在物理實驗教學中培養學生創新能力的路徑

夏梅琳

摘? ?要：物理學是一門兼具“演繹性”和“歸納性”的學科，既具有理論性，又具有實踐性。物理實驗是一種手腦協調應用的“具身認知”活動，能促進學生的深度學習。在初中物理教學中，教師要以“生活”為源頭，發掘物理實驗素材；以“探究”為方式，優化物理實驗過程；以“反思”為手段，改進物理實驗教學。

關鍵詞：初中物理? ?實驗教學? ?創新能力

物理學是一門兼具“演繹性”和“歸納性”的學科，既具有理論性，又具有實踐性。物理實驗是一種手腦協調應用的“具身認知”活動，不僅可以激發學生學習的興趣，還可以引導學生深入探究，促進學生的深度學習。在初中物理教學中，教師不僅要引導學生推演物理知識，更要引導學生展開物理實驗。借助物理實驗教學，引導學生掌握物理概念、探索物理規律、建構物理知識結構，使學生對物理知識形成本質性、關聯性的認知，從而發展創新能力。

一、以“生活”為源頭，發掘物理實驗素材

在物理實驗教學中，很多教師都力圖設計宏觀的實驗，這樣的實驗固然出彩，但卻不具有普適性。好的物理實驗，應該采用簡單的資源、素材，取得較好的實驗結果。生活是知識的源頭，初中物理實驗教學只有貼合學生的已有經驗與生活實際，從生活中發掘物理實驗素材，才能真正走近學生。教師要從學生的生活中發掘實驗素材和資源，并引導學生科學加工、處理實驗素材，進而從實驗中獲取知識。

在物理教學中，筆者發現一些“小制作”“小實驗”備受學生的喜愛，能激發學生的物理實驗興趣，發掘學生的物理實驗創造性。例如，“機械能轉化成內能”這部分內容對學生而言是非常抽象的。在教學中，要將抽象化、內隱性的知識具體化、顯性化，最重要的方式就是開展物理實驗。因此，在教學這部分內容時，筆者首先出示一根鐵絲，讓學生想辦法讓鐵絲的溫度升高。這樣的學習要求是寬泛性的，能催生學生的創造性。學生想出了諸多方式，如“用開水燙”“放在太陽底下曬”“放在火上燒”“用力敲打”“反復彎折”“與地面摩擦”等。在此基礎上，筆者引導學生對上述猜想進行分類：“哪些利用了熱傳遞原理？”由此引導學生進行分類，讓學生深刻認識“機械能向內能轉化”的原理。

以生活為源頭，發掘物理實驗素材，能促進學生物理思維、認知不斷進階。在初中物理教學中，教師要層層遞進，通過問題鏈、問題串等，以任務驅動的方式，引導學生展開高質量的物理實驗活動。通過物理實驗，教師可以引導學生建構物理知識、探索物理規律、認識物理世界。

二、以“探究”為方式，優化物理實驗過程

探究是學生學習物理的一種關鍵方式。在物理實驗教學中，教師要參與學生的探究，引導學生科學展開實踐操作，從而不斷優化物理實驗過程。在物理實驗的過程中，教師要給予學生充分的自主學習時空，讓學生能夠突破時空的限制，積極主動地設計實驗、操作實驗，通過實驗深入認識物理規律與原理。同時，在這個過程中，教師要滲透、融入相關物理實驗方法的教學，如模擬實驗法、對比實驗法、切片實驗法、思維模型實驗法等，讓學生掌握有效的實驗方法。

“學起于思，思源于疑。”在初中物理實驗教學中，教師要讓學生一邊探究一邊思考，引導學生學會質疑、反思和批判。在探究的過程中，學生會積極地研討、爭辯，進而主動提出問題、建立猜想、設計實驗、操作實驗、分析評估等，進行深度研究。

