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高中物理实验教学中促进学生创新思维发展的策略探析

2022-05-11 45 上传者：管理员

摘要：在新课程改革背景下，课堂教学将学生的全面发展作为重要的教学任务之一，以锻炼学生实践能力，强化学生的创新思维。物理是高中阶段的重要学科，要求学生具备动手操作能力，同时具备实验创新能力，在实践中深入理解理论知识，逐渐培养创新思维能力。在高中物理课堂上，教师需要根据教学实际情况，创设实践和创新平台，加强对学生创新思维的培养。文章结合高中物理实验教学，提出几点促进学生创新思维发展的策略。

关键词：
创新思维
实验教学
教学方式
物理教学
高中物理
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物理实验是高中物理教学的重要内容，同时也是一种形象直观的教学方式。将物理实验引入高中物理课堂，可以激发学生参与课堂的积极性，降低知识理解难度，因此构建高效物理课堂必须重视物理实验教学活动。受传统教学理念的影响，不少教师对实验教学不够重视，教学方式较为单一，多是演示实验活动，不利于学生创新思维的发展。新课程标准要求重视实验教学活动，发挥学生的课堂主体作用，以实验驱动学生自主探究学习，加强对学生创新思维的培养，提高学生的综合能力。

一、优化课堂问题设计，强化创新思维能力

在高中物理实验教学中，教师应革新课堂教学观念，注重发挥学生的课堂主体作用，引导学生开展自主探究活动，积极参与物理实验活动。教师在实验教学过程中应注重课堂问题设计，引导学生自主思考，强化学生的问题意识[1]。同时，教师应让学生主动提出问题，借助实验情境的构建，激发学生的求知欲，让学生能够发现和提出问题，同时实施有效的课堂指导，引导学生学习和研究。在具体探究过程中，教师要创设自主学习和探究平台，加强对学生问题意识的培养，引导学生创新[2]。例如，在鲁科版高中物理必修第一册“加速度与力、质量的关系”的实验探究中，教师需要充分利用演示实验，如使用不同大小的力牵引小车，使用相同的力牵引不同质量的小车。在完成演示实验后，教师要引发学生思考，让学生提出自己的疑问。结合学生存在的疑问，教师引导学生进入探究主题，加深对加速度和力、质量之间关系的理解。教师借助问题，可以引导学生深入探究，加深学生对加速度的理解。在整个实验过程中，教师还要让学生思考这样的问题：“必须计算加速度的具体数值吗？”让学生从发现问题入手，强化问题意识，逐渐形成创新思维。

二、借助科学精神，培养创新思维能力

物理是一门注重实验的学科，很多的物理知识和结论是通过实验总结出来的。因此，在高中物理教学中，教师普遍注重实验活动的开展，借助实验活动强化学生的创新思维。在实验活动中让学生独立思考、引导学生创新，有利于激发学生学习物理的热情[3]。同时，教师还需要做好课堂引导和启发，让学生正确理解和应用科学知识，培养学生的科学精神，为其未来发展奠定基础。例如，在教学鲁科版高中物理必修第一册“牛顿第三定律”时，教师可以将牛顿的实际研究成果展示给学生，让学生全面了解牛顿为人类社会发展做出的贡献，借助物理学史知识引导学生树立科学精神，促进学生主动学习物理知识。除了力学三大运动定律和万有引力定律外，在光学上，牛顿还通过判决性实验证明白光是由七色光组成的，创制了反射望远镜，提出了光的微粒说；在数学方面，发现了微积分。教师还应重视对学生良好品质的培养，在物理实验环节设计合理的探究活动，引导和启发学生，让学生更细致地观察物理实验，分析实验结果，感受物理实验中蕴藏的科学精神，优化学生在物理实验过程中的体验，加深其对物理抽象知识的理解。在具体的实验活动中，教师应注重引导学生设计探究实验的过程，培养学生尊重科学的精神，结合物理实验教学内容，引入科学精神的教育，加强对学生创新能力的培养，进而促进学生全面发展。

