高中物理實驗創新能力導向的課堂授課分析

張強

【摘要】高中物理實驗活動的存在，首先是為了迅速提高學生的實驗動手創新能力，向學生系統地傳授某種新知識的科學思維方式.然而，在實際物理的實驗教學過程活動中，卻還常常存在許多具體問題，這些實驗問題必然會對教學和質量有一定的影響.為了切實達到教育實驗研究的基本目的，物理實驗問題必須得到進一步探索創新，提高培養學生的探索精神和創新意識，使學生能夠真正學會獨立分析研究和解決實驗中的具體問題.

【關鍵詞】高中物理;實驗教學;創新能力

在高中物理課程中，許多內容要求學生進行個人觀察和實踐活動.物理實驗教學給學生提出問題和解決問題的機會，教師應注意鼓勵學生積極參與實驗教學，從而提出自己的假設，并通過實驗研究加以驗證.

物理實驗的研究方法并不是絕對固定的，可以通過多種途徑得出結論，這就要求教師在實驗教學中選擇和運用適當的方法指導學生，讓學生在進行物理實驗的過程中利用現有的物理知識進行創新，提高創新能力.

1 高中物理實驗教學中存在的問題

1.1 物理實驗課堂授課具有局限性

在學校傳統的數學物理和實驗課教學實踐中，為了盡可能加快整個教學活動進程，教師總是嚴格要求低年級學生保證在實驗室規定的活動時間內完成實驗室任務，并處理實驗中偶然發現的實際問題.因此，為了實驗中一些重要的準備事物，要提前一個月通知學生，使得他們能做到在學校規定活動的時間內按計劃完成任務.在這種情況下，學生不能獨立思考與實驗，常常會遇到很多問題，不利于系統地培養學生科學獨立的思考方法和創造性思維能力.

1.2 學生缺少探索精神和創新意識

為了引起學生對實驗活動的進一步重視，有的學校將學生參加的實驗活動計算在物理學科總分排名中.在這種情況下，學生對某些物理實驗項目的興趣可能會大幅降低.此外，學校也常常忽視培養創造力，使學生將來可能不會再有追求物理相關工作的目標，這會影響教學質量.

1.3 創新要求難以得到平衡和兼顧

物理與實驗課教師對物理實驗方法創新實踐的教學要求，往往不容易平衡.相比于創新的實驗項目和設計的體驗課程，學生往往更需要考慮學習和成績，難以兼顧探索新思路，發展新步驟.

創新實驗雖然極大地提高了培養學生初步的實驗創新探索意識，但在許多基礎實驗操作中，教師僅僅為實驗檢查結果，較少指導學生按照實驗規定步驟而進行教學，降低了一部分學生的物理學習興趣.

2 高中物理實驗課堂授課的原則

2.1 培養學生創新實踐意識，要堅持從基礎實踐開始

事實上，更須引起高度關注的是，如何培養學生的創新實驗意識.培養創新意識非常重要，只有落到實處，才能逐步提高學生的邏輯判斷，并取得不斷的突破.例如，教師可以要求學生自己去設計一些小實驗，包括學習的課外內容，不斷地發展學生的想象，引發其思考.

2.2 鼓勵學生參加動手訓練，要輔以正確的成績考核

不管學什么，興趣是最重要的.在課堂上，教師還要給學生時間去思考、感受和提高自己的創新知識，使學生喜歡學習.

例如 在“電磁感應現象”實驗教學中，教師可以在課前充分利用時間，讓學生做實驗，運用他們的想象力，利用滑動變阻器的可變電阻來控制強弱電流，并引發思考.課后，學生可以寫一個總結和通過實驗獲得的經驗，讓學生可以提出自己的問題.

在教學過程中，應將成績評價與教學方法的改進相結合，完善教學.在綜合考慮這個因素作為總體評價尺度時，教師往往不僅必須要去考慮學生最后能在多大程度上成功地獨立完成實驗，而且要考慮學生的行為和遇到的困難.

2.3 提高學生實驗參與興趣，要趣味地提升實驗方法

在傳統的教學思維模式框架下，教師一般會采取先親自向學生做出示范，然后才讓學生自由參與活動.為了尋找更有趣的課堂教學方式，提高學生良好的實踐學習動機，不僅課堂上可以傳授給學生一些相關實驗理論知識，課后還可以提供給學生一些簡單正確快速的實驗方法和操作，使學生變得喜歡參與實驗，在參與實驗活動過程中保持科學思維.

3 高中物理實驗課堂授課的策略

3.1 將生活元素作為一個切入點，啟發引導學生提出質疑

生活中的許多現象和問題可以作為教師開展與現實生活密切相關的實驗教學活動的出發點.教師可以從生活中的一些要素入手，鼓勵學生自問自答，創造性地解決問題.

