初中物理實驗教學中培養學生創新能力的途徑探析

圣建峰

(江蘇省南通市通州區四安中學 226352)

物理實驗將物理現象與物理知識以直觀的方式傳遞給學生，在幫助學生了解物理現象的同時，構建學生的科學觀.但從當前的初中物理教學活動來看，有關教學工作缺乏創新，實驗內容單一，教學任務模糊，學生無法接觸到新知識，物理創新能力的發展比較受限.結合實驗教學活動培養學生的創新能力，引導其發現新知識、應用新方法，才能進一步開發物理課程的教育價值.

1 創造新實驗：無中生有

創新實際上就是一個“無中生有”的過程.在初中物理教學活動中，學生結合所學知識與學習經驗對物理知識進行整理，然后得出新的學習結論，這便是創新的一種常規表現.作為學生的引導者，要在物理實驗教學中培養學生的創新能力，教師的創新指導也應該從實驗教學活動入手，引導學生創造新實驗，給出新思路.

在物理實驗教學活動中，可結合物理教學的有關要求向學生布置“設計新實驗”的教學任務，依靠明確的教學目標要求學生對物理知識進行應用、總結，將新元素帶入到物理課堂當中.以蘇科版八年級上冊物理教材《聲音的特征》的教學為例，在物理教學活動中，教師通過音叉向學生展出相關物理實驗：敲擊音叉，音叉發出顫音，學生聽到音叉的悠揚聲音，此時教師給出結論：聲音是通過振動產生的.但部分學生認為，聲音的產生可能與音叉內部的相互碰撞有關，從而否定實驗結論.教師可要求學生創造新實驗，在培養學生的創新思維的同時，借助新的實驗計劃幫助學生掌握物理知識.在這一過程中，學生對相關結論進行推導，并確定實驗方案：首先，要證明物體發出聲音與物體的振動無關.其次，要證明物體在沒有發生振動的情況下也會發聲.學生結合木板、玻璃等材料進行實驗.在實驗的過程中，敲擊木板海綿發出聲音，帶有輕微的振動現象；敲擊玻璃，玻璃碎裂發出聲音.學生認為，物體的發聲與物體內部分子的運動、碰撞有關，與振動并無關系.學生對物理現象做出了進一步的剖析，得出了錯誤的結論.教師可結合信息技術向學生展示微觀圖，幫助學生掌握物理知識：用鐵錘敲擊玻璃，玻璃中的分子發生振動，原本的排列被破壞，玻璃破碎發出聲音.創新并不意味著盲從，在物理實驗教學活動中，教師應該為學生提供分析物理知識的機會，重新掌握物理定義，提出新的實驗假設，幫助學生形成敢于質疑、敢于否定的良好意識，為未來的物理教學打下基礎.

2 改進舊實驗：承前啟后

創新并不完全意味著“無中生有”，能夠結合既有的材料開發新的物理知識，為學生創造全新的物理學習環境，也能夠進一步開發并培養學生的創新能力..對于初中生來說，其所掌握的物理知識比較單調，物理學習能力較差，所掌握的物理技能與學習方法依賴于教師的引導，缺乏主動創新的意識.但在物理實驗教學活動中，部分實驗并不能滿足學生的認知需求，對于實驗教學活動的高要求，將會使學生產生新的創新欲望.

教師可對學生的這種“創新欲望”加以利用，在引導學生創新的過程中整理物理實驗，要求學生為既有的實驗方案加入新元素，培養學生的創新素質.以蘇科版八年級下冊物理教材《靜電現象》的教學為例，在教學活動中，教師依靠毛皮和橡膠棒互相摩擦產生靜電，在觀察實驗之后，學生對靜電的產生原因進行探究：部分學生認為，靜電是在干燥、高溫的環境下產生的，因為用來實驗的毛皮、橡膠棒都處于干燥狀態；部分學生則認為，靜電是由物體摩擦之后產生的，因為毛皮和橡膠棒互相摩擦之后才產生了靜電.兩組學生各執一詞，大家爭執不下.教師可為學生準備實驗材料，要求其對原有的實驗進行改進：準備毛皮、水和橡膠棒，實施不同的實驗方案，依靠濕毛皮、干毛皮、摩擦與不摩擦進行實驗設計，從而得出靜電與摩擦有關、靜電與物體表面是否干燥有關的結論.從科學原理上來看，學生得出的結論都是錯誤的，靜電產生的原因與正負電子的偏移有關，電子偏移越明顯靜電越強.其中，干燥環境、摩擦增大了物體做功的總量，導致靜電現象的總體程度發生了變化.在創新的過程中，生雖然僅挖掘出了存留于表面的物理知識，但其所表現出來的探究欲望與創新熱情是值得肯定的，結合舊實驗教學，能夠為學生創新思維的發展提供新環境.

3 設計新方法：學無止境

在初中物理實驗教學活動中，有關教學工作的開展以教師授課、教材講解為核心，學生所能掌握的物理知識較為稀少.在單一的物理學習環境下，學生的物理學習經驗無法積累起來，物理教學活動只能在看課本、背概念、解問題的“老三樣”上不斷徘徊.要引導學生在物理教學活動中挖掘自身的創新能力，必須強調“新元素”在物理教學活動中的應用，設計新方法，開發新的物理知識，以此來幫助學生掌握物理概念.

