基于新課程下高中物理實驗創(chuàng)新教育存在的問題和策略

劉山潮

摘 要：自新課標(biāo)改革以來，“創(chuàng)新”一直成為學(xué)科教學(xué)發(fā)展的重要指向，旨在通過新穎的教學(xué)方式，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展。物理作為自然科學(xué)中最基本的一門科學(xué)，不僅具有重要的應(yīng)用價值，其思想和研究方法有助于幫助人們養(yǎng)成正確的思維方式。實驗屬于物理學(xué)學(xué)習(xí)中重要的組成部分，它是一切物理概念的確立、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)以及物理理論建立的有效途徑。為此，本文從創(chuàng)新教育出發(fā)，結(jié)合當(dāng)下高中物理教學(xué)中存在的問題，探究具體創(chuàng)新策略。

關(guān)鍵詞：新課改;高中物理;實驗;創(chuàng)新教育;策略

自20世紀(jì)初被提出以后，“創(chuàng)新”一直是社會前進(jìn)的核心，不僅推動著事物的發(fā)展，也導(dǎo)致新事物的產(chǎn)生。創(chuàng)新教育就是通過創(chuàng)造性的教學(xué)活動培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，使其具備創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，能夠科學(xué)掌握和運用知識。物理學(xué)作為科技發(fā)展所需的一門基礎(chǔ)自然學(xué)科，在高中教學(xué)中屬于必修。其中實驗一直占據(jù)物理學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵地位，新課標(biāo)對物理實驗教學(xué)要求，讓學(xué)生勇于實驗，強(qiáng)化實驗教學(xué)方式的多樣化，促進(jìn)學(xué)生在實驗教學(xué)中的自主學(xué)習(xí)，最終實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。但現(xiàn)階段高中物理實驗教學(xué)中，仍然受到各種因素的影響，存在一定問題，影響創(chuàng)新教育的實施以及對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此，探究具體教學(xué)策略尤為必要。

一、物理實驗教學(xué)在創(chuàng)新教育中的地位

物理學(xué)與科學(xué)發(fā)展息息相關(guān)，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價值和思維方式培養(yǎng)功能，實驗是物理學(xué)的一個重要組成部分，主要指根據(jù)物理實驗的目的要求制定實驗方案、步驟，設(shè)計表格，合理選擇儀器，進(jìn)行正確測量、分析和數(shù)據(jù)整理，得出結(jié)論，以此為依據(jù)進(jìn)行新實驗設(shè)計，從而形成科學(xué)研究方法。實驗可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，以生動的形象作用于學(xué)生，更好地滿足學(xué)生好奇心理，形成良好學(xué)習(xí)動力。在實驗中，學(xué)生通過觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，既掌握了事物的發(fā)展規(guī)律，又反映了自身認(rèn)識規(guī)律。實驗可以訓(xùn)練學(xué)生思維能力，以嚴(yán)格的邏輯思維方法作指導(dǎo)，整個過程都要符合邏輯的連續(xù)性，設(shè)計時需要推理邏輯和創(chuàng)造性思維;探究時需要比較、判斷等思維活動，這些都會無形中提高學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新教育屬于高層次的素質(zhì)教育，以培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力為基本價值取向，推動創(chuàng)新型人才輸出。創(chuàng)新型人才必須具備較強(qiáng)的實際操作能力、綜合應(yīng)用能力、科學(xué)研究能力以及獨立分析與問題解決能力，這些都需要實驗教學(xué)的實施，幫助學(xué)生認(rèn)識并理解知識的生產(chǎn)與發(fā)展，掌握相關(guān)技術(shù)，養(yǎng)成科學(xué)精神和創(chuàng)造性思維習(xí)慣。由此可見，物理實驗教學(xué)與創(chuàng)新教育存在很強(qiáng)的聯(lián)系性。