例如 在“探索與運動”實驗開始之前，教師可以給學生看一段視頻，內容是飛機飛向天空、射擊運動員水平射擊子彈等，教師可以要求學生思考這些現象中的物體是如何移動的，鼓勵學生在頭腦中提出問題，使學生在實驗中進行思考，進行創新性地設計和改造.

3.2 積極組織和帶領學生共同參與，小組合作及實驗探究學習

教師可以嘗試結合傳統物理實驗環節和實驗內容，組織低年級學生以小組或合作組的形式，共同參與探究教學實驗活動，使學生的探究新思想可以相互交叉碰撞，相互融合豐富，從而實現從更加有創新意識和更加多樣化內容的新角度出發，實現教學多形態實驗.這種教學方法不僅更有助于提高學生研究的學術自主性，而且能使學生從更直接的角度理解和學習物理實驗內容.

例如 在“變速運動—加速度描述”實驗中，教師可以利用自由落體運動的要素，將學生分成小組，每個小組設計自己的實驗方案.可以相互交流討論不同實驗設計方案，這有助于提高學生的物理創新能力，從而學生也更好地親身感受參與物理實驗活動的樂趣.

3.3 以多種探索研究實驗課題作載體，培養學生創新能力

從概念上講，研究首先是以物理現象或理論為出發點，提出觀點和解決方案，通過考察、總結和歸納進行的研究性活動.因此，教師為了培養高中學生的自主創新探究能力，應主動引導鼓勵學生積極主動思考實驗和親身參與創新性實驗.這種新教學方法也有助于培養學生自身的主動創新學習意識和強化課堂主動參與活動意識.

例如 當教師準備“單擺實驗”中的部分內容時，可以設法幫助學生思考，如何將該實驗項目內容與學校其他傳統體育項目結合一起來，或者在教室里首先準備好一個單擺，讓學生先仔細思考.在思考時，需要重點把握好幾個重要的實驗元素，著重考慮哪些因素可能對物理現象有影響？哪些沒有影響？綜合針對所有這些問題，學生就可以從中提出適合自己情況的一些假設，在完成設計模型和實施實驗方案之后，就可以通過實驗，進行探索性研究實驗課題的驗證，并在這個過程中檢驗或改進他們提出的新假設.

3.4 引導學生共同參與實驗方法改進，提高學生的主人翁意識

許多高中物理實驗的操作方法已經是比較成熟和穩定的，在多年以來的教學中并沒有發生明顯的變化，但是傳統的方法不一定是最好的，而且物理實驗本身就具有創新性，實驗方法并不唯一.因此，教師就可以直接在課堂實際和操作訓練過程中，從探索創新問題的理論角度，指導學生在實踐中改進操作和優化方法，做一些創新物理實驗，以確保獲得更準確和更完整的實驗結果.

此外，在實驗教學中，很容易發現一些常見錯誤，這可能主要是由于實驗操作方法的掌握和訓練不夠完整規范所致.為了減少重復錯誤，教師甚至可以放手，鼓勵學生分別選擇不同的方法，或者多次使用幾種不同種類的實驗方法進行實驗，在對實驗方法進行思考的同時，從失敗和改進中獲得一些更豐富有趣的新實驗經驗.這種教學方法更有助于培養學生積極的自主創新意識，使學生在實踐中能夠逐步將所學內容應用于其他物理實驗和科學研究中.

3.5 利用網絡信息技術方法演示，更好調動學生實驗積極性

高中物理實驗主要包括如下幾個典型實驗，教師可以先通過現場展示或信息技術等，指導動員學生如何進行這些實驗與創新.對于一些還不能熟練地在實驗室獨立進行教學的物理實驗，教師也可以首先利用電子信息技術軟件進行模擬演示，并注意在實際演示操作過程中隨時向學生提問，以盡量激發出學生自主的和創造性思維方式.一旦學生能在物理實驗學習中明顯感到需要用到物理知識，以后就會更積極自覺地培養空間想象力，提高發散思維能力.

例如 教師在具體解釋“原子核”中涉及到“人工轉化”的部分時，可能會問出學生另外一個核心問題：阿爾法粒子最終能否實現直接從一個氮原子核陷阱中輸出一個質子，還是要在一個新氮原子核陷阱形成原子核后先落入這個氮原子核陷阱，然后再通過原子核裂變過程產生第二個質子呢？根據實驗，學生給出實驗分析的可能性結果，教師則可以嘗試利用網絡信息技術工具進行操作演示，使這一真實過程能夠在學生面前更清晰直觀，幫助學生加深理解掌握實驗知識內容，激發學生思維的主動創新探索意識.

4 結語

在注重物理實驗內容的傳授基礎上，教師要著力培養學生良好的科學研究素質和自主創新學習能力.通過嘗試改革傳統學科基礎物理實驗教學，激發學生學習實驗學科的興趣，進一步提高學生實踐科學創新探索意識，這也將有助于進一步提高實踐教學科研水平和課堂授課質量.

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