淺談如何在初中物理實驗教學中培養學生的創新能力

摘? 要：創新是第一生產力，創新能力是新時代優秀人才必備能力之一.學校作為培育人才的主陣地，應重視學生創新能力的培養.物理實驗將理論和實踐相聯系，創造了一個培養學生創新能力的良好平臺.文章闡述了初中物理實驗教學對于學生創新能力培養的重要性，探索在初中物理實驗教學中培養學生創新能力的方法，以供廣大初中物理教師參考借鑒.

關鍵詞：初中物理；實驗教學；創新能力

中圖分類號：G632??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1008-0333（2024）14-0110-03

收稿日期：2024-02-15

作者簡介：盧亞娜（1990.8—），女，江蘇省宿遷人，本科，中小學一級教師，從事初中物理教學研究.

實驗是物理學科的基礎內容，在培養學生的科學態度、實踐操作能力、問題解決能力、創新能力等方面起著不可忽視的作用，而培養學生的創新能力，是學校素質教育的重要目標之一.當前，初中物理實驗教學中存在教師忽視學生創新能力的培養、實驗教學流于形式、實驗教學流程設計不合理等方面的問題，這些都會影響學生創新能力的形成和發展.

1 實驗教學對學生創新能力培養的重要性

首先，相較于單調枯燥的文字，實驗能夠激發學生的物理學習興趣，又能調動學生的主觀能動性，促使其在物理實驗學習時能夠主動思考、積極探究，為學生創新思維和能力的發展奠定了良好的基礎條件.其次，初中物理實驗教學為學生創造了動手操作的機會，學生可以在動手操作的過程中，依托實驗探究物理知識的形成過程驗證物理知識的真偽.在此過程中學生必然會遇到很多問題，有時學生需要另辟蹊徑才能解決這些問題，而這個另辟蹊徑的過程正是創新創造的過程，可見初中物理實驗教學對于學生創新能力的培養是極為重要的［1］.最后，實驗是科學研究的重要方式，很多科學研究成果的出現都離不開創新.因此，學生在初中物理實驗學習中能夠更好地感受創新在科學研究中的重要性，這樣能夠有效促進其創新意識的萌發和形成，為其創新能力的發展奠定良好基礎條件.

2 實驗教學中培養學生創新能力的建議

2.1 問題引導學生思考

創新并非憑空而來，只有思考才有可能創新.教師在初中物理實驗教學時應當設法引導學生主動思考，為其創新能力的形成和發展奠定基礎條件.有疑方有思，教師想要讓學生主動思考，可以為其設疑，也就是設計問題.當然，教師設計的問題最好具有一定的開放性，這樣能夠賦予學生較大的思考空間，從而更好地促進學生創新能力的發展［2］.在教學蘇教版八年級下冊“摩擦力”這一課時，教師為了讓學生親身感受摩擦力的存在，設計如下實驗：先在干燥平整的塑料板上拉動一個表面光滑的長方體小木塊，感受用力大小，再將塑料板浸泡在高濃度肥皂水中，重新在塑料板上拉動長方體小木塊，感受用力大小.該實驗非常簡單，每個學生都可以親身參與到實驗活動中.實驗完畢之后教師可以設計如下問題引導學生思考，即“兩次拉動長方體小木塊的用力大小是否有區別？哪一次用力比較?。坑昧Ρ容^小的原因是什么？”在這一系列問題的引導下，學生會主動思考、認真探究.此外，設計“你能不能利用實驗驗證自己的猜想？”這類具有一定開放性的問題，讓學生自主設計實驗驗證猜想，為學生的創新思維和能力發展留下充足的空間.

