初中物理實驗教學與學生發散思維的培養

【摘要】在初中物學教學中， 實驗教學對于提高學生的學習興趣， 培養學生的良好觀察能力， 活躍學生的發散思維， 提高學生的綜合分析能力等都起著重要作用。本文主要研究初中物理實驗教學對學生發散思維的培養作用， 并提出相應策略。

物理新課程改革所使用的新教材注重能力與知識、方法與過程、學生情感教育的立體培養目標， 強調學生創新精神和實踐能力。教材增加了迷你小實驗和科學探究等內容，從科學探究的七個基本環節培養學生的能力。這改變了從前演示加驗證的教學模式， 注重學生參與實驗過程。實驗教學作為一項既動手又動腦的教學內容和環節， 是增強學生創新能力， 培養發散思維的重要手段。

一、當前初中物理實驗教學面臨的問題

1．教學時間不足。實驗探索活動需要充足的時間保證， 但在每一節課的時間只有45 分鐘， 而且每周只有2 至3 節物理課。雖然從課本章節來看內容并不多， 但在實際教學過程中要完成新教材安排的這些實驗內容需要很多時間。這就造成了教學中為了趕進度而草草地完成實驗， 在沒有深入思考的前提下草率地得出結論， 根本達不到探究的效果的。

2．儀器設備陳舊。新教材所設計的實驗需要與之配套的實驗設備。目前很多學校的實驗設備都還是陳舊的老設備。由于經費的原因， 新教材安排的實驗活動很多都不能開展。一些實驗探究活動并不能讓每個學生進行， 還是由教師一人或者教師同幾個學生一起在教室里演示。

3．學生探究意識和動手能力較差。很多學生從小沒有養成動手習慣， 沒有探究問題的愛好和欲望。因此， 教師布置實驗探究任務希望學生能自覺主動地進行實驗探究活動， 結果學生卻不知道從哪里入手， 也不知道實驗的目的是什么， 如何去觀察實驗現象， 如何記錄實驗數據等等。很多學生喜歡實驗課是因為輕松有趣， 并沒有理解物理實驗的科學探究意義。

4．考試制度的問題。中國的考試形式單一， 主要是通過筆試檢查學生對知識的記憶和理解運用情況。學生的實驗探究能力并不能真正在試卷上完全反映出來， 無法體現科學探究的精神。雖然近幾年很多地方的中考和高考在改革， 但也只是改變題目的形式。學生并沒有實際操作實驗去收集數據， 考察的重點也就是設計實驗和分析數據的抽象思維能力等， 對動手能力和創新能力沒有進行考察。

二、充分掌握學生的思維特點

以上問題嚴重影響了學生創新能力和發散性思維的培養。要實現物理教學的科學目的， 在初中階段普及物理知識， 提高學生探索物理世界的興趣， 必須有效解決這些問題。但是， 當前教育客觀存在的問題并不能靠教師的力量解決。如何在現行教育制度和教學安排的客觀條件下實現物理實驗的教學目的， 充分發揮新課改教材的優勢， 使學生在物理實驗的探究過程中實現創新能力和發散性思維能力的提高， 已成為當前初中物理教師需要關注的問題。針對這一情況， 筆者經過研究， 提出根據學生的思維特點設計物理實驗教學。

1．通過對初中物理教學的研究， 發現學生在學習時受思維定式的影響嚴重。物理概念的建立多數是以表象為中介的， 在表象形成的過程中， 思維定式起重要作用， 而物理概念是反映事物普遍本質特征的。思維定式的作用在物理概念和規律的教學中應該得到重視。例如在對“力” 的概念進行教學時， “力” 的定義是： “力是物體對物體的作用”。教師可以利用思維定式的作用反復強調“相互作用力”。但是思維定式存在著發散性差， 容易產生錯誤思維傾向的問題。在利用思維定式的過程中還要注意克服它的消極影響。

2．思維的片面性和表面性。初中學生尚未形成邏輯思維習慣， 因而很容易根據事物的表象和日常觀念去分析物理問題。例如， 老師提問： 將一試管的冷水放在燒杯沸騰的開水中加熱， 當加熱較長時間后， 試管中的水能否沸騰？在檢查測試時只有1/5 的學生回答不能沸騰， 而絕大多數學生答錯了。其原因主要是多數學生想當然地看問題， 沒有按照物理學的概念和規律為依據的方法去分析問題。他們沒有考慮到熱傳遞和沸騰都是有條件的： 當試管內外的水都達到了100°C 時熱傳遞就停止了， 而沸騰除了要達到沸點的條件外， 還要不斷地從外界吸收熱量。如果試管中的水不能從燒杯開水中繼續吸收到熱量， 那么只能是100°C的水而不能變成100°C 的水蒸氣， 所以試管中的水是決不會沸騰的。

