如何借助物理實驗促進學生思維能力的提高

涂東坡

引言：

基于當前新課改的理念指導，教師須將提高學生的核心素養作為重要的教學目標，這也與當前初中物理教學實踐實現了統一。因此，學科教師需及時對教育理念進行革新，真正落實新課改的政策要求，嘗試使用不同的教學方法來培養與鍛煉學生的思維能力，推動學科教學質量的不斷提升，在此基礎上輔助學生形成更高水平的思維能力。本文便主要針對學生物理思維能力的培養策略進行探討和研究，以期為教育工作者提供有效的借鑒和參考。

1. 初中物理實驗教學中培養學生思維能力的意義

1.1提高學生的綜合能力

學科教師可從不同的方面來對學生的思維能力進行有效地培養，從而逐步提升學生的學科思維，培養其思維能力，從而促進學生提高自身的綜合素養。物理學科屬于基礎性的學科，研究內容也廣泛涉及宇宙、粒子等和宏觀和微觀的知識信息，可見物理學科的發展可對人類認識和了解自然界的深度和廣度形成直接的影響。初中物理可作為學生接觸物理知識的起點，其中，物理實驗也具有相對重要的作用，是學生準確把握物理知識的有效渠道。同時，實驗對物理學科的發展也會起到較為關鍵的促進作用。學科實驗能夠有效培養學生的思維能力。在實驗教學活動中，教師需主動運用靈活的教學方式來促進學生思維能力的提高，讓學生通過自主參與實踐操作來形成更高的學科興趣，最終實現操作能力和學科素養的全面優化。

1.2提高學生的科學素養

物理學科可作為自然科學發展的基礎，在生產和科技發展中的應用也較為廣泛，能夠有效推動人類社會的發展。初中生在參與物理實驗活動時，除了要掌握基本的知識和實驗操作的技能之外，還需形成一定的學科思維，熟練應用實驗操作的技巧來完成實驗活動。教師組織物理實驗的主要目的也是為學生獲取和運用知識提供機會，并在此過程中培養學生的學科思維能力。通過開展物理實驗能夠讓學生準確和扎實地掌握學科抽象性的理論知識，探索出物理學科中知識的奧秘，認識到知識的應用性價值，逐步形成更高水平的學科素養，進而提高自身的綜合能力，在學科思維的指導下對物理知識形成系統的認識，以此來滿足社會建設和發展的需要。

2. 借助物理實驗促進學生思維能力提高的措施

物理實驗在初中物理教學活動中占有重要的地位，因此教師在輔助學生掌握一定的學科知識后，便需引導學生自主參與到實驗操作活動中，通過實踐鍛煉來掌握相應的實驗技能，也為提升物理思維能力提供了前提。若想全面掌握物理知識，便需綜合調動學生的頭腦和操作能力，而組織實施實驗教學可實現上述目標，促進學生形成更高的探究和創新意識，以此優化學科思維。教師在組織實驗活動時，也需側重調動學生的思維能力。從學生的角度來講，參與實驗活動不但能夠提高自身對知識應用的熟練程度，同時還能有機會探索新的知識和問題，從中獲得學習的成就感和自信心，以更高的思維能力輔助實現更為理想的學習效果。

2.1培養學生的學習興趣，激發學生創新意識

教師在組織實施物理教學活動時，需側重調動學生的學習興趣，促使學生形成更高水平的學科思維，從而優化教學活動的實施效果。物理學科當中部分概念的理解難度較高，這也會導致學生在學習期間遇到一定的障礙，影響學習的有效性。此外，基于以往教學理念的影響，部分學科教師在組織實施教學活動時，也無法靈活運用不同的教學方法和策略，這也在一定程度上降低了學科教學的趣味性，難以激發學生產生學習的興趣。因此，學科教師便須在設計實驗教學活動時，側重調動學生的學習積極性，讓學生在自主參與的意識引導下深度理解學科知識，并借助實驗來驗證知識的應用效果，從而實現理論到實踐的轉化，形成更高水平的學科思維，不斷提高實驗教學的實施效果。

如在開展“物體的沉浮條件及應用”部分實驗活動設計期間，教師便可先運用多媒體為學生播放相應的視頻內容：人在水上步行、死海中漂浮的物體不下沉等等。上述現象看似較為奇特，因此可明顯調動學生產生探索的興趣。在學生主動探究物體沉浮的條件之后，教師便可為學生準備幾個相同的乒乓球，在容器中放入不等量的水，并將乒乓球放入水中，讓學生觀察球的沉浮情況。此后，教師還可嘗試在水中加入鹽等物質，讓學生再次觀察球的沉浮變化。教師在整個實驗期間，需不斷引導學生總結影響物體沉浮的因素，充分發揮學生的學科思維能力來探索知識。完成實驗活動后，教師還可帶領學生對物體沉浮的條件進行總結，提出改變物體沉浮的因素有哪些。通過引導學生思考和猜測，便可明顯鍛煉學生的思維能力。最后，教師可鼓勵學生自主發言，總結影響物體沉浮的條件，在交流和探討的過程中實現實踐能力與思維水平的同步提升。

2.2利用實驗教學過程，提高學生的思維能力

在實施物理實驗教學期間，學生可同步發揮學科思維和實踐方面的能力，通過實驗活動來扎實掌握學科知識。教師在組織實驗活動時，需為學生提供平等和開放化的實驗空間，同時還需側重提升實驗的兼容性，通過運用有效的教學手段來促進學生自主探究問題，形成協作的意識。再加上教師的適當引導，便可在實驗教學活動中獲得預期的教學效果。在實驗中，學生是操作的主體，教師作為協助者需發揮必要的引導功能。此外，教師還需鼓勵學生形成質疑和挑戰的意識，通過獨立思考聯系客觀實際，不斷提高學科的思維能力，準確理解和運用學科知識。

