高中物理实验教学中培养学生创新思维的策略探究

摘要：本文聚焦于高中物理实验教学，深入剖析了在实验教学中培养学生创新思维的重要性。通过对当前教学现状的分析，提出了一系列切实可行的培养学生创新思维的策略，旨在提升高中物理实验教学质量，促进学生综合素养的发展。

关键词：高中物理；实验教学；创新思维

引言

物理作为一门以实验为基础的自然科学，实验教学在高中物理教学中占据着关键地位。实验不仅能够帮助学生直观地理解物理知识，更能激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力和创新思维。在当今素质教育的大背景下，培养具有创新思维的高素质人才成为教育的重要目标，因此，探究高中物理实验教学中培养学生创新思维的策略具有重要的现实意义。

一、高中物理实验教学现状分析

（一）传统教学模式的束缚

在部分高中物理实验教学中，仍然采用传统的教学模式，教师按照教材步骤详细讲解实验，学生机械地模仿操作，缺乏自主思考和探索的空间。这种模式下，学生只是被动地接受知识，难以真正理解实验的原理和意义，更无法培养创新思维。

（二）实验资源的限制

一些学校存在实验设备陈旧、数量不足等问题，导致部分实验无法正常开展，或者只能以演示实验的形式呈现给学生，学生无法亲自动手操作。这在一定程度上限制了学生的实践机会，不利于学生创新思维的培养。

（三）对实验教学的重视程度不够

部分教师过于注重理论知识的传授，将实验教学视为辅助手段，在实验教学中投入的时间和精力不足。对学生实验操作的指导不够细致，对实验结果的分析不够深入，影响了实验教学的效果，也阻碍了学生创新思维的发展。

二、高中物理实验教学中培养学生创新思维的策略

（一）优化实验教学设计

1.增加探究性实验

教师应适时提升探究性实验在教学中的占比，以此激发学生主动探索的热情。在实验开展前，教师需营造宽松氛围，鼓励学生大胆质疑、踊跃思考。以 “探究影响滑动摩擦力大小的因素” 实验为例，教师先引导学生结合生活经验，如推重箱子比轻箱子费力、地面光滑或粗糙时推动物体的难易程度不同等，让学生大胆猜想可能影响滑动摩擦力的因素，像物体的重量、接触面的粗糙程度、物体的运动速度等。随后，学生分组讨论，依据猜想设计实验方案，自主选择实验器材，如不同重量的木块、砂纸、弹簧测力计等。在实验过程中，学生亲自动手操作，记录数据，分析结果，验证自己的猜想。这种探究过程让学生从被动接受转为主动探索，充分发挥主观能动性，逐步培养创新思维。

2.设计开放性实验

开放性实验为学生搭建起广阔的思维平台，突破传统实验的限制。教师可精心设计一些无固定步骤与标准答案的实验项目。以 “测定电源电动势和内阻” 实验来说，教师提供多种实验器材，除了常规的电源、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱，还可额外准备一些特殊的传感器等。学生依据自身对知识的理解，设计不同的实验方法。有的学生可能采用伏安法，通过测量不同电压和电流值来计算电动势和内阻；有的学生则尝试运用等效替代法，利用电阻箱替代未知电阻进行测量。完成实验后，组织学生展开小组讨论，比较不同方法的优缺点，分析实验误差产生的原因。在这一过程中，学生的创新思维与批判性思维得到有效锻炼。

（二）运用多样化教学方法

1.问题导向教学法

在实验教学中，问题导向教学法是激发学生思维活力的有效手段。以 “牛顿第二定律” 实验为例，教师抛出精心设计的问题，如 “如何控制变量来研究加速度与力、质量的关系？” 学生们需先回顾变量控制的基本原则，思考如何在实验中精准操作。面对 “如果实验中出现误差，可能是什么原因导致的？” 这一问题，学生从实验仪器的精度、操作过程的规范性、环境因素干扰等多个角度展开思考。在探索答案的过程中，他们不再是机械地执行实验步骤，而是主动剖析实验背后的物理原理，尝试提出改进方案，这无疑为创新思维的萌发提供了肥沃土壤，促使学生从被动的知识接收者转变为主动的探索者。

