高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展的策略研究

摘 要：在素質(zhì)教育時代背景下，高中物理學(xué)科教學(xué)不僅要關(guān)注學(xué)生智力素質(zhì)和應(yīng)試能力的培養(yǎng)，更要兼顧學(xué)生創(chuàng)新思維等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，這樣才能更好地培養(yǎng)適合社會發(fā)展需要的高素質(zhì)人才.在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，教師擁有很大的教學(xué)自主性，可以創(chuàng)設(shè)多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，借助多種形式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)而在充分調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與興趣和熱情的基礎(chǔ)上，助力學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和發(fā)展.文章將結(jié)合高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際，就實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展的策略進(jìn)行重點(diǎn)探討.

關(guān)鍵詞：高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新思維

中圖分類號：G632

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0333（2024）24-0081-03

收稿日期：2024-05-25

作者簡介：郭樹敏（1979.3—），女，福建省福州人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

在高中物理學(xué)科教學(xué)內(nèi)容中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占據(jù)著非常重要的地位，是檢驗(yàn)學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)成果和培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑，也是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的主要手段.但是由于高考升學(xué)壓力、授課時間等因素，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)受到很多限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間和授課形式滿足不了學(xué)生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)和發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要.對此，高中物理教師不僅需要對實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予更高的重視，還應(yīng)當(dāng)靈活設(shè)計隨堂實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮問題驅(qū)動優(yōu)勢，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，開發(fā)校本化實(shí)驗(yàn)資源，善用新媒體教育技術(shù)，保障物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)質(zhì)與高效，進(jìn)而更好地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和發(fā)展.

1 靈活設(shè)計隨堂實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與熱情

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要想最大化地調(diào)動學(xué)生的學(xué)科創(chuàng)新思維，就必須將學(xué)生的注意力充分吸引到實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中來，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)從被動灌輸向主動學(xué)習(xí)的積極轉(zhuǎn)變.對此，物理教師要想方設(shè)法增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的頻率，其中設(shè)計靈活多樣的隨堂實(shí)驗(yàn)是非常有效的手段.通過隨堂實(shí)驗(yàn)的靈活導(dǎo)入和應(yīng)用，可以讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時等條件的限制，讓物理教學(xué)更好地做到理論與實(shí)踐的結(jié)合，減少學(xué)生在物理知識學(xué)習(xí)過程中可能遇到的思維障礙，激發(fā)出對物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)與參與熱情，助力學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)^［1］.例如，在“生活中的圓周運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，物理教師對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇和導(dǎo)入完全可以突破教材的限制，通過靈活設(shè)計隨堂實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以感受到物理知識就在我們的身邊，充分調(diào)動學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究情緒，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對相關(guān)物理知識點(diǎn)的有效把握.如物理教師可以選擇學(xué)生常見的旋轉(zhuǎn)木馬、自行車轉(zhuǎn)彎等生活現(xiàn)象作為隨堂實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在課堂上進(jìn)行演示或仿真實(shí)驗(yàn)，并導(dǎo)入啟發(fā)性、探究性問題：你們觀察到的現(xiàn)象是怎樣的，這背后的物理規(guī)律是什么？必要時可以讓學(xué)生分組進(jìn)行探究.借助趣味性元素在隨堂實(shí)驗(yàn)中的有效融入，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與熱情和學(xué)習(xí)注意力會得到有效的激發(fā)，對學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)也會更加有利.2 發(fā)揮問題驅(qū)動優(yōu)勢，激活學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維

正所謂“學(xué)起于思，思起于疑，疑解于問”，學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，更多的是從問題和疑問開始，尤其是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展過程本身就是發(fā)現(xiàn)問題、探究問題和解決問題的過程.學(xué)生只有不斷地突破思維障礙，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，才能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維的有效培育.對此，在高中物理實(shí)驗(yàn)授課過程中，物理教師要積極創(chuàng)設(shè)多元化的問題情境，讓學(xué)生帶著問題或疑問開展實(shí)驗(yàn)探索，在問題的驅(qū)動下對相關(guān)物理問題和物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察、思考、操作、驗(yàn)證等，讓學(xué)生的學(xué)科思維可以得到有效的激活和充分的碰撞交流，這樣，學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和發(fā)展才能事半功倍^［2］.例如，在“科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律”教學(xué)中，教師可先演示一個有趣的“碰鼻試驗(yàn)”：將一個懸掛的重球拉至自己的鼻尖由靜止到松手，自己則保持不動，讓重球自由擺動，看重球回擺時會不會碰到自己的鼻尖.同時，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以導(dǎo)入問題：你在做實(shí)驗(yàn)時，會不會擔(dān)心自己的鼻子受傷？如果你利用已經(jīng)學(xué)過的知識無法解釋這一現(xiàn)象，你是否可以嘗試用機(jī)械能守恒的知識來解釋，這樣學(xué)生帶著問題參與物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程，更能促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維的發(fā)展，始終保持正確的實(shí)驗(yàn)探究方向.最后，物理教師還可以進(jìn)一步導(dǎo)入“撐桿跳高”的演示實(shí)驗(yàn)或仿真實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步討論問題：動能與重力勢能的總量會滿足什么規(guī)律？這樣學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)和鞏固會事半功倍，也更有助于培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)所學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題的意識和能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)科創(chuàng)新思維能力的有效培養(yǎng). 3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新思維與探究熱情

