高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑

【摘要】創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力是高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)之一.物理實(shí)驗(yàn)作為物理學(xué)科的重要組成部分，在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì).然而，當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面還存在諸多不足，主要表現(xiàn)為：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新元素；教學(xué)方式單一，學(xué)生主體性發(fā)揮不足；評(píng)價(jià)機(jī)制重結(jié)果輕過程，忽視創(chuàng)新能力考查.新時(shí)代高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)，應(yīng)從創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)模式、改革評(píng)價(jià)機(jī)制等方面著力，設(shè)計(jì)探究性、開放性實(shí)驗(yàn)，開展啟發(fā)式、討論式教學(xué)，構(gòu)建關(guān)注過程、重視能力的多元評(píng)價(jià)體系，在潛移默化中提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力，為培養(yǎng)新型人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

【關(guān)鍵詞】高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);學(xué)生培養(yǎng)

創(chuàng)新是一個(gè)國家和民族發(fā)展進(jìn)步的靈魂，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的核心動(dòng)力.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，是時(shí)代賦予教育的神圣使命.而且創(chuàng)新已成為國家發(fā)展和教育改革的動(dòng)力源和助推器.

高中階段是學(xué)生成長的關(guān)鍵時(shí)期，也是創(chuàng)新能力培育的重要窗口期.物理學(xué)科以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬻w系、求真的科學(xué)精神和鮮明的實(shí)踐特征，在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中具有不可替代的作用.高中物理新課標(biāo)明確指出，要通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力.然而，受應(yīng)試教育觀念和評(píng)價(jià)機(jī)制的影響，當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、培育創(chuàng)新能力方面還存在諸多掣肘.創(chuàng)新不夠已成為制約學(xué)生核心素養(yǎng)提升的突出短板.新時(shí)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)要增強(qiáng)使命感和緊迫感，努力回歸育人本位，把創(chuàng)新能力培養(yǎng)擺在更加突出的位置，深化教學(xué)改革，優(yōu)化評(píng)價(jià)機(jī)制，在培根鑄魂中促進(jìn)學(xué)生終身發(fā)展.

1 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要性

創(chuàng)新能力是人的一種綜合性能力，既包括創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維等內(nèi)在品質(zhì)，也涵蓋動(dòng)手實(shí)踐、表達(dá)交流等外在能力.可以說，創(chuàng)新能力既是智慧的結(jié)晶，更是實(shí)踐的升華.這些能力的形成都離不開扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)和必要的實(shí)踐訓(xùn)練.在諸多學(xué)科中，高中物理憑借其科學(xué)性與實(shí)踐性的有機(jī)統(tǒng)一，在培育學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有得天獨(dú)厚的稟賦.

物理學(xué)以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬻w系，培育了學(xué)生縝密的思維品質(zhì).物理學(xué)研究的是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般的規(guī)律，它從豐富的自然現(xiàn)象中抽象出物理模型，再通過邏輯推演得出結(jié)論，形成了一套環(huán)環(huán)相扣、渾然一體的知識(shí)邏輯體系.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，時(shí)時(shí)處處都要運(yùn)用歸納演繹、分析綜合等邏輯思維方法去理解和把握知識(shí).日積月累，學(xué)生邏輯推理能力、抽象概括能力、系統(tǒng)思維能力得到有效訓(xùn)練，這些能力恰恰是創(chuàng)新思維的重要基礎(chǔ).

物理學(xué)以其求真的科學(xué)精神，涵養(yǎng)了學(xué)生理性的探索品格.追求真理是物理學(xué)的永恒價(jià)值追求.伽利略“不曾因?yàn)楹ε隆⑶鼜暮屯讌f(xié)，而背叛自己的良心，放棄自己心中的太陽”；居里夫人為了探尋毫克級(jí)的鐳，歷經(jīng)千辛萬苦，以堅(jiān)韌不拔的意志完成了“噸粒”分離.一代代物理學(xué)家身體力行、言傳身教，鑄就了物理學(xué)崇尚實(shí)證、敢于懷疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)品格.學(xué)生在潛移默化中受到熏陶，逐步樹立起唯物辯證思想觀念，養(yǎng)成理性思維習(xí)慣，這既是科學(xué)素養(yǎng)的根基，更是創(chuàng)新人格的底色.

