初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑探析

圣建峰

(江蘇省南通市通州區(qū)四安中學(xué) 226352)

物理實(shí)驗(yàn)將物理現(xiàn)象與物理知識(shí)以直觀的方式傳遞給學(xué)生，在幫助學(xué)生了解物理現(xiàn)象的同時(shí)，構(gòu)建學(xué)生的科學(xué)觀.但從當(dāng)前的初中物理教學(xué)活動(dòng)來(lái)看，有關(guān)教學(xué)工作缺乏創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，教學(xué)任務(wù)模糊，學(xué)生無(wú)法接觸到新知識(shí)，物理創(chuàng)新能力的發(fā)展比較受限.結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，引導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)新知識(shí)、應(yīng)用新方法，才能進(jìn)一步開(kāi)發(fā)物理課程的教育價(jià)值.

1 創(chuàng)造新實(shí)驗(yàn)：無(wú)中生有

創(chuàng)新實(shí)際上就是一個(gè)“無(wú)中生有”的過(guò)程.在初中物理教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行整理，然后得出新的學(xué)習(xí)結(jié)論，這便是創(chuàng)新的一種常規(guī)表現(xiàn).作為學(xué)生的引導(dǎo)者，要在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師的創(chuàng)新指導(dǎo)也應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)入手，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造新實(shí)驗(yàn)，給出新思路.

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，可結(jié)合物理教學(xué)的有關(guān)要求向?qū)W生布置“設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)任務(wù)，依靠明確的教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用、總結(jié)，將新元素帶入到物理課堂當(dāng)中.以蘇科版八年級(jí)上冊(cè)物理教材《聲音的特征》的教學(xué)為例，在物理教學(xué)活動(dòng)中，教師通過(guò)音叉向?qū)W生展出相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)：敲擊音叉，音叉發(fā)出顫音，學(xué)生聽(tīng)到音叉的悠揚(yáng)聲音，此時(shí)教師給出結(jié)論：聲音是通過(guò)振動(dòng)產(chǎn)生的.但部分學(xué)生認(rèn)為，聲音的產(chǎn)生可能與音叉內(nèi)部的相互碰撞有關(guān)，從而否定實(shí)驗(yàn)結(jié)論.教師可要求學(xué)生創(chuàng)造新實(shí)驗(yàn)，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的同時(shí)，借助新的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃幫助學(xué)生掌握物理知識(shí).在這一過(guò)程中，學(xué)生對(duì)相關(guān)結(jié)論進(jìn)行推導(dǎo)，并確定實(shí)驗(yàn)方案：首先，要證明物體發(fā)出聲音與物體的振動(dòng)無(wú)關(guān).其次，要證明物體在沒(méi)有發(fā)生振動(dòng)的情況下也會(huì)發(fā)聲.學(xué)生結(jié)合木板、玻璃等材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，敲擊木板海綿發(fā)出聲音，帶有輕微的振動(dòng)現(xiàn)象；敲擊玻璃，玻璃碎裂發(fā)出聲音.學(xué)生認(rèn)為，物體的發(fā)聲與物體內(nèi)部分子的運(yùn)動(dòng)、碰撞有關(guān)，與振動(dòng)并無(wú)關(guān)系.學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象做出了進(jìn)一步的剖析，得出了錯(cuò)誤的結(jié)論.教師可結(jié)合信息技術(shù)向?qū)W生展示微觀圖，幫助學(xué)生掌握物理知識(shí)：用鐵錘敲擊玻璃，玻璃中的分子發(fā)生振動(dòng)，原本的排列被破壞，玻璃破碎發(fā)出聲音.創(chuàng)新并不意味著盲從，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)該為學(xué)生提供分析物理知識(shí)的機(jī)會(huì)，重新掌握物理定義，提出新的實(shí)驗(yàn)假設(shè)，幫助學(xué)生形成敢于質(zhì)疑、敢于否定的良好意識(shí)，為未來(lái)的物理教學(xué)打下基礎(chǔ).

2 改進(jìn)舊實(shí)驗(yàn)：承前啟后

創(chuàng)新并不完全意味著“無(wú)中生有”，能夠結(jié)合既有的材料開(kāi)發(fā)新的物理知識(shí)，為學(xué)生創(chuàng)造全新的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，也能夠進(jìn)一步開(kāi)發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力..對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)，其所掌握的物理知識(shí)比較單調(diào)，物理學(xué)習(xí)能力較差，所掌握的物理技能與學(xué)習(xí)方法依賴于教師的引導(dǎo)，缺乏主動(dòng)創(chuàng)新的意識(shí).但在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，部分實(shí)驗(yàn)并不能滿足學(xué)生的認(rèn)知需求，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的高要求，將會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生新的創(chuàng)新欲望.

