综合设计性物理实验与学生创新思维能力的培养

安 杰

(贵州省遵义市凤冈县第五中学 564200)

物理实验在初中教学占据着十分重要的位置，它将实验原理融入其中，并在实验原理的基础上，对相关物理现象进行了揭示和验证.在这个科技飞速发展的时代，物理行业繁荣发展，并衍生出了很多的子行业，如：物理互联网工程、物理自动化、物理与数学等.这意味着对我们当前的物理教学模式提出了更多的挑战和要求，我们要更加重视物理实验的教案设计和学生创新能力的培养.

根据调查显示，部分初中学校在物理实验的教学中加入了综合设计性物理实验这一关键环节.这个实验环节得到了众多学校的认可和重视，并且被推崇为培养学生综合素质能力和创新能力的重要方法之一.这种以激发学生的物理学习兴趣为主要目标，帮助学生综合性且全方面的发展，并以学生想法为主体，教师在教学中为辅助角色，针对学生提出的实验设计进行修正和指导.教师在这个综合设计物理实验的教学中，还起着一个引导员的作用，针对学生提出来的想法，进行引导性问题提问和给予指导性的建议，并让学生独立完成这个实验设计过程.由于综合设计物理实验设计的范围十分广泛，可以灵活地培养学生的创新能力，我们针对此进行了教学改革和教学实践.在这个过程中，我们也发现和摸索出了一些针对性的教学策略，可以有效地提高学生的物理学习兴趣，培养学生的思维能力和创新能力，使得物理这门课程受到了众多学生的喜爱和欢迎.

1 综合设计性物理实验教学模式

在传统的物理教学中大多采用的实验教学模式是教师在上面讲，并指出重点的实验步骤，学生在下面听讲，并根据教师指出的实验步骤进行操作.如果学生在操作过程中有什么问题，就在课后提出相关的疑问问题.这种实验教学模式容易让学生对教师产生依赖，把实验课当成单纯的操作课程，而较少在实验的过程中进行思考和探索，导致学生的思维能力低下.而在加入综合性物理实验教学模式后，教师只需要提供基本的物理要求和准备必须的物理实验用品，其具体的实验流程和实验方案，需要学生自己进行设计.学生可以根据教师给出的实验原理和实验用品，确定大致的实验步骤，还可以借助身边的图书馆、互联网和文献资料等进行问题的查找，解决在实验设计中遇到的问题.

这是一个充分发挥学生想象力和创造力的过程，通过查阅资料和解决疑问还可以锻炼学生的团体协作能力，让学生学会与他人合作，并利用身边的资料解决遇到的难题.在综合设计物理实验的过程中，充分发挥了学生的主体作用，并以教师的教学为辅助，教学重点也发生了转移.以前的教学重点更多的是关注学生学到了多少知识以及对相关知识的掌握程度如何.而这种综合设计物理实验的教学模式，成功地转化了教师与学生之间的角色关系，让学生在课堂中占据着主导的地位.且教学重点更加关注学生物理实验思维、实验方法和实验能力的培养.

学生在确定大致的实验方案后，交给任课的教师进行审核，审核教师提出合理的实验建议.然后，学生在教师的监督下进行物理实验操作，并观察实验结果，得出相对应的原理和实验结论.在试验过程中，学生产生的疑问可以及时向教师反馈或者课后利用身边的资料进行查找和解决.这是一个让学生自己发现问题、并解决问题的过程，是帮助学生锻炼个人的耐心和信心的过程，教师应该尽量给予正向的鼓励.在实验的过程中，难免会出现实验结果不如意甚至是实验故障的现象，教师应该引导学生自己进行调整、修正和改进，并最终得出可分析的数据.

2 合理和科学化选择综合设计物理实验的相关内容

2.1 改变传统的实验方法

目前，在初中学校的物理实验教学中，很多实验方案的设计都是经过众多名人的千百次实验总结出来的最优化实验方案.这种实验方案虽然可以很好地呈现物理原理和物理现象，但是缺乏一定的创新性，并不有助于培养学生的创造思维能力.因此，我们在确定物理实验的内容设计时，应该在原有的实验方案上进行改革和创新，可通过改变实验数据或者是实验的处理方法来达到目的.这样不仅有助于对实验内容进行有效的延伸，还可以培养学生从多角度看待事物发展的能力.

2.2 延伸实验目的或者改变实验的基础内容

我们可以在基础实验的设置上，寻找创新点，针对某个基本实验，进行实验目的的扩充和延伸，让学生不仅能够掌握基本的实验原理和方法，还可以学习到实验以外的内容.对基础的实验内容适当地进行调整和修改，并让学生进行思考和探究基本实验内容以外的东西.这不仅有助于培养学生的思维能力和探索能力，还可以让学生发现在课本以外的知识.这可以激发学生的主动思考能力，认识到物理知识的广阔性和无限性，打开一个新的物理实验大门.