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要更多地發(fā)揮組織者、引導(dǎo)者的角色，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)探究的主動權(quán)交給學(xué)生，保障學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中的主體地位.這樣既能保證向?qū)W生及時傳授實(shí)驗(yàn)技能，讓學(xué)生擁有更多動手實(shí)踐的機(jī)會，又能賦予學(xué)生更多自主探索和互動探究的空間，為學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展提供充足的空間和優(yōu)化的條件^［3］.同時，由于受到課時等因素的限制，物理教師不可能對每個實(shí)驗(yàn)技能和現(xiàn)象都進(jìn)行一一呈現(xiàn)、驗(yàn)證，也無法保障每個學(xué)生都可以進(jìn)行動手操作，所以物理教師要更多地通過合作實(shí)驗(yàn)、互動實(shí)驗(yàn)等形式，將學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)探究熱情進(jìn)行充分調(diào)動.對此，物理教師一方面要借助演示實(shí)驗(yàn)，揭示物理現(xiàn)象和原理，傳授學(xué)生物理科學(xué)知識，幫助學(xué)生構(gòu)建學(xué)科思維體系；另一方面要讓學(xué)生嘗試自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)步驟，甚至可以自己設(shè)計和制造實(shí)驗(yàn)器材，并做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與分析等，這樣，學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)可以實(shí)現(xiàn)從機(jī)械教學(xué)向主動養(yǎng)成的有效轉(zhuǎn)變.例如，在“自由落體運(yùn)動”的教學(xué)中，物理教師可以通過演示實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的演示能力，如引導(dǎo)學(xué)生兩人一組，利用手中的筆做“自由落體”的實(shí)驗(yàn)，開展“抓筆”游戲活動，并讓學(xué)生分別記錄和計算大腦的反應(yīng)時間.這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，可以保障每個學(xué)生都充分參與和主動融入，幫助學(xué)生更好地掌握和理解自由落體運(yùn)動的相關(guān)知識，優(yōu)化學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)過程.

4 開發(fā)校本化物理實(shí)驗(yàn)，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式

基于高中物理邏輯性、抽象性強(qiáng)的學(xué)科特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也時常需要很多專業(yè)的設(shè)備和器材才能保證教學(xué)的效果.這樣雖然能夠幫助學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)的科學(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣，但是也容易造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程化，甚至可能造成學(xué)生一定的思維固化，不利于建立起物理科學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活之間的有效聯(lián)系，也不利于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)和發(fā)展.對此，無論是從節(jié)約物理實(shí)驗(yàn)成本、增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)力度的角度考慮，還是從培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維的角度出發(fā)，高中物理教師都應(yīng)當(dāng)有意識立足于學(xué)校條件和學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，開發(fā)和整理更多的校本化物理實(shí)驗(yàn).利用一些學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活中隨處可見的器具去制作實(shí)驗(yàn)素材，或者通過學(xué)生喜聞樂見的形式創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和過程，進(jìn)而建立起物理科學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活之間的有效聯(lián)系，更好地激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣與探究熱情，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的進(jìn)一步發(fā)展^［4］.同時，通過校本化物理實(shí)驗(yàn)的開發(fā)與設(shè)計，學(xué)生會擁有更多動手、動腦和互動探索的空間，能夠更加全面、真實(shí)地體驗(yàn)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)樂趣和生活應(yīng)用價值，也拓寬了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展空間，有利于學(xué)生個性化素質(zhì)的培養(yǎng).例如，在“摩擦力”一課中，校本化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開發(fā)會擁有很多的便利條件，關(guān)鍵在于物理教師要有意識去開發(fā)、整理和建設(shè).如為讓學(xué)生對靜摩擦力的特點(diǎn)與運(yùn)動方向形成更為深刻的認(rèn)識理解，可以讓學(xué)生將軟毛牙刷的刷毛與桌面接觸，用力拉動牙刷，觀察牙刷刷毛的彎曲方向，從中認(rèn)識到靜摩擦力的方向與物體的相對運(yùn)趨勢方向相反，在加大用力后可以進(jìn)一步觀察牙刷刷毛的彎曲程度，思考靜摩擦力與拉力之間的關(guān)系.再如，在“超重和失重”的教學(xué)中，校本化實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)也會很有價值和意義，便于學(xué)生對超重與失重的物理概念進(jìn)行更好理解和把握，避免學(xué)生對兩個概念混淆.如教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用體重秤開展簡易實(shí)驗(yàn)：先讓學(xué)生在平穩(wěn)的地面上準(zhǔn)確測量自己的體重并進(jìn)行記錄，然后再讓學(xué)生進(jìn)入向上運(yùn)行的電梯測量自己的體重并進(jìn)行記錄，最后讓學(xué)生進(jìn)入下行的電梯測量自己的體重并進(jìn)行記錄.通過三次體重數(shù)據(jù)的科學(xué)對比和分析，結(jié)合所學(xué)的物理學(xué)科知識，學(xué)生很容易對超重、失重的物理概念形成區(qū)分，也有助于相關(guān)物理知識的系統(tǒng)性把握.

