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基于创造力培养的初中物理实验教学探究论文

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2025-11-05 14:09:03    来源:    作者:xuling

摘要:文章先阐述了培养学生创造力的重要性,然后探索了基于创造力培养的初中物理实验教学策略,以期为广大初中物理教育工作者提供参考。

  摘要:《义务教育物理课程标准(2022年版)》指出,物理课程旨在促进学生核心素养的发展。科学思维是物理学科核心素养之一,质疑创新作为科学思维的一大要素,也是学生创造力发展的基础条件。初中物理以实验为基础,而实验是培养学生质疑创新能力乃至创造力的重要路径。因此,教师可以借助初中物理实验培养学生的创造力。基于此,文章先阐述了培养学生创造力的重要性,然后探索了基于创造力培养的初中物理实验教学策略,以期为广大初中物理教育工作者提供参考。


  关键词:初中物理;实验教学;创造力培养


  《义务教育物理课程标准(2022年版)》强调,物理课程应注重“做中学”“用中学”。教师应通过实践活动帮助学生学习和运用知识,掌握操作技能和提升探究能力,而物理课堂上最常见的实践活动就是实验。现代社会所需的优秀人才应具备将理论知识应用于实践的能力,包括在实践活动中创新创造的能力,因此依托物理实验培养学生的创新创造能力就成为一个重要途径。然而,当前部分初中物理教师尚未认识到培养学生创造力的重要性,实验教学存在照本宣科、压缩教学过程,以及学生过度依赖教师、过度关注实验结果而忽略科学探究过程等方面的问题,不利于学生创造力的形成和发展。基于此,笔者进行了此次探究。


  一、在初中物理实验教学中培养学生创造力的重要性


  第一,培养学生的创造力能够促进其问题解决能力、批判性思维能力等的提升以及良好精神品格的形成,从而达到实现个人全面发展的目的。创造力强的学生擅长从不同角度审视问题,采用创造性的方法解决问题。学生通过创造和实践获得成功,其自信心和自我效能感都将获得提升,而这种积极的心理状态有助于其在面对困难和挑战时始终保持坚韧不拔的精神。此外,学生在创造过程中需要不断质疑现状、提出改进方法或策略,这对其批判性思维能力和质疑精神的发展具有积极作用。


  第二,培养学生的创造力能够激发学生参与物理实验的兴趣。要想在物理实验教学中培养学生的创造力,教师需打破常规,为学生营造开放的学习氛围。这种氛围不仅能激发学生的创造力,还能让其感受到实验的乐趣,产生参与物理实验的兴趣。


  第三,培养学生的创造力能够推动物理实验教学改革。要想在物理实验教学中培养学生的创造力,教师需要改进现有的实验教学模式,不断创新实验教学方法,设计创新性实验,引导学生在实验中发现问题、分析问题,并采用创造性的方法解决问题,这有利于推动物理实验教学的深度改革[1]。

  二、基于创造力培养的初中物理实验教学策略


  (一)注意引导学生发问


  疑问是创造的前提。教师要想依托实验教学培养学生的创造力,就必须设法引导学生发问。学生有了疑问才会去探索,在探索过程中可能会遇到新的问题,在无法用已知的常规方法解决这些问题时,他们很有可能会另辟蹊径,采用一些创造性的方法,这样其创造力就会随之提升。教师可以利用那些能够产生明显实验现象且与学生原有认知存在冲突的演示实验来引发学生的认知矛盾,引导其主动发问。具体而言,教师可在实验前先让学生运用以往所学知识推断实验结果。实验结束后,学生在发现实验结果与自己的推断不一致时,就会产生认知冲突,从而主动发问,并针对所提问题展开相关的探索学习活动。这个过程为其创造力的发展奠定了良好基础[2]。


