物理實驗教學對培養學生創新能力的作用

林江斌

摘 要：物理學科的教學離不開實驗，而實驗是讓學生近距離感受物理知識，從直觀認識到概念理解，從理論知識轉為思想結構的具體過程。在中學物理實驗教學中培養學生創新能力是必要的教學工作，對于知識學習、能力提升、素養發展都極為重要，并且實驗教學的開展讓創新能力的培養有了創新思維、實踐和意識的建立過程，可以保證創新能力培養的有效性。而實驗教學培養作用的發揮途徑上需要針對實驗教學的教學任務和學生行為做創新學習的設計，從而使學生的實驗探究成為實驗教學的主要內容，保證實驗教學的有效性，也實現對學生創新能力的有效培養。

關鍵詞：中學物理;實驗教學;創新能力

前言：在傳統教育思想下的中學物理實驗教學都是以知識演示為主，即使合作探究實驗中也是讓學生按照既定內容做實踐，其中極大限制了學生的創新思考，也制約了學生的個人物理知識理解，造成實驗教學單調，學生的參與性不強，不僅影響了物理知識的教學效果，也降低了學習興趣。因此，在素質教育和課程改革的背景下，中學物理實驗教學應注重對學生創新能力的培養，重視創新行為的組織和引導，以此提升教學效果，讓學生在物理實驗中獲取知識，并建立創新的能力。

1、中學物理實驗教學培養學生創新能力的重要性

創新能力是學生學習和生活的重要素質。創新可以讓學習中有探究的過程，可以做應用的思考，有思維的延伸，這些對于現在的中學生自主學習來說極為重要，并且未來的生活和工作也需要創新能力。

（1）提高物理知識的理解認識

實驗是對既定知識的演示和推導，這其實就是創新能力的外在體現過程。在中學物理實驗教學中培養學生的創新能力，能夠改變以往學生在過程中等待結果的情況，讓物理實驗有學生的主動參與，這樣在實驗中獲取的知識理解也就會更為深刻，教學的效果得到了保證，物理知識也能有應用性的理解。創新能力的培養會讓教學不再局限在單一性的知識理解上，所以在知識理解的過程也就能夠提高教學質量，保證物理知識概念的有效理解認識[1]。

（2）促進物理學習的能力提升

學生創新能力的養成有助于實驗教學中提問和解問的實踐參與[2]。這樣實驗教學就有了學生的過程參與，有思維探究的行為，這對于物理知識的理解和學習能力的提升都有較大的幫助，有助于個人物理知識結構、思維方式的建立，有效提升了學習能力。創新是一個自主思考和尋找新知識的行為，在此行為下由于實驗的驗證性，也就讓學習的思維有了一個具體的過程，從未知、認知到探索、實驗總結，有助于物理知識的有效理解認識，也就能夠帶動個性化學習能力的養成。

2、中學物理實驗教學對學生創新能力養成的作用

創新能力的養成需要學生主觀行為和思想認識上探究新事物的結構建立，而中學物理實驗教學能夠為這種養成提供行為、實踐和意識的環境。首先實驗教學是對物理知識的探索，可以增加創新思維行為[3]。學生在物理實驗中的思維處于一個未知探索的過程，通過實驗的內容和結果從而形成具體的知識內容，這個過程中的思維就處于創新過程中。其次實驗教學可以提供創新實踐機會，無論是探究實驗，還是虛擬實驗都能讓學生的創新理解有實踐驗證的機會，這樣創新意識能夠向創新能力轉化，在實踐中養成能力。再次，實驗教學可以帶動創新意識建立，這其中需要新課改生本理念的落實，讓學生有自主探索實驗的過程，并組織實驗總結，讓創新能力有鍛煉的機會。物理本身作為一門科學學科，實驗教學的開展就能夠讓學生感受周邊的物理現象，解釋生活中的物理原理，做物理知識的應用，這些都能推進學生創新能力的養成。

3、中學物理實驗教學中培養作用發揮的具體途徑

實驗教學雖然可以讓創新能力的培養得到有效落實，但是在途徑上要把握具體的過程和中學生的年齡特點，讓創新能力培養與實驗教學參與達成有機結合，優化教學設計，保證學生的參與性和實踐性。

（1）安排學生進行實驗設計

在以往的中學物理實驗組織上，都是以教師為絕對的核心，缺乏對學生主體性的考慮，而學生也都是按照教師的指導做演示理解和實踐驗證，實驗教學的參與性不強，更多的是單方面的任務。在生本理念和創新能力培養的教育思想下，教師要改變物理實驗的組織形式，安排學生進行實驗設計，讓個人知識理解能夠有實驗驗證的機會，而在設計中學生科學探究素養會有所建立，實驗過程的思維探究能夠得到保證，理論知識的理解也會有創新性的實驗展示，會有創新實踐的保證，從而實現創新能力的培養。