2 當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力上存在的問題

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新元素

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的物質(zhì)載體.然而，審視當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其內(nèi)容設(shè)置還存在諸多亟待創(chuàng)新之處，如實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目陳舊單一、創(chuàng)新元素不足.絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是在照本宣科地重復(fù)前人的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，鮮少有學(xué)生感興趣的新穎實(shí)驗(yàn).學(xué)生缺乏創(chuàng)新材料、創(chuàng)新信息的刺激，自然難以萌發(fā)創(chuàng)新靈感、激發(fā)創(chuàng)新熱情.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容局限于課本，缺乏開放性、探究性.很多實(shí)驗(yàn)僅僅局限于驗(yàn)證課本知識(shí)，實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果一目了然，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的有效激發(fā).實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“去生活化”，難以培育學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力.不少實(shí)驗(yàn)脫離了學(xué)生的生活實(shí)際，既看不到生活的背景，也無法應(yīng)用于解決生活實(shí)際問題，而且沒有針對(duì)實(shí)際問題開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，難以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力.

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，學(xué)生主體性發(fā)揮不足

創(chuàng)新源于主體性，并基于興趣驅(qū)動(dòng).當(dāng)前，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式還比較單一，學(xué)生主體性發(fā)揮不足，創(chuàng)新興趣和能力培養(yǎng)面臨諸多困境.實(shí)驗(yàn)教學(xué)以講授式、演示式為主，忽視了引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué).教師包辦代替，學(xué)生被動(dòng)接受，缺乏自主探究的機(jī)會(huì)，創(chuàng)新思維難以得到有效訓(xùn)練.實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的有效方式.教師“滿堂灌”，學(xué)生被動(dòng)聽，師生之間缺乏平等探討，生生之間缺乏思維碰撞，創(chuàng)新的火花難以迸發(fā).實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏開放、探究的問題情境.學(xué)生缺乏在開放情境中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的機(jī)會(huì)，難以形成敏銳的問題意識(shí)和開闊的創(chuàng)新視野.實(shí)驗(yàn)教學(xué)忽視學(xué)生分層教學(xué)、個(gè)性化指導(dǎo).教師統(tǒng)一要求，不注重學(xué)生創(chuàng)新興趣特長的挖掘，使其創(chuàng)新潛能難以得到充分發(fā)掘.

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)重結(jié)果輕過程，忽視創(chuàng)新能力考查

教學(xué)評(píng)價(jià)引領(lǐng)教學(xué)導(dǎo)向.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)，必須以科學(xué)的評(píng)價(jià)機(jī)制為指揮棒.然而，當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰υu(píng)價(jià)還存在諸多不盡如人意之處.評(píng)價(jià)內(nèi)容偏重結(jié)果、忽視過程，許多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)考試仍然局限于“一次性”測(cè)驗(yàn)，過于強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)結(jié)果，而忽視了實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)新性思維的考查.評(píng)價(jià)主體單一，缺乏多元參與.實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)主要由任課教師一人包攬，學(xué)生自評(píng)、生生互評(píng)的主體性作用發(fā)揮不足，評(píng)價(jià)的廣度和深度不夠.評(píng)價(jià)方式單一，缺乏開放性、綜合性評(píng)價(jià).評(píng)價(jià)方式以筆試為主，缺乏學(xué)生動(dòng)手操作、口頭表達(dá)等方面的考查，難以全面反映學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力.

3 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的策略

新時(shí)代高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)肩負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重任.面對(duì)新形勢(shì)新要求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要主動(dòng)作為、率先垂范，努力在深化育人模式、厘清評(píng)價(jià)導(dǎo)向、豐富教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方式等方面積極探索，為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供沃土.

3.1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)要增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，首要的是豐富教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新元素.要本著體驗(yàn)創(chuàng)新樂趣、培育創(chuàng)新精神的理念，系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容.在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置上，要密切關(guān)注學(xué)科前沿，積極吸收物理學(xué)最新科研成果，及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加學(xué)生感興趣的創(chuàng)新元素.同時(shí)，要合理設(shè)置開放性、探究性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供自主探索的空間.

