用競賽照亮物理課堂

王乃喜

【摘要】 在以賽促學理念廣泛普及的今天，高中物理教師應強化競賽在促進學生深度學習方面的作用，充分利用實驗競賽的方式引導學生動腦思考、動手操作，幫助學生高效學習及應用所學學科知識，促進創造能力、探究能力的全面發展.本文就基于實驗創新大賽的教學價值與策略進行重點探討.

【關鍵詞】高中物理；實驗創新大賽；教學策略

物理是一門重實驗的課程，不僅包含著豐富的抽象物理知識，需要學生利用抽象思維進行深度學習，同樣涉及動手實踐等一些實踐性內容[1].實驗部分本身就是高中物理知識體系構成的重要組成部分，對學生創新能力、探究能力、動手實操能力等具有較高要求.

1 基于實驗創新大賽的高中物理教學價值

實驗教學是高中物理教學的重要組成部分，也是關系學生物理核心素養養成，全面促進學生物理學力提升的重要教學內容.在高中物理教學中創新融合實驗創新大賽，可以借助物理實驗創新方式及路徑來提高物理教學質量[2].一方面，基于物理實驗創新大賽，主要是要求學生自主改進以及完善現有物理教材中關于實驗部分的內容，如對物理實驗的基本原理、實驗步驟與方法、教學方案、實驗器具等進行徹底更新及完善，保證可以更好地滿足高中生個性化的實驗需求；另一方面，要結合物理核心素養培養目標，結合現階段物理教學知識點來針對性設計一些物理新型實驗，借此來彌補物理教材中的內容不足.

在競賽方式的支持下，可以使得物理實驗創新呈現出綠色化、實用性、簡單化與新穎性等一些全新的特征，最終可以借助這種物理實驗競賽活動促使學生主動參與動手實驗操作的同時高效理解與掌握所學物理知識點，以及有效鍛煉高中生的創新能力、動手實操能力以及其他方面的物理關鍵能力，助力高中生物理核心素養順利養成.此外，基于物理實驗創新大賽活動的開展，可以對現有物理實驗教學資源進行有效挖掘、整合及改進，保證可以充分融合物理核心素養培養方面的相關要求及規定等內容，這樣無疑可以豐富現有物理教學內容，全面提高學生的科學素養和物理綜合素質[3].

2 基于實驗創新大賽的高中物理教學策略

2.1 基于實驗內容創新，激發學生創新意識

在以往物理教學中，教學內容枯燥，乏味，無法激發高中生的主動創新意識，創新能力發展受到限制.而實驗創新大賽的根本出發點是要培養高中生創新意識，引導學生高效開展創造活動，并在這個過程中促進學生想象力、創造力以及創造性思維等的全面發展.基于創造力及創新意識培養可以很好地調動學生主動學習的積極性，對學生探究素養、創造能力等發展都有積極意義[4].因此，為了更好地激發高中生的創新意識，可以借助良好的教學情境創設來激發學生主動學習物理知識的興趣，激活他們內在的創新意識來進行課程導入，這時候可以對一些不明顯的物理小實驗進行合理改進、優化及創新，確保可以更好地激發高中生主動創新的意識.

例如 在指導高中生學習“閉合電路歐姆定律”的探究實驗時，為了激活學生的創新意識，可以創新性設計一些物理實驗，借助物理小實驗的創新設計來激活學生內在的創新意識與精神.可以針對兩個電動勢各不相同的電源向同一個小燈泡進行供電，教師此時可以詢問學生：“你們覺得哪個電動勢的電源會使得小燈泡更亮一些呢？”在問題提出后，大多數學生都會片面地認為“電勢大的電源可以使燈泡亮度更大”.但是經過親自動手操作，卻發現最終的實驗現象和最初的猜想之間恰好相反，這樣就可以在學生頭腦中留下無法磨滅的疑問，之后可以繼續引導學生進行大膽提問，借此來誘發學生內在的創新意識與動機.學生在對相應問題進行深入思考過程中，如果學生遇到學習問題，那么可以針對性設計一些物理小實驗來充分展現出對應的物理實驗現象，進一步啟發學生：“為什么在電動勢高的電源上連接小燈泡的時候小燈泡亮度更低呢？”在這樣的創新實驗設計及啟發下，高中生的求知欲可以得到有效激發，學習熱情也會被徹底點燃，學習的創新意識也會得到有效強化，最終可以為學生創新能力的發展做好鋪墊.

