優(yōu)化實驗教學 提升初中學生的創(chuàng)造能力

【摘要】實驗是物理教學的重要內(nèi)容，也是學生提升物理素養(yǎng)的重要方式。教師要重視實驗教學，同時也要優(yōu)化實驗教學，以讓學生在實驗中獲得更大的發(fā)展。當教師以學生為主體，讓他們自己設計實驗方案，自主提出相應的問題，自己制作實驗的器具等，他們在實驗中就能獲得更多的體驗，進而提升創(chuàng)造能力。

【關鍵詞】初中物理；實驗教學；創(chuàng)造能力

作者簡介：夏志兵（1974—），男，江蘇省海安市南莫中學。

傳統(tǒng)的實驗教學往往以教師的講授為主，學生在理解了教師的講解之后再去開展實驗。這樣的實驗模式主要是為了培養(yǎng)學生的識記能力，學生只要記住教師所講的內(nèi)容，他們就能較為順利地完成實驗任務。在這樣的實驗模式中，學生未能基于實驗形成自己的想法，只是局限于教師的講授，因而這種實驗模式對學生思維的全面發(fā)展不利，同時也不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。

一、優(yōu)化實驗過程， 培養(yǎng)學生創(chuàng)造的意識

在傳統(tǒng)的實驗教學中，學生往往處被動的狀態(tài)，先做什么，后做什么，要得出什么結(jié)果，基本都是教師預設好的，他們只需要按部就班地去操作［1］。這種被動參與實驗的方式不利于學生多元能力的發(fā)展，也容易讓他們失去做實驗的樂趣。因此，教師可以優(yōu)化實驗的過程，讓學生盡可能地參與到實驗的具體細節(jié)中，為他們創(chuàng)造意識的培養(yǎng)提供更多可能。

（一）讓學生設計實驗方案

做實驗首先要設計方案。一般來說，實驗方案都有固定的格式，這些格式是教師預設好的，學生只要填上相應的文字即可。這樣的方案設計減少了學生思考的機會，不利于他們進一步的發(fā)展。為此，教師可讓學生自己思考實驗相應的方案。學生可從這樣幾個方面去思考：首先思考與誰一起做實驗；其次思考需要準備哪些實驗器材，這些器材哪些是現(xiàn)成的，哪些需要用別的物品來代替；再次猜想所做的實驗可能會遇到的問題，以及如何解決這些問題；最后猜想實驗中可能會出現(xiàn)的現(xiàn)象。這樣的思維路徑不僅邏輯性強，還有利于學生創(chuàng)造性思維的生長。

以蘇科版初中物理八年級下冊“浮力”一課的教學為例。教師可以設置實驗題：利用“曹沖稱象”的原理，測量出一個小玻璃珠的密度。首先，教師要讓學生自主設計實驗的方案。對學生來說，這是一個鍛煉創(chuàng)造力的機會。他們首先要能回憶出小學里學過的曹沖稱象的故事，接著從這個故事中抽象出一般原理，再基于原理思考實驗需要哪些實驗器材，比如量筒、碗、透明水槽和足量的水等。然后，學生需要試著寫出相應的實驗步驟，比如先把碗放入盛有水的透明水槽中，接著再取一定數(shù)量的小玻璃珠放入碗中，最后用油性筆在水槽外壁標記水面位置。這是實驗的第一步，接下來學生還要寫出第二步、第三步等，最后再寫出對實驗的猜想。由此可見，讓學生設計實驗方案就是讓他們展現(xiàn)創(chuàng)造力。

讓學生自行設計實驗方為學生創(chuàng)造了更大的發(fā)展空間，能讓他們的創(chuàng)新思維獲得更大的發(fā)展。在傳統(tǒng)的物理教學中，教師習慣讓學生在具體的實驗方案中進行操作，這其實束縛了學生的創(chuàng)造力發(fā)展，因為每個學生的想法是不一樣的。從設計方案開始就給學生創(chuàng)造的空間，這能激發(fā)他們創(chuàng)造的熱情。當然，教師也能從學生的設計方案中知曉學生的思維特點，以采取更有效的教學方式。

（二）讓學生自主提出問題

培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力在某種程度上就是要提升他們的思維品質(zhì)，以讓他們能夠自主提出問題、解決問題?？梢哉f，提出問題是提升學生創(chuàng)造能力的前提。只有學生發(fā)現(xiàn)了問題，他們才會去找尋解決問題的方法。這個尋找的過程就是學生創(chuàng)造的過程。當前，部分初中學生發(fā)現(xiàn)問題的能力不強，大多時候他們已經(jīng)習慣了教師提出問題，他們只需要回答即可。這樣以教師為主導的課堂問答容易使學生漸漸失去提問的能力。其實喜歡提問、善于提問是學生的天性，他們在小學階段就喜歡“打破砂鍋問到底”。只是隨著學習內(nèi)容的深入、年齡的增長，以及教師評價方式的改變，學生的提問欲望漸漸降低。因此，教師可以為學生創(chuàng)造提問的機會，讓學生將提問當成一項任務來完成，同時通過評價增強學生提問的信心。

