加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練 激活學(xué)生創(chuàng)新思維

創(chuàng)新思維是指在前人已取得的成果基礎(chǔ)上又有創(chuàng)新的思維過(guò)程。創(chuàng)新思維具有靈活性、獨(dú)創(chuàng)性、敏捷性等特征。創(chuàng)新思維不是一種基本的思維形式，而是多種思維形式綜合作用的結(jié)果。

為了有效激活學(xué)生的創(chuàng)造性思維，我認(rèn)為除了做好演示實(shí)驗(yàn)及與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的練習(xí)外，還應(yīng)在教學(xué)中盡量增加一些探索實(shí)驗(yàn)，充分挖掘?qū)W生的潛能。因?yàn)樵O(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)不僅能全面考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和動(dòng)手能力，也能考查和培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和創(chuàng)新精神。依據(jù)教學(xué)大綱要求，以學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)技能，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槌霭l(fā)點(diǎn)，提出讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，目的是激活學(xué)生記憶中的有關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生獨(dú)立思考，探索創(chuàng)新，使之保持生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)態(tài)勢(shì)。

一、讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，尋找培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移能力的突破口

尋找各種途徑，努力提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造才能，是每個(gè)教育工作者的神圣職責(zé)。近年來(lái)，各地中考題中，有些試題是改變教學(xué)大綱中規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)儀器，要求學(xué)生根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)器材重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，以考查學(xué)生知識(shí)遷移能力。這類試題既能考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能，又能檢測(cè)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

如在設(shè)計(jì)測(cè)量“電阻”的實(shí)驗(yàn)電路中，有這樣一類題，給定下列器材：一個(gè)電池組、一個(gè)電壓表、一個(gè)已知阻值的電阻器R2和幾根導(dǎo)線，測(cè)定未知阻值的電阻器R1的阻值。題目中只有電壓表，而沒(méi)有電流表，因此它的實(shí)驗(yàn)原理不同于伏安法測(cè)電阻。這時(shí)可讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：(1)將電阻器R1和R2串聯(lián)起來(lái)，用導(dǎo)線將它們與電池組一起連成電路；(2)用電壓表分別測(cè)出R1和R2兩端的電壓U1和U2；(3)根據(jù)歐姆定律算出電路中的電流強(qiáng)度I2;(4)I1=I2，而U1已測(cè)出，即可求出R1的阻值。如果題目中給出的不是電壓表，而是電流表，則應(yīng)將R1與R2并聯(lián)，也可求出未知電阻阻值。這種實(shí)驗(yàn)題比較靈活，著重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。

二、讓學(xué)生設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

發(fā)散思維又稱求異思維，它是指一種沿著不同方向、思考，從多方面尋求多樣性答案的開(kāi)放性思維方式。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的重要組成部分，培養(yǎng)發(fā)散性思維，有助于創(chuàng)造性思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的提高。如測(cè)石塊的密度，器材有：天平、砝碼、石塊、燒杯、水和細(xì)線，沒(méi)有量筒，怎么測(cè)？這是一道通過(guò)密度的測(cè)量考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的題，測(cè)量密度的方法很多，要測(cè)出石塊的密度，需要測(cè)出石塊的質(zhì)量和體積。因沒(méi)有量筒，原已熟悉的實(shí)驗(yàn)方法不再適用，所以不僅要用天平測(cè)出石塊的質(zhì)量，還要想辦法測(cè)出體積，利用現(xiàn)有器材及所學(xué)物理知識(shí)，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)測(cè)體積的方法。(1)排水法，先利用天平稱出裝滿水時(shí)燒杯和水的總質(zhì)量，然后把石塊用細(xì)線拴住，輕輕浸沒(méi)到裝滿水的燒杯中，待排開(kāi)部分水后，取出石塊，再稱出燒杯和剩余水的總質(zhì)量，則可得出石塊排開(kāi)水的質(zhì)量，算出排開(kāi)水的體積就是石塊的體積。(2)稱量法，在燒杯中裝適量的水，稱出其總質(zhì)量，然后將石塊浸沒(méi)在水中，刻記水面上升的位置，取出石塊，再往燒杯中加水到刻記的位置。稱出這時(shí)的總質(zhì)量，則兩次質(zhì)量差的水的體積便是石塊的體積。(3)浮力法，測(cè)出石塊在水中受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理，即可算出石塊的體積。學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中運(yùn)用了質(zhì)量、重力、密度、二力平衡、浮力和阿基米德原理等已有知識(shí)，創(chuàng)造性地找出了解決問(wèn)題的方法。

