物理實驗中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

1、威海市初中物理教學參評論文物理實驗中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)梁華威海十中物理實驗中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)實驗是人類有目的的研究活動，實驗過程是學生主體積極的觀察、思考和探索過程。因此實驗教學向來是和學生思維活動密不可分的。通過實驗教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，也正體現(xiàn)了讓學生參與知識的形成過程，是改變重結(jié)果教學為既重結(jié)果、又重知識的形成過程教育的有效途徑。要使物理實驗真正成為一項有目的的研究活動，關(guān)鍵在于要讓學生“手腦并用，動思結(jié)合” ，使學生知道“看什么，怎么看；想什么，怎么想；做什么，怎么做”。筆者據(jù)多年的實踐，認為可通過以下幾個環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維：一、改進演示實驗物理實驗教學中，教師要引導學生的思維方式由模

2、仿向支持己見過渡，使其思維方式首先轉(zhuǎn)向“自我思維”，即擺脫習慣性思維，從固定的圈子里走出來，形成自己的思維；繼而轉(zhuǎn)向“懷疑思維”，即敢于對人們司空見慣的事物提出懷疑的思維；最后轉(zhuǎn)向“進取思維” ，即力破陳舊，銳意進取，勇于創(chuàng)新。如進行大氣壓實驗教學時，按教材的順序是：在水杯中裝滿水，然后用一適當厚的紙將杯口蓋住，當水杯倒置后該紙不會掉下，水也不會流出。這個實驗簡單易行，一做就成，且效果明顯。但學生對這一現(xiàn)象很難接受，容易產(chǎn)生懷疑心理，認為是水把紙“粘”住了。怎樣才能改變學生認識并使其確信大氣壓的存在呢此時教師可啟發(fā)學生，改變傳統(tǒng)的思維程序，擺脫教材的束縛，改進實驗的演示方法，將實驗中的水杯底部

3、開個小孔（水杯可用塑料杯） 。演示時，先用手指按住小孔，實驗結(jié)果和前述相同。但當放開手指，紙片隨即落下。這一實驗過程，使學生產(chǎn)生的知覺具有可信性、完整性、鮮明性和深刻性。二、精心創(chuàng)設(shè)問題情境教學過程是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題、 分析問題、 解決問題的動態(tài)變化過程。學生的創(chuàng)新思維往往是由遇到要解決的問題引發(fā)的。因此，精心創(chuàng)設(shè)問題情境是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的主要途徑之一。例如：在做“伏安法測電阻”實驗中，要測一段導體的電阻需用電壓表和電流表，那么，實驗中如何減小誤差呢學生馬上想到“多次測量取平均值”的方法。接著師又問：怎樣才能多次測量于是學生知道電路中還需一個改變電流的滑動變阻器。 教師通過層層設(shè)問， 讓學生

4、把實驗器材選出。然后設(shè)計出電路圖開始實驗， 實驗中出現(xiàn)了故障， 也不要馬上給學生排除，應引導學生分析并解決。實驗完畢后，教師可適當將知識遷移繼續(xù)設(shè)問：如何測一只小燈泡的電阻呢學生會根據(jù)上述實驗馬上測出來。然后，教師再問：若實驗中無電壓表或無電流表，如何測導體的電阻呢就這樣，通過設(shè)疑使學生既掌握了知識，又培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力。再比如：學習大氣壓時，學生們在觀察了當?shù)氐拇髿鈮汉?，提出了一個問題，“氣壓是由于大氣受重力作用而形成的，那么各個地方的空氣密度不同，大氣壓相同嗎”這個問題提的很好，教師應給予積極鼓勵并做好引導，此時，教師不妨舉一個例子來講解，我們在給自行車打氣時，活塞向下運動，氣筒內(nèi)的氣體體

5、積減小了，密度怎樣了顯然這個問題學生都知道，“當然增大” ，那么壓強呢進而再聯(lián)想到大氣壓答案便水落石出了。此時教師不要停下來，進而提出新問題： “為什么登山運動員上山要帶高壓鍋呢”這樣就把壓強和沸點聯(lián)系起來了。這個實驗我們不能在課堂上做，但我們能不能自己利用實驗室中的器材，設(shè)計一個實驗證明這一觀點呢學生討論后， 設(shè)計實驗思路， 比一比看誰設(shè)計得最好。 這樣，通過層層設(shè)疑，不但使學生得出了正確結(jié)論，更重要的是，通過這種探究性學習，培養(yǎng)了學生積極的探索精神，創(chuàng)新思維能力也得以鍛煉。三、讓學生猜想實驗結(jié)果教師在進行一些演示實驗前，先要求學生對可能發(fā)生的現(xiàn)象或結(jié)果進行猜想，然后讓學生各抒己見，再做實驗