2.3 对实验仪器进行改装

利用实验室里面现成的实验装置进行改装，将其改造成适合学生进行现有的综合实验设计项目.尤其是很多实验室有废弃的实验设置和实验用品，我们可以鼓励学生放手去做，大胆地利用现有的实验装置进行改装和组合，使其适用于个人的综合实验设计项目.

3 学校应该合理选择综合设计性物理实验的开设时间

综合设计性物理实验不仅需要学生具备良好且扎实的物理实验基础，更需要学生初步掌握熟悉最基本的物理实验设计流程和实验室安全用物规则.因此，在开设综合设计性物理实验时，教师应该在全面了解学生的基本情况后，再确定合适的时机.多年以来，经过我们不断地进行模型验证、教学探究和改良，并结合学生的物理学习特点，总结和建立了基本实验、基本训练和系统化的教学模式，可以灵活地根据学生当前的学习进度和学习效果，调整这门教学课程的开设时间.很多学生在前半学期，对大多数物理知识掌握得还不是很熟练，在知识的应用上还存在很多问题，，这个时间段如果开设综合设计性物理实验，并不能够取得理想的教学效果.只有当学生在掌握了物理实验基本的方法、基本的实验理论，并完成一定数量的基本训练和基础实验，学生才具备完全的实验技能和实验操作能力.在这种情形下，我们开设综合设计性物理实验才可以取得理想的教学效果.因此，一般情况下，我开设综合设计性物理实验一般选择在每学期的后1/3,即物理常规课程快要结课的时候.

4 教师应加强实验过程中的指导力度

教师在教学的过程中，应该深刻认识到，我们虽然遵循以学生为主体的教学模式，但并不意味着完全将课堂的主动权交给学生，而是应该把控课程进度的整体方向，给予学生适度的空间，让学生可以游刃有余地发挥个人的想象能力和课堂创造能力.

4.1 明确每次实验的基本要求

正所谓“没有规矩，不成方圆.”在进行每一次物理实验课程设计之前，都应该向学生强调实验室的基本规矩，提高学生的实验安全意识和规范意识.在进行不同的实验设计课程之前，教师应明确告知全体学生最基本的实验操作流程和遵守仪器操作的规章制度.实验要求要能够体现实验最基本的思想和个人思维能力的训练，这还可以成功激起学生的好奇心和求知欲，帮助培养学生的实验能力和动手能力，让学生可以在满足最基本实验要求的同时，还能够充分发挥个人的创造能力和想象能力.

4.2 要求学生进行课堂前的预习

众所周知，每周的课程安排和每节课的时长都是有要求的，学生的学习任务繁重和要掌握的内容知识繁多.仅仅凭课堂上的几十分钟，并不有助于学生理解和充分消化掉物理实验课堂上的知识.这种方式从长远来看并不有助于达到我们在综合设计性物理实验中所提出的基本要求，也达不到我们的教学目的.因此，我们应该严格要求每一位学生在上综合设计性物理实验课之前，应该提前准备30-40分钟进行物理内容的预习，并初步设计出一个基本的实验方案表，将这个表交给教师进行审核.在正式课堂上，教师针对学生的实验方案表进行讲解，并结合实验内容进行修正.学生在听完对应的课程后并结合教师的指导，进行个人实验方案表的修正.在整个过程中，教师要引导学生进行积极主动地思考，并提出其中迷惑的问题，课堂预习和教师指导的教学方式将更有助于学生充分消化和掌握课堂内容，并对物理实验设计有了更新的体会.

4.3 加强实验过程中的指导

实验是充满未知的，即使是已经十分成熟的实验，由于人为因素和环境因素的影响，也可能得出差异很大的数据.因此，学生在进行综合设计性物理实验的操作过程中，难免会出现一些新的问题和实验误差.每一次实验结果都有着它存在的意义，教师应该教授学生客观分析每一次实验结果，以平常心看待每一次的实验数据.当学生陷入自我怀疑或者自我否定时，教师应该多加进行鼓励和引导，帮助学生树立足够的自信心和自信力，加强教师在教学试验中的指导作用.

4.4 充分完善每一次实验评价

学生的实验评价是对教学工作的侧面反应，也是检验教学质量的重要手段.由于目前综合设计性实验课程的开展还在趋于不断完善和成长的阶段，我们更应该重视每一次实验课后，学生的教学评价.这将督促我们切实了解学生的感受，改正在教学中存在的不足，并进行逐步完善.

综上所述，锻炼学生的自主创新能力和探索能力是我们开设综合设计性实验课程的主要目的.我们应该客观分析学生的学习状态和教学现状，针对现有的实验课程内容、实验课程教学模式进行创新性改革，以学生为主体，教师为引导员的模式，来帮助学生主动参与到物理实验的设计中.这种灵活且人性化的教学模式，将充分调动学生的积极性和主动性，开启他们对物理世界的大门，让学生能够真正地体会到物理世界的奥妙之处和物理实验的神奇所在.