高中物理实验教学中学生创新能力培养

杨金凤

（甘肃省会宁县第四中学，甘肃 会宁）

实验是高中物理教学的重难点，是巩固学生课堂所学理论知识、助力物理核心素养形成以及促进学生创新能力发展的一个关键教学环节，创新其教学理念与方法显得尤为重要。

随着基础教育改革的深入，培养学科核心素养的教育理念得到了广泛普及，并成为基础学科教学的根本目标之一，也是引领学科教学理念与方法革新的一条主线。其中创新能力是培养学生物理学科核心素养的题中之义，不仅关系他们物理实验能力的发展，也关系学生思维能力等物理综合素质的发展，所以加强创新能力培养是当下高中物理教学的一项重要任务。

一、高中物理实验教学中学生创新能力培养的意义

创新是时代发展和社会进步的动力源泉，离开了创新人类也就无法发展。同理，创新能力也是新时代人才培养的必备素质之一，会对学生的自主学习能力以及可持续发展产生深远影响。或者说，创新能力培养是新时期基础教育阶段各门课程教学中贯彻素质教育理念的题中之义。其中物理本身是一门重实验的学科，而实验则是促进高中生创新能力发展的一条重要路径。抓住物理实验时机，针对性贯彻创新能力培养理念，非常有助于学生在开展物理实验活动的过程中锻炼他们的思维能力与创新能力，这样可以夯实学生的自主学习能力发展根基。与此同时，如果可以将创新能力培养理念有效融入物理实验教学实践当中，有助于突出高中生在实验操作中的主体地位，有利于引导他们开展深度学习和有效思考，这样帮助他们高效掌握所学物理实验方面知识的同时，也能促进他们实验探究能力等物理综合能力发展。

二、高中物理实验教学中学生创新能力培养的策略

（一）优化教材实验方案，激发学生参与的兴趣

兴趣是最好的老师，是学生持续性学习的动力源泉。如果学生失去了学习兴趣，那么就无法持久保持学习学科知识的热情，学习效率也会大打折扣。即便教师在课前详细进行了备课，如果无法有效激发学生学习兴趣，同样无法提高其学习效果。同理，在开展物理实验教学过程中，为了有效助力学生创新能力发展，首先需要考虑的也是保证激发学生参与物理实验教学的兴趣。或者说，能否促使学生主动产生参与物理实验活动的兴趣是顺利构建有效高中物理实验课堂、提高物理实验教学效果的前提条件。然而，以往的物理实验教学中更多地会依赖物理教材中的实验方案授课，甚至会要求学生直接按照教材上面实验的流程进行机械化操作，这样的实验操作无法激发学生主动思考，也会对学生的创新思维发展带来不利影响。而如果可以对物理实验方案进行改进及优化，突破物理实验教材中的内容束缚，增加物理实验的趣味性，这样更有利于激发高中生主动参与物理实验活动的兴趣，夯实物理实验教学中学生创新能力培养的基础。

例如，在物理实验教学中，要彻底改变以往“依样画葫芦”的机械化物理实验操作模式，引导学生主动动手操作，大胆进行思考，使他们可以对相应物理实验操作产生强烈参与欲与探究欲，这样就可以借助全新的物理实验教学模式激发学生主动参与物理实验课的兴趣，对提高他们整体的物理实验能力与创新能力有积极的意义。如在“电阻”（鲁科版义务教育课程标准实验教科书《物理》选修3-1）教学中涉及“伏安法测电阻”这一物理实验，教材上针对相应的实验方案进行了设计，包括具体的伏安法测电阻实验流程等，这时如果指导高中生直接动手操作，学生机械化开展实验操作的方式不利于激发学生参与实验操作的兴趣，实验教学效果不佳。此时为了突出学生在物理实验操作中的主体地位，激发他们本身参与物理实验教学的兴趣，可以在指导学生牢固掌握欧姆定律的基础上，指导学生结合定律的内容独自设计“测电阻”的实验方案。然后可以针对性提供给学生一些电路设计方面的相关实验材料，并鼓励学生结合自己的实验假设亲自动手设计实验和开展实验操作，期间，要认真制作表格并对实验数据认真处理。而如果学生无法独立完成实验探究活动，那么可以采取小组合作方式来指导他们一同完成物理探究实验任务，这种新型的物理实验教学方式更有利于激发学生参与物理实验教学的兴趣。

