果；教師則能基于學生的反饋回應，靈活調(diào)整教學計劃，為學生指明實驗方向。這種互動模式一方面推動知識向?qū)W生流動，另一方面則帶動學生逐漸養(yǎng)成自主學習以及獨立思考的良好習慣，為培育創(chuàng)新思維提供養(yǎng)分，使師生共同投身于實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析等重要環(huán)節(jié)，通過緊密配合，讓學習氛圍變得更加濃厚，點燃學生的物理興趣火苗，讓物理教學質(zhì)量節(jié)節(jié)攀升。顯然，在高中物理實驗教學中培育創(chuàng)新思維不僅是教學手段，更是促進師生深度互動、一同成長的有效途徑。

(二)提高學生的問題解決能力

高中物理實驗教學被視為培育學生問題解決能力的優(yōu)質(zhì)途徑，創(chuàng)新思維則處于問題解決的中心位置，促使學生自發(fā)產(chǎn)生疑問，剖析問題表象，并探尋應對之道，繼而規(guī)劃出完整的實驗步驟，用以驗證自己的設(shè)想。依托物理實驗環(huán)節(jié)，學生得以沉淀出解決問題的經(jīng)驗方法，創(chuàng)新思維能力也隨之得到提升，對學生日后的學術(shù)研究具有非同小可的意義，不管是科研探索、工程構(gòu)建或是開拓創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，問題解決能力都屬于一項必備本領(lǐng)。高中物理實驗教學提供了一個特殊的契機，讓學生于實踐操作中孕育并提升此項能力，需要注意的是，這里的能力塑造并非單一的線性過程，而是多要素交叉并進、交互作用的結(jié)果，在實驗操作與創(chuàng)新思考的往復間達成目標。

三、高中物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的具體路徑

（一）引入生活化元素，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神

生活中的物理現(xiàn)象與物理問題比比皆是，這些現(xiàn)象無形中為實驗教學提供了豐富的實驗素材及便利的實驗條件。在高中物理實驗課堂上，要提升學生的創(chuàng)新思維能力，教師就要抓住教學內(nèi)容與日常生活的交集點，善于開發(fā)身邊的實驗資源，并將其融合到實驗設(shè)計中，通過熟悉的生活場景激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，吸引他們以飽滿的熱情投入實驗探究中，潛移默化地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

例如，在教學人教版高中物理《圓周運動》這一課時，教師首先可以通過多媒體展示常見的圓周運動畫面，例如鐘表指針的轉(zhuǎn)動、風車與電風扇葉片的旋轉(zhuǎn)以及摩天輪的運轉(zhuǎn)，還有汽車和自行車輪胎滾動的情形等，同時向?qū)W生拋出問題：“這類現(xiàn)象背后隱藏著怎樣的共性特征呢？”讓學生集中精力觀察，挖掘此類現(xiàn)象的本質(zhì)及內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，歸納物體做此類運動的主要特點，即軌跡呈閉合圓環(huán)形，從而引發(fā)學生思考。接著，教師可以安排分組活動，各小組展開實踐，圍繞自行車轉(zhuǎn)動機制展開探討，思考如下問題：當大齒輪小齒輪連同后輪都在做類似繞圈的規(guī)則運動時，不同位置哪個點的實際速率更占優(yōu)勢？給足時間讓每個學生都能暢所欲言，亮出自己獨到的觀點與推理依據(jù)，并播放一段描述自行車齒輪轉(zhuǎn)動細節(jié)的影片，延伸追問：如何比較它們之間轉(zhuǎn)速的高低差異？讓各小組拿出實驗方案并互相分享，如比較物體在一段時間內(nèi)走過的圓弧長度、半徑掃過的角度、轉(zhuǎn)動的圈數(shù)以及轉(zhuǎn)一圈所需時間等，這種做法可以拓展學生的創(chuàng)新思維空間。隨后，教師可以布置小組自行設(shè)計操作實驗，在探究圓周運動特性時，引出線速度與角速度的定義、數(shù)值、單位和物理含義等內(nèi)容，如此一來便激發(fā)了學生的創(chuàng)新精神。

(二)創(chuàng)設(shè)物理實驗情境，推動學生積極創(chuàng)新

新課標強調(diào)了培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要性。在高中物理實驗教學中，教師必須汲取先進的教學觀念，通過創(chuàng)設(shè)物理實驗情境，帶領(lǐng)學生探索物理學知識，推動學生積極創(chuàng)新，在創(chuàng)設(shè)情境時，教師首先要靈活思考，設(shè)置一個容易引發(fā)學生興趣的情境主題，可以利用這個主題吸引學生深入研究，找到創(chuàng)新的臨界點；同時，教師要有機結(jié)合教材內(nèi)容，將教學設(shè)計與實驗情境相互交融、相互滲透，不遺余力地調(diào)動學生的自主學習能動性。

