利用物理實驗，提升創新能力
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【摘要】實驗是科學研究的主要手段，也是物理學習的有效方式。在高中物理教學中非常注重實驗教學，尤其是實驗的創新性教學，既有效激發學生的學習熱情，喚起他們探究的欲望，幫助學生扎實理解和掌握物理基礎知識和基本技能，更能有效培養學生的觀察力、實踐操作力和任務執行力，尤其是創新意識的養成，不僅對于學生當前的學習非常重要，對于以后的發展也具有非凡意義。因此，高中物理教學必須要發展學生的科學探究能力和創新意識，養成求真求實、批判質疑、探索創新、客觀嚴謹的科學態度和科學精神。
【關鍵詞】高中物理 實驗 創新能力
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）21-0173-01
實踐是檢驗真理的唯一標準，而實驗則是驗證物理原理，揭示物理規律的樸實標準。正如我國著名物理教育家、蘇州大學朱正元教授所說：“千言萬語說不清，一看實驗就分明。”實驗就是物理語言的最佳表述方式，許多言語不易表述的概念，一個物理現象就可以讓學生恍然大悟，還有一些晦澀拗口的規律，記憶千遍不理解，一個創新實驗就可以有效降低理解難度，幫助學生快速掌握。實驗還是當前高考考查的重點，每年都有接近一半的題型來自物理實驗，其中超過30%為創新性實驗。因此，教師不僅要教會學生基本的實驗方法，還有培養學生的創新能力和探究精神，從實驗中發現異同，分析問題和解決問題，逐步提升學生的物理知識應用能力。
一、當前物理實驗創新存在的問題分析
高中階段學生本身學習任務就比較重，而且很多學校都沒有開設專門的物理實驗課程，所以實驗基本都需要從理論教學中擠出時間，加之物理的很多實驗操作起來難度較高，很多時候一節課可能都做不出應有的實驗現象;還有很多實驗對器材的要求較高，學校在這方面的配置不足;更有許多學生實驗意識不夠，上實驗課基本在吵吵鬧鬧中度過，這就導致當前物理實驗教學存在諸多問題，實驗創新更無從談起，表現在以下幾個方面：
第一，成績壓力大，實驗開展課時受限。高中物理的知識模塊相對分散，在有限的時間內完成知識教學已經非常緊迫，很多教師單純從做題層面考慮學生的學習成績，因而物理實驗逐步變成了口頭實驗，講原理、背重點、做易錯點，成了物理實驗學習的基本模式，實驗課時有限，實驗創新便成了無源之水。
第二，教學觀念落后，創新意識盡失。很多教師為了幫助學生快速完成實驗，在理論課堂上已經對實驗的基本過程進行了講課，實驗上學生只需按部就班來操作，以完成實驗為考核的唯一標準，對學生缺乏應有的創新和引導，學生的實驗創新意識逐步消失。
第三，學生學習上缺乏主體意識，動手能力不強。很多學生對于教師布置的實驗預習任務置若罔聞，實驗課堂上對于實驗過程缺乏應有的思考，只是按部就班來操作，還有很多學生對于實驗結論如何得出都缺乏真正理解，實驗操作過程中不知所措，給實驗意識養成和觀念創新帶來很大負面影響。
物理是在實驗室中逐步發展壯大的一門學科，尤其是當前在高新技術支持之下的物理科研單靠理論已經無法完成，甚至要經過千百次的嘗試和實驗，也未必能夠取得理想的效果。但是實驗過程中的一些重大發現，不僅對于物理學科本身具有重要意義，而且在化學、生物、計算機、醫學、建筑等很多領域都具有非常重要的應用意義。實驗的過程來不得半點虛假，必須一絲不茍把創新實驗的原理、方法、步驟等各項活動安排得井井有條，才可以順利開展實驗。
二、利用物理實驗，提升創新能力
