吳萍

摘 要：科學(xué)創(chuàng)造力是衡量一個國家競爭力的重要標準。近些年來，我國深入落實創(chuàng)新型國家建設(shè)戰(zhàn)略，要求學(xué)校在教育教學(xué)的過程中積極培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力。物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的關(guān)鍵載體，同時新課標明確指出物理教師既要鍛煉學(xué)生的知識能力，又要培養(yǎng)學(xué)生的探究能力與科學(xué)創(chuàng)造意識。因此，作為初中物理教師，我們要積極變革實驗教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生深入思考、探究和實踐，主動創(chuàng)新實驗思路、材料和方法，在幫助學(xué)生掌握實驗原理等知識的基礎(chǔ)上培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力。

關(guān)鍵詞：初中物理；實驗教學(xué)；科學(xué)創(chuàng)造力

中圖分類號：G6３? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2023）25-0081-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.25.027

實驗是物理學(xué)科教學(xué)的重要形式，教師帶領(lǐng)學(xué)生開展物理實驗活動，既可以幫助學(xué)生對物理原理、概念等學(xué)科知識深入理解，又能夠鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實踐能力以及創(chuàng)造思維能力?，F(xiàn)階段，部分物理教師沿用傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，沒有積極訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，不利于提升實驗教學(xué)效果。針對這種情況，初中物理教師需明確科學(xué)創(chuàng)造力的培養(yǎng)意義，探索優(yōu)化實驗教學(xué)的思路和方法，引導(dǎo)學(xué)生在深度參與的基礎(chǔ)上主動質(zhì)疑和大膽創(chuàng)造，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力，更好地達成實驗教學(xué)目標。

一、初中物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的原則

（一）趣味性

如果學(xué)生缺乏良好的探究興趣，不能夠深度參與實驗活動，將難以培養(yǎng)學(xué)生的知識能力及科學(xué)創(chuàng)造力。因此，教師要依據(jù)實驗?zāi)繕撕椭黝}，引入新穎的形式和方法，增強實驗教學(xué)的趣味性，調(diào)動學(xué)生的探索欲望，讓學(xué)生積極主動地開展實驗觀察、自主操作等活動，幫助學(xué)生自我建構(gòu)物理知識，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力。

（二）探索性

過去一些物理教師主要采用“演示實驗”“說實驗”等教學(xué)形式，學(xué)生參與實踐的機會較少，不但嚴重影響到物理實驗教學(xué)效果，也阻礙到學(xué)生自主探究能力及科學(xué)創(chuàng)造力的發(fā)展。針對這種情況，教師要深入貫徹探索性原則，引導(dǎo)學(xué)生自主嘗試、探索和實踐，對深層次的物理規(guī)律進行發(fā)掘。在實驗教學(xué)的過程中，教師需堅持“做中學(xué)”理念，有機結(jié)合知識講解與實踐探究，鼓勵學(xué)生對事物發(fā)展起因、內(nèi)部聯(lián)系等深入思考，逐步建立完整的認知結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造意識及能力。

（三）實踐性

只有讓學(xué)生動手實踐，才能夠幫助學(xué)生真正掌握知識，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰翱茖W(xué)創(chuàng)造力。因此，教師要設(shè)計一些關(guān)聯(lián)實際的實驗主題，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識深入探索和實踐，利用動手操作與實驗探究驗證個人猜想，進一步認識物理對象，解決生活實際問題。教師要改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，向?qū)W生提供充足的實踐機會，鼓勵學(xué)生在實踐的過程中學(xué)習物理知識與科學(xué)方法，逐步形成科學(xué)創(chuàng)造思維與能力。

（四）批判性

現(xiàn)階段，很多教師讓學(xué)生機械記憶物理知識，按照既定的實驗方案開展實踐操作活動，沒有引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑問難，導(dǎo)致學(xué)生的思維發(fā)展受到限制，不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力。面對這種情況，教師要積極培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，鼓勵學(xué)生勇于質(zhì)疑教師觀點及教材內(nèi)容，利用實驗驗證自己提出的意見，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成質(zhì)疑、分析、探索的良好習慣。

