初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)

王曉雪

摘要：在人工智能被廣泛應(yīng)用的時(shí)代背景之下，社會(huì)對(duì)人才的要求更高，傾向于考察人才的學(xué)習(xí)能力、社會(huì)能力以及創(chuàng)新能力，因此，教育工作者應(yīng)更加注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)、社會(huì)以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，教師應(yīng)積極利用物理實(shí)驗(yàn)這一價(jià)值，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的落后的教學(xué)觀念，在新時(shí)期加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的重視。

關(guān)鍵詞：初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新思維;培養(yǎng)

引言

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理實(shí)驗(yàn)課程中重要的教學(xué)內(nèi)容，有利于深化學(xué)生理論知識(shí)的理解，有利于提升物理課堂的教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也有利于學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。基于物理實(shí)驗(yàn)所具備的重要意義，大多數(shù)物理教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中都考慮到了實(shí)驗(yàn)課程的開展[1]。然而，當(dāng)前的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在著物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施不全、實(shí)驗(yàn)課堂秩序混亂等問題，教師應(yīng)有意識(shí)地去克服惡劣的外部環(huán)境因素，加強(qiáng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程的重視，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野。本文提出了利用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的途徑，旨在為初中物理教師的教學(xué)方式優(yōu)化提供參考。

一、設(shè)置問題促成實(shí)驗(yàn)

“談話法”是教師提問，學(xué)生回答的教學(xué)方法，其意義在于引發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考，鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維。在物理課堂中，物理教師可以將談話法與實(shí)驗(yàn)法相結(jié)合，在物理實(shí)驗(yàn)之前，首先給學(xué)生設(shè)置幾個(gè)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的問題。問題的設(shè)置一方面能夠引起學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的興趣，促進(jìn)學(xué)生的自主思考。另一方面又能夠推進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)的有序進(jìn)行，學(xué)生在教師的問題引導(dǎo)之下，能夠準(zhǔn)確把握物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)論總結(jié)方向，形成物理實(shí)驗(yàn)的思路和指導(dǎo)具體實(shí)驗(yàn)步奏的開展[2]。學(xué)生在思考問題中提出假設(shè)，在實(shí)驗(yàn)過程中驗(yàn)證假設(shè)，使思維與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，不僅有利于提升物理課堂的教學(xué)效果，該有利于學(xué)生理性邏輯的形成和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

例如，對(duì)于八年級(jí)教材中涉及的科學(xué)探究內(nèi)容“杠桿的平衡原理”的教學(xué)。進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)之前，教師可以先提出一個(gè)問題“杠桿平衡的條件是什么？”，引起學(xué)生對(duì)原理內(nèi)容的思考。然后在物理實(shí)驗(yàn)之前，準(zhǔn)備好杠桿、砝碼以及記錄的表格。表格的具體內(nèi)容涉及動(dòng)力臂長度、阻力臂長度、動(dòng)力數(shù)值、阻力數(shù)值。而具體的實(shí)驗(yàn)步驟為：首先，調(diào)整杠桿兩側(cè)的螺母，時(shí)杠桿在沒有砝碼的情況下，保持平衡。然后在杠桿的左側(cè)掛上一個(gè)砝碼，右側(cè)掛上兩個(gè)砝碼，調(diào)整左側(cè)砝碼的位置使杠桿達(dá)到平衡，記錄第一次平衡下動(dòng)力臂、阻力臂、左右兩側(cè)砝碼的數(shù)值。教師此時(shí)可以提問：改變其中一個(gè)數(shù)值，其他數(shù)值會(huì)變化嗎？具體的變?yōu)槎嗌倌兀繉W(xué)生在這一問題下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)值。教師再次提問：這些數(shù)值的關(guān)系是怎么樣的呢？學(xué)生通過觀察和計(jì)算發(fā)現(xiàn)：動(dòng)力臂與動(dòng)力的積等于阻力臂與阻力的積。從而得到了杠桿的平衡條件公式。教師在此過程中，提出了三個(gè)問題，起到了引出實(shí)驗(yàn)教學(xué)、推動(dòng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程、以及引導(dǎo)學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的作用。學(xué)生在解決問題過程中能夠構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)的邏輯順序，同時(shí)對(duì)原理進(jìn)行發(fā)散性的思考，這有利于學(xué)生促進(jìn)創(chuàng)新能力的習(xí)得。

二、尊重學(xué)生主體地位

傳統(tǒng)的物理理論課堂主要是以教師講授，學(xué)生聽課做筆記的形式開展的。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)往往是處于被動(dòng)的地位，教師始終占據(jù)著主導(dǎo)課堂節(jié)奏的位置。這樣的教學(xué)方式在短期之內(nèi)可能會(huì)呈現(xiàn)出學(xué)生在簡短時(shí)間快速了解物理知識(shí)的良好效果，但是長期實(shí)施可能就會(huì)降低學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，限制學(xué)生的自主思考能力的發(fā)展[3]。物理實(shí)驗(yàn)課程不同于理論課程的突出特點(diǎn)就在于其實(shí)踐性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，能夠自主把握實(shí)驗(yàn)的節(jié)奏，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行主動(dòng)觀察和記錄，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到了發(fā)揮。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師不應(yīng)將理論課程的教學(xué)邏輯代入到實(shí)驗(yàn)課程中來，避免為了省時(shí)省力而直接刪減了學(xué)生進(jìn)行自主操作的實(shí)驗(yàn)課程。教師在物理實(shí)驗(yàn)中，需要尊重學(xué)生的主體地位，注重學(xué)生個(gè)人解決問題能力的培養(yǎng)，才有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中探究和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