在蘇科版九年級上冊物理教材《電路連接的基本方式》的教學中，教師需要借助物理實驗來幫助學生掌握串聯、并聯兩大概念.在教學環節，學生對于物理知識的掌握以實驗內容為基準，教師需要不斷調整實驗計劃，以此來展示物理知識.這種以實操為核心的教學方法整體效率偏低，會消耗較多的授課時間.教師可引導學生結合新方法落實物理實驗教學活動：在物理教學環節導入NOBOOK平臺，借助平臺引導學生開展實驗.在實驗教學環節，學生配合物理實驗平臺獨立探究相關實驗.在連接導線、閉合開關之后，虛擬平臺會給出不同的實驗現象：小燈泡同時亮起、同時熄滅；小燈泡獨立亮起，獨立熄滅.在排除小燈泡故障、電路連接錯誤等外在因素的干擾之后，學生根據實驗現象主動推導實驗原因：小燈泡的明暗狀態不同，可能是因為小燈泡電路的連接方式不同，并結合教材內容，對小電路的不同連接方式進行歸納.受限于教學資源的限制，學生所能利用的教學材料十分有限，在多重限制之下，其很難主動對物理實驗進行探究，創新能力得不到發展.借助虛擬技術為學生創造實驗的新環境，消除學生的顧忌，則能夠更好地調動學生的創新熱情.

4 總結新經驗：啟智教學

在引導學生創新的過程中，教師不能一味地強調借助實驗引導學生創新，更要對物理知識、教學經驗加以利用，結合既往的教學活動進一步開發學生的物理學習興趣，以此來為學生的創新選擇新方向.在教學環節，經驗的合理利用將幫助學生發現新的物理學習問題，從而調動學生的物理思維，使其發現新知識、獲得新成果.

在蘇科版九年級上冊物理教材《變阻器》的教學為例，教師可結合物理實驗向學生展示新的物理知識.在以往的物理學習活動中，學生認為，變阻器的阻值都是固定的，由此，將這種死板的學習經驗帶入到課堂當中.教師可結合實驗為學生提供思考新知識的機會：準備變阻器和小燈泡、安全電源、導線等材料，開展物理實驗.在實驗中，對小燈泡的亮度進行觀察，觀察發現小燈泡的亮度伴隨著電阻器阻值的變化不斷變化，證明變阻器確實有改變電阻的功能.教師結合“變阻器”這一概念引導學生設計創新實驗，思考變阻器在日常生活中的應用.結合既有的學習經驗，學生借助變壓器、變阻器、小燈泡等材料開展實驗，模擬“電壓不穩地區”的日常供電，思考變阻器在不同環境下的作用.在以往的學習經驗中積累學習成果，努力實現“溫故知新”，能夠進一步開發學生的物理學習能力.

5 創造新方法：因材施教

當下是素質教育的階段，教師在開展教學工作時應當根據學生的思想觀念進行知識的講解.在物理課堂中大部分的知識內容過于抽象，教師如果單一地結合教材內容進行物理知識的介紹，學生很容易在聽講的過程中被外界的環境所吸引，導致物理知識的學習不夠連貫，從而不利于學生個人能力的發展.為了提升我國的教學水平，教育部門開始進行新課程改革，在其中要求教師結合學生的學習特點進行教學工作的創新，重視學生創新能力的培養.但是學生的個人能力水平不同，因此教師在組織開展物理課堂的教學時，應當根據學生的具體情況進行教學方案的制定，因材施教地開展相關的教學工作.在組織學生進行物理實驗時，應適當給學生降低難度，利用分層教學的手段幫助每一位學生制定相應的學習計劃，學生在課堂中得到自我發展的機會，在后期就可以結合課堂上的知識內容展開思考和分析，充分發揮個人的想象力，循序漸進地提升個人的物理技能.

教師在進行蘇科版初中八年級物理上冊《物質的三態 溫度的測量》一課的教學時，教師可以結合教學主題為學生出示圖片，讓他們觀察水、云、雨、霧、露、霜等不同氣候的圖片，教師可以結合圖片的內容展開提問，然后利用問題引起學生的好奇心，讓他們集中精力進行知識內容的學習.為了幫助學生形象地理解物質三態的具體變化，教師可以提前準備實驗材料，比如說“酒精燈、燒杯、冰塊、碘顆粒，溫度計、熱水，冷水”等物品，教師可以結合教材中的知識進行物理實驗的操作，例如教師可以將冰塊放入玻璃杯中，然后利用酒精燈燃燒玻璃杯，學生在其中會發現冰塊開始融化，冰塊變成液體開始沸騰，冒出水蒸汽，教師可以讓學生結合教材中的圖片進行理解.比如說“液態的鐵水、固態二氧化碳、固態碘變為碘蒸汽”，教師結合這些內容為學生展示物理實驗，可以增加學生的理解，讓他們充分掌握本節課的知識內容.教師還應該根據學生的個人能力水平，讓他們自主進行實驗的操作，學習能力較低的學生，教師可以讓其兩人一組展開操作.在實驗中，教師可以讓學生定期利用溫度計進行測量，這樣不僅能夠讓學生了解不同狀態的物質，還可以增加學生對溫度計知識的理解.

總之，在物理教學活動中培養學生的創新能力，教師應該對學生的物理思維進行訓練，配合物理教學實驗，幫助學生發現問題，解決問題.創新實際上是一個借助新方法解決物理問題的過程，引導學生創新，必須將物理方法的應用落實到實處，借助新方法講教學，進一步開發學生的創新能.