加强物理实验教学培养学生创新能力

2019-06-11黄国富

中学理科园地 2019年2期

黄国富

关键词：初中物理;物理实验;创新能力;教学措施

引言

物理是一门以观察和实验为基础的自然科学。实验是打开物理奥秘世界的重要手段，没有实验就没有物理学科。在初中物理实验教学中，教师要以问题为线索，让学生主动参与实验，促使学生将物理实验同物理思维有机结合，让学生在物理实验中探索物理问题，寻找解决问题的方法[ 1 ]。为此，初中物理教学中，教师既要加强物理实验的教学过程，使以学生为主体，以自主学习为主的双主体性得到发展，又要发展学生个性，开发学生潜能，培养其创新能力。

1 增设自主创新的开放性实验与开展实验设计

实验设计是创新的摇篮，通过学生思考设计相关问题的物理实验，能有效培养学生的发散思维能力、创新实践能力。在物理实验教学中，教师不妨给定实验探索的目的，全部由学生自行设计实验方案，并自行选择物理实验器材，这能很好地激发学生探索实验学习的目的，很好地调动学生的积极性与创造性，启迪学生进行创造性思维，培养他们探索的兴趣和创新精神。例如，当学完欧姆定律后，教师不妨让学生自行画出一些测量未知电阻的电路设计图，学生根据原理设计出了几种不同的电路图，有的还说出他只需一个电压表也可以测出未知电阻Rx的阻值。

鼓励学生根据一定的目的，任务，独立地设计实验方案，使学生积极思维。大胆想象，发挥其创造性，既培养学生实验设计能力和创新能力，又有利于培养学生应用所学知识分析，解决问题的能力。

2 增加实验数量和改进实验教学形式

2.1 增加实验的数量

大信息量是灵感产生的前提，实验是学生获取物理信息的源泉。杨振宁教授说过：“物理的本身就是现象而不是推理。”学生对概念的建立，规律的掌握，思维能力的培养都依赖于大量的事实。然而教材提供的实验是很有限的，在一定程度上抑制着学生思维的发展，创造力的形成。针对这种情况，教师在教学中应当有意识地增加实验数量，甚至将实验引入例题的讲解，习题讲评中，向学生提供更多的信息，激发他们创造的灵感。

2.2 改进实验教学形式

2.2.1 演示实验改为教师边讲学生边做实验

以往很多演示实验一直是教师个人表演的实验活动，这种教学模式忽视了学生的主动性，不利于学生作为学习个体的主动性与积极性发展。为此，教师不妨将演示实验改为学生操作实验，教师需要在旁边辅导讲述，即教师的讲解与学生实验观察结合进行。长期的实践证明，教师有针对性地改变这种演示实验的做法取得很好的教学效果，让学生与教师能够有效互动，台下的学生也会更加认真地观察台上学生的实验操作;对于教师而言还能发现学生实验过程中不足之处，只不过教师需要从班级学生物理基础考虑，选择合适的学生上台操作实验，以保证学生操作实验与教师辅导讲述能有效配合[ 2 ]。这种改变的演示实验操作有利于学生对知识的理解和巩固，有利于培养其思维能力与创造能力。

2.2.2 适当增加和改进学生分组实验

学生分组实验是考查学生物理实验能力的重要形式，即能全面衡量学生的综合实验能力的实验方式。分组实验考查学生的实验原理与方法，实验技能，实验结果分析等，为了增加学生的动手实验机会，教师可以将实验分组多一些，诸如二至三人一组。

中考物理考试说明、课程标准、教材中规定的实验是分组实验最基本的任务要求，教师还可以根据教学需要将一些验证性实验也作为探究性实验进行分组实验。如阿基米德原理演示实验改为分组实验，分别用水和煤油作为液体，让学生自己探索浸在液体里的物体受到浮力大小和什么因素有关，使学生在探索中对阿基米德原理的理解更深刻。在这一探索过程中，学生的创新能力得到培养。