例如，九年級(jí)科學(xué)探究中涉及的“物質(zhì)的比熱容”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師首先為學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，比如酒精燈、燒杯、天平、溫度計(jì)、支架等等，然后讓學(xué)生根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)步驟自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。具體步驟為：將初溫同為20℃的水和煤油同時(shí)進(jìn)行加熱，加熱三分鐘，記錄此時(shí)煤油和水的溫度。最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，吸收相同熱量時(shí)，煤油比水升溫快。在完成實(shí)驗(yàn)后，熄滅酒精燈，并且將記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過具體的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生能夠得到關(guān)于比熱容的知識(shí)：在吸收熱量相同的情況下，比熱容大的液體升溫更快。教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中可以來回走動(dòng)，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟是否正確，進(jìn)行一定的糾正和指導(dǎo)。應(yīng)盡量讓每一位學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)之中，而不是給予完成教學(xué)任務(wù)而直接告訴學(xué)生結(jié)論，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行死記硬背。

三、積極利用網(wǎng)絡(luò)資源

初中物理教材中涉及的物理實(shí)驗(yàn)類型多，且需要的器材多種多樣，在學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材配置有限的情況下，教師不可能每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都讓學(xué)生親自操作。因此，基于某些實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性和安全性的考量，教師可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)上的物理實(shí)驗(yàn)視頻比較豐富，但是視頻的質(zhì)量參差不齊，教師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源搜集時(shí)應(yīng)該有意識(shí)地進(jìn)行選擇[4]。教師在選取教學(xué)視頻時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮視頻中實(shí)驗(yàn)步驟的嚴(yán)謹(jǐn)性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必須與教材中涉及的物理原理相符合。并且，教師應(yīng)選擇趣味性比較強(qiáng)的教學(xué)視頻，有趣的教學(xué)視頻往往能夠吸引學(xué)生的觀看興趣。網(wǎng)絡(luò)上的物理實(shí)驗(yàn)視頻以清晰直觀的方式呈現(xiàn)的物理實(shí)驗(yàn)的步驟和方法，使學(xué)生以觀察者的身份參與到實(shí)驗(yàn)過程之中。該教學(xué)方法有效地解決了實(shí)驗(yàn)設(shè)施不足和實(shí)驗(yàn)環(huán)境無法實(shí)驗(yàn)的問題，學(xué)生沒有直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是同樣獲得了實(shí)驗(yàn)的直觀感受，豐富了學(xué)生的知識(shí)，為創(chuàng)新思維的培養(yǎng)奠定了一定的基礎(chǔ)。

例如，九年級(jí)關(guān)于光現(xiàn)象的內(nèi)容：“光的色散”和“物體的顏色”兩節(jié)，光的色散原理具體包括三個(gè)結(jié)論：第一，白光是復(fù)色光，通過棱鏡后分解成各種色光;第二，把各種顏色的色光合在一起，可以得到白光;第三、單色光不能再分解成其他色光。實(shí)驗(yàn)所需要的器材為：白色光屏（或者白墻）、凸面鏡、平面鏡、紅色玻璃、藍(lán)色玻璃。實(shí)驗(yàn)步驟為用平面鏡折射一縷太陽光，經(jīng)過縫隙照在三棱鏡上，然后調(diào)整三棱鏡角度，在白屏上顯示出七色光，得到了結(jié)論一;再在白屏和三棱鏡中間放置凸面鏡，使所有光帶聚在凸面鏡上，白屏上出現(xiàn)了白色光，得到了結(jié)論二;在縫隙和平面鏡之間放置紅色（或藍(lán)色）玻璃，呈現(xiàn)出單色光紅色（或藍(lán)色），得出了結(jié)論三。可見，該實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)環(huán)境都有著比較高的要求，并且實(shí)驗(yàn)過程也比較復(fù)雜，要求教師或者學(xué)生去直接實(shí)施這樣的實(shí)驗(yàn)并不實(shí)際，因此教師可以搜尋網(wǎng)絡(luò)上面的有關(guān)光的色散實(shí)驗(yàn)的教學(xué)視頻提供給學(xué)生觀看，或者利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)驗(yàn)步驟和得到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，兩者都是更為明智的選擇。積極利用網(wǎng)絡(luò)資源的做法，一方面使學(xué)生對(duì)于原理理解更加深刻，另一方面也提高了物理課堂教學(xué)效率。

四、結(jié)束語

綜上所述，創(chuàng)新能力培養(yǎng)是物理實(shí)驗(yàn)課程的重要任務(wù)，物理教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，利用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的自主解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行物理探究的興趣，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的形成。

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