例如 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以為學(xué)生提供測(cè)量范圍不等的秒表、不同坡度的斜面等，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分組討論如何測(cè)量和記錄數(shù)據(jù)，并在變換條件（如斜面角度、小車質(zhì)量等）后觀察速度的變化情況，探索速度、時(shí)間、加速度之間的關(guān)系.學(xué)生在探究過程中親身體驗(yàn)創(chuàng)新樂趣，能提升創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力.

此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還要重視把物理學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活緊密結(jié)合，通過設(shè)置貼近生活的實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的物理問題，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決問題，從而在實(shí)踐應(yīng)用中培育創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力.

例如 教學(xué)“杠桿”時(shí)，可以拓展“筷子夾彈珠”的趣味實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在生活情境中感悟杠桿原理，在游戲創(chuàng)意中培育科學(xué)興趣.

3.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，突出創(chuàng)新能力訓(xùn)練

學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)有賴于實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)化創(chuàng)新.要突出學(xué)生主體地位，努力在啟發(fā)式、探究式、互動(dòng)式教學(xué)等方面積極探索.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要樹立“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的理念，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性作用.改變“滿堂灌”的被動(dòng)式教學(xué)，注重創(chuàng)設(shè)問題情境、設(shè)置懸念，以疑問激發(fā)學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生自主探究.教師啟發(fā)誘導(dǎo)、點(diǎn)撥疑難，引領(lǐng)學(xué)生在探索中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、感悟真理.

例如 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，教師可先設(shè)置情境，提出問題“同樣的力，作用在不同的物體上，加速度會(huì)有什么不同？”“物體質(zhì)量不變，力改變時(shí)，加速度又會(huì)發(fā)生怎樣的變化？”引發(fā)學(xué)生思考.然后鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)他們思考如何測(cè)量力和質(zhì)量、如何控制變量、需要哪些器材、數(shù)據(jù)如何記錄等.學(xué)生可分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究；教師巡回指導(dǎo)，給予適時(shí)的點(diǎn)撥.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)力、質(zhì)量與加速度的關(guān)系.教師再幫助學(xué)生將結(jié)論與牛頓第二定律聯(lián)系起來，加深理解.在學(xué)生自主探究的過程中，啟發(fā)引導(dǎo)與點(diǎn)撥疑難同樣重要，教師適時(shí)的指導(dǎo)能幫助學(xué)生厘清思路、突破困難，使探究活動(dòng)不斷深入，讓學(xué)生在親身實(shí)踐中掌握科學(xué)研究的方法，領(lǐng)悟物理定律的精髓.

同時(shí)，教師要注重師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，發(fā)揮協(xié)作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì).采取小組合作實(shí)驗(yàn)的模式，鼓勵(lì)學(xué)生自由組合、協(xié)作探究，在平等交流、相互啟發(fā)中碰撞思維火花，在民主討論、評(píng)判反思中形成科學(xué)共識(shí).

例如 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生四人一組輪流扮演實(shí)驗(yàn)員、數(shù)據(jù)記錄員、質(zhì)疑思考員等角色，在合作探究中培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)還要遵循學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，做好分層教學(xué)、個(gè)性化指導(dǎo).面對(duì)學(xué)生創(chuàng)新興趣特長的差異，教師要因材施教、有的放矢.對(duì)創(chuàng)新意識(shí)較高、動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生，可以適當(dāng)增加探究性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)其創(chuàng)新靈感；對(duì)創(chuàng)新意識(shí)一般的學(xué)生，可以多做演示性實(shí)驗(yàn)，通過言傳身教來潛移默化地培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)；對(duì)實(shí)踐能力較弱的學(xué)生，可以通過跟做指導(dǎo)、舉一反三，使其在螺旋式上升中逐步提高.

例如 在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，可以為學(xué)有余力的學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)材料和裝置，引導(dǎo)其自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究；對(duì)動(dòng)手能力欠缺的學(xué)生，可以通過范例示范、步步指導(dǎo)，幫助其鞏固基礎(chǔ)技能.

