林家邊

摘要：物理探究實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要內(nèi)容，通過物理探究實(shí)驗(yàn)，教師可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力和思考能力。物理探究實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生進(jìn)行思維層面的設(shè)計(jì)與思考，釋放情感層面的參與熱情，在這一過程中，物理探究實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。在物理探究實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的路徑如下：讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，調(diào)動(dòng)創(chuàng)新性思維;抓住實(shí)驗(yàn)困難契機(jī)，進(jìn)行創(chuàng)新性思考;進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析與拓展，提升創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：初中物理;物理探究實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新精神

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》課程內(nèi)容指出，“科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)又是重要的教學(xué)方式……讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神”。因此，在物理探究實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神是物理課程的題中之義，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)在情感態(tài)度價(jià)值觀方面目標(biāo)的要求。在物理實(shí)驗(yàn)探究的指導(dǎo)中，教師要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，引領(lǐng)學(xué)生勇于探索，形成科學(xué)創(chuàng)新的思想萌芽，為以后的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

一、探尋物理探究實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值

物理探究實(shí)驗(yàn)是復(fù)雜的學(xué)習(xí)過程，要經(jīng)歷提出問題、進(jìn)行假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、論證分析等過程，在這一過程中，學(xué)生不僅要?jiǎng)邮?，更要?jiǎng)幽X，還要調(diào)動(dòng)思維。探究性實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生自己運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段，在獲得現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程。物理探究實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值一方面在于讓學(xué)生在探究的過程中掌握物理知識(shí)、習(xí)得實(shí)驗(yàn)技能，探索學(xué)習(xí)方法，另一方面在于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探究精神和勇于創(chuàng)新的精神。

首先，物理探究實(shí)驗(yàn)是需要身體和頭腦都參與的活動(dòng)，學(xué)生要在思考的基礎(chǔ)上動(dòng)手，并在動(dòng)手的全過程動(dòng)腦，二者相互促進(jìn)。因此，在動(dòng)手和動(dòng)腦相互促進(jìn)的過程中，學(xué)生要調(diào)動(dòng)相關(guān)的知識(shí)以推動(dòng)實(shí)驗(yàn)的開展，用適當(dāng)?shù)姆绞絼?dòng)手操作，掌握探究方法。其次，除了知識(shí)和方法層面的教育價(jià)值，物理探究實(shí)驗(yàn)還涉及態(tài)度情感方面的內(nèi)容，探究的過程需要一系列的準(zhǔn)備和操作，本身就需要學(xué)生有準(zhǔn)備充足的習(xí)慣、不斷調(diào)整和堅(jiān)持的意志、勇于開拓創(chuàng)新的品質(zhì)。從這個(gè)層面上來講，物理探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，“教師應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)中把新舊知識(shí)緊密結(jié)合，激勵(lì)學(xué)生大膽思考和猜想、敢于創(chuàng)新，在實(shí)驗(yàn)中做好有用數(shù)據(jù)和信息的記錄”。

二、物理探究實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新精神及其意義

物理探究實(shí)驗(yàn)可以拆分來解讀，首先是“物理”，即探究實(shí)驗(yàn)是關(guān)于物理的探究，關(guān)于物理的實(shí)驗(yàn)，在探究實(shí)驗(yàn)的過程中用到物理知識(shí)探究物理問題。其次是“探究”，即用探究的方式進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生具備主動(dòng)探索的意識(shí)和深入研究的意志，以及遇到困難不放棄的堅(jiān)持品質(zhì)。最后是“實(shí)驗(yàn)”，即在動(dòng)手操作的過程中驗(yàn)證假設(shè)，在實(shí)驗(yàn)操作中探究和解決物理問題。因此，物理探究實(shí)驗(yàn)是一個(gè)復(fù)雜的學(xué)習(xí)過程，需要學(xué)生全身心的投入，尤其是思維層面的設(shè)計(jì)與思考，以及情感層面的參與熱情和堅(jiān)持性。在這一過程中，物理探究實(shí)驗(yàn)才能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

在物理探究實(shí)驗(yàn)中，創(chuàng)新精神體現(xiàn)在對(duì)思維的創(chuàng)新、方法的創(chuàng)新、觀點(diǎn)的創(chuàng)新，以及在這一過程中創(chuàng)新的意志、勇氣和智慧。如何在物理教學(xué)中培育學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)，使他們?cè)谖磥淼纳钪?，獲得更好的職業(yè)發(fā)展和生活質(zhì)量，是擺在教育者和物理教師面前的難題。在物理探究實(shí)驗(yàn)中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神不僅有利于學(xué)生更靈活地運(yùn)用物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，還有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生深入思考物理問題的能力，以及科學(xué)探究精神和物理實(shí)驗(yàn)興趣。

三、在物理探究實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的路徑

（一）讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，調(diào)動(dòng)創(chuàng)新性思維

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神需要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新的空間，調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的靈活性，這就需要學(xué)生充分參與到實(shí)驗(yàn)中。師生共同制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，學(xué)生充分地參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，不僅可以從整體上把握實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)、準(zhǔn)備、過程，還可以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，為接下來的實(shí)驗(yàn)做好充足的準(zhǔn)備。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生需要開動(dòng)腦筋，統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)開展的方方面面，這就需要學(xué)生調(diào)動(dòng)創(chuàng)新性思維，為實(shí)驗(yàn)的順利開展、數(shù)據(jù)收集、結(jié)果分析等獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