三、讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)開(kāi)展合作學(xué)習(xí)

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)就是利用集體的智慧，互相啟發(fā)，互相激勵(lì)，使小組成員的大腦產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，從而引出更多的創(chuàng)造意念，獲得更多富有創(chuàng)造性的方案，產(chǎn)生一種“1+1>2”的理想效果。

為了充分發(fā)揮小組成員的積極性，使他們充分發(fā)揮自己的想象力，還要注意一些問(wèn)題。首先，不要過(guò)早地評(píng)判，這樣會(huì)扼殺許多有價(jià)值的設(shè)想，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再進(jìn)行整理和評(píng)價(jià)。其次，要注意引導(dǎo)小組成員對(duì)各成員的設(shè)想進(jìn)行綜合、改善，發(fā)展成新設(shè)想、新思路。再者，不論學(xué)生的做法多么蠢笨，甚至荒唐可笑也應(yīng)積極鼓勵(lì)，每個(gè)人都可保留自己的意見(jiàn)，不得將集體的意見(jiàn)強(qiáng)加于個(gè)體。

四、貼近生活實(shí)際，開(kāi)發(fā)課外小實(shí)驗(yàn)

物理活動(dòng)課，可采用組織學(xué)生集體參觀、實(shí)驗(yàn)操作比賽、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成果展等形式。讓學(xué)生走入社會(huì)，接觸實(shí)際生活，真正體驗(yàn)“物理有用”這一初中物理教學(xué)的基本宗旨。在物理教學(xué)中，可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外小實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即運(yùn)用學(xué)生所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，尋找儀器，自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等，探索尋求解決生活中某個(gè)實(shí)際問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方案。如，如何測(cè)量操場(chǎng)上旗桿的高度；如何測(cè)量食用大米的密度；如何在家中測(cè)量醬油、牛奶的密度；如何測(cè)量家用電冰箱的功率……對(duì)這些小實(shí)驗(yàn)課題的設(shè)計(jì)，學(xué)生感到非常親近、實(shí)用，不管成績(jī)優(yōu)秀還是成績(jī)差的學(xué)生都踴躍思考，大膽提出各種各樣、甚至奇怪得連教師都想象不到的方案。課外實(shí)驗(yàn)的目的是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和創(chuàng)新意識(shí)。經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性思維的作用，設(shè)計(jì)出解決問(wèn)題的方案，最終問(wèn)題的解決需要付諸實(shí)踐。課外實(shí)驗(yàn)從設(shè)計(jì)到最后實(shí)施，可有效培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性實(shí)踐能力，從而全方位地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)出各自的實(shí)驗(yàn)方案后，可采用小組交流，全班評(píng)議，教師評(píng)價(jià)的方法，選評(píng)出最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，在檢查合理性、安全性后，讓學(xué)生根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)方案，自己獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性，使學(xué)生在設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、觀察、對(duì)比中，充分發(fā)揮自己的想象力，創(chuàng)造性地綜合運(yùn)用已有的知識(shí)，并在探索實(shí)驗(yàn)中獲取新的知識(shí)。

近兩年來(lái)，筆者以創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，取得了初步的成功。新教材中，涉及學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的習(xí)題越來(lái)越多，中考也把實(shí)驗(yàn)操作列入了其中。從學(xué)生做題和中考成績(jī)看，絕大部分學(xué)生都取得了優(yōu)秀的成績(jī)。

總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是我們實(shí)施素質(zhì)教育中的一個(gè)組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邔W(xué)生各方面的素質(zhì)，而且使學(xué)生進(jìn)一步懂得物理實(shí)驗(yàn)是研究物理問(wèn)題的一種重要方法，如果只憑教師講解，或?qū)W生死記硬背，是記不牢的。要善于捕捉習(xí)題教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)演示或讓學(xué)生親自做，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析推理、總結(jié)歸納等綜合能力，在此基礎(chǔ)上，再指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，以調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦的積極性。在教學(xué)中，要力求使學(xué)生感到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有探索價(jià)值和有設(shè)計(jì)的必要，從學(xué)生及實(shí)驗(yàn)的具體情況出發(fā)，注意控制實(shí)驗(yàn)難度，降低思維臺(tái)階，逐步提高設(shè)計(jì)水平，以培養(yǎng)學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)能力。

(責(zé)任編輯易志毅）