仍以“浮力”一課的教學為例。教師可以給學生設置任務：仔細觀看教師做實驗的步驟，并基于自己不懂的地方提出問題。首先教師將一個新鮮的雞蛋浸入盛有水的容器中。這時有學生提問：“雞蛋在水中下沉，是不是說明雞蛋的密度大于水的密度？”當教師將雞蛋放入注有濃鹽水的容器中，學生看到雞蛋沒有沉入底部而是懸浮在鹽水中。有個學生提問：“雞蛋在鹽水中懸浮，這說明雞蛋的密度等于此時鹽水的密度嗎？”可見，教師要借助實驗多給學生創(chuàng)造提問的機會，以開啟他們的創(chuàng)造思維。當學生擁有自主提問的權利，他們會愈發(fā)覺得自己是課堂的主人，進而更愿意展示自己，在開放式教學中迸發(fā)更多思維的火花。

二、創(chuàng)設實驗情境， 啟發(fā)學生創(chuàng)造的思路

學生學習物理時需要一定的抽象思維，尤其是在理解物理的概念與原理的時候。盡管初中學生的抽象思維有了一定的發(fā)展，但是他們在解決具體問題時，還是以形象思維為主。因此在實驗教學的過程中，教師要為學生創(chuàng)設一定的情境，以啟發(fā)他們的創(chuàng)造思維，讓他們的思維火花汩汩而來［2］。

（一）創(chuàng)設游戲情境，讓學生在游戲中思考

學生喜歡游戲，將游戲與實驗結(jié)合起來，能夠調(diào)動學生思考的積極性，進而增強他們創(chuàng)造的欲望。心理學研究表明，當學生心情愉悅時，他們創(chuàng)造的潛能更容易被激發(fā)。在游戲中，學生不僅能直觀地觀看實驗，還能積極地參與實驗，他們對游戲的熱情體現(xiàn)在具體的實驗操作中。在實驗教學的過程中，如果教師能夠創(chuàng)設游戲情境，學生就能在玩的過程中獲得物理方面的體驗，并進行深入的思考。

以“浮力”的教學為例。教師可以先給學生幾塊大小一樣、顏色不同的橡皮泥，然后讓他們將其捏成不同形狀的船。學生將做成的“船”放在事先準備好的水槽里，觀察自己的“船”在水中移動的樣子。為了讓“船”行得更遠一些，學生會用嘴吹，使其往前行駛。這樣的游戲使學生一下子回到童年，他們興高采烈，玩得不亦樂乎。教師還可以讓學生用橡皮泥捏出更大的船，并在“船”內(nèi)放置“貨物”，看看誰的“船”能裝下更多的“貨物”。在游戲中，有學生提出這樣的問題：裝的“貨物”不同，是不是說明“船”所受的浮力不同？但這些“船”的重力相同，是不是說明浮力與體積有關？游戲推動著學生思考，也推動著他們創(chuàng)造思維的發(fā)展。

（二）創(chuàng)設生活情境，讓學生在生活中思考

初中物理知識大多跟生活緊密相連，教師在開展實驗時可以為學生創(chuàng)設真實的生活情境，讓學生聯(lián)系生活思考。有了生活的體驗，學生更容易深入地思考，更容易有所創(chuàng)造。因此，在教學中，教師可通過多媒體創(chuàng)設生活情境，再基于這些生活情境開展實驗；當然，教師也可帶領學生走出教室，讓他們在真實的生活中感知實驗，進而引發(fā)思考。

以“浮力”的教學為例。教師可以先展示有關海底世界的視頻，讓學生觀看海底的魚吐氣泡，并且這些氣泡在不斷上升的畫面，接著引導學生對氣泡上升時受到水的壓強和浮力進行正確的分析。學生對眼前的情境很熟悉，因此他們愿意深入地思考。學生在觀察中發(fā)現(xiàn)：當氣泡上升時，氣泡的體積在變大，進而說明氣泡排開水的體積變大。學生將生活情境與浮力知識結(jié)合起來，由F浮=ρ水gv排可知，水的密度是不變的，當排開水的體積增大時，氣泡受到的浮力就也會大。接著，學生將眼前的情境與壓強知識連接起來，同樣地，他們觀察到：氣泡上升時，h變小了，根據(jù)p=ρgh可知，氣泡受到水的壓強變小了。生活情境的創(chuàng)設，能夠幫助學生將實驗中觀察到的數(shù)據(jù)與課本中的公式對接起來，提升學生實踐應用與遷移創(chuàng)造的

能力。

三、創(chuàng)新傳統(tǒng)實驗， 引導學生大膽地創(chuàng)造

教師在引導學生做實驗的時候，要充分考慮學生的基本認知水平，盡可能地創(chuàng)新傳統(tǒng)實驗，給學生大膽創(chuàng)造的機會。為此，教師要凸顯學生在實驗中的主體地位，增加他們做實驗的機會，讓他們多鍛煉自己的思維。