例如，八年級(jí)物理“汽化和液化”這一節(jié)內(nèi)容中有一個(gè)“紙鍋燒水”的實(shí)驗(yàn)。雖然課本中給出了實(shí)驗(yàn)方法，但教師在教學(xué)時(shí)可以讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓實(shí)驗(yàn)變得更可行且容易成功。按照課本上的方法，學(xué)生做的紙鍋容易壞，很容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，而且，實(shí)驗(yàn)中加熱的速度和方法也是實(shí)驗(yàn)的重要因素，課本中的方法并沒有說明。在教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生重新設(shè)計(jì)“紙鍋燒水”的實(shí)驗(yàn)，用以上的疑問激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，完善實(shí)驗(yàn)過程。在教師的引導(dǎo)和激勵(lì)下，學(xué)生充分調(diào)動(dòng)了創(chuàng)新性思維，將實(shí)驗(yàn)升級(jí)為用紙杯做的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)為了保證實(shí)驗(yàn)的順利創(chuàng)新了實(shí)驗(yàn)方法，如在紙杯中加入少量的水，燃燒速度要快，使用蠟燭加熱的方法等。

（二）抓住實(shí)驗(yàn)困難契機(jī)，進(jìn)行創(chuàng)新性思考

抓住實(shí)驗(yàn)困難契機(jī)是指在實(shí)驗(yàn)的過程中遇到困難時(shí)，學(xué)生要抓住機(jī)會(huì)，多嘗試用不同的材料、不同的方法等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行創(chuàng)新性思考。實(shí)驗(yàn)設(shè)想與實(shí)際操作會(huì)存在一定的差距，在實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生難免會(huì)遇到困難，但這些困難正是考驗(yàn)學(xué)生的契機(jī)，學(xué)生可以借助實(shí)驗(yàn)困難對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全方位、多方面的思考，從而用新的方法不斷嘗試操作。

例如，在學(xué)習(xí)“光的折射”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師可以引領(lǐng)學(xué)生探究光的折射規(guī)律，具體的探究問題為“折射角與入射角的關(guān)系”“發(fā)生折射時(shí)光路是否可逆”“折射關(guān)系、入射光線與法線的關(guān)系”。在探究實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，學(xué)生需要準(zhǔn)備的工具有半圓形的玻璃磚、角度盤、激光筆。學(xué)生遇到的第一個(gè)困難是沒有角度盤，但這并沒有難倒學(xué)生，他們紛紛發(fā)揮想象力，有的用自己家的鐘表做了一個(gè)角度盤，有的用紙板畫了一個(gè)角度盤，有的用塑料盆底做了一個(gè)角度盤，這就解決了實(shí)驗(yàn)工具問題。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生又遇到了激光筆的光穿過玻璃后射向空氣中但沒有顯示折射出去的光線的問題。在遇到這一困難后，學(xué)生開始思考這是為什么，并通過不斷地嘗試與調(diào)整，最終角度盤上顯示了清晰的折射線。通過探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了折射規(guī)律，并成功回答了實(shí)驗(yàn)要解決的幾個(gè)問題，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，光從空氣中射向玻璃和從玻璃射向空氣的折射角是不同的，這讓學(xué)生產(chǎn)生了新的疑問“不同介質(zhì)的折射角是不是相同的”，這為以后更深入的學(xué)習(xí)提供了思考路徑。由此可見，在物理探究實(shí)驗(yàn)中，遇到的困難和疑問可以成為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性思考的契機(jī)，成為新方法運(yùn)用和新思路的情境，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

（三）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析與拓展，提升創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)過后的分析、總結(jié)、分享等環(huán)節(jié)也是學(xué)習(xí)的重要部分，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)分析與拓展，在這一過程中，給學(xué)生營造想象的空間，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。第一，在總結(jié)中注入新的理解與思考。在實(shí)驗(yàn)總結(jié)中，學(xué)生需要回顧和梳理實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，在這一過程中他們不僅要調(diào)動(dòng)思維進(jìn)行提煉，而且要注入新的理解與思考，這些新的理解與思考與頭腦中已有的知識(shí)產(chǎn)生連接與碰撞，有利于激發(fā)出創(chuàng)新性思維。第二，在分析與反思的過程中利用新方法。實(shí)驗(yàn)過后的分析不僅是對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的分析，還是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，在分析與反思的過程中，學(xué)生可以重新思考實(shí)驗(yàn)。第三，在分享中激發(fā)新想法。分享是將自己的思想與大家的思想進(jìn)行對(duì)接碰撞的過程，每一個(gè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的想法有不同之處，這些不同的思想碰撞到一起，有助于學(xué)生產(chǎn)生新的想法，為實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)或進(jìn)一步深入提供思想土壤。

例如，在“紙鍋燒水”的實(shí)驗(yàn)后，筆者組織學(xué)生進(jìn)行總結(jié)、分析和分享。在分享的過程中，學(xué)生紛紛提出自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的想法，如有學(xué)生認(rèn)為還可以嘗試用布鍋燒水，有學(xué)生說燒水時(shí)火要均勻，有學(xué)生說出了水沸騰蒸發(fā)的原理。他們由實(shí)驗(yàn)而引發(fā)的思考是多種多樣且新奇變化的，這些想法在無形中會(huì)激發(fā)學(xué)生更多的思考，拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思路，在原有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新。

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