2.小组合作学习法

小组合作学习法为学生搭建了思维碰撞的舞台。在 “验证机械能守恒定律” 实验中，合理分组后，小组成员各施其职。负责实验操作的同学专注于精准释放重物、操控打点计时器等关键环节；数据记录员则全神贯注，确保每一个数据准确无误地被记录；数据分析员依据记录的数据，绘制图表、计算相关数值。在合作进程中，成员们频繁交流，针对实验中出现的异常数据共同探讨，如纸带的摩擦阻力对实验结果的影响。通过这种相互学习、相互启发的方式，学生们拓宽了思维边界，不再局限于个人的思考模式，在交流碰撞中不断产生新的想法，创新思维得以茁壮成长。

（三）拓展实验教学资源

1.利用现代信息技术

现代信息技术为高中物理实验教学带来了前所未有的变革。教师能够巧妙借助多媒体丰富的表现形式，以及仿真实验软件强大的模拟功能，极大地丰富实验教学资源。以 “粒子加速器原理” 这类课堂上难以实操的实验为例，教师可播放精心剪辑的高清视频，展示粒子加速器内部复杂结构与粒子加速的动态过程，使抽象知识直观呈现。而仿真实验软件更是为学生提供了自主探索的虚拟实验室，学生可自行设定粒子初始参数、调整磁场强度等条件，观察粒子运动轨迹变化，如同亲身体验实验操作。这种自主探索的过程，充分激发学生好奇心，促使他们不断尝试新条件，挖掘实验背后的物理规律，有效培养创新思维。

2.开展课外实验活动

学校积极组织课外实验活动，为学生开辟了一片创新实践的新天地。物理实验兴趣小组定期开展活动，成员们围绕特定实验主题，深入探讨实验思路，分享各自的见解。科技制作比赛更是激发学生创造力的舞台，学生们将课堂所学知识灵活运用，利用课余时间制作简易电动机、发电机等物理小制作。在制作电动机时，学生需思考如何选择合适的材料、设计合理的线圈匝数，反复调试以优化性能。面对制作过程中的种种问题，他们不断尝试新方法，在失败与成功的交替中，思维得到锻炼，创新灵感被持续激发，实验视野得以拓展，创新思维也在这一过程中茁壮成长。

（四）提升教师专业素养

1.加强教师培训

学校应定期组织教师参加物理实验教学培训，让教师了解最新的实验教学理念和方法，提高教师的实验教学水平。例如，邀请专家进行讲座，介绍探究性实验、开放性实验的设计与实施方法，让教师掌握培养学生创新思维的有效策略。

2.鼓励教师开展教学研究

教师应积极开展物理实验教学研究，探索适合学生的实验教学模式和方法。通过教学研究，教师能够不断反思自己的教学实践，发现问题并及时改进，从而更好地在实验教学中培养学生的创新思维。例如，教师可以开展关于 “如何在实验教学中培养学生批判性思维” 的研究，通过实践探索总结出有效的教学方法。

三、总结

高中物理实验教学对于培养学生的创新思维具有不可替代的作用。通过优化实验教学设计、运用多样化教学方法、拓展实验教学资源以及提升教师专业素养等策略，可以有效地激发学生的创新思维，提高高中物理实验教学质量。在教学过程中，教师应充分认识到培养学生创新思维的重要性，积极探索和实践，为学生的未来发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 杨洪山.高中物理实验教学中促进学生创新思维发展的策略探讨[D].山东师范大学[2025-03-03].DOI：CNKI：CDMD：2.1011.080725.

[2] 王巍.高中物理实验教学中培养学生创新思维的实践研究[D].上海师范大学，2012.DOI：10.7666/d.y2115798.