借力物理实验 培养初中学生的创新能力

摘要：实验是初中物理教学的重要组成部分，也是激发学生兴趣，实现他们物理学科素养的主要通道.同时物理实验也为学生的创新思维能力的培养提供了良好的载体;因为它能促进学生在物理知识上的创新应用能力，提升在课堂上的探究能力.创新能力是学生的重要能力，是促进全面发展的关键能力，在课堂教学中教师可借助实验以使这一能力得到充分发展.

关键词：初中物理;实验教学;创新能力

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2022）11-0110-03

收稿日期：2022-01-15

作者简介：丁玉华（1983.10-），女，江苏省高邮人，本科，中学一级教师，从事初中物理教学研究.

可以这样说，没有实验就没有物理教学;学生能力的提升主要要靠物理实验来推动.因此在做实验的过程中，学生不仅仅要体验教材中的相关的理论知识，更要运用创新思维，对获得的知识进行不断地实践、延伸和应用.鉴于此，教师需要革新传统的物理教学模式，尝试更加多元化的教学路径，以让学生提升创新意识，进而使创新思维汩汩而来.当前初中物理教学中，对学生的创新思维培养还不够，学生还没有足够的时间与空间去体现自己的创新价值.借助实验是提升创新能力的一次契机，教师要将其创新能力的培养渗透到学生实验的各个环节中.

1 鼓励学生猜想，允许学生试错

要想提升学生的创新能力，教师就要鼓励学生想象，激发他们去猜想.从某种程度上说，创新往往都是从猜想开始的，学生先是做某种猜想，进而再在实验中探究，创新能力也由此产生.猜想之后就是实验，基于猜想基础之上的实验不一定就是正确的，也必然会有出错的可能，教师要允许学生试错，同时也要将他们的试错过程作为他们创新过程的一部分.当前物理教学中就存在着不让学生走“弯路”的现象，即，不让学生进行更多的猜想，不让学生更多的试错，这些都是不可取的.学习需要的不是一个结果，而是学生思维的展示.

以苏科版八年级下册《测量物体的质量》为例，教师设置一个用天平测量物体质量的实验.教师先是让学生对实验的方方面面进行基于自己认知状况的猜想.他们的猜想主要有：用天平测量固体和液体质量的方法应该是不一样的;在被测物体的质量较小时，可能没更精确的测量结果;在用天平测量物体质量时，假如游码尚未移到标尺左端的“0”刻度线处，就调节天平平衡对测量结果没有影响;如果要进行一个实验：测量烧杯中液体的质量，先测量烧杯的质量和后测量烧杯的质量，对实验结果会有影响.一方面教师要鼓励学生不断猜想，有多少猜想就有多少创新的火苗在涌动;另外一方面教师也要给学生创设实验的条件以让他们来检验猜想.

一学生在检验猜想时，进行的实验操作如图1所示，这当然是不规范的操作.教师现要允许他们这样做，做实验的过程就是不断地犯错与不断地修错的过程.在学生做完实验之后，教师告诉他们刚才操作的错误，如这个过程中不能用手拿砝码;物体和砝码不能放反了托盘，以让他们再次规范地操作.当这个学生重新操作时，在称量过程中，它又出现了如图2所示的情况.同样地，教师静观他们接下来的操作，而不是直接告知该怎么做.当学生向右盘内增加砝码时，教师认可他的做法同时补充道可以向右移动游码.

2 夯实物理知识，加强师生互动

教师可以借助实验夯实学生在物理上的基本认知，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行.学生获得的认知在实验中体验之后，才会有更深刻的理解，才会进而转为他们的素养.从另外一个层面说，只有坚实的物理知识作为基础，学生的创新能力才有进一步拓展的可能，换言之，创新能力的生长需要一定的物理知识做积淀.在实验教学中，师生在課堂上进行互动，能让认知一步步地展现，能让实验一步步地深化，能让创新思维逐渐地伸展.当前的初中实验课堂教师与学生的互动不多，大多时候，学生跟着教师做，教师怎么指令的，学生就怎么完成.本来可以互动的环节变成教师单方面的展示，物理实验因为缺少互动也就缺少了基于互动基础上形成的创新.创新的火花有时候是在教师与学生的互动中悄然迸发的.

以苏科版八年级下册《物质的密度》这个章节为例，这一课教师需要夯实的物理知识就是密度，教师没有让学生直接记住相关的公式与概念，而是通过师生之间的互动与实验来完成的，也让学生的创新思维在这个过程中得到展示.教师先问学生，一瓶330 mL的矿泉水与一瓶550 mL的矿泉水，哪个的质量大;接着再追问，1瓶330 mL的矿泉水的价格若为1元.那么，2瓶330 mL的矿泉水的价格是多少.学生在给出答案之后，教师让他们再思考.学生说，从上面的问题中，能看同种物质的质量与体积成正比.同时他们问出这样的问题：同种物质的质量与体积是不是成正比.同样教师没有给出学生答案，教师指导他们进行分组物理实验，各个组分别用铁块、铜块、铝块做着类似的实验.有一组学生先是用天平测量每块铁块的质量，同时在本子上写上m、m、m…….接着他们用尺子测量每块铁块的棱长，进而记录有关体积的数据：V、V、V…….再接着教师指导学生以体积V为横坐标，同时以质量m为纵坐标，分别描出代表所测得的代表铁块、铜块、铝块质量和体积的点.学生再描点的过程中，惊奇地发现这些点大致在同一条直线上，且过原点.他们对这这些点，有着这样的思考，这些金属的质量与体积是不是成正比的.进一步地思考，他们认为通过实验与分析能得出同种物质的质量与体积的比值也是一定的.整个实验教学的过程，师生互动没有停息，学生操作没有停息，他们的创新思维也没有停息.可见互动与实验的同时开展夯实了学生的实验认知，也让他们的个性化思考得到充分展示.