3.3 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)，注重創(chuàng)新能力考核

科學(xué)的評(píng)價(jià)導(dǎo)向是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要保障.實(shí)驗(yàn)教學(xué)要樹立正確評(píng)價(jià)觀，努力在改進(jìn)評(píng)價(jià)內(nèi)容、創(chuàng)新評(píng)價(jià)方式、暢通評(píng)價(jià)反饋等方面狠下功夫.在評(píng)價(jià)內(nèi)容上，要統(tǒng)籌兼顧過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)，既看終結(jié)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，又重視創(chuàng)新性思維過程，將“重結(jié)果”與“重過程”有機(jī)統(tǒng)一.注重學(xué)生在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、方案設(shè)計(jì)、操作實(shí)施、分析總結(jié)等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，全面考查其知識(shí)運(yùn)用、獨(dú)立思考、動(dòng)手實(shí)踐、語言表達(dá)等創(chuàng)新素養(yǎng).在評(píng)價(jià)主體上，要發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，注重學(xué)生主體參與，形成教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、生生互評(píng)的多元評(píng)價(jià)格局.通過學(xué)生自評(píng)，促進(jìn)自我反思；通過生生互評(píng)，取長補(bǔ)短，在相互觀摩、啟發(fā)質(zhì)疑中共同提高.在評(píng)價(jià)方式上，要綜合運(yùn)用筆試測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作、口頭表達(dá)、成果展示等多種方式，關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的全面考查.可以定期開展實(shí)驗(yàn)技能考核、科技小制作評(píng)比、科學(xué)探究成果展示等形式多樣的活動(dòng)，為學(xué)生搭建展示創(chuàng)新才能的廣闊舞臺(tái).

評(píng)價(jià)的目的在于反饋改進(jìn)、激勵(lì)提升.實(shí)驗(yàn)教學(xué)要高度重視評(píng)價(jià)反饋機(jī)制建設(shè)，建立教學(xué)、評(píng)價(jià)、反饋的閉環(huán).利用信息化手段，做好實(shí)驗(yàn)過程跟蹤記錄，及時(shí)將評(píng)價(jià)信息反饋給教師和學(xué)生.教師要高度重視評(píng)價(jià)結(jié)果，舉一反三、有的放矢地改進(jìn)教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)因材施教；學(xué)生要主動(dòng)查缺補(bǔ)漏、揚(yáng)長避短，在螺旋式上升中發(fā)展創(chuàng)新素養(yǎng).同時(shí)，學(xué)校要搭建教師教學(xué)反思和經(jīng)驗(yàn)分享平臺(tái)，促進(jìn)優(yōu)秀教學(xué)案例的推廣，在集體智慧中提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新性和實(shí)效性.

4 結(jié)語

高中物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的沃土.在“雙減”政策和高考改革的大背景下，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)迎來了變革創(chuàng)新的寶貴機(jī)遇.廣大物理教師要立足育人初心，著眼學(xué)生終身發(fā)展，切實(shí)把創(chuàng)新能力培養(yǎng)落到實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程、各環(huán)節(jié).在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，要密切關(guān)注學(xué)科前沿，積極吸納創(chuàng)新元素，合理設(shè)置開放性、探究性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新靈感；在教學(xué)模式創(chuàng)新上，要突出學(xué)生主體地位，靈活采用啟發(fā)式、探究式教學(xué)，注重分層教學(xué)、個(gè)性化指導(dǎo)，最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新積極性；在評(píng)價(jià)導(dǎo)向優(yōu)化上，要樹立全面發(fā)展觀念，綜合運(yùn)用過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)，發(fā)揮學(xué)生評(píng)價(jià)主體作用，暢通評(píng)價(jià)反饋渠道，引導(dǎo)學(xué)生在生成性反思中提升創(chuàng)新素養(yǎng).相信在教育工作者的共同努力下，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)“培優(yōu)創(chuàng)新”的春天終會(huì)到來，物理學(xué)科核心素養(yǎng)的高地終會(huì)被攀登，一代代創(chuàng)新后備人才必將茁壯成長，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)貢獻(xiàn)青春力量.

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