2.2 合理設計教學流程

科學合理的初中物理實驗教學流程，也是保證學生創新能力發展的前提條件.初中物理教材中有很多實驗活動，其中有探究性實驗、驗證性實驗、測量性實驗等.教材中的探究性實驗有些直接給出了實驗步驟，有些要求學生自主設計實驗方案，但是部分初中物理教師為了保證教學進度，并未給學生留下足夠的時間自主設計實驗方案，而是讓學生思考后，直接介紹自己設計的實驗方案，然后現場演示實驗，最后要求學生在課余時間自主設計實驗方案.然而，由于教師在學生心目中留下的“權威”印象，學生在課余時間自主設計實驗方案時，往往會受到教師的影響，從而照搬照抄實驗方案，或者在其實驗方案的基礎上進行一些簡單的調整，很少有創新.究其原因，學生的思維被教師的方案所限制，這對其創新能力的發展是極為不利的.因此，初中物理教師在實驗教學之時應當合理設計教學流程，讓學生能夠擺脫教師示范的影響.如此，雖然學生在實驗之時可能會遇到很多問題，但是他們卻能更好地突破思維障礙，進行多種多樣的創新［3］.如在蘇科版八年級下冊“物體的浮與沉”這一課時，有一個“探究怎樣使物體上浮或下沉”的實驗，要求學生設計實驗讓下沉的物體浮起來，漂浮的物體沉下去，借此探究物體的上浮或下沉會受到哪些因素的影響.教師可以讓學生在課前預習階段自行設計實驗方案，此次實驗需要用到的器材都是日常生活中的常見物品，包括帶蓋的空塑料瓶、雞蛋、橡皮泥、食鹽、鋼釘、乒乓球等，因此，教師可以讓學生設計完實驗方案之后，在家中自行開展實驗并記錄實驗結果，有條件的甚至可以將實驗過程拍攝下來.在課堂教學時，教師可以讓學生直接拿出自己設計的實驗方案，甚至直接播放幾個學生拍攝的實驗視頻輔助開展教學活動.這樣既能保證課堂教學進度，又能盡可能減少教師的實驗方案對學生思維的限制，為其創新思維和能力的發展奠定良好基礎條件.

2.3 鼓勵學生大膽猜想

沒有大膽的猜想就做不出偉大的發現.物理研究通常是提問、猜想、驗證、分析的過程，我們通過實驗來驗證猜想是否正確，又在實驗的過程中提出新的猜想，因此猜想是物理實驗活動的重要組成部分.猜想是一個充滿智慧挑戰的過程，是一個發揮想象力和創造力的過程，鼓勵學生大膽猜想既能激發學生的探索興趣，又能幫助學生突破思維桎梏，從而為其創新思維和能力的發展奠定基礎條件.當然，有了猜想要設法求證，才能在猜想的基礎上獲得切實的研究成果，否則，再大膽的猜想都只能是空中樓閣，毫無意義.因此，初中物理教師既要鼓勵學生大膽猜想，又要引導其對自己的猜想去證實或證偽［4］.如教學蘇科版八年級上冊“凸透鏡成像的規律”時，教材中有一個“探究凸透鏡成像的規律”實驗，教師組織學生開展實驗活動，讓其使用蠟燭、led發光字母F之類的光源照射墻壁，之后手持凸透鏡沿著光源與墻壁之間的光路左右移動，觀察實驗現象.實驗完成之后，教師應當鼓勵學生就“凸透鏡的成像結果是否存在某種規律”展開大膽的猜想，引導其依據自己的猜想選擇實驗器材、設計實驗方案、安排實驗步驟等，從而借助實驗驗證自己的猜想是否正確.當然，有時學生得出的實驗數據并不理想，此時，教師可以引導學生適當參考其他學生的實驗情況，并在此基礎上分析自己實驗不理想的原因，反思實驗過程中有何不當之處，重做實驗.