（一）開展小組合作，發(fā)揮學生的創(chuàng)造潛能

教師可以讓學生開展小組合作，發(fā)揮學生的主體作用，讓學生在合作中做實驗，在實驗中彼此督促，彼此幫助，彼此評價，再彼此提升。一個小組的學生在一起做實驗，尤其在做一些有難度的實驗時，他們會在討論中匯總每個人的觀點，再對這些觀點進行分析，進而得出最終的解決方法。顯然，合作能將實驗推向縱深，讓每個小組成員都能獲得發(fā)展。本來需要教師講解的問題，在學生的群策群力中得以解決。可見，通過合作，學生的創(chuàng)造能力能夠得到整體性的提升。

以蘇科版初中物理八年級下冊的“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗教學為例。教師可以先將學生分成六人小組，讓他們以小組為單位開展實驗。首先，學生需要回想摩擦力的概念，再思考生活中的摩擦力。接著，學生需要對這個實驗做出自己的猜想，如有的學生猜想“滑動摩擦力大小與壓力大小有關”；有的學生猜想“滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關”；有的學生猜想“滑動摩擦力大小與接觸面積大小有關”。教師可以再將六人小組分成三個兩人的小組，讓每個小組去驗證一個猜想。這樣的分組合作能夠提升學生解決問題的效率，也能提升他們思維的深度。在學生驗證完自己小組的猜想后，他們也可以去完成另外兩個猜想的驗證。這樣，學生可以親歷不同猜想的驗證過程，從別人的實驗中取長補短，從而優(yōu)化自己的實驗方法。比如，一小組設計了這樣的實驗：他們先是將木塊平放在長木板上，用彈簧測力計勻速地拉動木塊，木塊此時受到的滑動摩擦力等于拉力，因為這兩個力是一對大小相等的平衡力。該小組的學生做完實驗后，別的小組提出了兩個建議：一是將木塊換成鐵塊，這樣彈簧秤的示數(shù)顯現(xiàn)會更明顯；二是要強調(diào)在水平方向上拉動物體，在實驗中要規(guī)范操作?？梢娊柚〗M的力量，學生能提出獨特的觀點，進而充分展示創(chuàng)造能力。

（二）開展家庭實驗，發(fā)揮“雙減”的優(yōu)勢

教師在提升學生創(chuàng)造力的時候，要關注學生的基本學情，同時也要關注他們的家庭環(huán)境。在當前“雙減”政策的落實下，學生的課外作業(yè)負擔減輕了，他們擁有了更多的自主支配的時間。因此，教師可以為學生布置一些體驗性的作業(yè)，比如讓學生開展家庭實驗等。這樣的實驗形式不受時間的限制。在家庭實驗中，學生提升創(chuàng)造能力的可能性往往更大。

以蘇科版初中物理八年級下冊“物質(zhì)的密度”的教學為例。教師可以給學生布置這樣一個家庭實驗。首先，學生需要將底面積為S0的盛有水的圓柱形飲料瓶放在水平桌面上，并計算出其底面積。接著，學生要將事先準備好的含有一石塊的冰塊放在盛有水的飲料瓶中，再將整個飲料瓶放進冰箱，形成實驗需要的冰塊。學生可以用家里的天平稱出冰塊的質(zhì)量為m0，用量筒測出它的體積為V0。學生需要將觀察到的現(xiàn)象記錄下來，如含有石塊的冰塊在放入有水的塑料瓶后沉入底部；當冰塊全部融化后，容器里的水面下降了。教師還可以設置問題，給出相應的數(shù)據(jù)，讓學生求出冰塊的質(zhì)量、石塊的密度。這樣的家庭實驗，需要學生細致的觀察、精確的記錄，同時也需要他們將習得的知識充分運用起來。

為了方便做實驗，教師可引導學生在家里的一個專屬角落創(chuàng)設“實驗角”，再添置一些測量的儀器，比如天平、量筒、彈簧秤等。除了一些必備的器材，學生可用日常的工具來代替大多的實驗器具。學生做家庭實驗的過程就是他們展示創(chuàng)造能力的過程，具體體現(xiàn)在器材的準備、實驗的操作、結(jié)果的猜想與相關數(shù)據(jù)的計算等方面。

結(jié)語

實驗是提升學生物理素養(yǎng)和創(chuàng)造能力的重要途徑。因此，在初中物理教學中，教師要將實驗與創(chuàng)造聯(lián)系起來，借助實驗給學生更多創(chuàng)造的機會。一方面，要給學生設置創(chuàng)造性的任務，另一方面，要對學生的創(chuàng)造給予積極的評價。當學生在實驗中將創(chuàng)造當成習慣，他們就能從創(chuàng)造中獲得自信，并更加積極、自主地參與實驗。一言以蔽之，實驗與創(chuàng)造美美與共，共同發(fā)展。

【參考文獻】

［1］蔡全勁，熊建文，羅林毅，等.課堂教學策略對中學生科學創(chuàng)造力的影響［J］.教育測量與評價，2021（2）：43-49，55.

［2］鄭建新.基于發(fā)展學生思維品質(zhì)的初中物理實驗設計［J］.中學物理，2021，39（22）：29-31.