王乃喜

【摘要】 在以賽促學(xué)理念廣泛普及的今天，高中物理教師應(yīng)強(qiáng)化競賽在促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)方面的作用，充分利用實(shí)驗(yàn)競賽的方式引導(dǎo)學(xué)生動腦思考、動手操作，幫助學(xué)生高效學(xué)習(xí)及應(yīng)用所學(xué)學(xué)科知識，促進(jìn)創(chuàng)造能力、探究能力的全面發(fā)展.本文就基于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽的教學(xué)價值與策略進(jìn)行重點(diǎn)探討.

【關(guān)鍵詞】高中物理；實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽；教學(xué)策略

物理是一門重實(shí)驗(yàn)的課程，不僅包含著豐富的抽象物理知識，需要學(xué)生利用抽象思維進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，同樣涉及動手實(shí)踐等一些實(shí)踐性內(nèi)容[1].實(shí)驗(yàn)部分本身就是高中物理知識體系構(gòu)成的重要組成部分，對學(xué)生創(chuàng)新能力、探究能力、動手實(shí)操能力等具有較高要求.

1 基于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽的高中物理教學(xué)價值

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要組成部分，也是關(guān)系學(xué)生物理核心素養(yǎng)養(yǎng)成，全面促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)力提升的重要教學(xué)內(nèi)容.在高中物理教學(xué)中創(chuàng)新融合實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽，可以借助物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方式及路徑來提高物理教學(xué)質(zhì)量[2].一方面，基于物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽，主要是要求學(xué)生自主改進(jìn)以及完善現(xiàn)有物理教材中關(guān)于實(shí)驗(yàn)部分的內(nèi)容，如對物理實(shí)驗(yàn)的基本原理、實(shí)驗(yàn)步驟與方法、教學(xué)方案、實(shí)驗(yàn)器具等進(jìn)行徹底更新及完善，保證可以更好地滿足高中生個性化的實(shí)驗(yàn)需求；另一方面，要結(jié)合物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)階段物理教學(xué)知識點(diǎn)來針對性設(shè)計(jì)一些物理新型實(shí)驗(yàn)，借此來彌補(bǔ)物理教材中的內(nèi)容不足.

在競賽方式的支持下，可以使得物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新呈現(xiàn)出綠色化、實(shí)用性、簡單化與新穎性等一些全新的特征，最終可以借助這種物理實(shí)驗(yàn)競賽活動促使學(xué)生主動參與動手實(shí)驗(yàn)操作的同時高效理解與掌握所學(xué)物理知識點(diǎn)，以及有效鍛煉高中生的創(chuàng)新能力、動手實(shí)操能力以及其他方面的物理關(guān)鍵能力，助力高中生物理核心素養(yǎng)順利養(yǎng)成.此外，基于物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽活動的開展，可以對現(xiàn)有物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行有效挖掘、整合及改進(jìn)，保證可以充分融合物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面的相關(guān)要求及規(guī)定等內(nèi)容，這樣無疑可以豐富現(xiàn)有物理教學(xué)內(nèi)容，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和物理綜合素質(zhì)[3].

2 基于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽的高中物理教學(xué)策略

2.1 基于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

在以往物理教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容枯燥，乏味，無法激發(fā)高中生的主動創(chuàng)新意識，創(chuàng)新能力發(fā)展受到限制.而實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽的根本出發(fā)點(diǎn)是要培養(yǎng)高中生創(chuàng)新意識，引導(dǎo)學(xué)生高效開展創(chuàng)造活動，并在這個過程中促進(jìn)學(xué)生想象力、創(chuàng)造力以及創(chuàng)造性思維等的全面發(fā)展.基于創(chuàng)造力及創(chuàng)新意識培養(yǎng)可以很好地調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，對學(xué)生探究素養(yǎng)、創(chuàng)造能力等發(fā)展都有積極意義[4].因此，為了更好地激發(fā)高中生的創(chuàng)新意識，可以借助良好的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)來激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)物理知識的興趣，激活他們內(nèi)在的創(chuàng)新意識來進(jìn)行課程導(dǎo)入，這時候可以對一些不明顯的物理小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理改進(jìn)、優(yōu)化及創(chuàng)新，確保可以更好地激發(fā)高中生主動創(chuàng)新的意識.