教師可對(duì)學(xué)生的這種“創(chuàng)新欲望”加以利用，在引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新的過(guò)程中整理物理實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生為既有的實(shí)驗(yàn)方案加入新元素，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì).以蘇科版八年級(jí)下冊(cè)物理教材《靜電現(xiàn)象》的教學(xué)為例，在教學(xué)活動(dòng)中，教師依靠毛皮和橡膠棒互相摩擦產(chǎn)生靜電，在觀察實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生對(duì)靜電的產(chǎn)生原因進(jìn)行探究：部分學(xué)生認(rèn)為，靜電是在干燥、高溫的環(huán)境下產(chǎn)生的，因?yàn)橛脕?lái)實(shí)驗(yàn)的毛皮、橡膠棒都處于干燥狀態(tài)；部分學(xué)生則認(rèn)為，靜電是由物體摩擦之后產(chǎn)生的，因?yàn)槊ず拖鹉z棒互相摩擦之后才產(chǎn)生了靜電.兩組學(xué)生各執(zhí)一詞，大家爭(zhēng)執(zhí)不下.教師可為學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，要求其對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)：準(zhǔn)備毛皮、水和橡膠棒，實(shí)施不同的實(shí)驗(yàn)方案，依靠濕毛皮、干毛皮、摩擦與不摩擦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從而得出靜電與摩擦有關(guān)、靜電與物體表面是否干燥有關(guān)的結(jié)論.從科學(xué)原理上來(lái)看，學(xué)生得出的結(jié)論都是錯(cuò)誤的，靜電產(chǎn)生的原因與正負(fù)電子的偏移有關(guān)，電子偏移越明顯靜電越強(qiáng).其中，干燥環(huán)境、摩擦增大了物體做功的總量，導(dǎo)致靜電現(xiàn)象的總體程度發(fā)生了變化.在創(chuàng)新的過(guò)程中，生雖然僅挖掘出了存留于表面的物理知識(shí)，但其所表現(xiàn)出來(lái)的探究欲望與創(chuàng)新熱情是值得肯定的，結(jié)合舊實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展提供新環(huán)境.

3 設(shè)計(jì)新方法：學(xué)無(wú)止境

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，有關(guān)教學(xué)工作的開(kāi)展以教師授課、教材講解為核心，學(xué)生所能掌握的物理知識(shí)較為稀少.在單一的物理學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)無(wú)法積累起來(lái)，物理教學(xué)活動(dòng)只能在看課本、背概念、解問(wèn)題的“老三樣”上不斷徘徊.要引導(dǎo)學(xué)生在物理教學(xué)活動(dòng)中挖掘自身的創(chuàng)新能力，必須強(qiáng)調(diào)“新元素”在物理教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)新方法，開(kāi)發(fā)新的物理知識(shí)，以此來(lái)幫助學(xué)生掌握物理概念.

在蘇科版九年級(jí)上冊(cè)物理教材《電路連接的基本方式》的教學(xué)中，教師需要借助物理實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生掌握串聯(lián)、并聯(lián)兩大概念.在教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的掌握以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基準(zhǔn)，教師需要不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，以此來(lái)展示物理知識(shí).這種以實(shí)操為核心的教學(xué)方法整體效率偏低，會(huì)消耗較多的授課時(shí)間.教師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合新方法落實(shí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)：在物理教學(xué)環(huán)節(jié)導(dǎo)入NOBOOK平臺(tái)，借助平臺(tái)引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生配合物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)獨(dú)立探究相關(guān)實(shí)驗(yàn).在連接導(dǎo)線、閉合開(kāi)關(guān)之后，虛擬平臺(tái)會(huì)給出不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小燈泡同時(shí)亮起、同時(shí)熄滅；小燈泡獨(dú)立亮起，獨(dú)立熄滅.在排除小燈泡故障、電路連接錯(cuò)誤等外在因素的干擾之后，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象主動(dòng)推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)原因：小燈泡的明暗狀態(tài)不同，可能是因?yàn)樾襞蓦娐返倪B接方式不同，并結(jié)合教材內(nèi)容，對(duì)小電路的不同連接方式進(jìn)行歸納.受限于教學(xué)資源的限制，學(xué)生所能利用的教學(xué)材料十分有限，在多重限制之下，其很難主動(dòng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，創(chuàng)新能力得不到發(fā)展.借助虛擬技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)的新環(huán)境，消除學(xué)生的顧忌，則能夠更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新熱情.

4 總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)：?jiǎn)⒅墙虒W(xué)

在引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新的過(guò)程中，教師不能一味地強(qiáng)調(diào)借助實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新，更要對(duì)物理知識(shí)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)加以利用，結(jié)合既往的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，以此來(lái)為學(xué)生的創(chuàng)新選擇新方向.在教學(xué)環(huán)節(jié)，經(jīng)驗(yàn)的合理利用將幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的物理學(xué)習(xí)問(wèn)題，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的物理思維，使其發(fā)現(xiàn)新知識(shí)、獲得新成果.