  以人教版物理八年级(上册)“光的色散”的教学为例,本课要求学生理解光的色散现象,知道白光是由多种颜色的光组成的。在课堂导入阶段,教师可利用棱镜、强光手电筒(或太阳光)、白色屏幕、直尺等进行演示实验,激发学生的好奇心和探索欲,引发学生的认知冲突,促使其主动提出问题。在演示实验开始前,教师可先让学生根据以往所学知识推断实验结果。经过对上一节“光的折射”的学习,学生已经知道“当光线从一种介质进入另一种介质时会改变方向”,据此大部分学生推断出的实验结果为“光穿过棱镜会改变方向”。然而,演示实验结束后,学生经过观察发现“光穿过棱镜打在白色屏幕上,屏幕上出现了一个彩色的光带,从红到紫依次排列”,也就是说“光穿过棱镜后不仅改变了方向,还改变了颜色”,这与学生的认知产生了冲突,而这种认知冲突会促使其主动提出“为什么白光会被棱镜分散成不同颜色的光?”“这些颜色之间有什么关系?”“为什么不同颜色的光在棱镜中的折射率不同?”等问题。在上述问题的驱动下,学生会主动展开相关的探究学习活动,而学生在此过程中极有可能会产生一些创造性的想法,这就为其创造力的形成和发展奠定了良好基础。


  (二)鼓励学生大胆猜想


  猜想也是创造的前提条件。教师应为学生营造开放的实验氛围,鼓励学生大胆猜想,并对其猜想给予正面反馈,让其认识到猜想是科学探究的一部分,即使猜想错误,这些错误也会成为推动其学习进步的阶梯。在初中物理实验教学中,教师可在实验之前或之后展示一些与实验相关的现象,让学生提出自己的猜想。在学生提出猜想后,教师可为其提供多样化的实验材料,让其根据自己的猜想设计实验进行验证。学生设计实验的过程本质上也是一个创新创造的过程,有助于其创造力的发展。在实验结束后,教师还可以引导学生对实验结果进行批判性思考,并鼓励学生提出新的猜想或修改原有的猜想,以便更好地解释实验结果[3]。


  以人教版物理八年级(下册)“物体的浮沉条件及应用”的教学为例,教师可以引导学生通过实验探究物体的浮沉条件。在实验之前,教师可先让学生根据自己以往所学的知识、生活经验等,大胆猜想与假设影响物体沉浮的因素有哪些。学生给出的猜想与假设可能多种多样,如物体的重量、体积、密度、形状等。在学生给出猜想与假设后,教师可为其提供不同重量、体积、密度和形状的物体,如乒乓球、小铁球、铝牙膏皮等,以及量筒、天平等测量工具,要求学生利用这些实验材料或器具设计实验,用以验证自己的猜想与假设。在实验结束后,教师还可鼓励学生根据实验结果提出新的猜想或修改原有猜想,并设计实验,继续验证新的猜想。比如,有的学生猜想形状会影响物体的浮沉,并设计了两组实验:一组是探究展开的铝牙膏皮与卷成一团的铝牙膏皮放入水中的浮沉情况,一组是探究形状相同的空心铁球与实心铁球放入水中的浮沉情况。学生通过观察实验结果发现,展开的铝牙膏皮不会下沉,卷成一团的铝牙膏皮会下沉,由此推断物体的浮沉与形状有关,然而空心铁球不会下沉,与之形状相同的实心铁球却会下沉,由此推断物体的浮沉与形状无关。矛盾的推理结果会指引学生修改原有猜想,并继续设计实验验证新猜想。在此过程中,学生的创造力会得到发展与提升。


  (三)保护学生的突发奇想


  探究的过程不仅是发现的过程,还是培养学生创造力的过程。在探究过程中,学生可能会产生一些突发奇想,这些突发奇想在经过深入的思考和加工后,可能会演变成具有创新性和实用性的创意或发明。在此过程中学生打破思维桎梏,从新的视角去思考、解决问题。因此,教师在实验教学过程中应注意保护学生的突发奇想。具体而言,教师应营造开放的课堂氛围,鼓励学生说出自己的突发奇想,同时具备开放的心态,接纳学生的不同观点和想法。即使学生的某些突发奇想在实际操作中难以实现或偏离实验主题,教师也应肯定其思考的价值,鼓励学生针对自己的突发奇想展开进一步的探究或学习[4]。

