高中物理實驗教學中促進學生創新思維發展的策略研究

摘 要：在素質教育時代背景下，高中物理學科教學不僅要關注學生智力素質和應試能力的培養，更要兼顧學生創新思維等綜合素質的培養，這樣才能更好地培養適合社會發展需要的高素質人才.在物理實驗教學環節，教師擁有很大的教學自主性，可以創設多元化的實驗教學情境，借助多種形式開展實驗教學，進而在充分調動學生實驗參與興趣和熱情的基礎上，助力學生創新思維的培養和發展.文章將結合高中物理實驗教學的實際，就實驗教學中如何促進學生創新思維發展的策略進行重點探討.

關鍵詞：高中物理；實驗教學；創新思維

中圖分類號：G632

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0333（2024）24-0081-03

收稿日期：2024-05-25

作者簡介：郭樹敏（1979.3—），女，福建省福州人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

在高中物理學科教學內容中，實驗教學占據著非常重要的地位，是檢驗學生理論知識學習成果和培養學生綜合素質的重要途徑，也是培養和發展學生學科核心素養的主要手段.但是由于高考升學壓力、授課時間等因素，高中物理實驗教學受到很多限制，實驗教學空間和授課形式滿足不了學生創新思維能力培養和發展的現實需要.對此，高中物理教師不僅需要對實驗教學給予更高的重視，還應當靈活設計隨堂實驗，發揮問題驅動優勢，優化實驗教學過程，開發校本化實驗資源，善用新媒體教育技術，保障物理實驗教學的優質與高效，進而更好地促進學生創新思維的培養和發展.

1 靈活設計隨堂實驗，激發學生實驗參與熱情

在物理實驗教學過程中，要想最大化地調動學生的學科創新思維，就必須將學生的注意力充分吸引到實驗教學環節中來，讓學生實現從被動灌輸向主動學習的積極轉變.對此，物理教師要想方設法增加實驗教學的頻率，其中設計靈活多樣的隨堂實驗是非常有效的手段.通過隨堂實驗的靈活導入和應用，可以讓物理實驗教學突破實驗教學學時等條件的限制，讓物理教學更好地做到理論與實踐的結合，減少學生在物理知識學習過程中可能遇到的思維障礙，激發出對物理學科實驗的學習與參與熱情，助力學生創新思維能力的培養^［1］.例如，在“生活中的圓周運動”的實驗教學中，物理教師對實驗項目的選擇和導入完全可以突破教材的限制，通過靈活設計隨堂實驗，學生可以感受到物理知識就在我們的身邊，充分調動學生的實驗探究情緒，激發學生的創新意識和創新思維方式，進而實現對相關物理知識點的有效把握.如物理教師可以選擇學生常見的旋轉木馬、自行車轉彎等生活現象作為隨堂實驗項目，在課堂上進行演示或仿真實驗，并導入啟發性、探究性問題：你們觀察到的現象是怎樣的，這背后的物理規律是什么？必要時可以讓學生分組進行探究.借助趣味性元素在隨堂實驗中的有效融入，學生的實驗參與熱情和學習注意力會得到有效的激發，對學生創新思維能力的培養也會更加有利.2 發揮問題驅動優勢，激活學生實驗創新思維

