注重實驗設計 激發(fā)創(chuàng)新思維

馬婷婷

中學物理是一門實驗性學科，實驗能力是學生綜合能力中一個重要的組成部分。實踐證明，實驗設計是物理教學中的重點和解決問題的重要方法，提高實驗設計能力是培養(yǎng)學生良好學習品質、提高物理教學效率、激發(fā)創(chuàng)新思維的有效途徑。

一、創(chuàng)設鏈接實驗，激發(fā)學生類比、演繹思維能力

人認識事物總是從簡單到復雜，從感性到理性，形成概念和規(guī)律后，結合實驗設計將知識應用到實踐中，現(xiàn)行教材《力和運動》部分就在教學過程中體現(xiàn)了這一思維過程。

當學生學過牛頓第一定律和二力平衡條件后，通過老師的演示和講解形成了一些規(guī)律性認識：即物體不受力或受平衡力時，物體的運動狀態(tài)是靜止或勻速直線運動；反過來，物體保持靜止或勻速直線運動時受平衡力或不受力，應該說學生已形成了這方面的理論。但當遇到一些實際問題，如一人用F牛的力將一重為G牛的物體按在豎直墻壁上靜止不動，問物體受到的摩擦力是多少？方向如何？當物體勻速下滑，物體受到的摩擦力是多少？方向如何？提出問題后讓學生分組展示實驗，小組內(nèi)分析、討論、概括出結論，加深了物體受力情況和物體運動狀態(tài)的理解。在此基礎上將知識拓展，如一人用手握一重為G牛的瓶子，保持瓶子靜止，問瓶子受到的摩擦力有多大？方向如何？教師在引導、巡視過程中，激勵學生類比思維，全體學生互相激勵、啟發(fā)、引導完成操作和交流，這樣將學習中一個易于搞錯的問題，通過鏈接實驗，順利完成了教學要求。

二、創(chuàng)設解題環(huán)境，激發(fā)學生思維變通能力

學生在學習了歐姆定律，串、并聯(lián)電路的特點，測量小燈泡的電阻后，為了加深對這些內(nèi)容的理解，拓展學生的知識面，訓練學生的思維能力，我設計了以下幾個實驗題目。開始時，給學生出一較基本的題目，現(xiàn)有下列器材：電源、開關、導線、定值電阻R0，電壓表，問如何測出一待測電阻Rx，要求提出簡要設計方案，畫出電路圖，并寫出必要的步驟。并且允許討論，小組交流，學生很快進入角色，對于前面所學知識不太透徹的學生，積極翻閱課本等基本資料，復習前面所學知識，分析伏安法測電阻與本題的相同點和不同點，思考如何利用定值電阻等問題，學生充滿探究熱情，并根據(jù)自己的設計進行操作實驗，在幾分鐘的時間內(nèi)，有一部分學生提出自己的設計方案，老師將每一個方案分類寫在黑板上，并集體討論取舍，最后明確方法。

接著，我改變一下題目，將已知條件中的電壓表改為電流表，其他條件不變的情況下，如何測出Rx的值？引導學生利用前面的思考方法，學生分組討論，通過思維遷移，大部分學生能較快得出結論。

在此基礎上，由于學生已經(jīng)了解了滑動變阻器的原理和使用方法，再提出將上面條件中的R0改為0～10歐的滑動變阻器，如何測出待測電阻Rx的值這一問題，在教師的引導下學生在以上兩個問題的基礎上，通過思維變通，順利得到解決。

教師創(chuàng)設解題環(huán)境，能激發(fā)學生的思維變通，培養(yǎng)了創(chuàng)造性思維，同時也提高了學生運用物理知識解決實際問題的能力。

三、創(chuàng)設操作實驗環(huán)境，培養(yǎng)操作能力

在平常的教學實踐中，演示實驗和操作實驗主要是在新授課教學中使用，而在其他教學中一般不再做實驗，造成一些題目老師講解起來比較費勁，學生也不易理解。如果遇到這些問題適時結合實驗，解決起來比較方便，能夠達到事半功倍的效果。如先將彈簧測力計掛在天花板上，用F牛的拉力拉彈簧測力計，示數(shù)當然是F牛，接著一人左右兩手分別用F1牛的拉力拉一彈簧測力計，問彈簧測力計的示數(shù)是多少？遇到這樣的問題，結合演示實驗，比單獨講解要容易得多，而后進行理論分析，學生將理論與實驗相結合，理解起來較容易。

又如，將一上下底面積大小不同的密閉容器裝有部分水，倒正放置，問水對容器底部的壓強和壓力如何變化？容器對桌面的壓力和壓強如何變化？設計水對容器底部壓強和壓力的實驗時，由于液體壓強與液體深度有關的概念，學生已理解，解決起來比較容易。對于容器對桌面的壓強的實驗設計，設計時，在容器下放一海棉，易于觀察容器對桌面的壓強，對于壓力學生易于理解。通過實驗，問題順利得到解決。

因此，除了新課教學中充分利用演示實驗和操作實驗外，在復習課等其他課型中適時創(chuàng)設操作實驗環(huán)境，能幫助學生解決實際問題，同時培養(yǎng)學生的操作能力，激發(fā)創(chuàng)新思維。

四、創(chuàng)設電教情景，激發(fā)學生的觀察、想象能力

由于教學中多媒體、網(wǎng)絡等電教手段的廣泛應用，物理教學必須經(jīng)常利用這些現(xiàn)代化教學手段，增加課堂容量，拓展學生的知識面，激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。現(xiàn)在多媒體和網(wǎng)絡中有大量的現(xiàn)行初中物理教材中的課件，形象逼真，能提高學生的興趣，激發(fā)學生的靈感，培養(yǎng)學生的想象能力。一些教學輔助材料中也有不少教學片段光盤，如測定大氣壓所支撐水柱高度的實驗，操作起來不容易，但通過觀察光盤，就會使學生耳目一新，且省時省力，能達到較好的教學效果。

總之，教師在平時的實驗教學過程中，從點滴做起，不僅要重視教材上的學生實驗，還要對學生實驗進行多角度、全方位的分析討論，對某些實驗進行改進、變換、重新設計新的實驗方案等，在此基礎上對學生加強訓練交流，激發(fā)學生的設計興趣。最終必將從本質上提高學生的物理實驗設計能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，對學生終身有益。