充分利用实验的主动性、探索性、创造性功能，把主动权交给学生，教师尽可能多地让学生做开放性分组实验，教师对实验器材、实验过程、实验方法等都设置限定条件，可以自行根据实验室器材完成实验任务，实验全程需要自行思考、设计。例如，九年级物理中“用电流表和电压表测电阻”实验，教师可以先列出一些实验学习目标与注意事项，其他完全让学生自行完成实验过程。他们二到三人一小组自行选择实验仪器，设计实验电路图，撰写实验报告，处理实验数据等。由于这个实验开放性要求，教师不过多的干涉，实验探究性大，小组合作性强，自主发挥性大，小组学生能学到更多的物理知识，还能培养其观察能力、动手能力、思维能力和创造能力。

3 增加课外实验作业，引导学生由物理走向生活

实验源于生活。教师在教学中有的实验就是需要向生活开放，让学生从生活中寻找熟悉的实验资源。这样做不仅能让学生对物理这门学科产生浓厚的兴趣，加深理解课堂中的物理知识或物理规律。丰富的课外实验可以不受教材的限制，教学进度的约束，又能把课内学习的知识与日常生活联系起来[ 3 ]。为此，那些趣味性、知识性、生活性强的物理实验能有效吸引学生，这对当代的初中生很具有吸引力，符合其心理特征。教师平时可适当引导学生用生活中常见的废旧器材做实验。

例如，用废弃的饮料瓶可进行探索压强，制作滑轮等实验;利用废旧自行车上的零件，可做摩擦，杆杠，运动和力等实验;利用收录机上的零件，可做诸多电学实验等;借助电视遥控器研究红外线的传播情况;运用密度知识估算自己的体积等;去学生熟悉的游乐场中玩耍感受物理惯性，观察摩擦;放学回家的路上，无论何种交通工具，尝试估测一次自己的平均速度;利用一些激光发射器的玩具可制作平行光源;利用生活中常见的酒瓶底可制作凸透镜等。当然，作为物理教师需要鼓励学生做好这些源于生活的课外小实验或小制作（学生制作的过程可以公布在班级微信群或者QQ群中），并有意识地在物理课堂教学中加以讲评，使班级中不同认知水平的学生的求知欲都能得到满足。增加课外实验作业，可使学生接触到大量的实际问题，不仅培养了学生的收集，处理和加工信息资料的能力，也可大大提高了学生动手实践的创新能力和解决实际问题的能力。

4 合理利用多媒体辅助教学，培养创新思维

计算机多媒体教学形象逼真，课件素材可多方面地截取。多媒体课件中可以设计诸如声、光、形、色等现实实验中难以呈现的特点，将部分物理实验中难以理解的实验现象在生动、动态中呈现出来，特别是一些难于用演示实验来表现的物理过程情境，使用多媒体可以加以形象化表现，能激发学生的思考和兴趣。这对培养学生思维能力方面起着独特的作用，因而多媒体是一个助教促学的好手段。在物理教学中，合理运用多媒体手段，使物理知识形象、逼真，教师以多方位、多维度、多方式传输给学生，让学生能很好的理解物理知识，进而能有效激发其物理思维，并创新体会物理现象的过程和情境，从而实现知识有效地积累和储蓄，形成新的知识结构。例如，八年级物理中用特殊测量方法来测量乒乓球的直径，可以用多媒体模拟直径平移，化里为外，用动画来表现滚动测准直径等情境，生动形象。又如，八年级物理中研究凸透镜成像规律时，教师用多媒体手段可以模拟物理实验中的物距变化，演示像距连续发生变化的各种场景，从而能有效地让学生理解凸透镜成像规律，这个成像规律是一个动态、完整的认识过程。

综上所述，实验教学是实施创新教育的重要手段。加强初中物理实验教学，是向学生传授物理知识的需要，更是激發学生物理学习兴趣的源泉。本着提升学生的物理实验能力的目的，教师需要有意识培养学生的物理创新能力，从而有效培养学生的物理学科核心素养，促进学生的科学观与世界观的形成。为此，教师进行实验教学同时要把好实验的质量关，大胆改革实验教学形式，优化物理实验教学，从培养学生的实践能力出发，在实验中培养创新思维，进而形成创新能力，有效培养其物理学科素养。