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  以人教版物理八年级(下册)“牛顿第一定律”的教学为例,教材呈现了演示实验“阻力对物体运动的影响”,即让小车从斜面顶端由静止滑下,通过测量小车在木板以及铺有棉布的木板上滑行的距离判断小车所受阻力的大小。有的学生在观察演示实验的过程中产生了如下想法:“如果改变斜面的倾斜度,小车的运动情况肯定也会发生改变,但是斜面倾斜度的变化与小车的运动变化情况有什么关系?能否用公式或图像表示它们之间的关系?”事实上,斜面的倾斜度只是用来控制小车的初始速度的,而不直接影响水平面上的阻力。因此,在演示实验中,若斜面的倾斜度固定,小车在水平面上受到的阻力就成为影响其运动距离的主要因素。该学生的想法与本次实验主题的相关性不大,可以看作是他的突发奇想,但教师应保护学生的突发奇想。具体而言,教师应先肯定学生从新的角度思考问题的积极性,再鼓励其在课后自行设计实验,对上述突发奇想展开深入探究。该学生在课后结合数学知识设计了一个探究“斜面倾角对物体运动的影响”的实验,通过改变斜面的倾斜度测量物体在斜面上的运动距离和时间,并计算物体的加速度,再利用几何知识绘制斜面倾斜度与物体加速度的关系图像,然后利用代数知识对图像进行了拟合和分析。上述实验属于跨学科实验探究,有助于培养学生的跨学科思维能力,促进学生创造力的发展。


  (四)小组合作激发创造灵感


  学生在与他人沟通交流的过程中可以接触不同的思维方式和观点,获得新的灵感和启发。因此,教师可以组织学生以小组合作的方式开展实验探究活动,以激发其创造灵感,促进其创造力的形成与发展。在学生进行小组合作时,教师应鼓励小组成员积极提出不同的观点、想法,通过多元的思维碰撞出创造的火花;还应鼓励小组成员秉持开放、坦诚的态度与他人沟通交流,确保组内各成员的想法都能被听到和考虑,营造开放、包容的小组合作氛围。此外,教师还应鼓励小组成员共同面对实验过程中遇到的问题,集思广益,共同寻找创造性的问题解决方案[5]。


  以人教版物理八年级(下册)“大气压强”的教学为例,教材通过两个实验证明了大气压强的存在,包括贴在光滑墙面上的塑料吸盘、以纸片封口悬空倒置装满水的塑料管。教师可组织学生以小组合作的方式对这两个实验为何能够证实大气压强的存在展开讨论。塑料吸盘贴在光滑墙面上是生活中常见的现象,学生很容易理解,并能通过这个实验证实大气压强的存在。而“以纸片封口悬空倒置装满水的塑料管”这一实验相对较难,在此实验情境下,小组成员的讨论热情相对高涨。比如,某小组成员指出,该实验不能证实大气压强的存在,因为纸片一开始没掉下来,可能只是因为被水打湿粘在了塑料管口上。针对该问题,小组成员展开讨论,共同寻找解决方案。大部分小组成员认为,纸片因为被水打湿粘在塑料管口上属于偶然因素,可以通过多次重复实验来排除这一因素的影响。还有小组成员提出,原本的实验难以排除纸片因被水打湿粘在塑料管口这一情况,原因是给塑料管上端戳小孔需要一定时间,且操作时的外力可能影响纸片的粘着状态。有小组成员受到启发,指出可以先在塑料管上方戳出小孔,然后用手堵住小孔再完成后续实验操作。这样,实验时只要放开堵住的小孔,就能使塑料管的上端与大气连通,操作前后的时间差可以忽略不计。如果放开堵住的小孔后纸片立即下落,则证明纸片一开始没掉下来不是因为被水打湿粘在塑料管口上,而是受到了大气压强的影响。小组合作过程中的思维碰撞激发了学生的创造灵感,促进了其创造力的发展。


  三、结束语


  总之,在初中物理实验教学中培养学生创造力的重要性不言而喻。教师在实验教学过程中应注意引导学生发问,鼓励学生大胆猜想,并通过小组合作激发学生的创造灵感,以促进学生创造力的发展。此外,教师在日常教学过程中还应认真总结反思,从多重视角入手探索更多培养学生创造力的实验教学策略,如利用灵活、有趣、开放性强的家庭小实验培养学生的创造力。只有如此,才能依托初中物理实验教学持续促进学生创造力的发展。


 参考文献


  [1]刘小莉.谈初中物理实验教学与学生创新能力的培养[J].广西物理,2022,43(3):225-227.


  [2]周建军.“三为”课堂助力初中物理实验中学生创新能力提升[J].亚太教育,2022(9):37-39.


  [3]李复兴.初中物理实验教学中创新思维能力的培养[J].科学咨询(教育科研),2021(5):279-280.


  [4]李骏.初中物理实验教学中创新思维能力的培养[J].科学咨询(教育科研),2020(10):297-298.


  [5]梁国平.浅谈初中物理实验探究教学与学生创新能力的培养策略[J].科学咨询(教育科研),2020(5):241-242.