用竞赛照亮物理课堂

王乃喜

【摘要】 在以赛促学理念广泛普及的今天，高中物理教师应强化竞赛在促进学生深度学习方面的作用，充分利用实验竞赛的方式引导学生动脑思考、动手操作，帮助学生高效学习及应用所学学科知识，促进创造能力、探究能力的全面发展.本文就基于实验创新大赛的教学价值与策略进行重点探讨.

【关键词】高中物理；实验创新大赛；教学策略

物理是一门重实验的课程，不仅包含着丰富的抽象物理知识，需要学生利用抽象思维进行深度学习，同样涉及动手实践等一些实践性内容[1].实验部分本身就是高中物理知识体系构成的重要组成部分，对学生创新能力、探究能力、动手实操能力等具有较高要求.

1 基于实验创新大赛的高中物理教学价值

实验教学是高中物理教学的重要组成部分，也是关系学生物理核心素养养成，全面促进学生物理学力提升的重要教学内容.在高中物理教学中创新融合实验创新大赛，可以借助物理实验创新方式及路径来提高物理教学质量[2].一方面，基于物理实验创新大赛，主要是要求学生自主改进以及完善现有物理教材中关于实验部分的内容，如对物理实验的基本原理、实验步骤与方法、教学方案、实验器具等进行彻底更新及完善，保证可以更好地满足高中生个性化的实验需求；另一方面，要结合物理核心素养培养目标，结合现阶段物理教学知识点来针对性设计一些物理新型实验，借此来弥补物理教材中的内容不足.

在竞赛方式的支持下，可以使得物理实验创新呈现出绿色化、实用性、简单化与新颖性等一些全新的特征，最终可以借助这种物理实验竞赛活动促使学生主动参与动手实验操作的同时高效理解与掌握所学物理知识点，以及有效锻炼高中生的创新能力、动手实操能力以及其他方面的物理关键能力，助力高中生物理核心素养顺利养成.此外，基于物理实验创新大赛活动的开展，可以对现有物理实验教学资源进行有效挖掘、整合及改进，保证可以充分融合物理核心素养培养方面的相关要求及规定等内容，这样无疑可以丰富现有物理教学内容，全面提高学生的科学素养和物理综合素质[3].

2 基于实验创新大赛的高中物理教学策略

2.1 基于实验内容创新，激发学生创新意识

在以往物理教学中，教学内容枯燥，乏味，无法激发高中生的主动创新意识，创新能力发展受到限制.而实验创新大赛的根本出发点是要培养高中生创新意识，引导学生高效开展创造活动，并在这个过程中促进学生想象力、创造力以及创造性思维等的全面发展.基于创造力及创新意识培养可以很好地调动学生主动学习的积极性，对学生探究素养、创造能力等发展都有积极意义[4].因此，为了更好地激发高中生的创新意识，可以借助良好的教学情境创设来激发学生主动学习物理知识的兴趣，激活他们内在的创新意识来进行课程导入，这时候可以对一些不明显的物理小实验进行合理改进、优化及创新，确保可以更好地激发高中生主动创新的意识.

例如 在指导高中生学习“闭合电路欧姆定律”的探究实验时，为了激活学生的创新意识，可以创新性设计一些物理实验，借助物理小实验的创新设计来激活学生内在的创新意识与精神.可以针对两个电动势各不相同的电源向同一个小灯泡进行供电，教师此时可以询问学生：“你们觉得哪个电动势的电源会使得小灯泡更亮一些呢？”在问题提出后，大多数学生都会片面地认为“电势大的电源可以使灯泡亮度更大”.但是经过亲自动手操作，却发现最终的实验现象和最初的猜想之间恰好相反，这样就可以在学生头脑中留下无法磨灭的疑问，之后可以继续引导学生进行大胆提问，借此来诱发学生内在的创新意识与动机.学生在对相应问题进行深入思考过程中，如果学生遇到学习问题，那么可以针对性设计一些物理小实验来充分展现出对应的物理实验现象，进一步启发学生：“为什么在电动势高的电源上连接小灯泡的时候小灯泡亮度更低呢？”在这样的创新实验设计及启发下，高中生的求知欲可以得到有效激发，学习热情也会被彻底点燃，学习的创新意识也会得到有效强化，最终可以为学生创新能力的发展做好铺垫.

