浅谈利用低成本创新实验培养高中学生的创新思维

马琳琳

【摘 要】步入现代社会，创新一词在寥寥数年内就从初入群众视野到如今成为人才必备要素之一。高中物理理论来自实验，创新实验能够促进学生的自主思考，确保其在课堂之外也能拓展知识、提升自我。

【关键词】高中物理;物理实验;创新思维

迫于物理实验所需器材大都比较昂贵，不少高中正在设法采用教师讲解或示范的形式代替学生实验，却增加了理解难度，也不利于学生创新思维的建立。相较之下，在保证实验原理不变的基础上将其设施简化，不仅为学生保留了亲身实践的乐趣，还使其更加贴近实际。

一、提高学生学习热情

虽说物理理论是现象抽象化的产物，但最终还是要归于实际，所以有些道理看似高深莫测，其内在规律在日常中都会有类似的反映。教師教学的根本任务应立足于促进学生观察、提问和解疑能力的养成，而不是局限于课本中九牛一毛的实验案例。传统教学往往从理论出发引导实践，殊不知实践出真知才更符合学生的学习规律，这就要求教师率先发挥创造力，改良教材上的实验流程，先行展示出人意料的实验结果，再以疑问句代替陈述句的办法引起学生对其中奥秘的猜想，最后营造充足的空间让其亲自验证自己的想法，体验成功的喜悦。

例如在“影响固体压强的因素”实验中，教师不必直接用数据显示压强的大小，只要借助海绵、沙包等柔软物体让学生用手掌分别以不同的力量按压观察其凹陷程度便可一目了然，其后再以“猜测一下还有什么能够影响固体压强呢？”引发同学的讨论，如果学生无法准确回答，“回忆一下撞到桌角和桌子边缘哪种比较痛呢？”以形象的生活场景提示学生，远比立体的概念更加平易近人，同时也能唤醒其对生活细节的关注和重视。

“超重与失重”的例子就更多了，先让学生描述一下坐电梯或飞机上升下降时的感受，借此提出问题：我们为什么会出现身体一轻一重的感觉，甚至更有甚者会感到恶心想吐？一般证实超重和失重现象的存在需要升降机和测力计，事实上使用体重秤就可替代其效用，让学生站在体重秤上，先站直后迅速下蹲再快速起立，记录三个阶段称量出的数值，学生便会对其变化的原因充满疑惑，为了消除心中的不解，就会专心致志地倾听教师的解答。

二、充分调动感知系统

在实行教育改革之前，学生长期处于应试教育模式下，麻木地全盘接受着教师传输的所有知识，几乎没有自我辨析的意识。而创新实验不但节省了学校在此方面的开支，为学生提供了更多实操机会，而且凭借千变万化的物理现象为味同嚼蜡的课程增添了一抹别样的色彩。实验的全程参与让学生的情绪随其进展情况跌宕起伏，加之以动态的画面、优美的声音等呈现的实验现象所给予的沉浸式体验，无疑都能强化其在学生脑海中的印象。

比如“声音的传播”中，能够替代音叉的工具非常多，我们所熟知的各种乐器便是其一，更加简便的方法是组织玻璃杯奏乐的小游戏。即在数个同样大小的水杯中倒入不同体积的水，再用筷子敲打发出的声音音调是迥然相异的。学生借由杯子创作出的音乐足以对听觉造成刺激，不禁开始推测其发声原理是什么，相同的水杯又为何会产生高低音的差别，从而主动分析唯一变量——水在其中起到的作用等等，在无形中便掌握了控制变量法的应用。

比如“光的直射、反射、折射”这一章节中，事先准备一个较粗的透明水瓶，注入灰色或暗色气体并将其封闭严实，就形成了可以循环利用的简易光学演示器。使用激光笔自瓶底垂直向上照射，就能清楚地看到直射的光线，再将其竖直平放在平面镜上，从侧面以不同角度发射光束至镜面，可以发现多条反射光线，若加入一半浑浊的氢氧化钙水溶液，依旧从侧面让多束光线以不同弧度穿过水平线，即可察觉到入射角和折射角的大致联系。由于这些道具随处可见，教师有足够的条件多配置几套，以供学生自由决定发射光线的角度以及数量，使其完全沉迷于奇妙幻彩的光学世界，事后再集合大家的笔记总结其规律。

三、改善学生的动手能力

当代青少年的成长环境过于优越，很少做家务，劳作机会也不多，导致许多学生面对有关电路图的考题处理得游刃有余，真正动手独立连接完整线路却好似难于登天。物理本该是实验为主，帮助学生正确处理现实问题的科目，不想却因重书面轻操作的考试制度而逐渐变了味。已知实验器械是减少成本的关键，教师更要鼓励学生大开脑洞，发掘身边一切可用物品、废物利用，增强实验素材的丰富性。

譬如教师可以针对“通电导线在磁场中受到的力”安排相应的家庭作业，以干电池、铜线及钕磁铁为原料制作电动机可以有很多种组合方式，这就要求学生广开思路、大胆尝试，在趣味手工中获得满足感。与此同时，由于电和磁本身无法看到，对于学生的兴趣提升具有极佳的作用，通过通电导线在磁场中受到的力形象地使学生看到力是真的存在的，更加激发学生兴趣，使他们能够带着好奇心进入物理的世界。

总而言之，高中物理教学中创新实验的开发是培养学生创新思维的良好途径，但要全面推广还需弥补设施成本过高的弊端，为此教师和学生应该集思广益，共同创造简易道具，积极挖掘物理理论与生活的潜在关系。

参考文献：

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[2]陆黎明.让学生多动手，让学生都动手——新课程背景下开发利用低成本材料，改进高中物理实验教学[J].新课程（上），2011（04）.

[3]赵惠松，严云佳.低成本实验在高中物理习题教学中的应用研究[J].实验教学与仪器，2016， 33（06）：6～8.