培養學生的發散思維

邱培昭

摘 要：運用不同的測量器材，不同的實驗原理，多種方法測浮力，緊扣課程標準內容。運用不同的方法，對于同一道題，尋找不同的解法，并在此基礎上訓練學生的發散思維。

關鍵詞：稱重法；排水法；稱質量法；測體積法；浸沒；適量

研究背景：

2001義務教育物理新課程標準試行，2005年全國全面實施新課程以來，已有約12個年頭。其中經歷了2007年課程標準修訂組開展課程的修訂工作，保持原有的框架結構和核心內容不變，適當增加案例。新課程理念之一便是提倡教學方式多樣化，注重科學探究，能書面或口頭表述發現的問題，明確探究目的和已有條件，嘗試選擇科學探究方法及所需要的器材，會使用簡單儀器進行實驗，會正確記錄實驗數據，能對收集的信息進行簡單歸類和比較，能表述探究的問題、過程和結果。

學生在探究活動中，通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的探究方法，領悟科學的思想和精神。

一、相關的知識內容

認識浮力，探究浮力大小與哪些因素有關，知道阿基米德原理，運用物體的浮沉條件解釋生活、生產中的一些現象、熱學和電學的相關知識。

物理滬科版八年級下第九章第二節阿基米德原理課后作業第2題。

現有彈簧測力計、天平、量筒、刻度尺、燒杯、水、細線和小鐵塊等器材，你有哪些辦法可以測出一個小鐵塊浸沒在水中所受到的浮力？

方法一：稱重法

器材：彈簧測力計、燒杯、水、細線和小鐵塊。

步驟：①用彈簧測力計在空氣中測出小鐵塊的重力G；②把小鐵塊浸沒在水中，用彈簧測力計測出此時的拉力F拉；③算出小鐵塊浸沒在水中時所受到的浮力：F浮=G-F拉。

方法二：排水法

器材：量筒、燒杯、水、細線和小鐵塊。

步驟：①在量筒中倒入適量的水，測出水的體積V1；②把小鐵塊浸沒在量筒的水中，測出此時的總體積V2；③算出小鐵塊浸沒在水中時所受到的浮力：F浮=ρ水g（V2-V1）。

方法三：稱質量法

器材：天平、燒杯、水、細線和小鐵塊。

步驟：①用天平測出適量水和燒杯的質量m1；②把系有細線的小鐵塊浸沒在燒杯的水中，（小鐵塊不要能碰到燒杯底和壁）再用天平測出此時的總質量m2；③算出小鐵塊浸沒在水中時所受到的浮力：F浮=（m2-m1）g。

方法四：測體積法（規則鐵塊）

器材：刻度尺、小鐵塊。

步驟：①用刻度尺測出鐵塊的長寬高a、b、c；②算出小鐵塊浸沒在水中時所受到的浮力：F浮=ρ水gabc。

培養學生的發散思維，不僅體現在實驗探究中，在孩子們課后習題的綜合訓練中，有著同樣的要求。

新課改要求我們在教學的過程中不但要注重知識的傳授，更重要的是學生能力的培養。而一題多解，不同解法的綜合訓練，可以激發學生發現和創造的強烈欲望，加深對所學知識的深刻理解，提高學生對所學知識的嫻熟運用的能力，培養學生的發散思維，發展了學生的創造性思維。在教學的過程中，我會有意的設計一些可以有多種解法的物理題來鍛煉學生。以下是我要介紹的一個可以用多種解法來解決的物理題，具體解法如下：

比如：下面一道力熱綜合物理題，可以用5種方法解。

電熱淋浴器分為儲水式和無水箱式兩種，儲水式淋浴器要用較長的時間才能把水箱中的水加熱，待水溫達到要求后用水箱中的熱水淋浴；無水箱式淋浴器是使冷水流過電熱器就達到要求的溫度而立即從噴頭流出供淋浴。已知冷水溫度為16℃，淋浴所需熱水溫度為38℃，淋浴所需要的熱水流量為4×10-3m3/min，水的比熱為4.2×103J/（kg/℃），家庭電路允許通過的最大電流為5A。請你利用以上數據通過計算說明：家庭中不宜使用無水箱式電熱淋浴器。請用多種方法解出來。

（1）解法1：求實際電流，比實際電流。

m=ρV=103×4×10-3=4kg

Q=cm△t=4.2×103×4×22=3.696×105J

不考慮能量損失：W=Q=3.696×105J

P=W/t=3.696×105/60=6160W

I=P/U=6160/220=28A

∵28A>>5A∴不行。

（2）解法2：求實際功率，比額定功率。

m=ρV=103×4×10-3=4kg

Q=cm△t=4.2×103×4×22=3.696×105J

不考慮能量損失：W=Q=3.696×105J

P實=W/t=3.696×105/60=6160W

P額=UI=220×5=1100W

∵6160W>>1100W∴不行。

（3）解法3：求熱量，比熱量。

m=ρV=103×4×10-3=4kg

Q吸=cm△t=4.2×103×4×22=3.696×105J

不考慮熱損失：Q放=W=UIt=220×5×60=6.6×104J

∵3.696×105J>>6.6×104J∴不行。

（4）解法4：求時間，比較時間。

m=ρV=103×4×10-3=4kg

Q吸=cm△t=4.2×103×4×22=3.696×105J

P額=UI=220×5=1100W

不考慮熱量損失：Q放=Q吸

t=Q放/P額=3.696×105/1100=336S

∵336S>>60S∴不行。

（5）解法5：求溫度，比較溫度。

P額=UI=220×5=1100W

Q吸=Q放=Pt=1100×60=66000J

m=ρV=103×4×10-3=4kg

△t=Q吸/cm=66000/（4200×4）=3.9℃，t=16+3.9=19.9℃

∵19.9℃<<38℃∴不行。

二、課題研究的收獲

1.實驗探究培養了學生創新探究意識和動手實驗能力，豐富了孩子們的課外活動，進一步激發了學習興趣。

2.實驗的研究牽涉的相關的知識較廣，需要較強的綜合能力，培養了孩子們耐心細致的能力，提升了學生具體收集資料數據和分析處理數據的能力。

3.極大的訓練了學生學習的發散思維能力，真正感受到了課堂知識的遷移及數學知識的推理應用。

4.多種方法解同一道題，更好的訓練了學生學習的發散思維能力，教學思維方法是教學的靈魂，滲透思維方法，多角度探索解題思路，是培養思維能力的有效途徑。

參考文獻：

[1]趙保鋼.義務教育物理課程標準解讀——科學探究與科學內容要求[M].

[2]全日制義務教育物理課程標準[M].