高中物理實驗教學中培養學生創新思維的策略研究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918(2025)26-0156-03

當下，高中物理實驗教學改革的重要切入點是全力培育學生的創新思維。教師不懈追求完善的培養方案，在探索與研究中取得了良好實績，有效培育了學生的創新思維，激發了學生的創新精神。雖然教師的培育方法已經有了一定成效，但在將其轉化為實踐的過程中，仍有不少困難，阻礙著物理實驗教學改革的進程，亟須教師從多個角度入手，以改變實驗教學策略。高中物理教師應以新課標為指導，遵循新課標提出的培養理念，結合教材提供的實驗案例，不斷優化實驗教學形式，讓學生在實驗中探索物理的奧秘，培養學生的創新思維。

一、高中物理實驗教學的概念簡述

物理實驗教學指的是在特定實驗目標的指引下，由師生共同完成的物理實驗過程，這個過程包含了實驗操作、方法探尋、規律挖掘與結果剖析等環節，讓學生直接觸及物質結構與運動法則，直觀感受物理現象是如何產生的。高中階段的物理知識較為復雜，如果僅僅依靠物理教材，無法將物理概念講深講透，這種情況下，要提高物理教學成效，就需要運用更為直白且貼近實際的手段。引入物理實驗教學后，學生能夠在動手實踐的過程中觀察不同的物理現象，并對其進行分析，從中挖掘出物理定律。如在電磁感應現象的探究過程中，線圈實驗直接將磁場變化產生電流的動態呈現在學生眼前，使他們明白了何為電磁感應規律，由此可以得見，物理實驗教學在拓展知識深度的同時，為學生提供了探索物理實驗規則的有力平臺，將學生的認知模式塑造得更為靈活。在物理實驗教學中，動手操作與實際應用應共同推進，逐步串聯起系統的物理知識鏈條，為提高學生的學習效率、激發創新思維潛能開辟出新的路徑。

二、高中物理實驗教學中培養學生創新思維的重要性

(一)增強師生間的互動交流

高中物理實驗教學對培養學生創新思維的重要意義，首先體現在增強了師生的互動交流方面，實驗教學原本就具備較強的互動特質，并非只是教師單方面地灌輸知識，而是一種雙向交流的狀態，在加入創新思維要素后，實驗課程會更傾向于師生互動合作。實驗開展期間，學生受到來自教師的鼓勵，變得更加敢于提問，并且愿意主動分享觀察結果；教師則能基于學生的反饋回應，靈活調整教學計劃，為學生指明實驗方向。這種互動模式一方面推動知識向學生流動，另一方面則帶動學生逐漸養成自主學習以及獨立思考的良好習慣，為培育創新思維提供養分，使師生共同投身于實驗設計和數據分析等重要環節，通過緊密配合，讓學習氛圍變得更加濃厚，點燃學生的物理興趣火苗，讓物理教學質量節節攀升。顯然，在高中物理實驗教學中培育創新思維不僅是教學手段，更是促進師生深度互動、一同成長的有效途徑。

(二)提高學生的問題解決能力

高中物理實驗教學被視為培育學生問題解決能力的優質途徑，創新思維則處于問題解決的中心位置，促使學生自發產生疑問，剖析問題表象，并探尋應對之道，繼而規劃出完整的實驗步驟，用以驗證自己的設想。依托物理實驗環節，學生得以沉淀出解決問題的經驗方法，創新思維能力也隨之得到提升，對學生日后的學術研究具有非同小可的意義，不管是科研探索、工程構建或是開拓創新創業，問題解決能力都屬于一項必備本領。高中物理實驗教學提供了一個特殊的契機，讓學生于實踐操作中孕育并提升此項能力，需要注意的是，這里的能力塑造并非單一的線性過程，而是多要素交叉并進、交互作用的結果，在實驗操作與創新思考的往復間達成目標。

