高中物理實驗教學中學生創新能力培養

楊金鳳

（甘肅省會寧縣第四中學，甘肅 會寧）

實驗是高中物理教學的重難點，是鞏固學生課堂所學理論知識、助力物理核心素養形成以及促進學生創新能力發展的一個關鍵教學環節，創新其教學理念與方法顯得尤為重要。

隨著基礎教育改革的深入，培養學科核心素養的教育理念得到了廣泛普及，并成為基礎學科教學的根本目標之一，也是引領學科教學理念與方法革新的一條主線。其中創新能力是培養學生物理學科核心素養的題中之義，不僅關系他們物理實驗能力的發展，也關系學生思維能力等物理綜合素質的發展，所以加強創新能力培養是當下高中物理教學的一項重要任務。

一、高中物理實驗教學中學生創新能力培養的意義

創新是時代發展和社會進步的動力源泉，離開了創新人類也就無法發展。同理，創新能力也是新時代人才培養的必備素質之一，會對學生的自主學習能力以及可持續發展產生深遠影響。或者說，創新能力培養是新時期基礎教育階段各門課程教學中貫徹素質教育理念的題中之義。其中物理本身是一門重實驗的學科，而實驗則是促進高中生創新能力發展的一條重要路徑。抓住物理實驗時機，針對性貫徹創新能力培養理念，非常有助于學生在開展物理實驗活動的過程中鍛煉他們的思維能力與創新能力，這樣可以夯實學生的自主學習能力發展根基。與此同時，如果可以將創新能力培養理念有效融入物理實驗教學實踐當中，有助于突出高中生在實驗操作中的主體地位，有利于引導他們開展深度學習和有效思考，這樣幫助他們高效掌握所學物理實驗方面知識的同時，也能促進他們實驗探究能力等物理綜合能力發展。

二、高中物理實驗教學中學生創新能力培養的策略

（一）優化教材實驗方案，激發學生參與的興趣

興趣是最好的老師，是學生持續性學習的動力源泉。如果學生失去了學習興趣，那么就無法持久保持學習學科知識的熱情，學習效率也會大打折扣。即便教師在課前詳細進行了備課，如果無法有效激發學生學習興趣，同樣無法提高其學習效果。同理，在開展物理實驗教學過程中，為了有效助力學生創新能力發展，首先需要考慮的也是保證激發學生參與物理實驗教學的興趣。或者說，能否促使學生主動產生參與物理實驗活動的興趣是順利構建有效高中物理實驗課堂、提高物理實驗教學效果的前提條件。然而，以往的物理實驗教學中更多地會依賴物理教材中的實驗方案授課，甚至會要求學生直接按照教材上面實驗的流程進行機械化操作，這樣的實驗操作無法激發學生主動思考，也會對學生的創新思維發展帶來不利影響。而如果可以對物理實驗方案進行改進及優化，突破物理實驗教材中的內容束縛，增加物理實驗的趣味性，這樣更有利于激發高中生主動參與物理實驗活動的興趣，夯實物理實驗教學中學生創新能力培養的基礎。

例如，在物理實驗教學中，要徹底改變以往“依樣畫葫蘆”的機械化物理實驗操作模式，引導學生主動動手操作，大膽進行思考，使他們可以對相應物理實驗操作產生強烈參與欲與探究欲，這樣就可以借助全新的物理實驗教學模式激發學生主動參與物理實驗課的興趣，對提高他們整體的物理實驗能力與創新能力有積極的意義。如在“電阻”（魯科版義務教育課程標準實驗教科書《物理》選修3-1）教學中涉及“伏安法測電阻”這一物理實驗，教材上針對相應的實驗方案進行了設計，包括具體的伏安法測電阻實驗流程等，這時如果指導高中生直接動手操作，學生機械化開展實驗操作的方式不利于激發學生參與實驗操作的興趣，實驗教學效果不佳。此時為了突出學生在物理實驗操作中的主體地位，激發他們本身參與物理實驗教學的興趣，可以在指導學生牢固掌握歐姆定律的基礎上，指導學生結合定律的內容獨自設計“測電阻”的實驗方案。然后可以針對性提供給學生一些電路設計方面的相關實驗材料，并鼓勵學生結合自己的實驗假設親自動手設計實驗和開展實驗操作，期間，要認真制作表格并對實驗數據認真處理。而如果學生無法獨立完成實驗探究活動，那么可以采取小組合作方式來指導他們一同完成物理探究實驗任務，這種新型的物理實驗教學方式更有利于激發學生參與物理實驗教學的興趣。

