運用物理實驗教學培養學生創新能力

廖亞深

【摘要】初中物理課程標準要求學生在掌握物理知識和技能的基礎上，培養科學探索精神，提高科學探索能力。本文主要基于初中物理知識，以物理實驗課堂教學為載體，充分發揮學生的主體地位，在實驗中引導我們學生可以進行企業自主探究。激發學生的創新意識，培養學生的創新思維，培養學生的創新技能，找出培養學生創新能力的有效教學策略，促進學生創新能力的發展。

【關鍵詞】物理實驗;創新能力;物理教學

創新能力是一個國家發展的靈魂，是科技進步的主要動力。國家發展創新思維能力的關鍵問題在于人才，人才的培養關鍵在于教育。當前教育發展的重要方向是培養創新型人才。基礎知識教育中的物理學科是培養提高學生通過創新發展能力的重要技術學科，物理學由理論和實驗兩部分組成，物理學的理論是人類對自然界最基本與最普遍規律的認識和概括，物理實驗是人類社會認識這個世界的重要經濟活動，是進行管理科學分析研究的基礎。初中物理課程要讓學生掌握初步的物理知識和技能，經歷科學探究的基本過程，具備初步的實驗操作技能和科學探究能力。在物理教學中鍛煉學生的物理思維，可以從物理現象和實驗中總結科學規律，嘗試運用已知的科學規律來解釋某些具體問題，嘗試創新解決問題，初步形成創新能力。

一、物理實驗價值及意義

物理實驗的價值在于可以通過分析實驗的方式，運用自己所學的物理學習知識，驗證已有的物理理論知識或探究新的想法。通過物理實驗驗證物理知識，有利于激發學生的求知欲，加深對知識的理解和運用能力。學生在物理實驗中探索新的假設，在實驗過程中加強學生動手能力的培養，從假設到實驗的實現，逐步完善學生的創造性思維。

二、創新能力分析

21世紀能力分析框架展示了學生發展需要我們具備的三類能力：生活與事業技能、學習與創新思維能力、信息網絡媒體與科技素養。其中，創新能力是指運用新思想，在發現問題的基礎上分析問題，從變革的角度尋找問題解決方案的能力。創新能力不是虛幻的、不可預知的，與常規事物相比是不同的、獨到的，表現在敢于質疑知識，敢于提出自己的想法和問題，能夠把學到的東西重新組織起來，萌發新的想法。創新發展能力主要包括企業創新意識、創新思維和創新技能，其中創新思維是創新工作能力的核心。

三、物理實驗的培養創新能力存在問題

初中物理課程具有成熟的理論框架，鞏固了學生思維的發展。物理知識和實驗的固化對實驗中學生創新能力的培養和發展有很大的局限性。在初中物理實驗教學中，學生創新能力的培養存在三個明顯的問題。一是提高學生的物理理論基礎教育知識不扎實，“問渠那得清如許，為有源頭活水來”，創新發展并不是一個憑空產生，需要有扎實的基礎進行知識。二是初級中學物理實驗，許多學生在實驗驗證中一步一步的理論知識，沒有促進學生的創新意識。第三，實驗中缺乏理論聯系實際，學生沒有形成創新技能。

四、在物理實驗中培養創新能力的教學策略

初中的物理實驗，在驗證物理學習知識的同時，更是促進中國學生自己動手實踐能力，促進學生進行創新思維發展的重要途徑。培養學生在物理實驗中的創新能力，需要打破固有思維，敢于突破教材的局限，激發學生的創新意識，鼓勵學生自主設計物理實驗。物理教師在學生物理知識的基礎上，積極引導學生進行探索性物理實驗，有利于學生創新思維的發展和創新能力的發展。

1.利用實驗夯實基礎，融會貫通助力創新

大部分農村地區從初中二年級學生開始開設物理教育課程，相對于語文、數學和英語學習課程，物理實驗課程開設的時間比較晚。在初中，物理學科注重科學知識的傳授和技能的訓練。以物理知識為基礎，培養學生的科學探究能力、創新意識和科學精神。但初級中學學生接觸物理學科的時間不長，物理基礎知識的掌握和運用需要提高。因此，在物理教學實驗中驗證理論知識，加深對物理專業知識的理解，熟練應用物理的基礎教育知識，夯實物理知識經濟基礎，是初中物理學習的首要工作任務。在掌握物理基礎知識的基礎上，利用物理知識解決問題是必要的，這將有助于學生產生新的想法，支持學生的創新活動。