例如，在講授人教版高中物理《向心力》這一課時，教師選擇了一條充滿趣味性的啟發(fā)式路徑來展開教學，在開頭引入多段視頻素材，為學生呈現(xiàn)勻速圓周運動的狀態(tài)，并以動態(tài)畫面展現(xiàn)了速度箭頭的方向變化，靈巧地創(chuàng)設(shè)出一種能夠引發(fā)學生觀察與思索的實驗情境，使學生發(fā)現(xiàn)速度的改變規(guī)律，了解合力的分布特征，以情境鋪陳的方式，引導學生聯(lián)系以往的知識經(jīng)驗，展開一場延展性的思辨交流。在教學過程中，教師要穿插具體的實例模擬和現(xiàn)象解析，像天文視角下地球繞日公轉(zhuǎn)的情形、日常游覽中見到的摩天輪運轉(zhuǎn)動作，以及田園風光里的風車輪轉(zhuǎn)景象等，這些案例將學生逐漸帶人一個深層次的物理情境，在不知不覺之中引出關(guān)鍵的知識點一向心力的相關(guān)特性。接下來便進人實驗環(huán)節(jié)，學生要親自動手，對放置于旋轉(zhuǎn)圓盤上的物體展開研究，分析物體的運轉(zhuǎn)規(guī)律，借此深入剖析其間所涉及的作用力，明確是何種力量支撐起物體所需的向心力。學生通過親手操作實驗，并根據(jù)實驗結(jié)果推動創(chuàng)新學習進程，嘗試繪制物體的受力關(guān)系圖，強化對向心力特性關(guān)聯(lián)的認識。在教學環(huán)節(jié)中，教師引入了經(jīng)過深思熟慮而策劃出的物理實驗情境，讓學生動手實驗，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，讓學生不僅能理解向心力的基礎(chǔ)概念，逐漸摸索出影響這一力學屬性的多種變量，探索出大小與方向的變化規(guī)律，還能在不知不覺中讓學生突破常規(guī)的思考方式，使學生從直觀的實驗研究中收獲樂趣，貫通整體思路。

（三)借用現(xiàn)代信息技術(shù)，開創(chuàng)模擬實驗教學

比起實物，信息技術(shù)的適用范圍更加不受限，應用起來也更加簡便。高中物理的部分實驗因受制于種種外在條件，無法通過現(xiàn)場演示來完成實驗，而信息技術(shù)的融合應用，為模擬物理實驗提供了更多的可能，可模擬一個仿真的實驗環(huán)境，供學生在其中探索追尋，助力學生掌握理論知識。教師可通過現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建虛擬仿真實驗室平臺，讓物理實驗擁有了不同的展示形式，引導學生以創(chuàng)新為導向，轉(zhuǎn)變學習模式，切身體會物理學獨有的奧秘與魅力。

例如，在《萬有引力定律》的教學中，教師首先應提出一些值得學生思考探究的問題，如行星為何始終圍繞太陽運行而不會掉落，地面上物體為何總是朝地面墜落而非遠離地面，蘋果落地的動力與控制地球環(huán)繞太陽的力量是否存在某種聯(lián)系，高處比如山頂或高樓頂層的重力是否真的有所變化等，此類問題意在促使學生調(diào)用已學知識進行自主分析，探索蘋果下落與維系行星運動的作用力，讓學生明白這兩種力實則屬于同一種類型且受同一規(guī)律支配。接著，教師可以借助信息技術(shù)手段，向?qū)W生展示名為“月一地試驗”的過程，模擬直觀的實驗模型，幫助學生明確物理邏輯框架，了解月球軌道運轉(zhuǎn)背后的引力模式，搭建起萬有引力理論的體系雛形。最后，教師可以利用模擬軟件創(chuàng)建虛擬的實驗平臺，帶領(lǐng)學生將通過觀察所得的數(shù)據(jù)進行分類匯總，助力他們展開創(chuàng)造性的思維推演。

(四)融入物理學歷史，使學生了解創(chuàng)新的重要性

物理學歷史是學生創(chuàng)新之路上的一座指向標，能夠為學生指清楚未來前進的基本方向。學生聽取了教師的介紹，了解了物理學家輝煌成就背后的汗水與艱辛，知道了物理現(xiàn)象是在何種契機下被物理學家發(fā)現(xiàn)、驗證的，就會從內(nèi)心深處感受到物理學家的風采，從此，物理學家的形象會在學生的心中更加立體。在實驗教學中融人物理歷史，可以打開學生封閉的物理視野，使他們持之以恒、百折不撓地探索物理知識，在遇到學習上的困難時，能夠以物理學家為參照，培育出堅韌不拔的精神與意志。

例如，在講授人教版高中物理《實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》這一內(nèi)容時，可以引入牛頓的背景介紹，為學生講解牛頓做出的學術(shù)貢獻，尤其是他提出的經(jīng)典力學三大定律，這些定律無疑是物理思想的重要基石，有助于學生更好地領(lǐng)悟知識，而牛頓在解決重大物理議題時所展現(xiàn)出的創(chuàng)新意識，采取的觀察現(xiàn)象、設(shè)計實驗以及使用數(shù)學分析預測結(jié)果等實驗步驟，這樣的思維路徑本身即一種普適的參考方法。教師應向?qū)W生展示牛頓在研究中遭遇的各種復雜狀況，并介紹解決方案，延伸學習過程，讓學生能夠借此感受到科研之路的蜿蜒與艱難。牛頓的案例像一把鑰匙，打開了科學史和創(chuàng)新思路的大門，使學生對物理學的興趣開始在心中萌芽，使他們在實驗中勇于拋出問題并摸索解決之道，無形之中積累起物理實踐經(jīng)驗。

四、結(jié)論

由此可見，物理實驗教學既是高中物理教學中必不可少的一部分，也是教師改革舊有教學模式的有力切入點。教師要將自己的教學自光放長遠，明確制訂出實驗教學規(guī)劃，不辭辛苦、誨人不倦，做好物理實驗教學工作，博采眾家之所長，將多種教學方式融為一體，把物理實驗教學的優(yōu)勢擴大到極致，以此來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

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