赵蕊 牛昱 吴云飞 张海丰

摘 要：当今社会是科学技术飞速发展的时期，对人们能力和素质的要求也越来越高。为了适应当今社会的不断发展，社会各界都十分重视创新能力的培养。学校为了社会发展的需要，也为了让学生离开校园得到更好的发展，明确培养高素质创新人才是社会现阶段的根本任务。物理实验是物理学科中最直接的教学手段，而在物理实验教学中实施思维引导和兴趣培养，是培养创新思维的最佳途径。

关键词：创新能力 实验教学 物理学科

中图分类号：F016.3；G642.0  文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2023）06-146-03

一、引言

创新能力是世界各国都在重视的一种能力，它有利于社会的进步和时代的发展，如今经济的发展愈来愈依赖于机器的应用和技术的支持，这些都必须依赖于人的创新能力，只有不断地创新出新的事物，新的资源，才可以在这个瞬息万变的时代得到更好的发展。而要加强知识素质能力，学生时代是最好的途径之一，抓好学生的知识教育和创新能力的培养非常重要。对创新能力的界定不同其他，需要打破原有的固定模式或者思维，并在此基础上进行有价值有意义的活动，为个人、企业或社会的发展提供价值。学生在学习阶段也是不断创新的过程，当学生在学习中遇到问题，思考问题进而去解决问题的时候，他们会通过已经学过的知识或者借助其他力量去思考问题的产生和解决方式并进行分析，从而发现事实的真理或者解决事物的办法，并能够带来一定的价值，这也是一种创新能力的體现。

高中物理作为“总舵”学科之中最重要的学科之一，作为一个以感知为基础的科学学科，可以向学生展示出自己独特的解决事物的方法，物理本身就是实践性的科目，可以让学生真实地接触实验，在实验的过程中会不断地启发学生产生新的想法，又可以让学生加强知识的积累，观察实验和记录等等一系列的环节的操作，这些条件促成了学生的创新思维最终变成实际的行动。物理学科的实践性和科学性比较强，物理实验是物理学当中很重要的环节，物理理论的很多知识都需要物理实验进行检验，二者是相互辅助的作用。学生在实验过程中，不断地提高自己，可以养成遇事冷静分析的思维定势，最重要的是可以培养学生对科学知识的热爱，此外物理实验有助于塑造学生正确的价值观，树立实事求是的科学态度，勇于去探索更深层次的问题，这些都是创新能力必不可少的内容。

二、物理实验教学在创新能力培养中的作用及策略

物理实验教学通过对实验的操作，加强学生对知识的理解和认识，很多知识只是听老师的讲解，并不能完全明白，而物理实验可以让知识变得更明白好懂一些。传统的教学模式在一定的程度不利于学生创新思维的发展，会限制学生发展创新能力的主动性，同时这种枯燥乏味的学习方式，学生只会按照书上的固定思维走下去，制约着学生之后的发展。而物理实验能够弥补传统教学方式的缺陷，在物理教学中新课标要求使用物理实验的方式来教育和引导学生，达到学习目标和要求，通过物理实验教学引导学生进行思考，勾起学生对科学探索的精神并激发敢于改进原有科学实验项目的创新意识。

1.演示实验教学培养创新个性。演示实验教学就是物理知识的理论概念和物理实验相结合的一个过程，它可以通过演示手段让学生充分理解物理概念，并对物理实验的流程和现象有一个初步的认识，这种演示教学的方式可以直接对学生后面的物理学习产生很多种影响，可以让学生通过演示实验对物理实验产生兴趣，也会直接抹杀学生的物理兴趣，所以教师在演示教学前需要做好充足的备课工作，使得学生可以充分地理解和掌握物理知识的同时，还能引起学生对物理学科的热爱。

演示教学作为物理实验的主要方式，主要是向学生演示实验过程的，多媒体教学技术的引入可以让课堂的每个学生都可以清楚地看到实验的过程是如何进行操作的，实验的仪器是如何使用的，在一定程度可以帮助老师实验教学的进程，借助多媒体的优势向大家解释实验过程的步骤等，既可以有效地节省了课堂时间，又可以让学生直观地看到实验具体的过程是怎么样的，加深学生的学习兴趣，使学生能够跟着教师一起进行实验。有些实验无法展示给学生的现象，可以通过技术的还原等来实现，让学生可以通过视频的模式看得到，从而使学生能够充分地理解、明白物理知识的起因，使用技术来虚拟的实验过程，让学生可以直观地看到，在学习中激发学生的创新意识。在物理实验教学中，利用多媒体和科技技术来对实验过程进行辅助作用，更加有利于学生在物理实验的操作中较深刻地吸收新知识。在物理实验教学中，有一些小实验可以借助简单的器物在课堂内来完成，这种随堂实验操作既可以学习理论知识，老师也可以在旁边指导学生的物理实验，或是通过随堂实验帮助学生进行解决问题，激发和培养学生的创造性和创造能力。

2.感悟实验过程启迪创新思维。在对实验亲自操作过程中学生会对实验的每一步进行思考，为什么会产生这种现象以及如何可以避免刚刚的实验过程出现的问题。这样学生会在实验的过程中不断地思考，从而产生新的想法，在验证的过程中又会产生另外不同的想法，直到学生可以找到事物存在的真理，并能够解决问题。同时学生还要做好评价工作，重新将实验过程复述一遍，在什么阶段遇到问题及对此产生的新的想法都进行记录并与同学或者老师讨论，使得学生的创新思维得以保留和发展。此外，学生可以在物理实验中扩大理解范围，培养学生发现新的事物能力和能够运用学生现有的知识来解决实验过程中遇到的问题，从而可以启发学生的创新思维。