例如 在指導(dǎo)高中生學(xué)習(xí)“閉合電路歐姆定律”的探究實(shí)驗(yàn)時，為了激活學(xué)生的創(chuàng)新意識，可以創(chuàng)新性設(shè)計(jì)一些物理實(shí)驗(yàn)，借助物理小實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)來激活學(xué)生內(nèi)在的創(chuàng)新意識與精神.可以針對兩個電動勢各不相同的電源向同一個小燈泡進(jìn)行供電，教師此時可以詢問學(xué)生：“你們覺得哪個電動勢的電源會使得小燈泡更亮一些呢？”在問題提出后，大多數(shù)學(xué)生都會片面地認(rèn)為“電勢大的電源可以使燈泡亮度更大”.但是經(jīng)過親自動手操作，卻發(fā)現(xiàn)最終的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和最初的猜想之間恰好相反，這樣就可以在學(xué)生頭腦中留下無法磨滅的疑問，之后可以繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大膽提問，借此來誘發(fā)學(xué)生內(nèi)在的創(chuàng)新意識與動機(jī).學(xué)生在對相應(yīng)問題進(jìn)行深入思考過程中，如果學(xué)生遇到學(xué)習(xí)問題，那么可以針對性設(shè)計(jì)一些物理小實(shí)驗(yàn)來充分展現(xiàn)出對應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生：“為什么在電動勢高的電源上連接小燈泡的時候小燈泡亮度更低呢？”在這樣的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及啟發(fā)下，高中生的求知欲可以得到有效激發(fā)，學(xué)習(xí)熱情也會被徹底點(diǎn)燃，學(xué)習(xí)的創(chuàng)新意識也會得到有效強(qiáng)化，最終可以為學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展做好鋪墊.

2.2 創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)方案，開發(fā)創(chuàng)新想象能力

在物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽的激勵下，學(xué)生可以主動參與物理實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)及實(shí)施過程，這個過程不僅有利于促進(jìn)學(xué)生動手實(shí)操能力發(fā)展，同樣有利于促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新想象能力發(fā)展[5].所謂的創(chuàng)新想象能力，主要是基于一定預(yù)設(shè)任務(wù)或者目標(biāo)在頭腦中所形成一系列全新形象的心理過程，是學(xué)生一切創(chuàng)新性活動開展中不可或缺的構(gòu)成要素.創(chuàng)新想象本質(zhì)上是建立在高中生學(xué)習(xí)原型啟發(fā)及構(gòu)建基礎(chǔ)上的，充分調(diào)動及運(yùn)用自身的靈感與積極思維，確保可以更好地引導(dǎo)高中生主動思考和探究，并在這個過程中全面促進(jìn)學(xué)生物理綜合素質(zhì)的提升.比如，伽利略提出的理想實(shí)驗(yàn)對力與運(yùn)動之間具有的初步關(guān)系進(jìn)行了解決，牛頓在蘋果落地的場景啟發(fā)下聯(lián)想到了萬有引力定律等.因此，在平時的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間，可以抓住物理實(shí)驗(yàn)大賽的時機(jī)來鼓勵學(xué)生對物理教材中所涉及的各種原型進(jìn)行深入思考和大膽想象.

例如 在物理教學(xué)期間可以結(jié)合教材中所涉及的各種物理原型來啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，促使他們在深入思考過程中對物理實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如光線、質(zhì)點(diǎn)、電場、磁場等這些基本物理模型都可以成為學(xué)生創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的重要模型，對輔助高中生積極思考和創(chuàng)新探索等都有很大幫助.在指導(dǎo)高中生開展創(chuàng)新想象期間，可以促使他們思維進(jìn)行跳躍性思考，并在舊有物理基本模型的啟發(fā)下結(jié)合它們的一些具體特征來進(jìn)行創(chuàng)新想象和深入思考，最終可以構(gòu)建全新的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑯O大提高了整體創(chuàng)新思維發(fā)展能力.

此外，在整個物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽開展期間，要注意借助大賽活動方式來促使學(xué)生積極動手、動腦和動口，保證促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展.

例如 針對“電流表的內(nèi)外接”部分物理知識教學(xué)，可以針對性為學(xué)生提供一些必要的物理實(shí)驗(yàn)器材，并促使學(xué)生積極思考“電流表內(nèi)接法與外接法有何種異同之處？二者選擇的原則有哪些？”在這樣的問題情境啟發(fā)下，可以促使學(xué)生對相應(yīng)物理實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行深入分析，并且借助不同的電路圖對比分析來啟發(fā)高中生分析相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)誤差，以便可以經(jīng)過優(yōu)化分析來最終得到優(yōu)化之后的物理實(shí)驗(yàn)電路圖.在這樣的思路下，可以促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動的動手操作過程中對阻值比較法、實(shí)驗(yàn)試探法、比值法等這些方法形成深刻認(rèn)知，尤其是在物理實(shí)驗(yàn)器材不足的情況下，可以促使高中生積極發(fā)揮想象力與創(chuàng)造力來對整個物理實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).比如，可以利用已經(jīng)知道電阻值的電流表對電壓表進(jìn)行替代，或者可以利用已經(jīng)知道電阻度的電壓表對電流表進(jìn)行替代等學(xué)生，這種物理實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)都可以成為開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新想象能力的重要保障.