正所謂“學起于思，思起于疑，疑解于問”，學生創新思維的培養，更多的是從問題和疑問開始，尤其是物理實驗教學中，學生創新思維的發展過程本身就是發現問題、探究問題和解決問題的過程.學生只有不斷地突破思維障礙，養成良好的思維習慣，才能實現創新思維的有效培育.對此，在高中物理實驗授課過程中，物理教師要積極創設多元化的問題情境，讓學生帶著問題或疑問開展實驗探索，在問題的驅動下對相關物理問題和物理現象進行觀察、思考、操作、驗證等，讓學生的學科思維可以得到有效的激活和充分的碰撞交流，這樣，學生創新思維的培養和發展才能事半功倍^［2］.例如，在“科學驗證：機械能守恒定律”教學中，教師可先演示一個有趣的“碰鼻試驗”：將一個懸掛的重球拉至自己的鼻尖由靜止到松手，自己則保持不動，讓重球自由擺動，看重球回擺時會不會碰到自己的鼻尖.同時，結合實驗現象可以導入問題：你在做實驗時，會不會擔心自己的鼻子受傷？如果你利用已經學過的知識無法解釋這一現象，你是否可以嘗試用機械能守恒的知識來解釋，這樣學生帶著問題參與物理實驗的教學過程，更能促進學生的創新思維的發展，始終保持正確的實驗探究方向.最后，物理教師還可以進一步導入“撐桿跳高”的演示實驗或仿真實驗，引導學生進一步討論問題：動能與重力勢能的總量會滿足什么規律？這樣學生對物理知識的學習和鞏固會事半功倍，也更有助于培養學生利用實驗所學知識解決現實問題的意識和能力，實現學科創新思維能力的有效培養. 3 優化實驗過程，調動學生的創新思維與探究熱情

在高中物理實驗教學過程中，教師要更多地發揮組織者、引導者的角色，將實驗設計、實驗操作、實驗探究的主動權交給學生，保障學生在物理實驗中的主體地位.這樣既能保證向學生及時傳授實驗技能，讓學生擁有更多動手實踐的機會，又能賦予學生更多自主探索和互動探究的空間，為學生創新思維的發展提供充足的空間和優化的條件^［3］.同時，由于受到課時等因素的限制，物理教師不可能對每個實驗技能和現象都進行一一呈現、驗證，也無法保障每個學生都可以進行動手操作，所以物理教師要更多地通過合作實驗、互動實驗等形式，將學生的創新思維和實驗探究熱情進行充分調動.對此，物理教師一方面要借助演示實驗，揭示物理現象和原理，傳授學生物理科學知識，幫助學生構建學科思維體系；另一方面要讓學生嘗試自己設計實驗過程和實驗步驟，甚至可以自己設計和制造實驗器材，并做好實驗數據的記錄與分析等，這樣，學生創新思維的培養可以實現從機械教學向主動養成的有效轉變.例如，在“自由落體運動”的教學中，物理教師可以通過演示實驗來培養和鍛煉學生的演示能力，如引導學生兩人一組，利用手中的筆做“自由落體”的實驗，開展“抓筆”游戲活動，并讓學生分別記錄和計算大腦的反應時間.這樣的實驗教學過程，可以保障每個學生都充分參與和主動融入，幫助學生更好地掌握和理解自由落體運動的相關知識，優化學生創新思維的培養過程.

4 開發校本化物理實驗，豐富實驗教學的形式

基于高中物理邏輯性、抽象性強的學科特點，在實驗教學中也時常需要很多專業的設備和器材才能保證教學的效果.這樣雖然能夠幫助學生形成嚴謹求學的科學態度和學習習慣，但是也容易造成實驗教學的流程化，甚至可能造成學生一定的思維固化，不利于建立起物理科學與現實生活之間的有效聯系，也不利于學生創新思維能力的培養和發展.對此，無論是從節約物理實驗成本、增加實驗教學力度的角度考慮，還是從培養和發展學生創新思維的角度出發，高中物理教師都應當有意識立足于學校條件和學生的現實生活，開發和整理更多的校本化物理實驗.利用一些學生現實生活中隨處可見的器具去制作實驗素材，或者通過學生喜聞樂見的形式創設實驗環境和過程，進而建立起物理科學與現實生活之間的有效聯系，更好地激發學生的物理學習興趣與探究熱情，促進學生創新思維的進一步發展^［4］.同時，通過校本化物理實驗的開發與設計，學生會擁有更多動手、動腦和互動探索的空間，能夠更加全面、真實地體驗物理學科的學習樂趣和生活應用價值，也拓寬了學生創新思維的發展空間，有利于學生個性化素質的培養.例如，在“摩擦力”一課中，校本化實驗教學的開發會擁有很多的便利條件，關鍵在于物理教師要有意識去開發、整理和建設.如為讓學生對靜摩擦力的特點與運動方向形成更為深刻的認識理解，可以讓學生將軟毛牙刷的刷毛與桌面接觸，用力拉動牙刷，觀察牙刷刷毛的彎曲方向，從中認識到靜摩擦力的方向與物體的相對運趨勢方向相反，在加大用力后可以進一步觀察牙刷刷毛的彎曲程度，思考靜摩擦力與拉力之間的關系.再如，在“超重和失重”的教學中，校本化實驗資源的開發也會很有價值和意義，便于學生對超重與失重的物理概念進行更好理解和把握，避免學生對兩個概念混淆.如教師可以引導學生利用體重秤開展簡易實驗：先讓學生在平穩的地面上準確測量自己的體重并進行記錄，然后再讓學生進入向上運行的電梯測量自己的體重并進行記錄，最后讓學生進入下行的電梯測量自己的體重并進行記錄.通過三次體重數據的科學對比和分析，結合所學的物理學科知識，學生很容易對超重、失重的物理概念形成區分，也有助于相關物理知識的系統性把握.