二、初中物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的策略

（一）充分利用課堂演示實驗

在初中物理實驗教學(xué)中，演示實驗最為常見。演示實驗指的是教師采用實驗演示的方式向?qū)W生完整地展示教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生通過觀看實驗操作過程及實驗現(xiàn)象，獲取相應(yīng)的感性認識。和口頭講解方式相比，演示實驗的吸引力較強，能夠有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性。但傳統(tǒng)演示實驗無法體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，使得學(xué)生只能被動觀察和接受知識，缺乏思考與探究機會。因此，教師要依據(jù)新課標改革要求優(yōu)化教學(xué)模式，充分發(fā)揮指導(dǎo)、協(xié)助等職能，鼓勵學(xué)生自主解決實驗難題。在這一過程中，學(xué)生既可以高效掌握實驗中蘊含的科學(xué)知識與方法，又可以培養(yǎng)自己的動手操作能力及科學(xué)創(chuàng)造力。

1.聯(lián)系現(xiàn)實生活，創(chuàng)設(shè)問題情境。物理知識緊密聯(lián)系著人們的日常生活，我們能夠利用物理知識解答生活中有趣的現(xiàn)象。在課堂教學(xué)中引入生活現(xiàn)象并提出探究性問題，可讓學(xué)生產(chǎn)生探索問題真相的積極性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造意識能力。因此，作為初中物理教師，我們要深度分析教學(xué)內(nèi)容與生活之間的聯(lián)系，靈活設(shè)計一些具備探究價值的問題，引導(dǎo)學(xué)生深入分析與探究實踐，理解生活現(xiàn)象的本質(zhì)，建構(gòu)科學(xué)知識，促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)及科學(xué)創(chuàng)造力的發(fā)展。例如，在教學(xué)“液體壓強與流速的關(guān)系”知識時，為幫助學(xué)生感知物理知識的魅力，理解知識本質(zhì)，教師可引入演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生深度參與。教師提前準備打氣筒、乒乓球、透明軟管、大礦泉水瓶等實驗材料，引導(dǎo)學(xué)生思考如何能夠在空中懸停乒乓球。一些學(xué)生思考后認為可對其打氣，利用空氣浮起乒乓球。教師引導(dǎo)學(xué)生利用實驗進行驗證，發(fā)現(xiàn)難以實現(xiàn)預(yù)期目標。之后，教師指導(dǎo)學(xué)生利用透明軟管、大礦泉水瓶等材料設(shè)計實驗活動，依托大氣壓在水柱上懸浮乒乓球。讓學(xué)生經(jīng)歷猜想、驗證、反思、修正等過程能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及科學(xué)創(chuàng)造意識。

2.自制實驗教具，培養(yǎng)創(chuàng)造意識。教具在演示實驗中發(fā)揮著十分重要的作用，如小燈泡、電壓表、電能表等。現(xiàn)階段，教師往往采用特定的教具，沒有帶領(lǐng)學(xué)生自主制作教具，束縛了學(xué)生想象力及創(chuàng)造力的發(fā)展。針對這種情況，教師要積極組織教具制作活動，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實驗需求自主制作教學(xué)用具。在制作的過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生堅持就地取材的原則，善于發(fā)掘和使用生活實物，盡量簡化制作過程，讓學(xué)生敢于創(chuàng)造和勇于創(chuàng)造，充分體驗物理魅力及創(chuàng)造樂趣。通過組織教具自制活動，我們能夠激發(fā)學(xué)生的想象、創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的生活觀察習慣及科學(xué)創(chuàng)造能力。

3.學(xué)生深度參與，培養(yǎng)創(chuàng)造思維。過去教師負責操作演示實驗，利用實驗對物理概念、物理規(guī)律等進行講述，導(dǎo)致學(xué)生處于被動觀察的狀態(tài)，只需觀察記錄實驗現(xiàn)象和結(jié)果。在這一過程中，學(xué)生雖然能夠建構(gòu)相關(guān)物理知識，但無法讓學(xué)生深度思考和動手探究，阻礙了學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。針對這種情況，教師要讓學(xué)生參與進來，動手操作演示實驗，以便學(xué)生深入理解實驗蘊含的科學(xué)知識，鍛煉學(xué)生的動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識與創(chuàng)新思維。