高中物理教师在实验教学中培养学生创新思维时，应明确合作学习的目标，不能止步于学习任务的完成，应引导学生做好学习的总结，使其能够从任务学习活动中获得更多的知识及更深的感悟[4]。一方面，教师要引导学生在高中物理知识获得方面进行总结，要求学生认真回顾合作学习的整个过程，思考合作学习过程中收获了哪些新知识、巩固了哪些旧知识、暴露出学习中的哪些不足，在以后的学习过程中该如何加以改进。同时，鼓励学生之间相互交流学习心得，强化对所学物理知识的认识，借鉴他人的学习方法，养成合作学习和自主探究等良好的学习习惯。另一方面，教师要从核心素养提升方面进行总结，注重为学生讲解核心素养相关内容，要求学生回顾实验操作过程，思考哪些核心素养得到提升，哪些核心素养需要得以加强与巩固，从而在以后的学习中有针对性地发力。不仅如此，教师也应做好实验效果的总结与评估，认真反思自身在实验过程中存在的不足，向经验丰富的教师请教，同时做好细节上的优化，以便更好地发挥实验教学优势，保证物理实验教学目标的高效达成。以“牛顿第一定律”的教学为例，物理教师在进行实验时，可选取现实生活中常见的玻璃球，将一块书本大小的玻璃板放置于水平桌面上，再将十个玻璃球放置在玻璃板上，运用勺子将板上的球盛入碗中，如果玻璃球滚出玻璃板则不能再盛，看哪位学生在规定15秒内盛的玻璃球最多，并在完成实验后相互讨论。生活化教学方式能让学生感悟现实生活与物理知识间的紧密联系，并在学习过程中不断增强观察、分析和解决问题的能力。

三、优化实验过程，培养创新思维能力

在高中物理实验教学中，教师可以借助演示实验，揭示物理运动现象和原理，传授学生实验技能，提高学生动手实践能力。因此，教师要做好实验设计，优化实验器材选择，让学生可以更加细致地观察实验过程，熟悉实验仪器的组装和操作，了解实验的具体操作过程。在实验演示环节，教师应做到干净利落，为学生树立好的榜样。在实验过程中，教师要注重实验步骤，做好实验步骤讲解。在演示中，教师要保证器材有序组装，严格按照操作步骤的要求，做好实验数据记录和分析，向学生展示正确的实验操作步骤。在实验中，教师要注重实验器材的多元化，创新实验教学方式。例如，在鲁科版高中物理必修第一册“自由落体运动”的教学中，为了有效开展实验活动，锻炼学生的观察能力，教师可以利用学生手中的直尺，开展“抓尺子”的游戏活动，邀请学生共同开展实验。在实验结束后，教师可以让学生计算大脑反应时间，组织学生以小组形式，开展“抓尺子”的实验游戏活动，借助这样的方式，活跃课堂教学氛围，提高课堂教学质量。这样的实验创新活动能够帮助学生掌握自由落体运动知识，且就地取材的方式更能吸引学生，培养学生的创新思维。

真正的教学过程是教师和学生交互作用的过程，教师在此过程中发挥引导、组织与帮助的作用。高中物理学科倾向于培养学生理性思维和实践操作能力，尤其实验教学部分在培养学生观察和分析能力方面发挥着重要作用[5]。受课时因素影响，物理教师无法为学生传授每一项技能与技巧经验，而合作学习能让学生运用所学知识完成教师布置的教学任务，提高自主学习能力和学习积极性，形成良好的创新思维。虽然合作学习是当前课堂教学中广泛应用的方式，然而并非所有教学环节都适用。高中物理教师在小组合作学习时要充分把握契机并合理选取合作内容，最大限度地发挥合作学习的作用。以“练习使用多用电表”实验探究教学为例，该章节旨在让学生练习使用多用电表测电阻，在使用过程中明确运用多用表欧姆挡时需注意哪些事项以及测量时该如何正确选择欧姆表倍率。对于学生而言，上述学习活动存在一定难度，所以他们在实验操作时频繁出现问题。此时就体现出合作学习的重要性，合作学习能使学生相互帮助和交流，促使每位成员高效理解和掌握知识与技能，提升物理学习效率。

四、借助探究实验，培养学生创新意识

在高中物理实验教学中，想要培养学生创新思维能力，教师就要注重培养学生创新意识，使学生面对问题能够从不同角度思考，解决实际的物理问题。探究实验是一种有效的方式，可以让学生提出问题并主动探究，借助问题的思考和解答，培养学生的创新意识。同时，在进行探究实验设计时，教师还需引入演示实验辅助，让学生切身参与和体验，手脑结合，将知识用于实践，实现创新意识培养目标。结合相应的演示实验活动，教师要加强对学生观察能力的培养，逐渐树立学生良好的创新意识，培养学生的创新能力。例如，在教学鲁科版高中物理必修第三册“金属丝的电阻率”时，教师可以通过实验活动要求学生掌握使用伏安法测量电阻，能够测定金属导体的电阻率，掌握滑动变阻器的两种使用方法，正确读出螺旋测微器的数值。在学生掌握实验原理后，准备好相应的实验器材，让学生根据实验电路进行操作。整个实验过程以小组形式进行，学生按照步骤开展实验活动，组好实验数据记录，根据测量的实验数据进行分析，得出实验结论。在实验的基础上，教师可以提出问题，如“滑动变阻器出现问题不能使用，可以选择什么样的替代品？应该如何设计实验方案？实验步骤是怎样的？”教师还可以改变实验条件，让学生进一步思考。教师要引导学生结合实验过程和结果进行总结，借助探究性实验活动加强对学生创新思维的培养。