5 善用新媒體教育技術，創新實驗教學環境和形式

在以往的物理實驗教學過程中，實驗教學的效率和效果都會受到課堂教學環境和實驗教學資源等條件的限制，很多復雜的、帶有一定危險性的實驗很難在課堂上進行有效展示，或者學生無法親自進行動手實踐，這必然會影響到實驗教學中學生創新思維能力的培養效果.而隨著新媒體時代的到來，物理課堂新的多媒體教學技術日新月異，利用先進的新媒體和信息化教學技術創新教學環境與形式也受到越來越多的關注，這為物理教師的實驗教學和學生創新思維的發展提供有效的技術輔助，實現對物理實驗教學環境的模擬，創設仿真實驗室等，進而讓學生更加全面地感知物理實驗教學的價值和樂趣.例如在“萬有引力定律”教學實踐中，教師想在傳統課堂環境下直接創設實驗教學情境會存在很大的難度，不利于學生理論知識的理解吸收和創新思維能力的培養.這時物理教師不妨結合探究問題，借助信息技術手段展示地月實驗，構建仿真實驗環境等，讓學生可以在近似真實的宇宙環境下學習和理解相關知識.如可以先導入問題：太陽系里的行星為什么沒有飛離太陽？月亮為什么一直圍著地球轉？地球與月球之間的引力，與地球吸引地面物體的力是否屬于同一種力？是否遵循著相同的物理規律？接著，物理教師可以在信息技術的輔助下模擬地球與月球之間的運行環境，同時讓學生理解課本上“月—地檢驗”的實驗思路，讓他們對萬有引力有更加直觀、形象的理解，并據此回答和總結更多的物理規律，促使學生的創新思維得到有效培養.

6 結束語

綜上所述，高中生創新思維能力的培養和發展是一項基本而重要的教學任務，尤其是在物理實驗教學中，物理教師要對實驗教學給予更高的重視.豐富實驗教學的內容和形式，強化問題和任務的驅動功能，促進學生從形象思維到抽象思維的過渡，不斷提高認知能力和創新能力，完善物理學科核心素養，實現創新思維的有效培育和發展，奠定學生未來成長與發展的良好基礎.參考文獻：

［1］ 周文文.高中物理實驗教學中促進學生創新思維發展的策略［J］.數理天地（高中版），2023（04）：74-76.

［2］ 潘如卉.高中物理實驗教學中發展學生創新思維能力的途徑研究［J］.中學課程資源，2022（01）：62-63.

［3］ 耿召義.賦權學習視域下高中物理實驗課堂教學實踐：以“拋體運動規律”為例［J］.新課程導學，2022（10）：21-23.

［4］ 林國.高中物理實驗探究課堂評價實踐研究［J］.試題與研究，2022（13）：50-52.

［責任編輯：李 璟］