3．在強化物理概念和探究規律的過程中， 有些學生表現出強烈的思維獨立性和批判性。例如在講到“慣性是物體的固有屬性， 它不隨運動情況的變化而改變” 時， 有些學生持有明顯的批判性思維特點。雖然教師一般都會反復強調“一切物體不管是否受到力， 也不管它是否運動和怎樣運動， 都具有慣性”。但他們頭腦中并沒有真正接受這種概念， 在運用慣性概念分析具體問題時， 還是認為物體要維持原來運動狀態， 必須還要有外界的作用力。對學生的這種思維特點， 教師要加以正確引導， 在肯定和鼓勵的同時， 應防止他們走向固執己見的極端化道路。

4．由于初中學生的思維處于形象思維向抽象邏輯思維的過渡階段， 這就決定了初中學生的思維總是從一定的感性材料的歸納中形成物理模型。這種模型是以形象思維為基礎， 通過運用物理模型進行思維加工而形成的。因此， 在初中物理教學中需要具體形象材料的支持， 這就決定了物理教學要充分利用實驗， 要重視展現物理表象的作用。

三、 根據學生的興趣傾向設計物理實驗教學

如圖1， 初中階段學生對知識的興趣主要集中在四個方面。因此在物理實驗教學中可以充分利用學生這四種興趣傾向， 建立如下提高學生創新能力和發散思維的實驗教學模式。

1．設疑激趣

這是該模式操作程序的基本環節， 教師先通過講述生動的物理學史， 列舉學生生活中常見的物理現象等， 多種方式設疑， 激發學生的學習興趣和解決問題的求知欲。當學生產生了疑問， 有了解問題的需要后， 再讓他們進行實驗操作。例如在進行“大氣壓” 實驗錢， 教師先做了一個“用玻璃管吸水的演示”。把玻璃管插入廣口瓶中可以順利將水吸進嘴里。然后用塞子把瓶子塞緊， 瓶塞中間插入一根玻璃管， 讓學生們試著把水吸出來， 但沒有人成功。教師進而對這種現象提出疑問， 引導學生思考其中的原因，得出“大氣壓強” 的結論， 再帶領學生進行大氣壓測量的實驗。

2．指導自學

在完成設疑激趣之后， 教師提出實驗的注意事項， 提供實驗器材， 由學生獨立完成實驗過程， 進行實驗操作，觀察實驗現象。同時亦可向教師提問。教師可以在教師中巡視， 對學生的操作進行點撥， 對自學中出現的問題誘發啟導。在教師指點學生的過程中， 可以充分了解學生的動手能力情況。

3.， 討論答辯

實驗完成后， 教師應組織學生對實驗過程中遇到的問題、學生自己的疑問以及實驗得出的數據進行討論。可以組織學生分組討論， 樹立獨立思考意識。還可以討論為達成同樣的實驗目的， 有沒有其他更好的實驗方法。針對普遍性的問題， 教師應給出指導性的解答

4．啟發釋疑

這個環節是啟發學生發散思維的關鍵， 教師可以不直接回答學生提出的問題， 而是啟示他們從物理學原理和生活中尋找答案。必要的時候還可以建議學生進行一些簡單的家庭小實驗， 也可以把相關的課外讀物乘機介紹給學生。5．練習小結練習小結主要是對基礎知識的加強。在完成實驗后，指導學生回顧實驗過程， 總結其中的經驗教訓， 再次明確實驗目的和原理， 填寫實驗設計圖。教師也可以在基礎知識之上增加鍛煉發散思維的練習， 例如讓學生自己設計一個同目的或同原理的實驗， 完成一個實驗設計報告等。

四、 結論

綜上所述， 初中物理實驗教學是增強學生創新能力，培養發散性思維的重要陣地。作為初中物理教師， 如何高效利用現有資源， 將實驗教學的效果最大化， 是值得深思的問題。筆者經過研究和教學實踐， 提出了按照學生思維特點來設計實驗教學的流程， 充分體現物理學科的探究性，激發學生的學習興趣， 引導自主學習， 培養學生提煉總結的能力， 引導學生對實驗過程進行思考， 做出創造性設計等。初中物理教學對于培養學生的創新意識和創新能力有明顯優勢。教師應不斷改進教學手段和教學方法， 不斷激發學生的創新意識和思維能力， 培養學生的發散思維， 提高學生分析問題和解決問題的能力， 為社會培養更多的高素質人才。

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