摘 要：实验教学是物理教学重要组成部分，要优化实验教学的效果就要不断改进实验.在改进实验时利用好实验的灵活性、多变性、易错性等特点，采用变演示实验为分组实验、变教师提问为学生生疑、变定向探究为自由探究等策略，可以在实验教学中培养学生创新意识.

关键词：实验教学、创新意识、实施策略

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）18-0062-03

收稿日期：2023-03-25

作者简介：陈庆涛（1991.11-），男，甘肃省庆阳人，硕士，中学一级教师，从事高中物理教学研究.

创新意识的培养是一个慢的过程，不仅需要国家在社会上营造良好的氛围，也需要学生在学校教育中接受熏陶.学校教育可以在科技活动等专题活动对学生创新意识进行培养，也可以在学科教学中渗透.物理是基础教育阶段的一门重要课程，肩负培养学生科学素养，形成学生终身发展关键能力的重要使命.物理学科是自然科学的基础，是科技进步的源动力.所以，在物理教学中理应承担培养学生创新意识的任务.

实验教学是物理教学的重要组成部分.学生要顺利完成实验，不仅要有扎实的物理知识，还要有迁移物理方法的能力，具备一定的实验技能，这对学生的要求比较高.实验中学生需要经历方案设计、实验操作、数据分析、结果表达等关键环节，要优化实验教学的效果就要不断改进实验.

1 变演示实验为分组实验

演示实验可以让学生直观感受物理现象、物理过程，让学生在物理学习中积累感性素材，为后续学习中科学抽象概念、归纳规律夯实基础.演示实验教师只需要准备一套实验器材，课前准备的时间成本相对于分组实验大大降低，演示实验在物理教学中有不可替代的作用.但是，演示实验学生的角色是一个“旁观者”，学生没有参与到实验过程中，而只是“看实验”，这样的实验教学过程学生难有深刻的体验，对实验目的、原理、操作等难有深刻的理解.实验对学生课堂参与程度、对学生学习积极性的要求都比较高，没有深度参与到课堂中就无法深刻理解实验现象背后的本质，也就没法对实验提出疑问、提出改进建议，也就谈不上在实验中培养学生的创新意识.为此对一些重要的演示实验——基于该实验得出重要物理概念、物理规律，或者依托该实验突破教学重难点，可以将其变为分组实验，以此来增加学生课堂参与度，来提升学生学习体验，激发学生在实验中的灵感，学生在亲自操作实验过程中往往会产生一些“异想天开”.学生的这些“异想天开”有些可能是对知识理解有偏差导致的错误，而有些则对改进实验有较好的帮助.

摩擦力的教学是高中物理的难点，也是重点.摩擦力这一重难点的突破对后面学习物理有重要作用.摩擦力一节的实验为演示实验，鉴于其重要性，教学中可以将其变为分组实验.实验先研究静摩擦力，后研究滑动摩擦力，实验装置如图1所示.

学生亲自参与实验后对如下两点印象特别深刻.其一，研究滑动摩擦力时，要用弹簧拉着木块匀速运动，很难做到，做不到匀速就不满足二力平衡，弹簧秤的示数就不等于木块所受摩擦力的大小.其二，研究静摩擦力时，为了记录下木块刚运动瞬间的摩擦力，在测力计指针下面放一个小纸团来“记录”最大值.这两点其实为后续的实验创新奠定了基础.前者，可以引导学生思考改进摩擦力的实验，降低操作难度，提升实验效果和实验成功率.后者，这可以在第四章学习超重失重时将其迁移到记录弹簧秤悬挂钩码演示超重、失重现象时其示数的最大、最小值.