在蘇科版九年級(jí)上冊(cè)物理教材《變阻器》的教學(xué)為例，教師可結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)向?qū)W生展示新的物理知識(shí).在以往的物理學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生認(rèn)為，變阻器的阻值都是固定的，由此，將這種死板的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)帶入到課堂當(dāng)中.教師可結(jié)合實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供思考新知識(shí)的機(jī)會(huì)：準(zhǔn)備變阻器和小燈泡、安全電源、導(dǎo)線等材料，開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)小燈泡的亮度進(jìn)行觀察，觀察發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度伴隨著電阻器阻值的變化不斷變化，證明變阻器確實(shí)有改變電阻的功能.教師結(jié)合“變阻器”這一概念引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，思考變阻器在日常生活中的應(yīng)用.結(jié)合既有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生借助變壓器、變阻器、小燈泡等材料開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，模擬“電壓不穩(wěn)地區(qū)”的日常供電，思考變阻器在不同環(huán)境下的作用.在以往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)中積累學(xué)習(xí)成果，努力實(shí)現(xiàn)“溫故知新”，能夠進(jìn)一步開(kāi)發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力.

5 創(chuàng)造新方法：因材施教

當(dāng)下是素質(zhì)教育的階段，教師在開(kāi)展教學(xué)工作時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生的思想觀念進(jìn)行知識(shí)的講解.在物理課堂中大部分的知識(shí)內(nèi)容過(guò)于抽象，教師如果單一地結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)行物理知識(shí)的介紹，學(xué)生很容易在聽(tīng)講的過(guò)程中被外界的環(huán)境所吸引，導(dǎo)致物理知識(shí)的學(xué)習(xí)不夠連貫，從而不利于學(xué)生個(gè)人能力的發(fā)展.為了提升我國(guó)的教學(xué)水平，教育部門(mén)開(kāi)始進(jìn)行新課程改革，在其中要求教師結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)工作的創(chuàng)新，重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).但是學(xué)生的個(gè)人能力水平不同，因此教師在組織開(kāi)展物理課堂的教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生的具體情況進(jìn)行教學(xué)方案的制定，因材施教地開(kāi)展相關(guān)的教學(xué)工作.在組織學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)給學(xué)生降低難度，利用分層教學(xué)的手段幫助每一位學(xué)生制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)計(jì)劃，學(xué)生在課堂中得到自我發(fā)展的機(jī)會(huì)，在后期就可以結(jié)合課堂上的知識(shí)內(nèi)容展開(kāi)思考和分析，充分發(fā)揮個(gè)人的想象力，循序漸進(jìn)地提升個(gè)人的物理技能.

教師在進(jìn)行蘇科版初中八年級(jí)物理上冊(cè)《物質(zhì)的三態(tài) 溫度的測(cè)量》一課的教學(xué)時(shí)，教師可以結(jié)合教學(xué)主題為學(xué)生出示圖片，讓他們觀察水、云、雨、霧、露、霜等不同氣候的圖片，教師可以結(jié)合圖片的內(nèi)容展開(kāi)提問(wèn)，然后利用問(wèn)題引起學(xué)生的好奇心，讓他們集中精力進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí).為了幫助學(xué)生形象地理解物質(zhì)三態(tài)的具體變化，教師可以提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，比如說(shuō)“酒精燈、燒杯、冰塊、碘顆粒，溫度計(jì)、熱水，冷水”等物品，教師可以結(jié)合教材中的知識(shí)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的操作，例如教師可以將冰塊放入玻璃杯中，然后利用酒精燈燃燒玻璃杯，學(xué)生在其中會(huì)發(fā)現(xiàn)冰塊開(kāi)始融化，冰塊變成液體開(kāi)始沸騰，冒出水蒸汽，教師可以讓學(xué)生結(jié)合教材中的圖片進(jìn)行理解.比如說(shuō)“液態(tài)的鐵水、固態(tài)二氧化碳、固態(tài)碘變?yōu)榈庹羝保處熃Y(jié)合這些內(nèi)容為學(xué)生展示物理實(shí)驗(yàn)，可以增加學(xué)生的理解，讓他們充分掌握本節(jié)課的知識(shí)內(nèi)容.教師還應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的個(gè)人能力水平，讓他們自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作，學(xué)習(xí)能力較低的學(xué)生，教師可以讓其兩人一組展開(kāi)操作.在實(shí)驗(yàn)中，教師可以讓學(xué)生定期利用溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，這樣不僅能夠讓學(xué)生了解不同狀態(tài)的物質(zhì)，還可以增加學(xué)生對(duì)溫度計(jì)知識(shí)的理解.

總之，在物理教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生的物理思維進(jìn)行訓(xùn)練，配合物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題.創(chuàng)新實(shí)際上是一個(gè)借助新方法解決物理問(wèn)題的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新，必須將物理方法的應(yīng)用落實(shí)到實(shí)處，借助新方法講教學(xué)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能.