基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

謝振忠

(甘肅省平?jīng)鍪械诙袑W(xué) 甘肅平?jīng)?744000)

一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方式分析

(一)提倡探究實(shí)踐學(xué)習(xí)

探究實(shí)踐學(xué)習(xí)遵循“發(fā)現(xiàn)問題—提出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—得出結(jié)論”的過程。針對(duì)問題，學(xué)生提出猜想，然后搜集材料，進(jìn)行因果關(guān)系的推理和論證，最后得出結(jié)論，基本再現(xiàn)了科學(xué)家們的探索過程。因此，探究實(shí)踐學(xué)習(xí)對(duì)提高學(xué)生的思考能力和推理能力有很大的幫助[1]。針對(duì)高中階段物理學(xué)科的特點(diǎn)，實(shí)踐學(xué)習(xí)模式可分為概念探討、概念介紹、概念運(yùn)用三種，強(qiáng)調(diào)在具體教學(xué)中結(jié)合新舊知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的技巧和方法，提高科學(xué)探究的水平，培養(yǎng)科學(xué)精神[2]。

(二)開展合作式學(xué)習(xí)

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展合作式學(xué)習(xí)時(shí)，教師要運(yùn)用異質(zhì)分組法，確保每個(gè)小組中都含有不同性別、不同成績的學(xué)生，使組內(nèi)成員在各方面形成一定的互補(bǔ)關(guān)系。每個(gè)小組中的人數(shù)不能太多，最好控制在6人以內(nèi)。教師還應(yīng)定期根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及合作情況重新分組。小組中的不同角色最好以輪流擔(dān)任的方式來分配，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)體驗(yàn)不同的學(xué)習(xí)任務(wù)和角色。在實(shí)驗(yàn)過程中，各小組要綜合培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ行囵B(yǎng)學(xué)生的自主思考和平等合作意識(shí)。

(三)開展實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)活動(dòng)

教師應(yīng)針對(duì)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)方面存在的疑惑，開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)活動(dòng)，可以圍繞以下問題進(jìn)行：1.試驗(yàn)方案的提出應(yīng)考慮到哪些方面，對(duì)最終試驗(yàn)方案進(jìn)行可行性研究；2.在實(shí)驗(yàn)過程中如何提取有價(jià)值的問題，應(yīng)該如何有效處理一些突發(fā)事件，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格；3.如何借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理與分析；4.編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，如格式、內(nèi)容等。

(四)實(shí)驗(yàn)小組討論

教師應(yīng)把所有學(xué)生分成幾個(gè)小組，每組各確定一名組長，負(fù)責(zé)小組中各種實(shí)驗(yàn)工作的安排與管理，要求小組成員利用課后時(shí)間共同針對(duì)實(shí)驗(yàn)方案多次進(jìn)行討論、分析，并以數(shù)據(jù)表的形式輸出。

二、學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

實(shí)踐證明，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有不可或缺的優(yōu)勢(shì)。但就目前而言，這種優(yōu)勢(shì)并未得到有效發(fā)揮。除了客觀條件的限制和教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視不足以外，更重要的原因是教師缺少對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。思維是能力的核心，發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的最重要表現(xiàn)。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不同實(shí)驗(yàn)有不同的特點(diǎn)。因此，教師針對(duì)不同的物理實(shí)驗(yàn)要設(shè)計(jì)不同的教學(xué)方法，注重學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

(一)演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生多角度思考能力

演示實(shí)驗(yàn)可以將枯燥的講解變得活潑、生動(dòng)，把抽象的理論變得具體、形象，將物理現(xiàn)象清晰地展現(xiàn)出來。演示實(shí)驗(yàn)?zāi)芤龑?dǎo)學(xué)生多角度觀察和思考，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材、創(chuàng)新思維角度，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。

(二)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生操作能力

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是用來驗(yàn)證已經(jīng)學(xué)過的物理理論，鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生觀察和操作能力的。因?yàn)槭球?yàn)證已知的科學(xué)理論，所以，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的目的。

(三)探究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

探究性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生針對(duì)問題，通過實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究，得出結(jié)論，形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)。在老師的啟發(fā)與指導(dǎo)下，學(xué)生為驗(yàn)證命題準(zhǔn)備材料，制定實(shí)驗(yàn)方法和步驟，自主進(jìn)行研究，自主完成實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)命題。

(四)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是對(duì)給定的實(shí)驗(yàn)命題，學(xué)生自行結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头桨福灾魍瓿蓪?shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求思維發(fā)散，經(jīng)事實(shí)證明，是提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的重要途徑。

三、舉例說明創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式(以測(cè)定玻璃折射率為例)

(一)問題提出

學(xué)生學(xué)習(xí)折射率知識(shí)后，對(duì)折射率概念產(chǎn)生了強(qiáng)烈的好奇心，再通過實(shí)驗(yàn)親身體驗(yàn)，就能加深對(duì)折射定律的理解，掌握測(cè)玻璃折射率的方法。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生通過合作，利用已有的工具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，快速得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

(二)假設(shè)猜想

教材中提供的方法是用插針法確定光路，找出跟入射光線相對(duì)應(yīng)的折射光線，用量角器測(cè)入射角i和折射角r，根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率n=sin isin r。所需實(shí)驗(yàn)器材有玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器、三角板(或直尺)、鉛筆等。學(xué)生通過猜測(cè)，刪減已有的實(shí)驗(yàn)器材，嘗試性地提出用課桌表面代替木板，用膠帶代替圖釘，用白紙描點(diǎn)或自動(dòng)鉛筆芯代替大頭針等方案，多角度提出假設(shè)。

(三)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的目的，教師提供玻璃磚，讓學(xué)生通過分組交流，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求和注意事項(xiàng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和簡潔性，又強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意識(shí)。

(四)證實(shí)實(shí)驗(yàn)

經(jīng)過小組合作、正確操作，實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。學(xué)生用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算玻璃折射率，驗(yàn)證了入射光線和出射光線的平行性和側(cè)移，代表創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)成功。

綜上所述，物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)和高考中占有重要地位。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)操作能力作為首要任務(wù)，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)作為提高學(xué)生思維和創(chuàng)新能力的途徑。