5 善用新媒體教育技術(shù)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境和形式

在以往的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和效果都會受到課堂教學(xué)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源等條件的限制，很多復(fù)雜的、帶有一定危險性的實(shí)驗(yàn)很難在課堂上進(jìn)行有效展示，或者學(xué)生無法親自進(jìn)行動手實(shí)踐，這必然會影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)效果.而隨著新媒體時代的到來，物理課堂新的多媒體教學(xué)技術(shù)日新月異，利用先進(jìn)的新媒體和信息化教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境與形式也受到越來越多的關(guān)注，這為物理教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展提供有效的技術(shù)輔助，實(shí)現(xiàn)對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的模擬，創(chuàng)設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)室等，進(jìn)而讓學(xué)生更加全面地感知物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價值和樂趣.例如在“萬有引力定律”教學(xué)實(shí)踐中，教師想在傳統(tǒng)課堂環(huán)境下直接創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境會存在很大的難度，不利于學(xué)生理論知識的理解吸收和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng).這時物理教師不妨結(jié)合探究問題，借助信息技術(shù)手段展示地月實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境等，讓學(xué)生可以在近似真實(shí)的宇宙環(huán)境下學(xué)習(xí)和理解相關(guān)知識.如可以先導(dǎo)入問題：太陽系里的行星為什么沒有飛離太陽？月亮為什么一直圍著地球轉(zhuǎn)？地球與月球之間的引力，與地球吸引地面物體的力是否屬于同一種力？是否遵循著相同的物理規(guī)律？接著，物理教師可以在信息技術(shù)的輔助下模擬地球與月球之間的運(yùn)行環(huán)境，同時讓學(xué)生理解課本上“月—地檢驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)思路，讓他們對萬有引力有更加直觀、形象的理解，并據(jù)此回答和總結(jié)更多的物理規(guī)律，促使學(xué)生的創(chuàng)新思維得到有效培養(yǎng).

6 結(jié)束語

綜上所述，高中生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)和發(fā)展是一項(xiàng)基本而重要的教學(xué)任務(wù)，尤其是在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，物理教師要對實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予更高的重視.豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和形式，強(qiáng)化問題和任務(wù)的驅(qū)動功能，促進(jìn)學(xué)生從形象思維到抽象思維的過渡，不斷提高認(rèn)知能力和創(chuàng)新能力，完善物理學(xué)科核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維的有效培育和發(fā)展，奠定學(xué)生未來成長與發(fā)展的良好基礎(chǔ).參考文獻(xiàn)：

［1］ 周文文.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展的策略［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（04）：74-76.

［2］ 潘如卉.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維能力的途徑研究［J］.中學(xué)課程資源，2022（01）：62-63.

［3］ 耿召義.賦權(quán)學(xué)習(xí)視域下高中物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)實(shí)踐：以“拋體運(yùn)動規(guī)律”為例［J］.新課程導(dǎo)學(xué)，2022（10）：21-23.

［4］ 林國.高中物理實(shí)驗(yàn)探究課堂評價實(shí)踐研究［J］.試題與研究，2022（13）：50-52.

［責(zé)任編輯：李 璟］