6、。例如：做“研究焦耳定律”實驗時，我們可以這樣引導學生： “電流通過導體產(chǎn)生熱量”這一現(xiàn)象中，熱量是由電流產(chǎn)生的，電流是通過某導體而產(chǎn)生的，因此電流和導體將是產(chǎn)生熱量的原因。由此學生猜想：電流產(chǎn)生熱量的多少將會與電流的大小及導體自身的屬性電阻有關(guān)，此外還會與通電時間有關(guān)。最后教師對學生中普遍性的典型猜想予以歸類分析，讓不知所想的學生也從中受到啟發(fā)，使每個學生都明確實驗該做什么，注意什么，使實驗成為目的性非常明確的操作過程。猜想是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)。物理學家們正是對某些未曾發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象、未曾認知的領(lǐng)域大膽猜想， 不斷探索驗證， 才使物理規(guī)律顯現(xiàn)出來。例如牛頓第一定律的獲得；法拉第的電磁感應現(xiàn)象

7、等都是通過類比聯(lián)想而大膽猜想出來。同樣，課堂教學缺少了猜想，我們的教學過程將變成非常簡單的知識展現(xiàn)和輸入過程，能力的發(fā)展和科學家素質(zhì)的培養(yǎng)將無從落實。四、讓學生設(shè)計實驗方案讓學生對同一實驗目的設(shè)計不同的實驗方案，再讓學生分析每種方案的優(yōu)劣，得出最佳方案。在實驗設(shè)計活動中，學生的一些想法可能是不成熟的，片面的，甚至不可能的。對此教師不能簡單的否定，可引導他們從可行性、科學性上對自己的設(shè)想進行討論研究，有條件的話，還可以讓學生親手做一做，找出失敗的原因。這樣，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力是極有好處的。設(shè)計實驗方案，首先要解決為什么這樣做。尤其是實驗過程的測量對象和實驗工具的測量對象不是同一量時，就必須

8、要運用轉(zhuǎn)化和比較思維方法。轉(zhuǎn)化是將無法直接測量的量通過等量關(guān)系轉(zhuǎn)化為可以測量的量，比較是一種同中求異或異中求同的思維過程。通過對兩事物或現(xiàn)象的對比，或某一現(xiàn)象發(fā)生變化的前后情況進行比較，來揭示事物的本質(zhì)。如：研究焦耳定律的實驗中，由于熱量無法直接由工具測出，這是需引導學生把電流產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)化為同質(zhì)量煤油體積膨脹的大小，并在控制變量的條件下，采用對比方式，認識電流熱效應的定量關(guān)系。引導分析要研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，需保持電流和時間一定；若要研究熱量與電流的關(guān)系，需保持電阻和時間一定；而要研究熱量與時間的關(guān)系，需保持電深度（ cm） 膜的方向左右液面高度差 cm流和電阻 一13

9、向上定。如何設(shè)計23向下實驗呢此處最33向側(cè)面好讓學生自己46向上設(shè)計實驗 方59向上案，然后選出好的方案進行實驗。有了轉(zhuǎn)化和比較，才能自然地由實驗現(xiàn)象得出結(jié)論，并且理解了實驗結(jié)論。可見，如果把實驗看作是產(chǎn)生現(xiàn)象或獲取數(shù)據(jù)的手段，忽略了學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，無疑是一大缺憾。五、讓學生通過實驗現(xiàn)象處理實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論通過物理實驗觀察實驗現(xiàn)象、獲得實驗數(shù)據(jù)后，進行分析、判斷、概括、總結(jié)、歸納等思維加工過程，使之產(chǎn)生認識上的飛躍，獲得結(jié)論。這是教學中培養(yǎng)學生總結(jié)歸納思維的重要途徑。 例如：牛頓第一定律的教學，關(guān)鍵在于實驗后，通過實驗現(xiàn)象的分析、比較，作出進一步的假設(shè)推理，從而實現(xiàn)認識上的飛躍，獲得用實

10、驗方法無法直接驗證的重要規(guī)律。實驗本身和實驗數(shù)據(jù)并非是實驗的最終目的，對實驗數(shù)據(jù)的處理是實驗過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)，物理量之間的內(nèi)在關(guān)系就隱藏在數(shù)據(jù)里。數(shù)據(jù)處理的一般方法是：縱向或橫向地觀察比較數(shù)據(jù)，然后通過對數(shù)據(jù)的處理，概括出物理規(guī)律。例如：研究液體壓強特點的實驗中，我們測出如下數(shù)據(jù)：學生通過比較（ 1）、（ 2）、（3）次實驗得出：同一深度，液體向各個方向的壓強都相等。比較（ 1）、（ 4）、（5）次實驗得出：液體的壓強隨深度的增加而增大。當然，學生的素質(zhì)不是一天兩天就可以提高起來的，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)也不是一朝一夕的事情，但我們只要時時處處注意培養(yǎng)，充分發(fā)揮實驗的作用，就一定能把學生的創(chuàng)新思維能力提高上