初中物理实验教学中培养学生创新能力的途径探析

圣建峰

(江苏省南通市通州区四安中学 226352)

物理实验将物理现象与物理知识以直观的方式传递给学生，在帮助学生了解物理现象的同时，构建学生的科学观.但从当前的初中物理教学活动来看，有关教学工作缺乏创新，实验内容单一，教学任务模糊，学生无法接触到新知识，物理创新能力的发展比较受限.结合实验教学活动培养学生的创新能力，引导其发现新知识、应用新方法，才能进一步开发物理课程的教育价值.

1 创造新实验：无中生有

创新实际上就是一个“无中生有”的过程.在初中物理教学活动中，学生结合所学知识与学习经验对物理知识进行整理，然后得出新的学习结论，这便是创新的一种常规表现.作为学生的引导者，要在物理实验教学中培养学生的创新能力，教师的创新指导也应该从实验教学活动入手，引导学生创造新实验，给出新思路.

在物理实验教学活动中，可结合物理教学的有关要求向学生布置“设计新实验”的教学任务，依靠明确的教学目标要求学生对物理知识进行应用、总结，将新元素带入到物理课堂当中.以苏科版八年级上册物理教材《声音的特征》的教学为例，在物理教学活动中，教师通过音叉向学生展出相关物理实验：敲击音叉，音叉发出颤音，学生听到音叉的悠扬声音，此时教师给出结论：声音是通过振动产生的.但部分学生认为，声音的产生可能与音叉内部的相互碰撞有关，从而否定实验结论.教师可要求学生创造新实验，在培养学生的创新思维的同时，借助新的实验计划帮助学生掌握物理知识.在这一过程中，学生对相关结论进行推导，并确定实验方案：首先，要证明物体发出声音与物体的振动无关.其次，要证明物体在没有发生振动的情况下也会发声.学生结合木板、玻璃等材料进行实验.在实验的过程中，敲击木板海绵发出声音，带有轻微的振动现象；敲击玻璃，玻璃碎裂发出声音.学生认为，物体的发声与物体内部分子的运动、碰撞有关，与振动并无关系.学生对物理现象做出了进一步的剖析，得出了错误的结论.教师可结合信息技术向学生展示微观图，帮助学生掌握物理知识：用铁锤敲击玻璃，玻璃中的分子发生振动，原本的排列被破坏，玻璃破碎发出声音.创新并不意味着盲从，在物理实验教学活动中，教师应该为学生提供分析物理知识的机会，重新掌握物理定义，提出新的实验假设，帮助学生形成敢于质疑、敢于否定的良好意识，为未来的物理教学打下基础.

2 改进旧实验：承前启后

创新并不完全意味着“无中生有”，能够结合既有的材料开发新的物理知识，为学生创造全新的物理学习环境，也能够进一步开发并培养学生的创新能力..对于初中生来说，其所掌握的物理知识比较单调，物理学习能力较差，所掌握的物理技能与学习方法依赖于教师的引导，缺乏主动创新的意识.但在物理实验教学活动中，部分实验并不能满足学生的认知需求，对于实验教学活动的高要求，将会使学生产生新的创新欲望.

教师可对学生的这种“创新欲望”加以利用，在引导学生创新的过程中整理物理实验，要求学生为既有的实验方案加入新元素，培养学生的创新素质.以苏科版八年级下册物理教材《静电现象》的教学为例，在教学活动中，教师依靠毛皮和橡胶棒互相摩擦产生静电，在观察实验之后，学生对静电的产生原因进行探究：部分学生认为，静电是在干燥、高温的环境下产生的，因为用来实验的毛皮、橡胶棒都处于干燥状态；部分学生则认为，静电是由物体摩擦之后产生的，因为毛皮和橡胶棒互相摩擦之后才产生了静电.两组学生各执一词，大家争执不下.教师可为学生准备实验材料，要求其对原有的实验进行改进：准备毛皮、水和橡胶棒，实施不同的实验方案，依靠湿毛皮、干毛皮、摩擦与不摩擦进行实验设计，从而得出静电与摩擦有关、静电与物体表面是否干燥有关的结论.从科学原理上来看，学生得出的结论都是错误的，静电产生的原因与正负电子的偏移有关，电子偏移越明显静电越强.其中，干燥环境、摩擦增大了物体做功的总量，导致静电现象的总体程度发生了变化.在创新的过程中，生虽然仅挖掘出了存留于表面的物理知识，但其所表现出来的探究欲望与创新热情是值得肯定的，结合旧实验教学，能够为学生创新思维的发展提供新环境.

3 设计新方法：学无止境

在初中物理实验教学活动中，有关教学工作的开展以教师授课、教材讲解为核心，学生所能掌握的物理知识较为稀少.在单一的物理学习环境下，学生的物理学习经验无法积累起来，物理教学活动只能在看课本、背概念、解问题的“老三样”上不断徘徊.要引导学生在物理教学活动中挖掘自身的创新能力，必须强调“新元素”在物理教学活动中的应用，设计新方法，开发新的物理知识，以此来帮助学生掌握物理概念.