（二）加強實驗教學指導，傳授學生創新技法

作為創新能力培養及發展的主體，高中生本身除了需要產生獨立參與物理實驗教學的興趣外，還要掌握一定的創新技法，這是助力他們創新能力發展的基石。或者說，在平時物理教學中培養高中生創新意識的同時，也要注意有計劃地向他們傳授一些必要的創新技巧與方法。雖然突出高中生在物理實驗教學中的主體地位是助力他們自主學習能力和思維能力等發展的重要前提，但是這不意味著教師的指導作用就不再重要。實際上，這是一種錯誤的物理實驗教學理念，雖然當下物理教師在實驗課堂教學中的地位不像以往那么突出，但是作用依舊非常大，主要表現為要成為學生主動思考和學習的指導者，即要指導學生學會掌握主動學習的技巧與方法。

例如，在平時物理實驗教學中，可以有計劃地將類比法、逆向思維法、列舉法（包括希望點和缺點等類型的內容）等一些創新技法融入物理實驗教學當中，使學生可以在切實感受與體會這些創新技法的過程中幫助他們深刻理解所學物理實驗知識。如在“丁達爾實驗”（魯科版義務教育課程標準實驗教科書《物理》，選修3-4）教學中，由于教材中該實驗涉及許多距離學生生活比較遠的器材，單純依靠教師進行演示效果不佳，并且無法有效促進學生創新能力的發展。此時在授課中可以有計劃地將缺點列舉法這一創新技法傳授給學生，如可以詢問學生：“這個實驗方案是否還有改進的地方呢？這些地方有什么缺點需要改進？你的改進方案好處在哪里？”然后指導學生親自動手做一做改進后的物理實驗，使學生明確改進后的物理實驗能有效鍛煉他們的思維能力和創新能力。

（三）聯系學生生活實際，鍛煉學生創新能力

現實生活是一切知識誕生的沃土，也是學科知識最終服務及應用的對象。根據陶行知提出的“生活即教育”思想可知，現實生活與常規教學之間具有緊密聯系。脫離了現實生活，學科教學就猶如無源之水，整體的教學也會處于本末倒置的狀態。同理，在指導學生參與物理實驗教學活動期間，如果一味地依靠常規的課堂教學開展授課，忽視了聯系高中生的生活實際，那么物理實驗教學效果也會大打折扣，更無法真實地提高物理實驗教學的效果以及鍛煉高中生的創新能力。因此，在平時高中物理實驗教學期間，為了進一步鍛煉和提高學生的創新能力，同樣需要注意聯系學生的生活實際，使學生可以將生活中的素材應用于物理實驗教學中，或者利用物理實驗知識解釋及驗證現實生活中某些現象的過程中有效地鍛煉高中生的物理實驗能力，這樣可以幫助他們高效地開展有效性實驗探究活動，同時也可以借助豐富多樣的物理實驗活動開展來極大地提高高中生的物理實驗探究能力和創新能力。

例如，在“形變與彈力”（魯科版義務教育課程標準實驗教科書《物理》，必修1）教學中，許多學生對“微小變形”這一無法用肉眼直接觀察的實驗現象形成深刻認知，學生理解起來效果不佳。此時可以針對這一情況，組織班級學生自主利用現實生活中的一些常見物品來開展隨堂探究性物理實驗，以此使學生通過實驗操作的方式來鍛煉他們的實驗探究能力和創新能力。如高中生經過認真思考之后，他們會聯想到有效利用現實生活中一些常見的物品來做實驗，使他們可以更加高效地理解“微小變形”這一基本物理概念，如可以在一個乒乓球上面卡一個小孔，之后通過小孔向其中裝入紅色或者其他顏色的液體并插入一根細的透明吸管。然后用手擠壓乒乓球，這時候會發現透明吸管中的水位發生了顯著變化。通過有效地利用這些現實生活中常見的乒乓球、吸管等實驗材料來滿足自主實驗探究方案，并且該種探究實驗方案的實際實驗操作比較簡便，但是整體實驗現象明顯。通過指導學生有效思考這些探究性實驗方案的設計過程，可以有效鍛煉他們的物理實驗探究能力和創新能力。

總之，創新能力培養是核心素養培養下高中物理實驗教學的一個根本目標，會對學生未來的可持續學習能力發展產生直接影響。在高中物理實驗教學中，為了有效促進學生創新能力發展，可以從優化教材實驗方案、激發學生參與興趣出發，注重加強實驗教學指導，傳授學生創新技法；同時需要注意聯系學生生活實際，保證可以全面鍛煉學生的創新能力。