三、高中物理實驗教學中培養學生創新思維的具體路徑

（一）引入生活化元素，激發學生的創新精神

生活中的物理現象與物理問題比比皆是，這些現象無形中為實驗教學提供了豐富的實驗素材及便利的實驗條件。在高中物理實驗課堂上，要提升學生的創新思維能力，教師就要抓住教學內容與日常生活的交集點，善于開發身邊的實驗資源，并將其融合到實驗設計中，通過熟悉的生活場景激發學生的創新潛能，吸引他們以飽滿的熱情投入實驗探究中，潛移默化地培養學生的創新思維。

例如，在教學人教版高中物理《圓周運動》這一課時，教師首先可以通過多媒體展示常見的圓周運動畫面，例如鐘表指針的轉動、風車與電風扇葉片的旋轉以及摩天輪的運轉，還有汽車和自行車輪胎滾動的情形等，同時向學生拋出問題：“這類現象背后隱藏著怎樣的共性特征呢？”讓學生集中精力觀察，挖掘此類現象的本質及內在關聯性，歸納物體做此類運動的主要特點，即軌跡呈閉合圓環形，從而引發學生思考。接著，教師可以安排分組活動，各小組展開實踐，圍繞自行車轉動機制展開探討，思考如下問題：當大齒輪小齒輪連同后輪都在做類似繞圈的規則運動時，不同位置哪個點的實際速率更占優勢？給足時間讓每個學生都能暢所欲言，亮出自己獨到的觀點與推理依據，并播放一段描述自行車齒輪轉動細節的影片，延伸追問：如何比較它們之間轉速的高低差異？讓各小組拿出實驗方案并互相分享，如比較物體在一段時間內走過的圓弧長度、半徑掃過的角度、轉動的圈數以及轉一圈所需時間等，這種做法可以拓展學生的創新思維空間。隨后，教師可以布置小組自行設計操作實驗，在探究圓周運動特性時，引出線速度與角速度的定義、數值、單位和物理含義等內容，如此一來便激發了學生的創新精神。

(二)創設物理實驗情境，推動學生積極創新

新課標強調了培養學生創新能力的重要性。在高中物理實驗教學中，教師必須汲取先進的教學觀念，通過創設物理實驗情境，帶領學生探索物理學知識，推動學生積極創新，在創設情境時，教師首先要靈活思考，設置一個容易引發學生興趣的情境主題，可以利用這個主題吸引學生深入研究，找到創新的臨界點；同時，教師要有機結合教材內容，將教學設計與實驗情境相互交融、相互滲透，不遺余力地調動學生的自主學習能動性。

例如，在講授人教版高中物理《向心力》這一課時，教師選擇了一條充滿趣味性的啟發式路徑來展開教學，在開頭引入多段視頻素材，為學生呈現勻速圓周運動的狀態，并以動態畫面展現了速度箭頭的方向變化，靈巧地創設出一種能夠引發學生觀察與思索的實驗情境，使學生發現速度的改變規律，了解合力的分布特征，以情境鋪陳的方式，引導學生聯系以往的知識經驗，展開一場延展性的思辨交流。在教學過程中，教師要穿插具體的實例模擬和現象解析，像天文視角下地球繞日公轉的情形、日常游覽中見到的摩天輪運轉動作，以及田園風光里的風車輪轉景象等，這些案例將學生逐漸帶人一個深層次的物理情境，在不知不覺之中引出關鍵的知識點一向心力的相關特性。接下來便進人實驗環節，學生要親自動手，對放置于旋轉圓盤上的物體展開研究，分析物體的運轉規律，借此深入剖析其間所涉及的作用力，明確是何種力量支撐起物體所需的向心力。學生通過親手操作實驗，并根據實驗結果推動創新學習進程，嘗試繪制物體的受力關系圖，強化對向心力特性關聯的認識。在教學環節中，教師引入了經過深思熟慮而策劃出的物理實驗情境，讓學生動手實驗，培養學生的發散思維，讓學生不僅能理解向心力的基礎概念，逐漸摸索出影響這一力學屬性的多種變量，探索出大小與方向的變化規律，還能在不知不覺中讓學生突破常規的思考方式，使學生從直觀的實驗研究中收獲樂趣，貫通整體思路。