3.改进实验方式培养创新能力。如今的物理实验教学，一般是以教师讲解为主，给学生具体讲解物理实验的内容以及实验过程、实验结果，虽然可以有效地帮助学生认识相关的知识，但是并不能帮助学生理解这些知识，学生们仅仅存在“知道”这些内容的层面，只是理解比较浅显的表面知识而已，所以在物理实验教学上，要让学生在实验过程中明白一些知识如何运用。物理是科学学科，其中物理实验是最重要的一部分，仅仅只是让学生看一遍老师进行的操作，并不能真正的去理解，实验教学重要的是实验，让学生都可以在实验中学习和成长，发现实验过程的问题，思考问题是如何产生的，又该如何避免在实验过程中产生的问题，在经过不断地实验之后，发现事实的真理。面对简单的物理实验，比如气球可以通过摩擦起电，可以让学生提前准备好两个气球，在上课的时候一起做静电实验等。这些实验简单易行，既可以解决物理实验设备的问题，还可以让学生参与其中，引起学生对物理实验的好奇心，对之后的教学活动会更加有益。改进实验教学的方式，对于老师来说，可以极大地提高教学的效率，能够节省很多的时间和精力，对于学生来说，可以更明确、更直观地看到实验的过程和实验产生的现象，让学生的创新能力得到充足的发展空间。

4.开放实验室为提高创新能力提供支持。物理实验的最佳教学效果就是每个学生可以自己动手操作一遍实验，但是在现实的教学过程中，由于课程时间和实验设备仪器的原因，并不能够使每个学生都可以进行完整的实验操作，这非常影响学生的积极性。所以建议学校可以开放实验室，学生可以利用实验设备来验证自己的创新想法，让学生真正地通过实验获得知识的拓展，提高学生的创新能力。开放实验室的目的是可以让学生更好地进行物理实验的操作，因为课堂上的物理实验课程会给学生带来很多的创新想法，他们需要有一定的条件和设备，来支持他们实现自己的脑海里的创新想法，同时也需要自己动手操作来确认学生脑海里所思考的新的思路是否正确，如果学生实验结果显示自己的想法是错误的，那么他们也会去思考如何才可以让实验的结果得到自己想要的，而不是一味依赖老师的讲解，依赖书本的固定知识模板。

物理最重要的就是实验操作，所以实验室的实验资源都应完全向学生开放，只有在真正做到全面，学生才有强烈的选择实验项目的能力，并结合实验资源来填补知识的空白。开放实验室并不是只是把实验室的门打开，而是让学生可以自由地进入实验室完成自己的实验，提高自己的动手能力，同时为提高学生的创新能力和物理知识提供支持。开放实验室同样也是需要教师进行辅导的，在给学生足够的思考和改进的空间，从旁协助学生更好地培养创新能力。

三、《电容器的电容》教学设计

1.教材分析。本节课是高中物理人教版必修三第十章静电场第四节的内容，是对电场的相关知识的应用。本节内容借助实验教学把电容器的理论知识比较形象地展现给学生，由浅入深，使学生更加直观的理解和运用电容器的相关知识。

2.学情分析。学生在前面的学习中已经学习了一些有关电的概念，并且掌握了电场的相关规律，这些内容对于本节电容器的电容的学习也有一定的帮助。此外，高二的学生也具备了一定的分析概括能力和解决基础问题的能力，能够比较熟练地掌握本节课所要用到的比值定义法和控制变量实验方法。但是本节课的相关概念比较陌生，学生大多欠缺抽象思维能力和科学探究能力，所以学生学习这一方面的知识还是存在一些障碍。

3.课前准备。多媒体教学设备、电路示教板、感应起电机、电容器、电介质、静电计。

4.教学过程。

四、结语

通过对物理实验的演示过程的分析，研究物理实验教学在创新能力培养中的作用；通过对物理实验的操作，加强学生对知识的理解认识和创新能力的培养，在物理实验的过程中不断地引导学生，同时让学生参与物理实验的准备工作和实验操作过程，让每个学生都对物理实验进行实际动手的操作，而不是只知道理论知识只能是纸上谈兵，这样不仅可以加深学生对物理知识的认识，知道现实生活中的哪些现象可以用物理规律来进行解释，了解物理在社会生活中的一些应用，更能引起学生对物理实验的好奇心，引起学生对科学的探索精神，敢于改进原有科学实验项目的创新意识，进而培养学生的观察能力和初步的分析概括能力和创新能力。

[基金项目：黑龙江省教育科学“十四五”规划2022年度重点课题“师范类专业认证背景下教育实习表现性评价研究”（项目编号：GJB1422672）;佳木斯大学教育教学改革研究项目（项目编号：2021JY2-44）。]

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（作者单位：1.佳木斯大学理学院；2.佳木斯市第五中学 黑龙江佳木斯 154007）

[通讯作者简介：张海丰（1973—），男，吉林乾安人，教授，硕士生导师.研究方向：物理教学理论和方法研究;吴云飞（1980—），男，黑龙江佳木斯人，副教授，硕士生导师，研究方向：中学物理课程改革研究。]

（责编：若佳）