在物理实验教学中培养学生创新能力的路径

夏梅琳

摘   要：物理学是一门兼具“演绎性”和“归纳性”的学科，既具有理论性，又具有实践性。物理实验是一种手脑协调应用的“具身认知”活动，能促进学生的深度学习。在初中物理教学中，教师要以“生活”为源头，发掘物理实验素材；以“探究”为方式，优化物理实验过程；以“反思”为手段，改进物理实验教学。

关键词：初中物理   实验教学   创新能力

物理学是一门兼具“演绎性”和“归纳性”的学科，既具有理论性，又具有实践性。物理实验是一种手脑协调应用的“具身认知”活动，不仅可以激发学生学习的兴趣，还可以引导学生深入探究，促进学生的深度学习。在初中物理教学中，教师不仅要引导学生推演物理知识，更要引导学生展开物理实验。借助物理实验教学，引导学生掌握物理概念、探索物理规律、建构物理知识结构，使学生对物理知识形成本质性、关联性的认知，从而发展创新能力。

一、以“生活”为源头，发掘物理实验素材

在物理实验教学中，很多教师都力图设计宏观的实验，这样的实验固然出彩，但却不具有普适性。好的物理实验，应该采用简单的资源、素材，取得较好的实验结果。生活是知识的源头，初中物理实验教学只有贴合学生的已有经验与生活实际，从生活中发掘物理实验素材，才能真正走近学生。教师要从学生的生活中发掘实验素材和资源，并引导学生科学加工、处理实验素材，进而从实验中获取知识。

在物理教学中，笔者发现一些“小制作”“小实验”备受学生的喜爱，能激发学生的物理实验兴趣，发掘学生的物理实验创造性。例如，“机械能转化成内能”这部分内容对学生而言是非常抽象的。在教学中，要将抽象化、内隐性的知识具体化、显性化，最重要的方式就是开展物理实验。因此，在教学这部分内容时，笔者首先出示一根铁丝，让学生想办法让铁丝的温度升高。这样的学习要求是宽泛性的，能催生学生的创造性。学生想出了诸多方式，如“用开水烫”“放在太阳底下晒”“放在火上烧”“用力敲打”“反复弯折”“与地面摩擦”等。在此基础上，笔者引导学生对上述猜想进行分类：“哪些利用了热传递原理？”由此引导学生进行分类，让学生深刻认识“机械能向内能转化”的原理。

以生活为源头，发掘物理实验素材，能促进学生物理思维、认知不断进阶。在初中物理教学中，教师要层层递进，通过问题链、问题串等，以任务驱动的方式，引导学生展开高质量的物理实验活动。通过物理实验，教师可以引导学生建构物理知识、探索物理规律、认识物理世界。

二、以“探究”为方式，优化物理实验过程

探究是学生学习物理的一种关键方式。在物理实验教学中，教师要参与学生的探究，引导学生科学展开实践操作，从而不断优化物理实验过程。在物理实验的过程中，教师要给予学生充分的自主学习时空，让学生能够突破时空的限制，积极主动地设计实验、操作实验，通过实验深入认识物理规律与原理。同时，在这个过程中，教师要渗透、融入相关物理实验方法的教学，如模拟实验法、对比实验法、切片实验法、思维模型实验法等，让学生掌握有效的实验方法。

“学起于思，思源于疑。”在初中物理实验教学中，教师要让学生一边探究一边思考，引导学生学会质疑、反思和批判。在探究的过程中，学生会积极地研讨、争辩，进而主动提出问题、建立猜想、设计实验、操作实验、分析评估等，进行深度研究。

例如，在教学“测量铝块浸没水中所受的浮力”的实验时，笔者引导学生做了对比实验。首先是在弹簧测力计的下端悬挂一个铝块，读出示数并记录，这时候弹簧测力计的示数就是该铝块的重力。然后在此基础上，笔者引导学生将铝块完全浸没在水中，再次读出并记录弹簧测力计的示数，并引导学生思考、追问、分析前后示数的变化，以及变化的原因。随后，笔者引导学生调整实验步骤，先将铝块完全浸没在水中，读出并记录弹簧测力计的示数，然后将铝块拿出水面，再次读出并记录弹簧测力计的示数。通过这样的两次对比实验，让学生比较两次实验结果的差异，并深度追问：“这种差异合理吗？为什么会存在这样的差异？”从而让学生分析外在因素对实验过程的影响，让学生深刻认识到改变实验步骤、实验顺序等因素对实验结果产生的影响。最后，让学生深度思考哪种实验过程、实验顺序更科学、更合理。这样的一种实验教学，有助于培育学生严谨认真的态度。

物理实验不是让学生做一个机械的“操作工”，盲目地动手做，而是让学生在思考中操作、在操作中思考。物理实验应该是一种凝聚着思维的活动，是学生的一种具身性的认知活动。教师不仅要引导学生从物理实验的思路、策略上进行分析，而且要引导学生从微观细节进行思考。只有将物理操作过程中的相关细节落实到位，才能真正规范学生的物理实验，提升学生的物理实验能力，促进学生物理学科核心素养的可持续性发展。

三、以“反思”为手段，改进物理实验教学

在初中物理实验教学中，教师不仅要引导学生操作，还要引导学生思考，更要引导学生反思。“反思”是学生开展物理实验的“金钥匙”，在物理教学中，教师要以反思为手段，促进学生物理实验能力与思维的不断进阶。

例如，在“电路的组成”部分内容的教学过程中，笔者让学生自己设计实验、组装电路、观察仪表、总结规律。当学生的电路连接出现问题或故障时，笔者就引导学生反思实验的过程中有没有操作不当之处。当学生通过自己的反思找出实验过程中的问题后，笔者让学生研讨、交流、调整实验的过程。在这个过程中，笔者始终站在学生的立场上，以学生为主体，并充分发挥教师的引导作用，使物理实验真正成为学生深度学习的载体、媒介，成为学生展开深度的物理探究的有效支撑。

反思是一种“后思”，包括对实验各个环节的监控、调节和调整。在反思的过程中，教师还要引导学生展开对话、交流、协商，鼓励学生积极研讨、争辩，让学生各抒己见，积极互动，捕捉学生的另类猜想。只有这样，物理实验教学才能不断转型升级，开掘学生的物理创新思维。

综上所述，物理实验不仅有助于学生深入理解与掌握相关物理知识，还能调动学生学习物理的积极性，在发展学生实践操作能力的同时，发展学生的逻辑思维能力与创新能力。在初中物理教学中，教师要将物理实验教学常态化、常规化、日常化，让物理实验从“纸面”走向“地面”，真正落地生根，充分发挥物理实验在提升学生的物理认知、促进学生的物理学习迁移、应用等多方面的作用。

参考文献：

[1]毕先红.初中物理实验教学方法的创新思路探讨[J].中学课程辅导（教师通讯），2018（4）：124.

[2]倪宝山.初中物理实验教学方法的创新思路探究[J].科普童话（新课堂），2019（13）：26.

[3]马丽娜. 初中物理实驗教学中创新思维能力的培养[D].天津：天津师范大学，2012.

[4]贺登超.浅谈初中物理实验教学中创新思维能力的培养[J].学周刊，2019（9）：31.

[5]吴晓丹.初中物理实验教学中创新思维能力的培养策略探究[J].考试周刊，2021（21）：129-130.