比如，在學習電路知識之前，學生們對生活中各種功能的電路和電器充滿了好奇心，但由于缺乏基本的電知識，他們只能望著《路》感嘆。學生進行學習與電學以及相關的物理理論知識后，對電學方面相關的物理教學知識還限于紙上的知識，通過控制電路中的串聯系統電路、并聯電路、歐姆定律、電功率等實驗，學生可以理解和掌握了與電學的相關專業知識，他們已經開始有很多新的想法，如設計多開關樓梯燈、設計研究家庭內部電路、設計閃爍的彩色燈等。因此，利用物理實驗（下轉第15版）（上接第10版）整合基礎知識，是學生新思想的源泉，有助于學生創造創新理念。

2.應用實驗創新意識，自主探究激活思維

初中物理實驗是以基礎知識實驗為基礎的，對實驗具有較強的可操作性和可塑性。在物理教學實驗中可充分發展發揮班集體的智慧，在班級中開展頭腦風暴活動，集思廣益地收集管理班級同學對實驗設計方案的看法，有助于提高實驗研究方案的改進和創新，激發我們學生的創新服務意識。在小組或個人實驗過程中，學生往往會有一些自己的想法，有些不成熟或不可行，有些包含創新思維。教師應積極鼓勵學生創造性地思考，引導合理的思路，摒棄不切實際的想法，讓學生自己設計實驗方案，通過實驗對新的假設進行自己的探索、驗證和完善。

例如，在學習《內能》時，在講解如何進行快速降溫時，教師可結合企業實際的問題研究設計通過實驗：機械運動會產生熱量，過多的熱量會造成信息安全隱患，甚至可以導致網絡安全生產事故。如何設計有效的機械冷卻實驗裝置，引導學生考慮以下設計方向：增加機械表面的空氣流量，設計風帶走熱量的實驗裝置，利用液體的高比熱容。引導學生運用物理知識激發學生的創新意識，獨立思考，激活創新思維，探索合理的冷卻裝置，通過實驗實現自己的思想。

3.運用實驗解決問題，逐漸形成創新技能

初中的物理知識大部分都是與生活息息相關，在生活中有很多問題我們需要企業可以通過使用物理知識內容進行分析解決。在物理實驗課上，教師讓學生關注生活中與實驗相關的知識的實際問題，選擇一些自己在生活中感興趣的實際問題，并分析問題產生的原因。運用物理學的知識進行分析，并嘗試創造解決方案，創新解決生活中的問題，培養學生的創新技能。

例如，在生活中，有很多同學會忘記澆花，下雨忘記關窗和收衣服等事情，這些問題事情發展會給我們生活環境帶來企業很多煩惱。為了解決生活中的問題，物理老師要求學生篩選出其中一個有代表性的問題，引導學生頭腦風暴，嘗試設計實驗方案，通過實驗形成問題的解決方案。如果學生選擇解決雨中自動關窗的問題，分析問題：問題的關鍵在于如何正確判斷雨，雨后如何控制關窗，從而實現自動關窗裝置。讓學生通過查找一個合適的傳感器（如濕度溫度傳感器、雨水感應傳感器等），根據不同傳感器的接收的數據來判斷企業是否下雨，當傳感器信息反饋下雨的數據后，再控制關窗的機械設備裝置需要進行關窗操作。自動閉窗設備涉及傳感器、電路、機械設備、計算機編程和物理控制方面的知識。學生設計窗口關閉裝置的方案，購買相關裝置，通過實驗對裝置進行組裝和調試，從而實現預設的功能。學生可以通過實驗進行綜合運用物理知識和其他國家相關的知識，解決社會生活中的實際管理問題，有利于促進學生自主創新思維的發展，逐漸形成創新技能。

創新能力是21世紀的一項重要能力。物理實驗是初中物理教學中培養學生創新能力的重要途徑。在物理教學中培養學生的創新能力，需要利用物理實驗加深學生對物理知識的理解和掌握，激發學生的創新意識，激活學生的創新思維，通過理論與實踐的結合解決生活中的問題，形成學生的創新技能。

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