（二）充分引導(dǎo)學(xué)生實驗

在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生能夠自主設(shè)計實驗方案，觀察記錄實驗現(xiàn)象，整理歸納實驗數(shù)據(jù)，獲得相應(yīng)實驗結(jié)論。組織實驗活動，能夠讓學(xué)生對物理規(guī)律的建立過程進行體驗，有效培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力?，F(xiàn)階段，部分教師往往采用驗證性實驗，只是讓學(xué)生利用固定的實驗儀器、實驗步驟等動手操作，導(dǎo)致學(xué)生缺乏探究創(chuàng)新的機會。針對這種情況，教師要積極創(chuàng)新實驗內(nèi)容和實驗方法，體現(xiàn)學(xué)生的實驗主體地位。

1.引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想。巴爾扎克認為，問號是打開一切科學(xué)的鑰匙。只有讓學(xué)生經(jīng)歷提出問題、思考、猜想、驗證等過程，才能夠幫助學(xué)生真正掌握知識，鍛煉學(xué)生的思維能力及科學(xué)創(chuàng)造力。目前，很多學(xué)生采取死記硬背的方式進行學(xué)習，沒有深入了解知識建立過程，不能夠質(zhì)疑實驗結(jié)論，阻礙了學(xué)生思維能力的發(fā)展。因此，教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容適時地提出問題，調(diào)動學(xué)生的求知欲望，鼓勵學(xué)生深度思考問題，利用實驗分析、證明自己的猜想。在這一過程中，教師僅僅發(fā)揮輔助作用，不要向?qū)W生直接講解實驗步驟，而是讓學(xué)生自主思考和設(shè)計實驗方案，結(jié)合實驗過程中出現(xiàn)的問題優(yōu)化和完善實驗流程，以便培養(yǎng)學(xué)生的思維能力及科學(xué)探究意識。例如，在教學(xué)“電阻”知識時，教師可引導(dǎo)學(xué)生猜想哪些因素會影響電阻的大小，如何通過實驗對導(dǎo)體電阻的大小進行比較。學(xué)生經(jīng)過思考后提出了不同的想法和觀點，如一些學(xué)生認為在串聯(lián)電路中連入鐵絲和鉛筆芯，通過識讀電流表的示數(shù)大小，即可判斷導(dǎo)體材料是否會對電阻大小產(chǎn)生影響；部分學(xué)生認為在電路中連入鐵絲，對電流值進行記錄，再串聯(lián)介入兩根鐵絲，識讀電流表的示數(shù)大小，即可判斷電阻大小受導(dǎo)體長度的影響情況。教師要及時肯定學(xué)生的猜想和假設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的猜想設(shè)計實驗，利用實驗進行驗證。

2.利用探索實驗替代部分驗證實驗。傳統(tǒng)驗證性實驗具有固定的實驗步驟，學(xué)生遵循既定的流程方法對規(guī)律的正確性進行驗證，難以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，不利于鍛煉和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力。面對這種情況，教師要積極應(yīng)用探索實驗形式，引導(dǎo)學(xué)生大膽提出自己的猜想，再設(shè)計實驗對猜想進行驗證，獲得相應(yīng)的知識與規(guī)律。和驗證實驗相比，探索實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生親身經(jīng)歷探索過程，幫助學(xué)生高效地掌握科學(xué)方法，促進學(xué)生實驗技能與科學(xué)創(chuàng)造力的提升。

3.鼓勵學(xué)生改進和設(shè)計實驗。初中生的學(xué)習能力較強，通過參與大量的實驗，將會掌握改進與設(shè)計實驗的技能方法。因此，教師可向?qū)W生提供自由發(fā)揮的空間，引導(dǎo)學(xué)生對實驗方案進行自主設(shè)計或改進。此過程既可以提升學(xué)生的實驗技能，又能夠培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考、發(fā)散思維等能力，有助于促進學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的發(fā)展。例如，在教學(xué)“測量物質(zhì)的密度”知識時，由于學(xué)生已經(jīng)利用實驗測量過鹽水密度，積累了相應(yīng)的經(jīng)驗，因此教師可引導(dǎo)學(xué)生打破教材的限制，結(jié)合鹽水密度的測量方法設(shè)計物質(zhì)密度測量實驗。

（三）充分利用課外實驗作業(yè)