二、新課程下高中物理實驗教學(xué)中存在的問題

（一）物理實驗教學(xué)不被重視

受高考指揮棒的影響，高中學(xué)科教學(xué)中存在很大弊端，像“重理論、輕實踐”、“一言堂”等，物理學(xué)科教學(xué)也不例外，很少有教師能夠圍繞實驗教學(xué)展開詳細(xì)的改革與探究，認(rèn)為會占用過多的時間，影響理論知識的學(xué)習(xí)。而對于實驗教學(xué)更傾向于以方案的形式記憶操作流程中的關(guān)鍵點和注意事項。這一認(rèn)知與新課改要求嚴(yán)重不符。此外，在教學(xué)中很容易忽略學(xué)生學(xué)習(xí)和生活經(jīng)驗之間的交互影響，沒有建立起物理知識與實際生活之間的聯(lián)系，更沒有啟發(fā)學(xué)生充分認(rèn)識物理學(xué)科的哲學(xué)性和藝術(shù)性。

（二）物理教師實驗意識和能力不足

面對創(chuàng)新教育，高中物理教師教學(xué)素養(yǎng)和科技素養(yǎng)都欠佳，不具備良好的物理思維和物理意識啟發(fā)學(xué)生。要想實現(xiàn)物理實驗創(chuàng)新教學(xué)，需要對教材、教學(xué)手段進(jìn)行深入研究，促進(jìn)理論與實踐相結(jié)合，而教師所接受的實驗?zāi)芰ε嘤?xùn)無法滿足創(chuàng)新教學(xué)需求，過于強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實驗中的理性思維發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生抽象思維和形象思維發(fā)展滯后，對物理實驗缺乏感性認(rèn)識，與實驗探究存在心理距離。

（三）學(xué)生能力和心智發(fā)展不夠全面

上文提到，實驗不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，還能夠提升思維能力，促進(jìn)全面發(fā)展。目前高中物理實驗教學(xué)中由于各種因素的影響，學(xué)生創(chuàng)造力、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力、獨立思考能力、觀察能力、分析能力、操作能力、科學(xué)情感、科學(xué)態(tài)度、合作和交流能力等發(fā)展不夠全面。心智發(fā)展上，像責(zé)任心、自主性、專注、耐心、求實、求新等養(yǎng)成比較薄弱。

（四）物理實驗條件不能滿足需求

物理實驗的開展離不開相關(guān)條件的支持，創(chuàng)新教育下的實驗教學(xué)與傳統(tǒng)實驗教學(xué)不同，一方面可以是對實驗條件的簡化，另一方面是對實驗條件的優(yōu)化，簡化的實施需要教師具備一定創(chuàng)新思維和生活經(jīng)驗，而優(yōu)化的實施則需要借助現(xiàn)代化教育技術(shù)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺增強(qiáng)其直觀性。實際教學(xué)中，特色實驗課程的開發(fā)不夠積極，沒有重視多媒體網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，像動畫模擬實驗、物理實驗專題網(wǎng)站、物理實驗教學(xué)互動平臺等的搭建。在自主創(chuàng)新方面，像自制教具和學(xué)具、鼓勵對原實驗的改進(jìn)參與實驗室建設(shè)、開發(fā)各類小實驗等方面開展的活動不夠豐富。