3 自主进行实验，激发思维活力

当前物理教学的实验基本是固定的，学生什么时候做实验，做什么实验，怎样做实验，基本都有固定的流程，这不利于学生思维的发展.创新思维就是要让学生多元思考的机会，就是要要他们有个性化的见解.因此教师可以鼓励学生改进实验甚至进行实验，以让实验成为他们思考的工具，检验他们创新能力的方式.换言之，学生对实验的自主权进一步提升，他们真正成为实验的主人.

以苏科版八年级下册《摩擦力》这一章节为例，教师先是在实验中展示三个问题，首先是让他们将手平放在桌面上，然后让他们用力推，进而使手在桌面上运动，问：感受有没有一个阻碍手运动的力.

接着，教师让学生将手平放在桌面上，再用力推，进而保持手不动，问：感受有没有一个阻碍手运动的力.最后，教师让学生将手平放在桌面上，不但不用力推，还要让他们保持手不动，问：感受有没有一个阻碍手运动的力.在简单的操作之后，教师归纳出摩擦力的概念来.

接下来，教师让学生自主进行实验，先让他们展示不同的摩擦力.教师给每个学生实验的机会，学生一边拿着实验器材，一边展示.有学生用手握住瓶子，展示手与瓶之间的摩擦力.有学生旋动瓶盖时，展示盖子与手之间的摩擦力.有学生展示擦黑板时黑板擦与黑板之间的摩擦力.再接着教师让学生再做实验，以看看摩擦力大小与什么有关.换言之，教师是让学生自己去产生一些摩擦力，进而观察摩擦力的一些性质.通常教师会自己展示不同的实验，已让他们对着实验思考相关的问题.这次教师进一步增加学生思考的空间，让他们自己创设感兴趣的实验.一学生是这样展示的，他推箱子时，发现箱子越重，推起来越费力;同时他还发现当他推箱子时，地面越粗糙，推起来也越费力.进而这个学生提出这样的猜想，摩擦力的大小是不是跟接触面的粗糙程度有关;是不是也可能跟压力的大小有关.

4 在实验中合作，推动学生创新

有些实验学生可以一个人完成，有些实验学生则需要在小组合作中完成.教师可创设一些基于合作的实验，一方面能培养他们的合作能力，另外一方面也能促进他们的创新素养的发展.因为在合作中他们能解决创新中遇到的问题，毕竟合作能汇集小组所有成员的智慧.在合作实验中学生可以创新实验的方式，实验的步骤等.显然地，实验让他们创新的种子有了萌发的土壤.

以苏科版初中物理八年级下册《浮力》的教学为例，在探究“浮力的大小等于什么”时，教师设置这样的合作实验.教师先是呈现图3，让学生开展合作，用文字说说实验的过程.这其实是教学上的创新，先让学生对实验有一个理性的认识，让他们对着图想象可能的步骤.在合作中他们可以轮流着说，再相互补充，相互提醒，直至说得正確、说得完整.比如成员甲说第一步是测量小石块的重量;成员乙就对着图说测小水桶的重量.接着轮到甲，他却不知道如何表达，乙就可以提醒说，将小盆置于盛满水的溢水杯中.通过这样合作的方式他们可以将实验的基本步骤搞清楚.当然在具体做实验的过程中，他们可再次领会步骤.学生在做实验中，教师让他们相互问问题，即，在实验中，每一步解决的问题是什么.在小组讨论中，他们认为要解决小石块重为多少牛顿的问题，排开的水重为多少牛顿的问题.当学生做完实验，教师追问实验的目的是什么，学生在一步步地演示中发现实验其实就是通过比较物体的重力与排开液体的重力，进而得出两者与浮力大小的关系.

物理不仅仅是初中学生的基础学科，也是他们追赶时代的前沿学科.当学生的创新能力获得发展了，他们的批判思维能力和发散思维能力等其他能力也能得到新的提升;当学生的创新能力获得发展了，他们才能运用课堂所学解释生活中的物理现象，进而对物理有更深刻的理解.因此实验中，教师要充分调动学生地积极性，提高他们做实验的参与率，以促进创新思维能力的产生.总之，物理教师需要借力实验，不断地革新和突破，以提升学生的创新思维能力.

参考文献：

[1] 谭晓馨.初中物理实验教学中培养学生的创新思维[J].新课程（下），2019（06）：229.

[2] 曹丽丽.中学物理实验教学中培养学生创新思维能力的研究[J].新课程（中），2015（07）：86.

[责任编辑：李璟]