2.2 創新物理實驗方案，開發創新想象能力

在物理實驗創新大賽的激勵下，學生可以主動參與物理實驗方案的創新設計及實施過程，這個過程不僅有利于促進學生動手實操能力發展，同樣有利于促進學生創新想象能力發展[5].所謂的創新想象能力，主要是基于一定預設任務或者目標在頭腦中所形成一系列全新形象的心理過程，是學生一切創新性活動開展中不可或缺的構成要素.創新想象本質上是建立在高中生學習原型啟發及構建基礎上的，充分調動及運用自身的靈感與積極思維，確保可以更好地引導高中生主動思考和探究，并在這個過程中全面促進學生物理綜合素質的提升.比如，伽利略提出的理想實驗對力與運動之間具有的初步關系進行了解決，牛頓在蘋果落地的場景啟發下聯想到了萬有引力定律等.因此，在平時的物理實驗教學期間，可以抓住物理實驗大賽的時機來鼓勵學生對物理教材中所涉及的各種原型進行深入思考和大膽想象.

例如 在物理教學期間可以結合教材中所涉及的各種物理原型來啟發學生創新思維，促使他們在深入思考過程中對物理實驗方案進行創新設計，如光線、質點、電場、磁場等這些基本物理模型都可以成為學生創新物理實驗方案設計的重要模型，對輔助高中生積極思考和創新探索等都有很大幫助.在指導高中生開展創新想象期間，可以促使他們思維進行跳躍性思考，并在舊有物理基本模型的啟發下結合它們的一些具體特征來進行創新想象和深入思考，最終可以構建全新的物理實驗模型，極大提高了整體創新思維發展能力.

此外，在整個物理實驗創新大賽開展期間，要注意借助大賽活動方式來促使學生積極動手、動腦和動口，保證促進學生創新能力發展.

例如 針對“電流表的內外接”部分物理知識教學，可以針對性為學生提供一些必要的物理實驗器材，并促使學生積極思考“電流表內接法與外接法有何種異同之處？二者選擇的原則有哪些？”在這樣的問題情境啟發下，可以促使學生對相應物理實驗原理進行深入分析，并且借助不同的電路圖對比分析來啟發高中生分析相應的物理實驗誤差，以便可以經過優化分析來最終得到優化之后的物理實驗電路圖.在這樣的思路下，可以促使學生在實驗活動的動手操作過程中對阻值比較法、實驗試探法、比值法等這些方法形成深刻認知，尤其是在物理實驗器材不足的情況下，可以促使高中生積極發揮想象力與創造力來對整個物理實驗方案進行優化設計.比如，可以利用已經知道電阻值的電流表對電壓表進行替代，或者可以利用已經知道電阻度的電壓表對電流表進行替代等學生，這種物理實驗方案的創新設計都可以成為開發學生創新想象能力的重要保障.

2.3 基于實驗創新大賽，創新物理實驗儀器

基于物理實驗創新大賽活動開展，要注重對高中生的個性發展進行積極引導，有序促進學生創新性思維能力發展，這是物理實驗創新大賽開展的一個核心主線.因為物理核心素養培養下需要對高中生的個性發展進行強化，其間要重點突出創新這一核心特征與主題，有計劃地對學生的創新意識進行培養與強化.這個過程中要本著因材施教的原則，引導學生對物理實驗活動開展過程中所涉及的物理實驗儀器進行大膽創新.

