物理实验中创新思维的培养.docVIP

物理实验中创新思维的培养 梁 华 威 海 十 中 物理实验中创新思维的培养 实验是人类有目的的研究活动，实验过程是学生主体积极的观察、思考和探索过程。因此实验教学向来是和学生思维活动密不可分的。通过实验教学培养学生创新思维，也正体现了让学生参与知识的形成过程，是改变重结果教学为既重结果、又重知识的形成过程教育的有效途径。要使物理实验真正成为一项有目的的研究活动，关键在于要让学生“手脑并用，动思结合”，使学生知道“看什么，怎么看；想什么，怎么想；做什么，怎么做”。笔者据多年的实践，认为可通过以下几个环节来培养学生的创新思维： 一、改进演示实验 物理实验教学中，教师要引导学生的思维方式由模仿向支持己见过渡，使其思维方式首先转向“自我思维”，即摆脱习惯性思维，从固定的圈子里走出来，形成自己的思维；继而转向“怀疑思维”，即敢于对人们司空见惯的事物提出怀疑的思维；最后转向“进取思维”，即力破陈旧，锐意进取，勇于创新。如进行大气压实验教学时，按教材的顺序是：在水杯中装满水，然后用一适当厚的纸将杯口盖住，当水杯倒置后该纸不会掉下，水也不会流出。这个实验简单易行，一做就成，且效果明显。但学生对这一现象很难接受，容易产生怀疑心理，认为是水把纸“粘”住了。怎样才能改变学生认识并使其确信大气压的存在呢？此时教师可启发学生，改变传统的思维程序，摆脱教材的束缚，改进实验的演示方法，将实验中的水杯底部开个小孔（水杯可用塑料杯）。演示时，先用手指按住小孔，实验结果和前述相同。但当放开手指，纸片随即落下。这一实验过程，使学生产生的知觉具有可信性、完整性、鲜明性和深刻性。 二、精心创设问题情境 教学过程是一个不断发现问题、分析问题、解决问题的动态变化过程。学生的创新思维往往是由遇到要解决的问题引发的。因此，精心创设问题情境是培养学生创新思维的主要途径之一。 例如：在做“伏安法测电阻”实验中，要测一段导体的电阻需用电压表和电流表，那么，实验中如何减小误差呢？学生马上想到“多次测量取平均值”的方法。接着师又问：怎样才能多次测量？于是学生知道电路中还需一个改变电流的滑动变阻器。教师通过层层设问，让学生把实验器材选出。然后设计出电路图开始实验，实验中出现了故障，也不要马上给学生排除，应引导学生分析并解决。实验完毕后，教师可适当将知识迁移继续设问：如何测一只小灯泡的电阻呢？学生会根据上述实验马上测出来。然后，教师再问：若实验中无电压表或无电流表，如何测导体的电阻呢？就这样，通过设疑使学生既掌握了知识，又培养了创新思维能力。 再比如：学习大气压时，学生们在观察了当地的大气压后，提出了一个问题，“气压是由于大气受重力作用而形成的，那么各个地方的空气密度不同，大气压相同吗？”这个问题提的很好，教师应给予积极鼓励并做好引导，此时，教师不妨举一个例子来讲解，我们在给自行车打气时，活塞向下运动，气筒内的气体体积减小了，密度怎样了？显然这个问题学生都知道，“当然增大”，那么压强呢？进而再联想到大气压答案便水落石出了。此时教师不要停下来，进而提出新问题：“为什么登山运动员上山要带高压锅呢？”这样就把压强和沸点联系起来了。这个实验我们不能在课堂上做，但我们能不能自己利用实验室中的器材，设计一个实验证明这一观点呢？学生讨论后，设计实验思路，比一比看谁设计得最好。这样，通过层层设疑，不但使学生得出了正确结论，更重要的是，通过这种探究性学习，培养了学生积极的探索精神，创新思维能力也得以锻炼。 三、让学生猜想实验结果 教师在进行一些演示实验前，先要求学生对可能发生的现象或结果进行猜想，然后让学生各抒己见，再做实验。例如：做“研究焦耳定律”实验时，我们可以这样引导学生：“电流通过导体产生热量”这一现象中，热量是由电流产生的，电流是通过某导体而产生的，因此电流和导体将是产生热量的原因。由此学生猜想：电流产生热量的多少将会与电流的大小及导体自身的属性—电阻有关，此外还会与通电时间有关。最后教师对学生中普遍性的典型猜想予以归类分析，让不知所想的学生也从中受到启发，使每个学生都明确实验该做什么，注意什么，使实验成为目的性非常明确的操作过程。 猜想是培养学生创新思维的基础。物理学家们正是对某些未曾发现的现象、未曾认知的领域大胆猜想，不断探索验证，才使物理规律显现出来。例如牛顿第一定律的获得；法拉第的电磁感应现象等都是通过类比联想而大胆猜想出来。同样，课堂教学缺少了猜想，我们的教学过程将变成非常简单的知识展现和输入过程，能力的发展和科学家素质的培养将无从落实。 四、让学生设计实验方案 让学生对同一实验目的设计不同的实验方案，再让学生分析每种方案的优劣，得出最佳方案。在实验设计活动中，学生的一些想法可能是不成熟的，片面的，甚至不可能的。对此教师不能简单的否定，可引导他们从可行性、科学性上对自己的设想进行讨论研