（二）加强实验教学指导，传授学生创新技法

作为创新能力培养及发展的主体，高中生本身除了需要产生独立参与物理实验教学的兴趣外，还要掌握一定的创新技法，这是助力他们创新能力发展的基石。或者说，在平时物理教学中培养高中生创新意识的同时，也要注意有计划地向他们传授一些必要的创新技巧与方法。虽然突出高中生在物理实验教学中的主体地位是助力他们自主学习能力和思维能力等发展的重要前提，但是这不意味着教师的指导作用就不再重要。实际上，这是一种错误的物理实验教学理念，虽然当下物理教师在实验课堂教学中的地位不像以往那么突出，但是作用依旧非常大，主要表现为要成为学生主动思考和学习的指导者，即要指导学生学会掌握主动学习的技巧与方法。

例如，在平时物理实验教学中，可以有计划地将类比法、逆向思维法、列举法（包括希望点和缺点等类型的内容）等一些创新技法融入物理实验教学当中，使学生可以在切实感受与体会这些创新技法的过程中帮助他们深刻理解所学物理实验知识。如在“丁达尔实验”（鲁科版义务教育课程标准实验教科书《物理》，选修3-4）教学中，由于教材中该实验涉及许多距离学生生活比较远的器材，单纯依靠教师进行演示效果不佳，并且无法有效促进学生创新能力的发展。此时在授课中可以有计划地将缺点列举法这一创新技法传授给学生，如可以询问学生：“这个实验方案是否还有改进的地方呢？这些地方有什么缺点需要改进？你的改进方案好处在哪里？”然后指导学生亲自动手做一做改进后的物理实验，使学生明确改进后的物理实验能有效锻炼他们的思维能力和创新能力。

（三）联系学生生活实际，锻炼学生创新能力

现实生活是一切知识诞生的沃土，也是学科知识最终服务及应用的对象。根据陶行知提出的“生活即教育”思想可知，现实生活与常规教学之间具有紧密联系。脱离了现实生活，学科教学就犹如无源之水，整体的教学也会处于本末倒置的状态。同理，在指导学生参与物理实验教学活动期间，如果一味地依靠常规的课堂教学开展授课，忽视了联系高中生的生活实际，那么物理实验教学效果也会大打折扣，更无法真实地提高物理实验教学的效果以及锻炼高中生的创新能力。因此，在平时高中物理实验教学期间，为了进一步锻炼和提高学生的创新能力，同样需要注意联系学生的生活实际，使学生可以将生活中的素材应用于物理实验教学中，或者利用物理实验知识解释及验证现实生活中某些现象的过程中有效地锻炼高中生的物理实验能力，这样可以帮助他们高效地开展有效性实验探究活动，同时也可以借助丰富多样的物理实验活动开展来极大地提高高中生的物理实验探究能力和创新能力。

例如，在“形变与弹力”（鲁科版义务教育课程标准实验教科书《物理》，必修1）教学中，许多学生对“微小变形”这一无法用肉眼直接观察的实验现象形成深刻认知，学生理解起来效果不佳。此时可以针对这一情况，组织班级学生自主利用现实生活中的一些常见物品来开展随堂探究性物理实验，以此使学生通过实验操作的方式来锻炼他们的实验探究能力和创新能力。如高中生经过认真思考之后，他们会联想到有效利用现实生活中一些常见的物品来做实验，使他们可以更加高效地理解“微小变形”这一基本物理概念，如可以在一个乒乓球上面卡一个小孔，之后通过小孔向其中装入红色或者其他颜色的液体并插入一根细的透明吸管。然后用手挤压乒乓球，这时候会发现透明吸管中的水位发生了显著变化。通过有效地利用这些现实生活中常见的乒乓球、吸管等实验材料来满足自主实验探究方案，并且该种探究实验方案的实际实验操作比较简便，但是整体实验现象明显。通过指导学生有效思考这些探究性实验方案的设计过程，可以有效锻炼他们的物理实验探究能力和创新能力。

总之，创新能力培养是核心素养培养下高中物理实验教学的一个根本目标，会对学生未来的可持续学习能力发展产生直接影响。在高中物理实验教学中，为了有效促进学生创新能力发展，可以从优化教材实验方案、激发学生参与兴趣出发，注重加强实验教学指导，传授学生创新技法；同时需要注意联系学生生活实际，保证可以全面锻炼学生的创新能力。