淺談利用低成本創新實驗培養高中學生的創新思維

馬琳琳

【摘 要】步入現代社會，創新一詞在寥寥數年內就從初入群眾視野到如今成為人才必備要素之一。高中物理理論來自實驗，創新實驗能夠促進學生的自主思考，確保其在課堂之外也能拓展知識、提升自我。

【關鍵詞】高中物理;物理實驗;創新思維

迫于物理實驗所需器材大都比較昂貴，不少高中正在設法采用教師講解或示范的形式代替學生實驗，卻增加了理解難度，也不利于學生創新思維的建立。相較之下，在保證實驗原理不變的基礎上將其設施簡化，不僅為學生保留了親身實踐的樂趣，還使其更加貼近實際。

一、提高學生學習熱情

雖說物理理論是現象抽象化的產物，但最終還是要歸于實際，所以有些道理看似高深莫測，其內在規律在日常中都會有類似的反映。教師教學的根本任務應立足于促進學生觀察、提問和解疑能力的養成，而不是局限于課本中九牛一毛的實驗案例。傳統教學往往從理論出發引導實踐，殊不知實踐出真知才更符合學生的學習規律，這就要求教師率先發揮創造力，改良教材上的實驗流程，先行展示出人意料的實驗結果，再以疑問句代替陳述句的辦法引起學生對其中奧秘的猜想，最后營造充足的空間讓其親自驗證自己的想法，體驗成功的喜悅。

例如在“影響固體壓強的因素”實驗中，教師不必直接用數據顯示壓強的大小，只要借助海綿、沙包等柔軟物體讓學生用手掌分別以不同的力量按壓觀察其凹陷程度便可一目了然，其后再以“猜測一下還有什么能夠影響固體壓強呢？”引發同學的討論，如果學生無法準確回答，“回憶一下撞到桌角和桌子邊緣哪種比較痛呢？”以形象的生活場景提示學生，遠比立體的概念更加平易近人，同時也能喚醒其對生活細節的關注和重視。

“超重與失重”的例子就更多了，先讓學生描述一下坐電梯或飛機上升下降時的感受，借此提出問題：我們為什么會出現身體一輕一重的感覺，甚至更有甚者會感到惡心想吐？一般證實超重和失重現象的存在需要升降機和測力計，事實上使用體重秤就可替代其效用，讓學生站在體重秤上，先站直后迅速下蹲再快速起立，記錄三個階段稱量出的數值，學生便會對其變化的原因充滿疑惑，為了消除心中的不解，就會專心致志地傾聽教師的解答。

二、充分調動感知系統

在實行教育改革之前，學生長期處于應試教育模式下，麻木地全盤接受著教師傳輸的所有知識，幾乎沒有自我辨析的意識。而創新實驗不但節省了學校在此方面的開支，為學生提供了更多實操機會，而且憑借千變萬化的物理現象為味同嚼蠟的課程增添了一抹別樣的色彩。實驗的全程參與讓學生的情緒隨其進展情況跌宕起伏，加之以動態的畫面、優美的聲音等呈現的實驗現象所給予的沉浸式體驗，無疑都能強化其在學生腦海中的印象。

比如“聲音的傳播”中，能夠替代音叉的工具非常多，我們所熟知的各種樂器便是其一，更加簡便的方法是組織玻璃杯奏樂的小游戲。即在數個同樣大小的水杯中倒入不同體積的水，再用筷子敲打發出的聲音音調是迥然相異的。學生借由杯子創作出的音樂足以對聽覺造成刺激，不禁開始推測其發聲原理是什么，相同的水杯又為何會產生高低音的差別，從而主動分析唯一變量——水在其中起到的作用等等，在無形中便掌握了控制變量法的應用。

比如“光的直射、反射、折射”這一章節中，事先準備一個較粗的透明水瓶，注入灰色或暗色氣體并將其封閉嚴實，就形成了可以循環利用的簡易光學演示器。使用激光筆自瓶底垂直向上照射，就能清楚地看到直射的光線，再將其豎直平放在平面鏡上，從側面以不同角度發射光束至鏡面，可以發現多條反射光線，若加入一半渾濁的氫氧化鈣水溶液，依舊從側面讓多束光線以不同弧度穿過水平線，即可察覺到入射角和折射角的大致聯系。由于這些道具隨處可見，教師有足夠的條件多配置幾套，以供學生自由決定發射光線的角度以及數量，使其完全沉迷于奇妙幻彩的光學世界，事后再集合大家的筆記總結其規律。

三、改善學生的動手能力

當代青少年的成長環境過于優越，很少做家務，勞作機會也不多，導致許多學生面對有關電路圖的考題處理得游刃有余，真正動手獨立連接完整線路卻好似難于登天。物理本該是實驗為主，幫助學生正確處理現實問題的科目，不想卻因重書面輕操作的考試制度而逐漸變了味。已知實驗器械是減少成本的關鍵，教師更要鼓勵學生大開腦洞，發掘身邊一切可用物品、廢物利用，增強實驗素材的豐富性。

譬如教師可以針對“通電導線在磁場中受到的力”安排相應的家庭作業，以干電池、銅線及釹磁鐵為原料制作電動機可以有很多種組合方式，這就要求學生廣開思路、大膽嘗試，在趣味手工中獲得滿足感。與此同時，由于電和磁本身無法看到，對于學生的興趣提升具有極佳的作用，通過通電導線在磁場中受到的力形象地使學生看到力是真的存在的，更加激發學生興趣，使他們能夠帶著好奇心進入物理的世界。

總而言之，高中物理教學中創新實驗的開發是培養學生創新思維的良好途徑，但要全面推廣還需彌補設施成本過高的弊端，為此教師和學生應該集思廣益，共同創造簡易道具，積極挖掘物理理論與生活的潛在關系。

參考文獻：

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