三、新課程下高中物理實驗創(chuàng)新教育的原則

其一，科學(xué)性原則。該原則指實驗設(shè)計要具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性，不能只顧強(qiáng)調(diào)實驗效果，在實驗過程中弄虛作假。其二，創(chuàng)新性原則。該原則是物理實驗創(chuàng)新教育的核心，在注重對學(xué)生實驗操作技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，重點培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和動手能力，促進(jìn)創(chuàng)新實踐能力發(fā)展。其三，探索性原則。該原則指實驗探究前教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個具有探索性的物理教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生好奇心和探究欲望，使其在實驗中樂于發(fā)現(xiàn)問題，并主動運用所學(xué)知識和思維能力解決問題。其四，個性化原則。學(xué)生作為獨立存在個體，彼此之間存在很大的差異性，物理實驗要適應(yīng)每個人的發(fā)展，做到因材施教，促進(jìn)學(xué)生特長，給學(xué)生創(chuàng)造動手實踐的機(jī)會，尊重學(xué)生在創(chuàng)造中體現(xiàn)出的個性差異。其五，民主性原則。該原則主要強(qiáng)調(diào)在物理教學(xué)中，教師要與學(xué)生建立一種平等、和諧的關(guān)系，做學(xué)生實驗探究的合作伙伴，幫助學(xué)生更好的參與到實驗探究中，在自由、愉悅的環(huán)境中最大化的發(fā)展創(chuàng)造性思維。最后還要注重與其它學(xué)科相聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生掌握綜合知識，為創(chuàng)新實踐奠定基礎(chǔ)。

四、新課程下高中物理實驗創(chuàng)新教育的策略

（一）改革教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)是實驗實踐環(huán)節(jié)

我國現(xiàn)階段的高中物理教學(xué)內(nèi)容是廣大教育工作者在長期教學(xué)實踐中探索出的效果，但隨著新課標(biāo)改革的深入實施，教育理念和知識內(nèi)容都發(fā)生了很大變化，物理教學(xué)內(nèi)容也存在著改革與優(yōu)化。高中物理實驗教學(xué)的開發(fā)要有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，有利于師生雙邊活動，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性發(fā)展，充分體現(xiàn)實驗本身所需要的動手、動腦設(shè)計、觀察與思考、分析判斷、數(shù)據(jù)處理以及方法改進(jìn)等。因此，高中物理教學(xué)中必須重視實驗實踐環(huán)節(jié)的實施。同時與理論教學(xué)計劃相統(tǒng)一、協(xié)調(diào)，加強(qiáng)設(shè)計性、綜合性實驗的比例，提出一些探究性方向，讓學(xué)生通過查閱資料、獨立鉆研、合作交流尋找問題解決的方法，強(qiáng)化主動性和創(chuàng)造性。

比如在“電磁學(xué)”相關(guān)實驗教學(xué)改革中，要從實驗規(guī)律出發(fā)，依照改革目標(biāo)，根據(jù)實驗原則以及實驗所采取的儀器設(shè)備等內(nèi)在相關(guān)性，歸類壓縮重組，使新的實驗項目既滿足理論知識所需的“驗證”功能，又變的更具啟發(fā)性和探索性。讓學(xué)生充分感受磁與電之間的關(guān)系。

（二）改革實驗教學(xué)模式，提高學(xué)生實驗?zāi)芰?/p>

教學(xué)模式指在一定教學(xué)思想指導(dǎo)下，圍繞某一主題，形成的系統(tǒng)性教學(xué)流程。傳統(tǒng)高中物理實驗教學(xué)中，局限于理論知識的驗證和實驗儀器的操作，停留在照葫蘆壺瓢的狀態(tài)，學(xué)生的主動性和創(chuàng)新意識根本沒有被激發(fā)出來，達(dá)不到實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力的培養(yǎng)目的。從新課程改革來看，創(chuàng)新教育中的高中物理實驗教學(xué)可以圍繞著“診斷性評價→提出要求→實驗研究→討論講解→設(shè)問答疑→教學(xué)檢查→結(jié)果驗收”的模式展開。

