优化高中物理实验 培养学生的创新能力

曹卫权

在当今世界各国的基础教育课程改革中，培养学生的创新能力都已成为一个主要的内容，而物理实验教学因其自身特点可全方位培养学生的创新能力，是实现创新教育的主要途径。因此，应优化物理实验教学，充分发挥其在创新能力培养中不可替代的作用。

1.物理实验教学的重要性

物理学是一门建立在实验基础上的自然基础科学。物理实验既是物理学理论的基础，也是物理学发展的动力。高中物理实验既是培养和训练学生创新能力的最有效的手段，也是有效提升学生科学素养的重要途径。因而，教师在高中物理教学中必须以实验为基础，以实验为抓手来激发学生的创新意识、挖掘学生的创新潜能，才能适应21世纪创新型人才培养的需求。

2.优化传统物理实验教学模式

2.1改进演示实验

高中物理课堂演示实验的教学模式主要以验证性为主，一般是由教师独立操作教材预设的实验，以验证教材上已知的物理概念、规律等。该教学模式的优点是实验目的、步骤、结果精准无误，但缺点也显而易见：在整个实验过程中，学生基本处于被动接受状态，谈不上思考，更谈不上实践能力的训练和创新能力的培养。鉴于此，有必要对演示实验进行优化改进，让其焕发出新的光彩。

2.1.1在演示实验前预设问题，创设物理情境，激发学生兴趣

问题情境是指教师有目的有意识地创设各种情境，激起学生兴趣进而去探疑问难，其中的问题源于情境。教师在演示实验前，可利用生活中的物理现象，巧妙创设物理情境，在此基础上设计实验，展开物理过程。创设物理情境，能快速调动学生思维，勾起其学习探究的欲望。

2.1.2演示实验中设置悬念，激发学生探究欲望

如做关于重力和摩擦力的实验时，教师把两本厚厚的书的书页互相交叉很多页，让一学生上台试着把两本书拆开，结果不管该学生使多大的劲，都没能把两本书拆开；老师能轻松就扯开，这一“悬念”的设置使学生大脑里马上产生了兴奋剂，产生了强烈的求知欲望。2.1.3改教师演示实验为师生共同完成或学生分组实验

物理演示实验是以教师操作演示为主的实验，有时为了方便演示或调动学生积极性也可让学生参与或独立操作表演。也可以把原来一人操作的课堂演示实验改为师生共同完成或学生分组实验，让更多学生有观察、动手、记录的机会，营创交流、互助的学习氛围，让学生在亲身参与、动手操作的实验过程中，加深对概念、规律的理解，加强对物理学习的兴趣。

2.2改验证性实验为探究性实验

物理实验是物理学探究的基础，教师应充分重视物理探究性实验，在日常教学中加大探究性实验的比重，选取新颖、难易适度、操作简明、宜于探究的课题让学生自主实验探索；也可以加大验证性实验和测定性实验的探究性，或直接把某些演示实验和学生实验设计为探究性实验，在课堂教学、课外实验、实验课上贯穿科学探究，激发学生的求知探索兴趣，培养学生的动手操作能力和科学探究能力。

3.实验中以问题为导向，着意培养学生的创造性思维

3.1巧设情境，引导学生主动发现并提出问题

问题是教学的开端。创新能力，首先就在于能提出有价值的科学问题。因此，物理实验教学的首要任务，就是引导学生发现问题，激发学生对问题的探求欲望。如“磁生电”课题，教师可由电能生磁让学生提问猜想：磁能否生电呢？通过这种逆向提问，培养学生的逆向思维能力。教师还可进行发散式提问，通过触类旁通扩展的发散性问题，使学生的物理知识迁移应用能力得到培养，发散思维得以养成。

3.2以问题为线索，引导学生深入探究、动手实践

科学就是不断地解决一个又一个问题，从而达到推动科技进步和社会发展的目的。因此，在物理实验教学中教师应以问题为线索，紧紧围绕着问题的探索、解决，引导学生积极动手参与实验，由浅入深地探究问题，进而解决问题。这种在深入思考的基础上进行的探索实践活动，能引导学生由浅入深地逐步探索解决问题，由现象到本质，逐步内化物理知识和概念，深刻理解物理规律；有助于学生创造性思维、实践技能的培养和求是求真科学探索精神的养成。

3. 3解决旧问题，发现新问题

教学的最终目的不是为了用已知的知识消灭问题，而是在初步解决问题的基础上，发现新的问题，进而把学生引上创造性思维之路。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，都需要有创造性的想象力，教师可以引导、组织学生对之前实验探究过程进行评价、质疑，学生在实验基础上进行交流、探讨，进而提出实验探究过程中发现的新问题。引导学生在运用知识的探索过程中有所“创新”地解决问题，让学生带着问题走进教室，带着更多的问题走出教室，去分析身边随处可见的生产生活等物理现象，不断去发现问题、解决问题、发现“新”问题，进而真正成为具有独立思考意识和科学创新能力的创新型人才。

4. 注重实验设计，激发创新意识

4.1改进或拓展实验

一些教材规定的实验，学校现有的实验配置往往不能满足教学的需要，这时教师可鼓励学生自制实验设备甚至用日常生活中常见的器具代替常规实验器材来完成实验，经过替换，实验操作起来更简便直观，实验现象更明显。

4.2研发新实验

除了教材规定的实验外，教师应开发设计一些新的课堂小实验，让学生加强对相关物理知识的建构；同时，教师还应鼓励学生结合日常生活中司空见惯的物理现象，通过自制一些小实验，探究这些现象涉及了哪些物理知识、运用了哪些物理原理，以弥补课堂实验的不足，将物理学科知识和生活实际相联系，训练学生的创新思维，提高其解决实际问题的能力。

5.创新实验手段

物理实验作为一种传统的教学手段由来已久，它是让学生在观察实验现象的基础上，推演、论证、掌握和理解物理概念和定律，发现“新”物理问题的重要途径和手段。随着时代的发展，高中物理实验教学也应与时俱进，不断突破创新，特别要注意与现代化教育手段有机结合，以实现优势互补，让实验更成功，实验效果更明显。

5.1适当使用投影仪

教师在做物理实验时，应注意实验的可观察性，让全体学生都能清楚地观察到实验现象。实验中用摄像头投射在屏幕上，学生看起来就直观清楚得多，从而有效提升了演示实验的教学效果。

5.2充分利用网络媒体资源

物理实验教学中，一些物理实验没法在课堂上操作。此时，可运用现代化的网络媒体资源，将一些抽象的、学生难于理解的物理现象逼真地呈现给学生，既能降低教学难度，让学生获得完整的感性认识，又能极大地激发学生学习物理的积极性，提高课堂效率，帮助学生轻松地理解物理知识、掌握物理规律，使物理教学过程从局限在课堂中的封闭性走向开放性，增大教学容量，从而达到最优化的教学效果。

创新是引领社会发展和民族进步的第一动力，在高中物理实验教学中，教师应发挥好主导作用，以学生为主体，不断优化改进实验教学，创新实验内容、手段、方法，创设科学、高效、类型多样的实验，充分调动学生的学习积极性，在实验的趣味探索过程中，培养学生的实践能力和创新能力。