在學習“大氣壓強”部分知識時，教師便可在學生掌握基本的知識后，組織學生以小組的形式來設計和開展實驗活動。在實施實驗活動時，教師可先向學生簡單介紹實驗的原理和目的，讓學生利用塑料瓶來開展液體和氣體壓強兩個實驗內容，盡量簡化操作的流程，提高實驗操作的便捷性。在此期間，學生還可以小組形式進行自主研討，設計最優化的實驗方案，并科學分工完成實驗結果。教師只需在全程為學生適當提供引導和輔助，并鼓勵學生自主說出實驗設計的意圖，或探索其他的實驗方案，最大限度地讓學生自主發現和解決問題，完成預期的實驗效果。這樣不但能夠鍛煉和提高學生的思維能力，同時還可讓學生在合作和設計實驗等方面也獲得鍛煉的機會。

2.3對初中物理開放式課堂進行設立

為優化初中物理實驗教學的實施過程，教師便需側重提高課堂的開放性，鼓勵學生以團隊的形式參與實驗活動，從而培養和提高自身的學科思維。在具體實施教學活動時，教師可結合學生的實際水平進行分組，讓學生在小組中充分協作，發揮自身的主動性，從而提高學習的效率。尤其在實驗內容難度較高的情況下，教師無法將各個細節都準確傳達給所有學生。因此，教師便可通過設置開放式的課堂，鼓勵學生在小組中相互交流，調動學生學習的積極性，自主完成知識的探究。此外，開放式的課堂還有利于激發學生產生表達的愿望，讓學生不斷提高理解知識的能力，客觀認識到自身的不足，從而在實驗學習中提高效率和效果，形成更為系統的學科思維。在此期間，教師需將培養學生的學科思維能力作為重要的目標。先向學生講解實驗的必要知識，降低學生操作實驗的難度，讓學生能夠準確理解復雜程度較高的理論知識。但教師需注意，在日常教學活動中需側重培養學生的學科思維，如在開展利用伏安法測定物體RX的電阻實驗期間，教師便可設計更具有針對性的實驗活動，包括設備操作、數據記錄、設備檢測等。學生在具體檢測期間，需側重留意電壓表和電流表的靈敏性，檢查指針是否可達到最左端。在具體操作時，也需留意設備的運轉情況，調節流經RX的電阻值，并將數據準確記錄，從而掌握設備運轉的正常情況。在整個實驗過程中，學生需調整設備的位置，并重視科學設置實驗流程。學生要相互配合才能夠達到預期的實驗目的，從而不斷提高學生的思維和協作能力。

2.4合理利用教學情境，引導學生展開并培養抽象思維能力

為明顯提升學生的學科思維能力，教師可為學生設置相應的情境，讓學生獲得更為真實的體驗感，在具體的情境中準確理解和掌握相應的學科知識。初中生的思維正處于從形象到抽象的過渡階段，因此，教師可通過設置相應的教學情境，讓學生在直觀的情境中掌握難度較高的學科知識，并通過后續的講解來深化學生的理性思維，讓學生在頭腦中構建更為系統的學科知識體系，實現思維方式由形象到抽象的轉化。如在講解力的概念部分內容時，教師便可為學生列舉物體之間發生力的作用的案例，如壓路機與公路等等。通過上述生活中的實際案例可知，兩種物體接觸后便可產生一定的相互作用。此后，教師還可帶領學生開展鐵磁和鐵釘的實驗活動，讓學生拓展了解即便兩種物體不接觸，也有可能產生力的作用，從而分析出力的概念。此外，教師還可通過多樣化的教學手段來輔助學生認識壓強，讓學生更為全面地把握力的知識。在具體教學過程中，學生在相對直觀和生動的情境中更能夠準確理解抽象化的概念知識，不斷提高自身的學科思維水平。教師需逐步引導學生在學科思維的作用下不斷優化學習的效果，靈活掌握并運用學科知識解決生活中的實際問題。

2.5教師加強對學生思維能力培養的重視

教師需側重在物理實驗教學中對學生學科思維能力進行培養。在開展教學活動時，如果教師自身對學生的學科思維能力培養重視不足，認為僅在考試中獲得理想的成績便能夠達到教學目標，這種意識便會嚴重阻礙學生學科思維的提升，使學科教學僅停留在形式層面。

基于當前時代的發展背景，若想實現理想的教育目標，便需教師主動對自身傳統的理念進行革新，提高對學生思維培養的重視程度，以學生為核心開展不同層面的思維培養工作，實現素質教育的目標。在具體實施期間，學校也須對教師進行相應的培訓來革新教師的教學理念和策略。當前，我國的經濟水平持續提高，在社會高速發展的背景下，社會對人才也提出了更高的要求。社會更需要人才具有高水平的思維能力，因此各地區的教育機構便需側重引導教師的教育理念實現轉化，充分認識到提高學生思維能力的重要意義，加大對此方面的重視程度，不斷通過具體的教學實踐來優化學科教育的思維，讓學生在科學的實驗教學活動中提高自身的思維能力，形成更高水平的學科素養。

結束語：

初中物理知識的邏輯性較強，在整個初中學科體系當中，物理也是較為重要的學科之一，對學生形成更高水平的思維和實踐能力具有明顯的促進作用。希望通過以上分析，能全面提高物理實驗課堂學生思維能力的培養水平。

*此論文系教育部福建師范大學基礎教育課程研究中心立項課題《實驗教學中提升中小學生觀察和思維能力的實踐研究》（立項批號：KCZ2021118）的研究成果之一。