在苏科版九年级上册物理教材《电路连接的基本方式》的教学中，教师需要借助物理实验来帮助学生掌握串联、并联两大概念.在教学环节，学生对于物理知识的掌握以实验内容为基准，教师需要不断调整实验计划，以此来展示物理知识.这种以实操为核心的教学方法整体效率偏低，会消耗较多的授课时间.教师可引导学生结合新方法落实物理实验教学活动：在物理教学环节导入NOBOOK平台，借助平台引导学生开展实验.在实验教学环节，学生配合物理实验平台独立探究相关实验.在连接导线、闭合开关之后，虚拟平台会给出不同的实验现象：小灯泡同时亮起、同时熄灭；小灯泡独立亮起，独立熄灭.在排除小灯泡故障、电路连接错误等外在因素的干扰之后，学生根据实验现象主动推导实验原因：小灯泡的明暗状态不同，可能是因为小灯泡电路的连接方式不同，并结合教材内容，对小电路的不同连接方式进行归纳.受限于教学资源的限制，学生所能利用的教学材料十分有限，在多重限制之下，其很难主动对物理实验进行探究，创新能力得不到发展.借助虚拟技术为学生创造实验的新环境，消除学生的顾忌，则能够更好地调动学生的创新热情.

4 总结新经验：启智教学

在引导学生创新的过程中，教师不能一味地强调借助实验引导学生创新，更要对物理知识、教学经验加以利用，结合既往的教学活动进一步开发学生的物理学习兴趣，以此来为学生的创新选择新方向.在教学环节，经验的合理利用将帮助学生发现新的物理学习问题，从而调动学生的物理思维，使其发现新知识、获得新成果.

在苏科版九年级上册物理教材《变阻器》的教学为例，教师可结合物理实验向学生展示新的物理知识.在以往的物理学习活动中，学生认为，变阻器的阻值都是固定的，由此，将这种死板的学习经验带入到课堂当中.教师可结合实验为学生提供思考新知识的机会：准备变阻器和小灯泡、安全电源、导线等材料，开展物理实验.在实验中，对小灯泡的亮度进行观察，观察发现小灯泡的亮度伴随着电阻器阻值的变化不断变化，证明变阻器确实有改变电阻的功能.教师结合“变阻器”这一概念引导学生设计创新实验，思考变阻器在日常生活中的应用.结合既有的学习经验，学生借助变压器、变阻器、小灯泡等材料开展实验，模拟“电压不稳地区”的日常供电，思考变阻器在不同环境下的作用.在以往的学习经验中积累学习成果，努力实现“温故知新”，能够进一步开发学生的物理学习能力.

5 创造新方法：因材施教

当下是素质教育的阶段，教师在开展教学工作时应当根据学生的思想观念进行知识的讲解.在物理课堂中大部分的知识内容过于抽象，教师如果单一地结合教材内容进行物理知识的介绍，学生很容易在听讲的过程中被外界的环境所吸引，导致物理知识的学习不够连贯，从而不利于学生个人能力的发展.为了提升我国的教学水平，教育部门开始进行新课程改革，在其中要求教师结合学生的学习特点进行教学工作的创新，重视学生创新能力的培养.但是学生的个人能力水平不同，因此教师在组织开展物理课堂的教学时，应当根据学生的具体情况进行教学方案的制定，因材施教地开展相关的教学工作.在组织学生进行物理实验时，应适当给学生降低难度，利用分层教学的手段帮助每一位学生制定相应的学习计划，学生在课堂中得到自我发展的机会，在后期就可以结合课堂上的知识内容展开思考和分析，充分发挥个人的想象力，循序渐进地提升个人的物理技能.

教师在进行苏科版初中八年级物理上册《物质的三态 温度的测量》一课的教学时，教师可以结合教学主题为学生出示图片，让他们观察水、云、雨、雾、露、霜等不同气候的图片，教师可以结合图片的内容展开提问，然后利用问题引起学生的好奇心，让他们集中精力进行知识内容的学习.为了帮助学生形象地理解物质三态的具体变化，教师可以提前准备实验材料，比如说“酒精灯、烧杯、冰块、碘颗粒，温度计、热水，冷水”等物品，教师可以结合教材中的知识进行物理实验的操作，例如教师可以将冰块放入玻璃杯中，然后利用酒精灯燃烧玻璃杯，学生在其中会发现冰块开始融化，冰块变成液体开始沸腾，冒出水蒸汽，教师可以让学生结合教材中的图片进行理解.比如说“液态的铁水、固态二氧化碳、固态碘变为碘蒸汽”，教师结合这些内容为学生展示物理实验，可以增加学生的理解，让他们充分掌握本节课的知识内容.教师还应该根据学生的个人能力水平，让他们自主进行实验的操作，学习能力较低的学生，教师可以让其两人一组展开操作.在实验中，教师可以让学生定期利用温度计进行测量，这样不仅能够让学生了解不同状态的物质，还可以增加学生对温度计知识的理解.

总之，在物理教学活动中培养学生的创新能力，教师应该对学生的物理思维进行训练，配合物理教学实验，帮助学生发现问题，解决问题.创新实际上是一个借助新方法解决物理问题的过程，引导学生创新，必须将物理方法的应用落实到实处，借助新方法讲教学，进一步开发学生的创新能.