2.2 创新物理实验方案，开发创新想象能力

在物理实验创新大赛的激励下，学生可以主动参与物理实验方案的创新设计及实施过程，这个过程不仅有利于促进学生动手实操能力发展，同样有利于促进学生创新想象能力发展[5].所谓的创新想象能力，主要是基于一定预设任务或者目标在头脑中所形成一系列全新形象的心理過程，是学生一切创新性活动开展中不可或缺的构成要素.创新想象本质上是建立在高中生学习原型启发及构建基础上的，充分调动及运用自身的灵感与积极思维，确保可以更好地引导高中生主动思考和探究，并在这个过程中全面促进学生物理综合素质的提升.比如，伽利略提出的理想实验对力与运动之间具有的初步关系进行了解决，牛顿在苹果落地的场景启发下联想到了万有引力定律等.因此，在平时的物理实验教学期间，可以抓住物理实验大赛的时机来鼓励学生对物理教材中所涉及的各种原型进行深入思考和大胆想象.

例如 在物理教学期间可以结合教材中所涉及的各种物理原型来启发学生创新思维，促使他们在深入思考过程中对物理实验方案进行创新设计，如光线、质点、电场、磁场等这些基本物理模型都可以成为学生创新物理实验方案设计的重要模型，对辅助高中生积极思考和创新探索等都有很大帮助.在指导高中生开展创新想象期间，可以促使他们思维进行跳跃性思考，并在旧有物理基本模型的启发下结合它们的一些具体特征来进行创新想象和深入思考，最终可以构建全新的物理实验模型，极大提高了整体创新思维发展能力.

此外，在整个物理实验创新大赛开展期间，要注意借助大赛活动方式来促使学生积极动手、动脑和动口，保证促进学生创新能力发展.

例如 针对“电流表的内外接”部分物理知识教学，可以针对性为学生提供一些必要的物理实验器材，并促使学生积极思考“电流表内接法与外接法有何种异同之处？二者选择的原则有哪些？”在这样的问题情境启发下，可以促使学生对相应物理实验原理进行深入分析，并且借助不同的电路图对比分析来启发高中生分析相应的物理实验误差，以便可以经过优化分析来最终得到优化之后的物理实验电路图.在这样的思路下，可以促使学生在实验活动的动手操作过程中对阻值比较法、实验试探法、比值法等这些方法形成深刻认知，尤其是在物理实验器材不足的情况下，可以促使高中生积极发挥想象力与创造力来对整个物理实验方案进行优化设计.比如，可以利用已经知道电阻值的电流表对电压表进行替代，或者可以利用已经知道电阻度的电压表对电流表进行替代等学生，这种物理实验方案的创新设计都可以成为开发学生创新想象能力的重要保障.

2.3 基于实验创新大赛，创新物理实验仪器

基于物理实验创新大赛活动开展，要注重对高中生的个性发展进行积极引导，有序促进学生创新性思维能力发展，这是物理实验创新大赛开展的一个核心主线.因为物理核心素养培养下需要对高中生的个性发展进行强化，其间要重点突出创新这一核心特征与主题，有计划地对学生的创新意识进行培养与强化.这个过程中要本着因材施教的原则，引导学生对物理实验活动开展过程中所涉及的物理实验仪器进行大胆创新.