2.4 積極開展小組合作

創新不是閉門造車、單打獨斗，初中物理教師在實驗教學之時可以組織學生積極開展小組合作.小組合作時，組內成員之間可以相互交流、相互討論，這樣既能結合集體智慧解決物理實驗過程中遇到的問題，又能在交流討論的過程中進行思維碰撞，促進學生靈感迸發.因而，教師可以借助小組合作培養學生的創新思維和能力.如在教學蘇教版八年級下冊“氣體的壓強”時，教材中有這樣一個實驗，即“利用玻璃杯、水、硬紙片、礦泉水瓶等物品設計一個能夠證明大氣有壓強的實驗”.教師可以組織學生以小組合作的方式進行實驗，讓學生合作設計實驗方案、進行實驗操作、解決實驗過程中遇到的問題等.某小組成員提出如下實驗方案：將硬紙片蓋在裝滿水的玻璃杯上，然后將其倒立懸空，如果硬紙片沒有掉下來，就證明“大氣有壓強”.組內成員就該方案展開討論，有成員指出，玻璃杯倒立懸空的狀態下，硬紙片受到杯中水向下的壓力沒有掉下來，證明有物體對硬紙片產生了向上的壓力，然而，此時的硬紙片除了接觸到杯子和水外，就只有空氣了，所以這個向上的壓力來自空氣，由此證明“大氣有壓強”.有成員提出異議，用沾了水的手去碰一張紙，這張紙都有可能被粘在手上掉不下來，那這個硬紙片為什么不能是因為沾了水粘在杯口上了呢？針對該問題，小組成員繼續展開討論，通過對原來實驗方案的改進創新排除紙片沾水粘住杯口這種可能性，最終設計出新的方案.將硬紙片蓋在底部扎洞且裝滿水的礦泉水瓶口上，然后堵住底部小洞將其倒立懸空，觀察硬紙片的狀態，之后再放開底部小洞，觀察硬紙片的狀態，如果堵住底部小洞時硬紙片沒有掉下來，而放開底部小洞后硬紙片卻掉了下來，就證明“大氣有壓強”.

2.5 發揮家庭實驗作用

實驗并非課堂專屬，課堂時間畢竟有限，教師想要通過物理實驗培養學生的創新能力，就應設法將物理實驗活動從課內延伸至課外.具體而言，教師可以發揮家庭實驗的作用來培養學生的創新能力.所謂家庭實驗，就是結合初中物理課堂教學內容，讓學生利用家中常見或易得的材料開展相關的物理實驗活動.這樣的實驗方式不僅簡單有趣，而且實驗器材、方法等不受限，學生擁有更加廣闊的發揮空間，相較于課堂上的物理實驗，家庭物理實驗在培養學生創新能力方面擁有更大的優勢［5］.如在教學完蘇教版八年級下冊“靜電現象”這一課后，教師可以為學生布置這樣一個課后任務，即“結合本課所學內容，自行設計一個家庭小實驗，實驗器材不限、方法不限、具體內容不限，可以通過拍攝照片或視頻的方式記錄整個實驗過程”.這樣的家庭小實驗為學生留下了充足的創新創造空間，同學們簡直是八仙過海，各顯神通.有同學用塑料梳子梳頭，然后拍攝了一張摩擦起電后頭發亂飛的照片；有同學在礦泉水瓶底部扎一個小孔，瓶中裝滿水后，水從小孔中直流而下，然后將摩擦起電的氣球放在水流旁邊，水流馬上向氣球靠近；有同學在小紙片上畫了一個卡通人物，然后將其剪下來放到桌子上，再用直尺壓住卡通人物的腳，最后將摩擦起電的塑料吸管靠近卡通人物的頭部上方，結果發現卡通人物“站”了起來.

3 結束語

初中物理實驗對于學生創新能力培養的重要性毋庸置疑.教師可以通過問題引導學生思考，合理設計教學流程，鼓勵學生大膽猜想，積極開展小組合作，發揮家庭實驗作用，促進學生創新能力的發展.當然，教育信息化時代，教師還可以使用現代信息技術輔助學生在物理實驗中鍛煉自身的創新能力，比如，教師可以引導學生利用NOBOOK物理實驗室之類的物理實驗軟件模擬物理實驗.此外，初中物理教師還應在實驗教學之時，努力探索更多培養學生創新能力的有效措施，這樣才能依托物理實驗教學促進學生創新能力的持續提升.

參考文獻：［1］ 劉小莉.談初中物理實驗教學與學生創新能力的培養［J］.廣西物理，2022，43（03）：225-227.

［2］ 李復興.初中物理實驗教學中創新思維能力的培養［J］.科學咨詢（教育科研），2021（05）：279-280.

［3］ 梁國平.淺談初中物理實驗探究教學與學生創新能力的培養策略［J］.科學咨詢（教育科研），2020（05）：241-242.

［4］ 張兵.基于創新能力培養的初中物理實驗教學設計研究［J］.華夏教師，2019（36）：82-83.

［5］ 齊文軍.淺談初中物理實驗教學與學生創新能力的培養［J］.才智，2018（31）：37.

［責任編輯：李? 璟］