例如，在教學“測量鋁塊浸沒水中所受的浮力”的實驗時，筆者引導學生做了對比實驗。首先是在彈簧測力計的下端懸掛一個鋁塊，讀出示數并記錄，這時候彈簧測力計的示數就是該鋁塊的重力。然后在此基礎上，筆者引導學生將鋁塊完全浸沒在水中，再次讀出并記錄彈簧測力計的示數，并引導學生思考、追問、分析前后示數的變化，以及變化的原因。隨后，筆者引導學生調整實驗步驟，先將鋁塊完全浸沒在水中，讀出并記錄彈簧測力計的示數，然后將鋁塊拿出水面，再次讀出并記錄彈簧測力計的示數。通過這樣的兩次對比實驗，讓學生比較兩次實驗結果的差異，并深度追問：“這種差異合理嗎？為什么會存在這樣的差異？”從而讓學生分析外在因素對實驗過程的影響，讓學生深刻認識到改變實驗步驟、實驗順序等因素對實驗結果產生的影響。最后，讓學生深度思考哪種實驗過程、實驗順序更科學、更合理。這樣的一種實驗教學，有助于培育學生嚴謹認真的態度。

物理實驗不是讓學生做一個機械的“操作工”，盲目地動手做，而是讓學生在思考中操作、在操作中思考。物理實驗應該是一種凝聚著思維的活動，是學生的一種具身性的認知活動。教師不僅要引導學生從物理實驗的思路、策略上進行分析，而且要引導學生從微觀細節進行思考。只有將物理操作過程中的相關細節落實到位，才能真正規范學生的物理實驗，提升學生的物理實驗能力，促進學生物理學科核心素養的可持續性發展。

三、以“反思”為手段，改進物理實驗教學

在初中物理實驗教學中，教師不僅要引導學生操作，還要引導學生思考，更要引導學生反思。“反思”是學生開展物理實驗的“金鑰匙”，在物理教學中，教師要以反思為手段，促進學生物理實驗能力與思維的不斷進階。

例如，在“電路的組成”部分內容的教學過程中，筆者讓學生自己設計實驗、組裝電路、觀察儀表、總結規律。當學生的電路連接出現問題或故障時，筆者就引導學生反思實驗的過程中有沒有操作不當之處。當學生通過自己的反思找出實驗過程中的問題后，筆者讓學生研討、交流、調整實驗的過程。在這個過程中，筆者始終站在學生的立場上，以學生為主體，并充分發揮教師的引導作用，使物理實驗真正成為學生深度學習的載體、媒介，成為學生展開深度的物理探究的有效支撐。

反思是一種“后思”，包括對實驗各個環節的監控、調節和調整。在反思的過程中，教師還要引導學生展開對話、交流、協商，鼓勵學生積極研討、爭辯，讓學生各抒己見，積極互動，捕捉學生的另類猜想。只有這樣，物理實驗教學才能不斷轉型升級，開掘學生的物理創新思維。

綜上所述，物理實驗不僅有助于學生深入理解與掌握相關物理知識，還能調動學生學習物理的積極性，在發展學生實踐操作能力的同時，發展學生的邏輯思維能力與創新能力。在初中物理教學中，教師要將物理實驗教學常態化、常規化、日常化，讓物理實驗從“紙面”走向“地面”，真正落地生根，充分發揮物理實驗在提升學生的物理認知、促進學生的物理學習遷移、應用等多方面的作用。

參考文獻：

[1]畢先紅.初中物理實驗教學方法的創新思路探討[J].中學課程輔導（教師通訊），2018（4）：124.

[2]倪寶山.初中物理實驗教學方法的創新思路探究[J].科普童話（新課堂），2019（13）：26.

[3]馬麗娜. 初中物理實驗教學中創新思維能力的培養[D].天津：天津師范大學，2012.

[4]賀登超.淺談初中物理實驗教學中創新思維能力的培養[J].學周刊，2019（9）：31.

[5]吳曉丹.初中物理實驗教學中創新思維能力的培養策略探究[J].考試周刊，2021（21）：129-130.