（三)借用現代信息技術，開創模擬實驗教學

比起實物，信息技術的適用范圍更加不受限，應用起來也更加簡便。高中物理的部分實驗因受制于種種外在條件，無法通過現場演示來完成實驗，而信息技術的融合應用，為模擬物理實驗提供了更多的可能，可模擬一個仿真的實驗環境，供學生在其中探索追尋，助力學生掌握理論知識。教師可通過現代信息技術構建虛擬仿真實驗室平臺，讓物理實驗擁有了不同的展示形式，引導學生以創新為導向，轉變學習模式，切身體會物理學獨有的奧秘與魅力。

例如，在《萬有引力定律》的教學中，教師首先應提出一些值得學生思考探究的問題，如行星為何始終圍繞太陽運行而不會掉落，地面上物體為何總是朝地面墜落而非遠離地面，蘋果落地的動力與控制地球環繞太陽的力量是否存在某種聯系，高處比如山頂或高樓頂層的重力是否真的有所變化等，此類問題意在促使學生調用已學知識進行自主分析，探索蘋果下落與維系行星運動的作用力，讓學生明白這兩種力實則屬于同一種類型且受同一規律支配。接著，教師可以借助信息技術手段，向學生展示名為“月一地試驗”的過程，模擬直觀的實驗模型，幫助學生明確物理邏輯框架，了解月球軌道運轉背后的引力模式，搭建起萬有引力理論的體系雛形。最后，教師可以利用模擬軟件創建虛擬的實驗平臺，帶領學生將通過觀察所得的數據進行分類匯總，助力他們展開創造性的思維推演。

(四)融入物理學歷史，使學生了解創新的重要性

物理學歷史是學生創新之路上的一座指向標，能夠為學生指清楚未來前進的基本方向。學生聽取了教師的介紹，了解了物理學家輝煌成就背后的汗水與艱辛，知道了物理現象是在何種契機下被物理學家發現、驗證的，就會從內心深處感受到物理學家的風采，從此，物理學家的形象會在學生的心中更加立體。在實驗教學中融人物理歷史，可以打開學生封閉的物理視野，使他們持之以恒、百折不撓地探索物理知識，在遇到學習上的困難時，能夠以物理學家為參照，培育出堅韌不拔的精神與意志。

例如，在講授人教版高中物理《實驗：探究加速度與力、質量的關系》這一內容時，可以引入牛頓的背景介紹，為學生講解牛頓做出的學術貢獻，尤其是他提出的經典力學三大定律，這些定律無疑是物理思想的重要基石，有助于學生更好地領悟知識，而牛頓在解決重大物理議題時所展現出的創新意識，采取的觀察現象、設計實驗以及使用數學分析預測結果等實驗步驟，這樣的思維路徑本身即一種普適的參考方法。教師應向學生展示牛頓在研究中遭遇的各種復雜狀況，并介紹解決方案，延伸學習過程，讓學生能夠借此感受到科研之路的蜿蜒與艱難。牛頓的案例像一把鑰匙，打開了科學史和創新思路的大門，使學生對物理學的興趣開始在心中萌芽，使他們在實驗中勇于拋出問題并摸索解決之道，無形之中積累起物理實踐經驗。

四、結論

由此可見，物理實驗教學既是高中物理教學中必不可少的一部分，也是教師改革舊有教學模式的有力切入點。教師要將自己的教學自光放長遠，明確制訂出實驗教學規劃，不辭辛苦、誨人不倦，做好物理實驗教學工作，博采眾家之所長，將多種教學方式融為一體，把物理實驗教學的優勢擴大到極致，以此來培養學生的創新思維。

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