例如 新穎精彩的物理實驗本身可以對物理實驗儀器進行持續改進與創新設計，這樣不僅可以輔助高中生深入理解所學的物理新知識，同樣有助于拉近師生之間的距離.比如，在物理實驗創新大賽開展過程中可以指導學生對物理實驗儀器進行創新，借助多樣化物理實驗儀器的有效運用來輔助學生高效理解所學物理實驗知識，具體的物理實驗儀器改善及創新表現如下：其一，改善型，針對那些物理實驗教材當中不容易進行操作或者使用效果不佳的物理實驗方案進行優化及改進期間，可以借助物理實驗器材改進來保證它們更加符合物理實驗開展需求；其二，創意型，主要是指導高中生對照物理教材中那些沒有出現過的物理實驗內容，可以自主結合物理基本實驗原理來進行創新構思及設計，保證最終所設計的物理創意實驗可以啟發高中生的創造性思維，并在這個過程中全面促進學生自身的創造性思維能力發展.比如，針對“彈力大小與伸長量的關系”可以引導學生運用控制變量法，充分利用彈簧等一些物理實驗器材來自主設計物理實驗方案，保證更好地支持高中生高效學習相關物理知識.

2.4 基于實驗創新大賽，優化創新儀器方法

在基于物理實驗創新大賽來鍛煉及發展高中生的創新能力、探索能力以及其他方面物理關鍵學科能力期間，為了更好地發揮物理實驗創新大賽開展的積極作用，還要注意結合物理實驗設計及實施的整個過程來對物理實驗儀器進行優化創新，確保可以更好地利用物理實驗活動開展的實際需求來全面促進學生物理綜合素質發展.一方面，要注意對物理實驗開展中的基本條件進行改進及優化.可通過改變物理實驗器材，為高中生提供一個全新物理實驗路徑，保證他們在物理實驗基本原理的引導下，創造性地運用各種類型的物理實驗器材開展類似物理實驗活動.在這種物理實驗裝置及方案的改進及優化設計下，可以有效促進學生物理實驗能力發展.另一方面，要注意對高中生物理實驗環境進行改進及優化，保證物理實驗的現象可以更加直觀、準確、形象地展現出來.

例如 對“向心力與質量、轉動半徑、線速度”等相關物理定量關系進行探究，物理教材中已經給出了相應的物理演示實驗，但是卻存在一些問題，實際授課中可以提前啟發學生：“這種物理演示實驗本身很難對小球是否做勻速圓周運動進行有效保證，并且力的讀數容易出現不穩定的情況，無法進行量化分析.”針對這種問題的啟發，高中生在進行認真思考的過程中可以充分考慮相應的物理基本規律及原理，之后提出改進物理實驗方案的具體做法，如，可以在底座上面增設一臺電動機來提供動力以確保物體可以做勻速圓周運動，確保示數保持良好的穩定性，提高了整體觀察的實效性.又如，針對“伽利略理想實驗”，可以將演示實驗在黑板上進行固定演示，這樣可以使物理實驗現象更加直觀地呈現出來，提高了物理實驗開展效果的同時，全面促進學生創造能力的全面發展.

3 結語

總之，實驗創新大賽是提高高中物理實驗教學質量的一個有效路徑.在整個物理實驗創新大賽開展過程中，可以從培養及啟發學生創新意識與精神出發，創新物理實驗內容與方案，同時還要注意借助物理實驗創新大賽來指導高中生創新物理實驗儀器和優化創新儀器方法，從而全面提高物理實驗創新大賽開展效果.

參考文獻：

[1]李振文，鹿英妮，寧文文.基于項目學習促進高中物理學科核心素養發展——以牛頓第三定律“押加比賽”項目為例[J].物理教師，2020，41（08）：14-15.

[2]金朝娣.淺析STEM理念在高中物理核心素養培養中的應用——以“水火箭制作比賽”教學為例[J].物理教學，2019，41（09）：16-17.

[3]李沐東，徐蓓蓓，謝春君.“學術競賽思維”在高中物理教學中的應用[J].物理教學，2022，44（01）：6-7.

[4]沈娟.利用生活資源進行高中物理教學實驗器材創新應用的研究[J].數理化解題研究，2022（30）：71-73.

[5]王勤.現階段高中物理教學中創新實驗的設計與教學實踐研究[J].讀與寫，2022（31）：187-189.