2 变教师提问为学生生疑

学源于疑，小疑则小进.实验对学生知识、技能、方法等都有较高要求，学生在实验中一定会产生很多疑问.教学经验丰富的教师一般会对学生共性疑问了如指掌，然后设计问题，让学生思考，一起分析，消除疑问.但是这样的方式学生学习依然是被动的，学生在教师的指引下，一步步思考，一定程度上降低学生学习的难度，是一种比较有效的学习方式，然而对一些基础较好、学习能力较强的学生而言，这一学习方式可能导致学生缺乏知识的主动构建过程，也缺失师生、生生之間思维的碰撞，因而失去了向更深层次思考的机会，也就失去在实验中培养创新意识的契机.

为了能够让学生更深度参与实验、思考实验，可以变教师设问为学生生疑.将学生分组，然后每一个小组互相交流后，整理出本组的疑问，各小组派一名代表发言，将自己的疑问说出来.摩擦力实验中，学生说出来的典型疑问有：如何才能保证滑动摩擦力等于弹簧秤的示数？如何才能让弹簧秤的示数不要忽大忽小？如何记录实验中最大读数？为何最大静摩擦力等于弹簧秤的最大读数？如何验证滑动摩擦力比最大静摩擦力小？如何探究滑动摩擦力大小与接触面积大小、正压力、接触面粗糙程度等的关系？等等.利用学生的疑问，可以引导学生设计、改进实验方案，让实验效果更优，让实验操作的难度更低，准确度更高.例如为了让示数不忽大忽小，为了避免拉木块时要匀速的难度，可以将木块和弹簧秤水平放置，弹簧秤一端固定在竖直挡板上，另一端连接木块，具体如图2所示.只要将木板B拉出，匀速、加速、减速都可以，这样就解决了图1装置中需保持匀速的问题.

3 变定向探究为自由探究

定向探究中教师为学生提供比较明确的指导.定向探究是在教师提供大量的指导和帮助下完成的，它既包括教师提供具体教学事例和程序，由学生自己寻找答案的探究，也包括教师给定要学的概念或原理，由学生自己发现它与具体事例的联系的探究.其好处是学生探究难度降低，可以快速完成实验，实验准确率也比较高，但是学生的自主性被剥夺，参与实验的主动性受限.自由探究中教师的指导较少，学生探究的时间充裕，有较大的自由度，学生可以充分发挥主观能动性，设计方案解决问题.由于学生时空更自由，思维不会受到限制，对那些有较好基础，学习能力较强的学生而言，在问题解决中可能会产生一些新的想法，会有意外收获，甚至是惊喜.

在摩擦力实验的教学中，学生对教材实验产生疑问，将其设计为图2所示的装置，可以让学生在课后找来木板自己设计、尝试，看看实验效果如何，是否如当初设想的一样.通过尝试学生发现图2的装置依然存在问题：弹簧秤有自重，导致其不能保持水平，弹簧秤对木块的拉力不是水平的，这会对实验精确度带来较大的影响，只有木块的质量较大时，弹簧秤才能基本水平.为了改进实验效果，有必要将实验进一步改进.如何改进可以做为学生课后的实践活动，将学生分成几个大组，每一组自己设计方案，教师做好答疑、适当指导等“后勤”工作.学生通过查阅相关文献提出的设计方案五花八门，比较理想的如图3所示.图3是图2的升级版，用拉力传感器替代弹簧秤测拉力，用几乎没有质量的细线连接木块和拉力传感器，这样就避免了图2装置操作难、读数难的困惑，也解决了图2装置弹簧秤自重导致的误差.

将定向探究变为自由探究，教师对学生指导变少，学生思维更自由，更能充分思考，更能天马行空般放飞思维，在此过程中学生可能会偏离正确的方向.即使如此，教师应该放手，在学习中，尤其是实验中，试错也是一种体验，也能让学生有收获，只要最终学生能回到正确轨道即可.学生的思维活跃，他们天马行空般的思考，往往会带来惊喜，这对培养他们创新意识至关重要.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：4-6.

[2] 邹晓明.对高中物理“探究式课堂教学”探究程度的思考[J].物理教学探讨，2005，23（9）：17-18.

[责任编辑：李 璟]