（2）演示實驗加強實驗猜想

演示實驗是課堂中讓學生感受物理知識的內容，其作用使輔助學生的物理概念理解認識。在演示實驗的開展中要把握學生對于知識理解認識的差異、關注點的不同，以實驗猜想做實踐組織，使學生可以針對理論知識理解和物理觀念對實驗過程和結果做猜想。這能提高演示實驗的趣味性，并且將學生的思維理解認識與實驗過程進行了融合，可以保證教學的有效性[4]。例如，在《浮力》這一章中“物體的浮與沉”演示實驗中，可以用土豆來做演示，并讓學生猜想不同形狀的土豆為什么會出現浮與沉，這個實驗中有哪些因素決定了浮沉條件。通過組織學生進行猜想，然后再做實驗演示，就讓物理進行有了一定的趣味性，有助于學生對于密度和浮力之間關系的認識，也讓創新思考有了具體的過程，可以培養創新思維的建立。同時演示實驗中的猜想會讓實驗探究和物理觀念素養得到有效培養。

（3）探究實驗引導結果分析

中學物理教學中的探究實驗主要開展形式是將學生進行分組，然后以實際操作為主，讓學生去感受物理，并分析其中的關系[5]。在此實驗教學中的創新能力培養需要引導學生做實驗結構分析，進行實驗數據的總結，以此能夠提高探究實驗的效果，使學生的知識理解與實驗行為有所結合，也能讓創新能力的培養有學習方面的形成。例如，在《伏安法測電阻》的實驗中，學生的探究實驗會有多組數據結果，教師就以小組探究實驗為單位，引導學生針對實驗的過程和結果做總結性的分析，整合其中所用到的知識內容和所帶來的啟示。

（4）引用虛擬實驗培養探索

隨著信息技術的發展，現在的中學物理實驗教學中，虛擬實驗平臺得到了有效應用，虛擬實驗的開展可以讓學生一些想法得到實驗驗證，解決了實體實驗中因為害怕損壞實驗器材所產生的限制，同時也擴大物理實驗的空間，讓學生的物理實驗有新奇想法和探究意識的成長，可以帶動創新意識的提升，并且讓物理知識應用到具體的教學過程中。例如，在《電流的磁場》這節課的實驗教學中，教師就可以開展虛擬實驗，讓學生利用軟件完成對磁場的觀測和探索應用，使物理實驗得到拓展，也讓學生的創新行為有具體的開展過程。引入虛擬實驗進行創新能力培養要注意進行結構的完善，將虛擬實驗合理納入到教學過程中，重視學生的獨特的想法和認識，并開展虛擬實驗總結討論會人，讓不同的實驗探索得到交流，從中挖掘新的認識，也總結錯誤認知。

（5）注重實驗過程即時評價

在物理實驗過程中，教師要利用實驗中學生逐步理解知識的過程，利用即時評價保證學生思維創新的行為，也在評價上樹立創新學習的意識，在教學方式上改變學生的學習狀態。首先，教師針對學生主動問題的提出要給予尊重，只有與教學內容相關就應做正面的反饋，并借助實驗過程做解釋，這能消除學生的被動接受意識，愿意做主動性的物理知識應用思考，讓創新學習思維得到建立。其次，對于學生的實驗理解認識表達，要做評價引導，對于正確給予鼓勵，對于錯誤開展集體討論，以讓教學成為學習的主場，既保證知識理解的效果，也讓學生能夠有創新學習習慣的養成。

結論：總而言之，中學物理實驗教學讓創新能力的培養有了具體的過程和方法，同時也讓創新能力可以反饋到實驗教學中，提高教學質量。在教學培養能力的作用發揮上，要以學生的主體性為核心，把握創新行為與實驗教學設計的結合，以實驗設計、實驗猜想、結果分析、虛擬探索、過程參與、成果應用為具體的途徑，推動學生的高效實驗學習，保證教學質量的同時促進學生的全面發展。

參考文獻

[1]梁國平.淺談初中物理實驗探究教學與學生創新能力的培養策略[J].科學咨詢（教育科研），2020（05）：241-242.

[2]李西平.探析初中物理教學與培養學生創新能力的途徑[J].科技資訊，2020，18（12）：109+111.

[3]孫志勝.分析初中物理教學與培養學生創新能力的途徑[J].科技資訊，2020，18（11）：88+90.

[4]劉彥德.初中物理實驗教學中培養學生創新能力分析[J].課程教育研究，2020（07）：189.