1.幫助學生樹立實驗意識
物理課本的很多內容都是來自于實驗的推導或者實驗結論，在教學的過程中教師不要直接要求學生對物理概念進行正確解讀，而是要鼓勵學生想一想這個概念從哪里來。一些簡單的實驗可以不用在課內進行，讓學生通過興趣小組，討論分析，在自主實驗的基礎上，加強對新的概念的建立和理解，使學生少發生“想當然”的錯誤。
以“圓周運動”為例，小球能夠順利過頂點都需要滿足哪些條件？這個實驗學生可以很簡單的就地取材，一塊小石子、一個紙團、一根線、一個彈簧測力計就可以鼓勵學生對此進行探究。學生分析的結果可能不是非常正確，考慮得也可能不太全面，但是在這個實驗的過程中，學生會觀察小球運動速度的變化，線擺長度對小球運動的影響，這樣一些淺層的發現也足以讓學生興奮半天，學習的熱情大為高漲。
2.指導學生開展一些趣味安全的探究性實驗
課本實驗給了學生很多正確的物理實驗操作思路，例如實驗中要設置對照組，數據實驗要多次測量請平均值等，這些實驗思路的掌握不僅是要幫助學生應付考試，教師還有再此基礎上指導學生開展一些有趣并且安全的探究性實驗，體驗物理學習的樂趣。
譬如，學習電磁學的相關知識部分，可以讓學生自己組裝小收音機，這個實驗相對比較容易，器材成本也相對較低，在組裝的過程中學生不僅可以復習電路的相關知識，還會對電磁學的原理更感興趣。完成這個實驗之后，教師可以指導學生在自制電動機模型，小型直流電動機依靠通電電流在磁場中受到的磁場力而使線圈轉動起來，既然永動機不可能，那么它如何實現持續運轉。帶著這樣的心情，讓學生以一塊欽磁鐵、一節干電池、一個寬橡皮筋、兩個別針、一塊砂布、一個漆包線繞成的線框為材料，試著自己制作電動機。讓學生在實驗的過程中掌握換向器的作用，鼓勵學生改變其中的條件，將漆包線漆皮磨掉，做一下對比實驗，自主發現線圈持續轉動的奧秘?，F在網絡商城上還有許多趣味物理實驗的素材，教師可以鼓勵學有余力的學生自主購買和實驗，切身體會科學家在解決技術難題的瓶頸和問題解決的快感。
3.從解題出發嘗試另辟蹊徑
很多學生覺得自己不具備實驗創新的思維，很多實驗完全不知該從哪個角度創新，針對這種情況，教師可以讓他們從做題中尋找靈感。在試卷上出現的很多題目都是在課本實驗的基礎上做的改動或拓展，教師可以指導學生從正確解答題目出發，尋找試題與課本實驗的關聯性，立足知識導向，轉向深度學習。
例如試題中出現的題目有的是對實驗過程的考查，改變其中的一個實驗器材，觀察實驗現象、實驗結論會如何變化;有的是對實驗結論的考查，在原來實驗探究的基礎上更進一步。譬如平拋運動不考查小球落地距離的變化，而是問小球落地瞬間的運動方向、動能等的變化。再比如彈性實驗中，如果撤掉彈簧，物體的運動狀態會如何發生改變。
結語：
高中階段對學生實驗意識的培養必須要從基礎實驗入手，培養學生實事求是的科學態度和嚴謹求實的實驗精神。物理基于實驗，而實驗又貴在創新，在此基礎上學生的動手動腦能力、邏輯思維能力都會飛快進步，這比學生記誦多少實驗原理都更有意義。實驗的創新性教學，不僅可以提高學生的學習成績，更是在激發學生學習物理的興趣，培養學生的創新思維發展，不斷完善學生的知識結構。
參考文獻：
[1]奚波.淺談物理實驗課程對學生創新能力的培養[J].課程教育研究，2017（2）.
[2]黃標.淺談如何在物理實驗教學中培養學生的創新思維和創新能力[J]. 知導刊，2017（29）.
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