例如 新颖精彩的物理实验本身可以对物理实验仪器进行持续改进与创新设计，这样不仅可以辅助高中生深入理解所学的物理新知识，同样有助于拉近师生之间的距离.比如，在物理实验创新大赛开展过程中可以指导学生对物理实验仪器进行创新，借助多样化物理实验仪器的有效运用来辅助学生高效理解所学物理实验知识，具体的物理实验仪器改善及创新表现如下：其一，改善型，针对那些物理实验教材当中不容易进行操作或者使用效果不佳的物理实验方案进行优化及改进期间，可以借助物理实验器材改进来保证它们更加符合物理实验开展需求；其二，创意型，主要是指导高中生对照物理教材中那些没有出现过的物理实验内容，可以自主结合物理基本实验原理来进行创新构思及设计，保证最终所设计的物理创意实验可以启发高中生的创造性思维，并在这个过程中全面促进学生自身的创造性思维能力发展.比如，针对“弹力大小与伸长量的关系”可以引导学生运用控制变量法，充分利用弹簧等一些物理实验器材来自主设计物理实验方案，保证更好地支持高中生高效学习相关物理知识.

2.4 基于实验创新大赛，优化创新仪器方法

在基于物理实验创新大赛来锻炼及发展高中生的创新能力、探索能力以及其他方面物理关键学科能力期间，为了更好地发挥物理实验创新大赛开展的积极作用，还要注意结合物理实验设计及实施的整个过程来对物理实验仪器进行优化创新，确保可以更好地利用物理实验活动开展的实际需求来全面促进学生物理综合素质发展.一方面，要注意对物理实验开展中的基本条件进行改进及优化.可通过改变物理实验器材，为高中生提供一个全新物理实验路径，保证他们在物理实验基本原理的引导下，创造性地运用各种类型的物理实验器材开展类似物理实验活动.在这种物理实验装置及方案的改进及优化设计下，可以有效促进学生物理实验能力发展.另一方面，要注意对高中生物理实验环境进行改进及优化，保证物理实验的现象可以更加直观、准确、形象地展现出来.

例如 对“向心力与质量、转动半径、线速度”等相关物理定量关系进行探究，物理教材中已经给出了相应的物理演示实验，但是却存在一些问题，实际授课中可以提前启发学生：“这种物理演示实验本身很难对小球是否做匀速圆周运动进行有效保证，并且力的读数容易出现不稳定的情况，无法进行量化分析.”针对这种问题的启发，高中生在进行认真思考的过程中可以充分考虑相应的物理基本规律及原理，之后提出改进物理实验方案的具体做法，如，可以在底座上面增设一台电动机来提供动力以确保物体可以做匀速圆周运动，确保示数保持良好的稳定性，提高了整體观察的实效性.又如，针对“伽利略理想实验”，可以将演示实验在黑板上进行固定演示，这样可以使物理实验现象更加直观地呈现出来，提高了物理实验开展效果的同时，全面促进学生创造能力的全面发展.

3 结语

总之，实验创新大赛是提高高中物理实验教学质量的一个有效路径.在整个物理实验创新大赛开展过程中，可以从培养及启发学生创新意识与精神出发，创新物理实验内容与方案，同时还要注意借助物理实验创新大赛来指导高中生创新物理实验仪器和优化创新仪器方法，从而全面提高物理实验创新大赛开展效果.

参考文献：

[1]李振文，鹿英妮，宁文文.基于项目学习促进高中物理学科核心素养发展——以牛顿第三定律“押加比赛”项目为例[J].物理教师，2020，41（08）：14-15.

[2]金朝娣.浅析STEM理念在高中物理核心素养培养中的应用——以“水火箭制作比赛”教学为例[J].物理教学，2019，41（09）：16-17.

[3]李沐东，徐蓓蓓，谢春君.“学术竞赛思维”在高中物理教学中的应用[J].物理教学，2022，44（01）：6-7.

[4]沈娟.利用生活资源进行高中物理教学实验器材创新应用的研究[J].数理化解题研究，2022（30）：71-73.

[5]王勤.现阶段高中物理教学中创新实验的设计与教学实践研究[J].读与写，2022（31）：187-189.