讓創(chuàng)新思維能力在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中萌發(fā)

郭懷生 王衛(wèi)東

（甘肅省天水市秦州區(qū)皂郊中學(xué)，甘肅天水 741002 ）

引 言

物理學(xué)是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。物理學(xué)的發(fā)展以及物理學(xué)自身的研究，都決定了它是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生理解和掌握物理規(guī)律、知識(shí)，有助于塑造學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、優(yōu)秀品格，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。黨的十九大報(bào)告指出，堅(jiān)定實(shí)施科教興國(guó)和教育優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，科技創(chuàng)新為國(guó)家發(fā)展注入了活力。科技發(fā)展與物理創(chuàng)新日益密切，物理創(chuàng)新推動(dòng)社會(huì)發(fā)展和人類(lèi)文明進(jìn)步的作用更加明顯。在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，顯得尤為重要。隨著國(guó)家大力推進(jìn)義務(wù)教育均衡發(fā)展，學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)得到加強(qiáng)，物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件得到不斷改善，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的深入開(kāi)展注入了活力，提供了便利條件。這就需要教師進(jìn)一步更新觀念，創(chuàng)新方法，聯(lián)系生產(chǎn)生活中的實(shí)際，完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。本文結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勗谖锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維意識(shí)

創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的目標(biāo)，是在學(xué)生掌握知識(shí)與能力的同時(shí)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新素質(zhì)。義務(wù)教育階段，學(xué)生的創(chuàng)造性火花可能光芒四射，也可能漸漸熄滅。教育既有可能為創(chuàng)新提供發(fā)展的契機(jī)和動(dòng)力，也有可能阻礙甚至扼殺學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的形成和能力的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如果教師設(shè)計(jì)了方案，讓學(xué)生根據(jù)方案按步驟去做，那么無(wú)疑會(huì)扼殺學(xué)生的創(chuàng)新能力。人教版初中物理教科書(shū)注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)情境導(dǎo)入啟發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題，進(jìn)行猜想、假設(shè)，而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析論證、評(píng)估交流等環(huán)節(jié)則有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，經(jīng)歷解決問(wèn)題、克服困難的探索性和創(chuàng)造性訓(xùn)練，體驗(yàn)探究的樂(lè)趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這有利于其創(chuàng)新思維意識(shí)的養(yǎng)成。

如在探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，教師可讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自由選擇器材，給予學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的條件。學(xué)生參與熱情高，興趣濃厚，相互交流，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法：（1）蠟燭越粗，誤差越大，如果在兩張卡片上畫(huà)一個(gè)大小相同的圓替代蠟燭，則能提高實(shí)驗(yàn)的精確度。（2）用薄玻璃比厚玻璃更易確定像的位置。（3）有色玻璃好于透明玻璃，其所成的像更亮，薄玻璃貼上汽車(chē)反光膜效果更好。該實(shí)驗(yàn)由于給予學(xué)生選擇和嘗試的權(quán)利，在合作交流中出現(xiàn)多種研究思路和方法，學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性被充分地調(diào)動(dòng)起來(lái)，真正成為實(shí)驗(yàn)探究的參與者，而不是教材實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單重復(fù)者。這提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

二、注重觀察思考，訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維能力

發(fā)散思維是指從觀察到的一個(gè)問(wèn)題出發(fā)，采用多種思維方式去解決問(wèn)題的思維。這種思維活動(dòng)靈敏，能使人見(jiàn)解獨(dú)到，有敏銳的洞察力，且能夠觸類(lèi)旁通，不受思維定式的約束[1]。觀察思考，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，它是物理課程三維目標(biāo)中的過(guò)程與方法目標(biāo)；有利于培養(yǎng)學(xué)生形成一雙能發(fā)現(xiàn)的眼睛、一個(gè)會(huì)思考的大腦，是學(xué)生具有創(chuàng)新思維能力的重要品質(zhì)。

例如，教師在讓學(xué)生對(duì)通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體電阻的關(guān)系進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考滑動(dòng)變阻器在電路中的作用：在探究I與U的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，控制R不變，滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路和調(diào)節(jié)電阻兩端的電壓變化；在探究I與R的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，控制U不變，滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路和調(diào)節(jié)電阻兩端的電壓不變。這是應(yīng)用控制變量法進(jìn)行的學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生的操作能力和分析能力得到一定的鍛煉。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生解決問(wèn)題的能力與探究能力會(huì)進(jìn)一步提升。在實(shí)驗(yàn)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生評(píng)估探究過(guò)程，通過(guò)探究活動(dòng)，掌握控制變量法、圖像分析法等科學(xué)研究方法，提高數(shù)據(jù)分析能力，得出有共性的結(jié)論。通過(guò)思考滑動(dòng)變阻器在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，學(xué)生激發(fā)探究知識(shí)的興趣和熱情。

三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑l(fā)展學(xué)生直覺(jué)思維能力

發(fā)展直覺(jué)思維就是引導(dǎo)學(xué)生大膽實(shí)踐，勇于創(chuàng)新，樂(lè)于創(chuàng)造，積累應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)和觸動(dòng)思維的靈感，培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)某些線索迅速做出判斷或是利用身邊的事物進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的能力。教師應(yīng)創(chuàng)造一些具有創(chuàng)新意識(shí)和探索精神的實(shí)驗(yàn)，切實(shí)完善和擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，幫助學(xué)生掌握知識(shí)與技能，加深學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程與方法的理解，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情感[2]。

在創(chuàng)新課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)設(shè)第二課堂，進(jìn)行課外科技小制作和小發(fā)明等。例如，制作“神奇轉(zhuǎn)框”時(shí)，可以在一節(jié)5 號(hào)電池兩端各吸一個(gè)圓形強(qiáng)力永磁鐵，豎直放置，一段銅線做一個(gè)方框，框的上部中間凹下，與電池正極相連的磁鐵接觸，下部中間兩端緊貼在與電池負(fù)極相連的磁鐵兩側(cè)，該方框就可以繞電池持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。若把此兩端吸有磁鐵的電池放在一個(gè)銅線做成的彈簧內(nèi)，該電池就會(huì)由彈簧一端運(yùn)動(dòng)到另一端。如果把它放在展開(kāi)的錫箔紙上，它會(huì)滾動(dòng)，電池方向不同，滾動(dòng)方向也不同。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)創(chuàng)新操作，將電與磁關(guān)聯(lián)起來(lái)，把抽象的物理規(guī)律通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)直觀形象地反映出來(lái)。學(xué)生看到電池、磁體及有關(guān)運(yùn)動(dòng)，就能猜想到磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，以及磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體受力的方向還與電流方向有關(guān)。如果不告訴學(xué)生電池底下是磁體，設(shè)置懸念引發(fā)學(xué)生的猜想，更能激發(fā)他們的興趣和好奇心。這樣通過(guò)創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，由觀察到的某個(gè)現(xiàn)象聯(lián)想到相關(guān)知識(shí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維和分析能力，領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，收獲“發(fā)現(xiàn)”成功的喜悅。

結(jié) 語(yǔ)

總之，教師要堅(jiān)持通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造性實(shí)踐，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新品格[3]。教學(xué)過(guò)程應(yīng)是以智慧啟迪智慧，以創(chuàng)新培育創(chuàng)新，讓教師充滿(mǎn)智慧，讓學(xué)生充滿(mǎn)熱情，讓課堂成為充滿(mǎn)活力與魅力的巨大磁場(chǎng)，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。