以“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗教學(xué)為例，首先設(shè)計基本調(diào)查問卷，掌握學(xué)生對該實驗相關(guān)量的了解程度和實驗態(tài)度。其次，提出問題“物體運動規(guī)律有很多，該如何探索物體所蘊(yùn)含的規(guī)律呢？”讓學(xué)生結(jié)合課本整理實驗所需儀器，包括打點計時器、低壓交流電源、導(dǎo)線、小車、紙帶、復(fù)寫紙、刻度尺、鉤碼、帶滑輪長木板等，并思考實驗儀器該怎么安裝放置等，針對學(xué)生存在的問題，有側(cè)重性的提出要求。緊接著進(jìn)入實驗探究環(huán)節(jié)，以小組為單位，先討論實驗時應(yīng)該注意什么，比如“先...后...隨后...”等，按自己預(yù)先設(shè)計好的計劃，在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗，積極發(fā)現(xiàn)問題，勤于思考，尋求答案。之后進(jìn)入設(shè)問答疑環(huán)節(jié)，教師要有意識的把一些問題留給學(xué)生自己去解決，比如“怎樣選取紙帶上的點？”、“如何計算出所取點的瞬時速度？”等，但學(xué)生解決不了時，教師再進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)與點撥。最后進(jìn)行教學(xué)檢查和實驗驗收，通過評判學(xué)生在實驗中的具體表現(xiàn)，幫助其養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（三）設(shè)計開放性實驗，增強(qiáng)實驗研究性

傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)只局限于安排學(xué)生完成教材中的實驗，無論內(nèi)容還是形式上都比較單一，無法有效提升學(xué)生動手與動腦能力。因此，開放性實驗的設(shè)計就成為一種有效的教學(xué)補(bǔ)充，最大限度的利用可使用的器材，讓學(xué)生在時間、內(nèi)容和設(shè)計上獲得自由，促進(jìn)其更好的將所學(xué)知識與實際應(yīng)用聯(lián)系起來，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。在此種實驗中，首先鼓勵學(xué)生大膽對即將報損的實驗儀器進(jìn)行拆裝與組合，了解其工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高對實驗的感性認(rèn)知。以“電路的工作原理”為例，有時面對復(fù)雜的實物，學(xué)生甚至分不清二極管、集成電路、線路板，更無法進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。開放性實驗可以讓學(xué)生在操作中更大膽，有利于發(fā)散性思維的發(fā)展。此外，突破教材的局限，允許學(xué)生根據(jù)個人需要自選和組合實驗儀器，增強(qiáng)實驗的研究性，為學(xué)生創(chuàng)造一個能夠發(fā)揮自己特長的教學(xué)環(huán)境，鼓勵學(xué)生個性發(fā)展和勇于探索。

（四）注重計算機(jī)輔助，提高實驗教學(xué)效率

在現(xiàn)代化社會中，計算機(jī)多媒體技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在學(xué)科教學(xué)中顯示著強(qiáng)大的生命力，物理實驗教學(xué)也不例外。教師可以利用計算機(jī)輔助擺脫由于儀器設(shè)備貴重或復(fù)雜不敢調(diào)試的局限，通過新穎的形式和豐富的資源，讓學(xué)生自主設(shè)計與完成實驗探究，促進(jìn)知識、能力、素質(zhì)和創(chuàng)新意識的發(fā)展。比如在示波器使用模擬實驗中，可以通過示波器面板上各旋鈕的功能提示使學(xué)生熟練示波器的使用，并為實際操作做好充分準(zhǔn)備。除此之外，集圖像、文字、特技、動畫、聲音等于一體的電子仿真軟件，能夠動態(tài)的表現(xiàn)實驗內(nèi)容，將普通實驗仿真的惟妙惟肖，增強(qiáng)學(xué)生對實驗現(xiàn)象的感性認(rèn)知，更加深刻的掌握實驗內(nèi)容，提高觀察能力和思維能力。對于數(shù)據(jù)處理而言，利用列表法、作圖法、遂差法、方程回歸法等，進(jìn)行智能化、高速度處理，節(jié)約數(shù)據(jù)處理時間，提高實驗效率。

結(jié)束語：綜上所述，新課程下的高中物理實驗創(chuàng)新教育要以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維為主要目標(biāo)，通過改革教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實驗實踐環(huán)節(jié);改革實驗教學(xué)模式，提高學(xué)生實驗?zāi)芰?設(shè)計開放性實驗，增強(qiáng)實驗研究性;注重計算機(jī)輔助，提高實驗教學(xué)效率，推動物理實驗的可持續(xù)發(fā)展。

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