以实验创新促进思维创新的物理教学探索

周 倩

(江苏省南通市海安市南莫中学 226600)

创新是时代发展与社会进步取之不尽，用之不竭的动力源，如果缺少创新，便无从谈起人类物质与精神条件的改善.具体到教育领域，学习者创新思维的培养必然成为当前时期各门课程教学之中一贯的内容，例如物理学科本身以实验为要点，而实验对于高中生创新思维发展意义重大，便更应当突出实验教学活动中隐含的创新引导潜能，也就是有把握物理实验时机，以较强的针对性对学生的创新思维理念进行培养.显而易见的是：通过实验内容、实验方法等方面的创新调整，将更接近于学生思维创新的理想境界.

1 高中物理实验制约学生思维创新性的情况

物理学是一门侧重于实验的基础类学科，教师在学生探究学科内容期间，应当避免其单纯接受知识的传授，而是要努力为其营造接近于真实的物理情境，使之在课堂中经历从知识体验到知识获取再到知识应用的全过程.然而实际物理教学期间，个别物理教师存在教学理念落后的问题，将原本能够丰富化与拓展化的物理实验以理论灌输的形式呈现出来，导致物理实验缺少创新性.其一，实验方法过于传统，在黑板上或者在多媒体平台上“做”实验，使一些新课标要求学生分组完成的实验，用统一示范方法来代替；其二，实验过程和理论讲解过程相分离，无法让学生因为实验而体会到理论知识的本质；其三，实验操作环节过于粗放，学生在实验过程中认知不多、收获不丰；其四，实验距离生活较远，教师所做的一些所谓创新努力，不容易为学生所接受.由于这几方面问题的制约，高中生在逻辑思维能力与对事物认知能力方面收获甚微，由此造成其创新思维发展受阻.

2 以实验创新带动思维创新的教学设计原则

基于上述论述完全可以认为，高中物理实验教学创新，将为学生思维创新创造条件、提供机会，以实验创新带动思维创新的教学设计应在遵循下述几项原则基础上，才能取得更理想的效果.

2.1 教学设计科学性

科学性原则是物理实验创新设计之中最基础性的要求，它侧重于强调所有实验设计方案的提出，以及应用实验原理、选择实验器材，还有对实验数据进行处理等，均要有科学依据作为归依，并保证处理方式的正确性，只有这样才能在实验中既真实又客观地反映揭示物理概念、揭示物理规律，并因此取得创新思维的发展.

2.2 实验过程安全性

所有物理实验活动均需要以安全性为前提，实验创新时，同样应当依托规范化操作来保证过程的安全性，只有这样才能使学生置身于理想的思维创新活动空间之内.例如实验过程中，实验仪器应当避免损坏，要做好仪器维护、检查，找准仪器的操作时间等，再如师生应当在人身安全方面形成强烈意识，在高压绝缘、药品及放射性物质取放诸多方面养成规范操作的习惯，等等.

2.3 实验流程趣味性

学习者思维拓展与创新，同其所面对学习内容，所应用学习方法趣味性程度之间的关系，已经有相当丰富的研究成果.对于物理实验而言，越有趣的实验流程，越容易让学生获取思维创新机会.为此，高中物理实验创新应当保证趣味性原则的落实，在创新设计时充分考虑学生心理特点及认知水平，让“新“、“奇”、“趣”的实验服务于学生发展.

3 以实验创新带动思维创新的教学有效策略

3.1 做好直接创新实验

对于物理学科而言，它的定义、定律、规律等均建立于大量实验基础之上，教材对于相关的实验给予一定表现，教师在实际教学时，应当重视教材内容，以之为桥梁纽带，做好实验的直接创新工作.这将让学生找准目标，以目标为牵引，在完成实验探索任务的同时，取得一定的思维创新成果.具体讲，教师需要根据物理特性、课标要求、教育教学实际情况，尊重学生在学习期间的个性化发展追求，进行富于科学性与趣味性的物理实验教学设计.为了达到理想的设计效果，教师可利用课前备案、计划设计、情境构建、问题创设等角度的充分思考，对教学机制加以完善，从而让学生在实验状态下因兴趣学习与主动学习而取得思维创新成果.在此期间，考虑到物理实验教学内容的丰富性，教师还可对课堂和教材范围之中的内容进行适度拓展，积极丰富实验教学资源，例如借助微信、QQ等平台寻求家长的帮助，或者布置有家长支持的实验任务等.经过丰富的内容，同样是实验直接创新的组成部分，它们将共同成为学生思维创新的强劲推动力.