2.3 基于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽，創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)儀器

基于物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽活動開展，要注重對高中生的個性發(fā)展進(jìn)行積極引導(dǎo)，有序促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性思維能力發(fā)展，這是物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽開展的一個核心主線.因?yàn)槲锢砗诵乃仞B(yǎng)培養(yǎng)下需要對高中生的個性發(fā)展進(jìn)行強(qiáng)化，其間要重點(diǎn)突出創(chuàng)新這一核心特征與主題，有計(jì)劃地對學(xué)生的創(chuàng)新意識進(jìn)行培養(yǎng)與強(qiáng)化.這個過程中要本著因材施教的原則，引導(dǎo)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)活動開展過程中所涉及的物理實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行大膽創(chuàng)新.

例如 新穎精彩的物理實(shí)驗(yàn)本身可以對物理實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這樣不僅可以輔助高中生深入理解所學(xué)的物理新知識，同樣有助于拉近師生之間的距離.比如，在物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽開展過程中可以指導(dǎo)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行創(chuàng)新，借助多樣化物理實(shí)驗(yàn)儀器的有效運(yùn)用來輔助學(xué)生高效理解所學(xué)物理實(shí)驗(yàn)知識，具體的物理實(shí)驗(yàn)儀器改善及創(chuàng)新表現(xiàn)如下：其一，改善型，針對那些物理實(shí)驗(yàn)教材當(dāng)中不容易進(jìn)行操作或者使用效果不佳的物理實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化及改進(jìn)期間，可以借助物理實(shí)驗(yàn)器材改進(jìn)來保證它們更加符合物理實(shí)驗(yàn)開展需求；其二，創(chuàng)意型，主要是指導(dǎo)高中生對照物理教材中那些沒有出現(xiàn)過的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以自主結(jié)合物理基本實(shí)驗(yàn)原理來進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思及設(shè)計(jì)，保證最終所設(shè)計(jì)的物理創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)可以啟發(fā)高中生的創(chuàng)造性思維，并在這個過程中全面促進(jìn)學(xué)生自身的創(chuàng)造性思維能力發(fā)展.比如，針對“彈力大小與伸長量的關(guān)系”可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用控制變量法，充分利用彈簧等一些物理實(shí)驗(yàn)器材來自主設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)方案，保證更好地支持高中生高效學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識.

2.4 基于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽，優(yōu)化創(chuàng)新儀器方法

在基于物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽來鍛煉及發(fā)展高中生的創(chuàng)新能力、探索能力以及其他方面物理關(guān)鍵學(xué)科能力期間，為了更好地發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽開展的積極作用，還要注意結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施的整個過程來對物理實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，確保可以更好地利用物理實(shí)驗(yàn)活動開展的實(shí)際需求來全面促進(jìn)學(xué)生物理綜合素質(zhì)發(fā)展.一方面，要注意對物理實(shí)驗(yàn)開展中的基本條件進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化.可通過改變物理實(shí)驗(yàn)器材，為高中生提供一個全新物理實(shí)驗(yàn)路徑，保證他們在物理實(shí)驗(yàn)基本原理的引導(dǎo)下，創(chuàng)造性地運(yùn)用各種類型的物理實(shí)驗(yàn)器材開展類似物理實(shí)驗(yàn)活動.在這種物理實(shí)驗(yàn)裝置及方案的改進(jìn)及優(yōu)化設(shè)計(jì)下，可以有效促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Πl(fā)展.另一方面，要注意對高中生物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化，保證物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象可以更加直觀、準(zhǔn)確、形象地展現(xiàn)出來.

例如 對“向心力與質(zhì)量、轉(zhuǎn)動半徑、線速度”等相關(guān)物理定量關(guān)系進(jìn)行探究，物理教材中已經(jīng)給出了相應(yīng)的物理演示實(shí)驗(yàn)，但是卻存在一些問題，實(shí)際授課中可以提前啟發(fā)學(xué)生：“這種物理演示實(shí)驗(yàn)本身很難對小球是否做勻速圓周運(yùn)動進(jìn)行有效保證，并且力的讀數(shù)容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，無法進(jìn)行量化分析.”針對這種問題的啟發(fā)，高中生在進(jìn)行認(rèn)真思考的過程中可以充分考慮相應(yīng)的物理基本規(guī)律及原理，之后提出改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)方案的具體做法，如，可以在底座上面增設(shè)一臺電動機(jī)來提供動力以確保物體可以做勻速圓周運(yùn)動，確保示數(shù)保持良好的穩(wěn)定性，提高了整體觀察的實(shí)效性.又如，針對“伽利略理想實(shí)驗(yàn)”，可以將演示實(shí)驗(yàn)在黑板上進(jìn)行固定演示，這樣可以使物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀地呈現(xiàn)出來，提高了物理實(shí)驗(yàn)開展效果的同時，全面促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造能力的全面發(fā)展.

3 結(jié)語

總之，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽是提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的一個有效路徑.在整個物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽開展過程中，可以從培養(yǎng)及啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識與精神出發(fā)，創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方案，同時還要注意借助物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽來指導(dǎo)高中生創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)儀器和優(yōu)化創(chuàng)新儀器方法，從而全面提高物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽開展效果.

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