对于一些危险性较大或操作中难以观察到的实验现象，教师可以引入多媒体辅助实验活动，将实验内容和过程直观地展示给学生，结合观察和操作加深其对物理知识的理解。在高中物理实验教学中，教师应注重对学生创新意识的培养，优化课堂活动设计，激发学生学习兴趣，开展开放性探究活动，提高学生的创新能力。

随着核心素养理念的提出，教师在教学过程中应注重培养学生创新思维，促使学生合理迁移知识，达到触类旁通和举一反三的学习效果。创新思维和其他思维能力相比，属于超越感性认知的高阶思维，具有显著的稳定性、严密性、层次性等特征。高中物理教师需本着由浅入深的原则，培养学生的创新思维，从物理基础着手，让学生掌握基础知识，同时深入理解物理知识点的内在关联，为学生观察、分析、推理、假设乃至进行更高层次的思想认识活动奠定坚实的基础[6]。所以，在高中物理实验教学中，教师要根据创新思维的特点，从基础知识尤其是物理概念入手，让学生理解概念，再将物理知识点串联起来，让学生去归纳、分析和总结，对是非对错有基本的判断能力。

演示实验中的直观体验即学生在实验中启发思维，基于问题与结论深入达到深入理解物理知识目的，通过验证物理规律强化创新精神与科学素养。与此同时，演示实验能使学生理解和掌握某一物理规律和现象，主题鲜明且重点突出，能在短时间内获得相应的结果，有利于全面提升学生学习能力和物理教学质量，激发学生探究物理知识欲望。以“超重与失重”教学为例，教师在正式授课前可播放电梯实验视频，直观演示超重与失重现象：在电梯中放置一个台秤，随后人站在台秤上记录显示数，此时电梯从一楼升至六楼再从六楼下降至一楼，要求学生观察和记录台秤示数在电梯运动中的变化，从而直观认识超重与失重现象。与此同时，教师指导学生结合运动与受力情况，对观察到的现象进行分析，并运用牛顿运动规律解释实验现象，最后归纳总结超重与失重知识的概念、实质以及对应的运动状态。此教学方式能使学生全面且深刻地理解所学物理知识，强化学习能力。演示实验是学生理解和掌握物理知识的最佳方式，具有较强的科学性，教师在演示实验过程中将实验操作与知识讲解相结合，引领学生在实验过程中思考原理并得出相关结论，能显著提高物理教学效率。

三、结语

实验教学是高中物理教学的重要内容，应被广大师生重视。以往的高中物理教学受应试教育思想的影响，对实验教学不够重视，忽视对学生创新思维能力的培养，偏重学生的考试成绩，不利于学生的全面发展。在新课程改革背景下，高中物理学科应将创新思维培养作为重要的教学目标，优化物理实验教学设计，引导学生创新发展，促进学生综合素质的提升。高中物理教师应根据教学实际情况，以及学生的学习特点，引入多样化教学方式，实现学生创新思维的发展。

参考文献：

[1]杨延林,周国莹.高中物理实验教学中促进学生创新思维发展的策略探讨[J].文渊(高中版),2019(07):195.

[2]李大俊.高中物理实验教学中促进学生创新思维发展的策略探讨[J].高考,2019(14):165.

[3]梁加琪.高中物理实验教学中促进学生创新思维发展的策略[J].求知导刊,2019(44):77-78.

[4]永财丁.刍议高中物理实验教学中学生创新思维的培养[J].教学方法创新与实践,2020(04):155.

[5]张琅钰.高中物理实验教学视域下创新思维的生成路径[J].天津教育,2020(20):111-112.

[6]于锋.高中物理探究性实验教学过程:从批判思维到创新思维[J.数理化解题研究,2020(24):53-54.

文章来源：方秋月.高中物理实验教学中促进学生创新思维发展的策略[J].名师在线,2022,(12):73-75.