課外實驗指的是教師引導(dǎo)學(xué)生利用課堂知識開展探索性、創(chuàng)造性的實驗活動，在鞏固所學(xué)知識的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。物理學(xué)科緊密聯(lián)系著現(xiàn)實生活，教師鼓勵學(xué)生利用實驗詮釋常見的生活現(xiàn)象，解決生活問題，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造意識及能力。隨著雙減政策的推行，教師要積極創(chuàng)新作業(yè)形式及內(nèi)容，以便增強學(xué)生的探究欲望，提升學(xué)生的學(xué)習效果。課外實驗的趣味性、自主性較強，與雙減政策的要求相符合，因此教師要結(jié)合課程目標、教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生布置課外實驗類作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間組織實驗活動，同步培養(yǎng)學(xué)生知識運用、發(fā)現(xiàn)探索以及科學(xué)創(chuàng)造意識。

1.重視物理小實驗。實驗在物理教材中的占比較大，但受時間、條件等因素的影響，教師難以在課堂中全部展示課本中的實驗。自制土電話、帕斯卡裂桶實驗等小實驗雖然十分簡單，但具備較強的代表性，且學(xué)生往往對這些小實驗充滿探索熱情。因此，教師可以課外作業(yè)的形式讓學(xué)生在家完成小實驗，這樣學(xué)生不但能夠親身體驗實驗過程，深入理解和運用物理知識，還能夠鍛煉探究能力與科學(xué)創(chuàng)造能力。在布置課外實驗作業(yè)時，教師要緊密關(guān)聯(lián)課堂教學(xué)內(nèi)容，鼓勵學(xué)生對實驗儀器、實驗方案等自主制作和設(shè)計，促使學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造動機得到激發(fā)，動手操作、科學(xué)創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)。例如，在教學(xué)“密度與社會生活”知識時，教師可引導(dǎo)學(xué)生自主制作紙風車，利用細線在酒精燈的上方懸掛紙風車，當酒精燈點燃后，紙風車即可持續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。又如，在教學(xué)“彈簧測力計”知識時，教師先引導(dǎo)學(xué)生深入掌握彈簧測力計的運行原理，之后采用生活中常見實物自主制作測力計，測量小物品的重力。這些課外小實驗與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系，能夠有效銜接課內(nèi)外，讓學(xué)生認識到物理知識的實用性，增強學(xué)生的物理學(xué)習動機。同時，學(xué)生在探索實踐的過程中，也能夠逐漸形成科學(xué)創(chuàng)造意識。

2.開展小課題研究。課題實驗的開放性、綜合性較強。教師引導(dǎo)學(xué)生利用課內(nèi)實驗習得的科學(xué)方法、科學(xué)手段等探究課外問題，自主開展信息收集篩選、動手實驗等活動，可有效提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，教師要積極設(shè)計科學(xué)小發(fā)明、拓展學(xué)習等課題研究任務(wù)，鼓勵學(xué)生發(fā)揮自身的思考精神與創(chuàng)新品質(zhì)，依據(jù)學(xué)科理論、實驗方法等自主設(shè)計實驗過程，促使學(xué)生的邏輯思維能力、科學(xué)創(chuàng)造能力得到培養(yǎng)。需注意的是，學(xué)生在課題研究活動中難免會遇到類型多樣的問題，這時教師一方面要引導(dǎo)學(xué)生相互學(xué)習和幫助，通過討論交流、實踐探究進行解決，另一方面要發(fā)揮自身的指導(dǎo)職能，給予學(xué)生必要的啟發(fā)和引導(dǎo)，協(xié)助學(xué)生順利解決難題，完成課題研究任務(wù)。

三、結(jié)語

綜上所述，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力是新課改提出的重要要求，關(guān)系到學(xué)生的健康成長與全面發(fā)展。作為初中物理教師，我們要充分認識物理實驗對學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的促進作用，全面優(yōu)化演示實驗、學(xué)生實驗以及課外實驗的教學(xué)思路和方法策略，引導(dǎo)學(xué)生深度參與和思考探究，經(jīng)歷實驗提問、猜想、驗證等科學(xué)探究過程，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，高效培養(yǎng)學(xué)生的知識能力、實驗?zāi)芰σ约翱茖W(xué)創(chuàng)造力。

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［責任編輯 萬淑蕊］