现以“重力与重心”一课的实验为例，说明做好直接创新实验的方法.课堂上教师可借助自制教具与找准实验辅助器材的办法进行实验教学创新设计，从而引导学生更为深刻地领会与重力有关的知识.此外教师也可以使学生参与到实验探究活动中来，让其用控制变量的形式制作重力演示器，这均是使其思维创新发展的有效做法.例如有些学生基于实验目标要求，借助塑料瓶盖、胡萝卜等进行实验：使瓶盖一端插带有半根胡萝卜的竹签，在胡萝卜下移至瓶口一端时，它保持稳定性，而若远离瓶口则会表现出不稳定的特征，从而可以认定：在支持面固定时，物体稳定度同重心高度保持反比关系.接下来大家再据此实验，探讨自身走路重心变化情况，可在巩固认知成果的同时，得到思维创新的另一宝贵机会.

3.2 形成实验开放机制

形成实验开放机制，使实验与理论部分融会贯通，是另一促进学生思维创新的方式.传统物理实验教学，资源与方法受到比较严格的限定，学生在了解物理教材中的基本概念、定理、规律，并对实验步骤与实验结果有明确预知后才进入到实验状态，实验和理论相互分开，因此实际实验教学不具创新性，效果也往往流于表面.这种实验仅作为验证教材结论的一种方式而存在的做法，很显然无益于推动学生创新思维发展.因此当前阶段的高中物理实验教学，可利用开放实验资源与方法，使实验与理论教学相互渗透，从而促进学生提升物理知识学习的质量与效率提升.

3.3 细化实验操作环节

为了帮助学生全面学习物理原理，教师需要引导学生仔细审题，把握住实验要求中的重要信息，同时对实验操作加以细化，因细节认知而获得思维创新的更有利渠道.为了达到这一理想的教学效果，教师应在实验教学期间，做正确实验操作的亲身示范，并考虑到不同实验类型操作难度的区别，合理化地进行实验策略安排.关于这一点，尤其要重视那些复杂程度较高，可大量展示细节的实验，因为学生对于实验操作流程的认识比较狭隘，甚至有同教材叙述、课堂讲解相抵触之处，所以可能造成其操作实验的不成功，对于细节的观察、思考不到位，或者不能正确处理突发状况等，难以产生实验课堂应有的效果.为此教师则可在示范期间细化说明或展示实验环节，使细节也能够做到同教材内容的环环相扣，这样才会让学生在自主操作时比较扎实地把握有关内容.

例如当开展物体平抛运动规律探究、圆周运动规律分析这类复杂程度较高的实验时，相关实验器材较多，并要求实验参与者严格控制物体初始条件，若缺少支持，学生实验很难取得成功，思维创新更是无从谈起.像平抛实验过程中，水平槽不水平、抛出坐标原点不处于水平槽端点、释放小球位置每次不相同等，均可能对小球平抛轨迹描绘造成不利影响，极易出现结果的较大误差.这时教师可向学生反复强调实验操作如何把握细节的问题，使学生因细节细化处理而真正理解实验原理，明确实验各环节的意义，特别是对易错操作可产生清晰、透彻的理解.当然，对于操作难度较低的实验，教师同样不可放弃细化实验操作环节，而是要督促学生借助反思操作，加深对于实验各步骤的了解，在细节处找到思维创新的关键点.

3.4 突出实验生活导向

现实生活是所有知识形成的沃土、最终的归宿，即所有的学科知识都从现实生活中来，也要将其作为最终的服务和应用对象.在指导学生参与物理实验活动时，若教师一味借助常规课堂教学模式，忽略学生对于生活实际的追求，则最终的物理实验教学效果，以及学生相应的认知体验都将大打折扣.所以按照陶行知“生活即教育”理论，教师在开展实验教学时，应注意从生活视角进行创新性的探索，借此机会给学生以思维创新的提示与引导.也就是说：在平时物理实验教学时，为使学生创新思维得到锻炼与提升，要在联系学生生活实际的前提下，使之有机会把生活之中的素材应用到实验流程中来，或者借助物理实验知识，对现实生活之中的特定物理现象加以解释或验证，从而帮助学生更为有效地进行实验探究活动，突出实验创新与思维创新二者之间的关联性.

高中物理实验教学对于高中学生综合能力与学科核心素养发展的意义重大，而实验教学的创新则将突出影响学生的思维创新，考虑到二者关系的紧密性，作为物理教师，应当紧随时代脚步，革新教学观念，基于本文所提及的科学性、安全性、趣味性三原则，进行实验教学策略的多角度调整，以使之接近于理想创新状态.上面做好直接创新实验、形成实验开放机制等角度的探讨，是笔者近期思考所得，希望可以在一定程度上，起到用实验创新促进学生思维创新的效果.