[摘要]在物理教學(xué)中，尤其是在實驗教學(xué)中，不斷激勵學(xué)生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等探索手段，提出種種假設(shè)和猜想，發(fā)展他們的創(chuàng)新思維意識就顯得尤為重要。本文從不同方面，闡述了在初中物理實驗教學(xué)中應(yīng)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

[摘要]物理試驗教學(xué) 創(chuàng)新思維能力 能力培養(yǎng)

新課程改革對物理教學(xué)提出了新的理念，將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)放在了核心位置，而創(chuàng)新思維能力又是科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容。因此，在物理教學(xué)中，尤其是在實驗教學(xué)中，不斷激勵學(xué)生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等探索手段，提出種種假設(shè)和猜想，發(fā)展他們的創(chuàng)新思維意識就顯得尤為重要。物理學(xué)從本質(zhì)上說是一門實驗科學(xué)，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴(yán)格的物理實驗為基礎(chǔ)，并受到實驗的檢驗。通過物理實驗教學(xué)，不但要達(dá)到教材對每一個實驗提出的實驗?zāi)康囊?，進行常規(guī)的驗證性的實驗教育，還要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和實事求是的科學(xué)作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，更重要的是通過對分組實驗、課堂演示實驗、課外小實驗以及日常生活中物理現(xiàn)象的嚴(yán)密觀察和思考，培養(yǎng)學(xué)生主動研究的探索精神和創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)、思考和解決新的實際問題的能力。

那么，在初中物理實驗教學(xué)中應(yīng)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力呢？

一、變演示實驗為探索性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的課堂演示實驗一般以教師為主體，學(xué)生僅僅是旁觀者，沒有直接參與，不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將演示實驗改為探索性實驗，讓學(xué)生充分動腦、動手、動口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。例如，在做海波和蜂蠟的熔化實驗時，針對八年級學(xué)生剛接觸物理這門學(xué)科的實際，向?qū)W生介紹實驗裝置后，先提出問題：熔化現(xiàn)象是生活中常見的一種物態(tài)變化，熔化是在什么條件下發(fā)生的？熔化過程有什么特點？不同物質(zhì)熔化過程是否相同？熔化的過程溫度怎樣變化？再讓學(xué)生根據(jù)他們已有的知識和經(jīng)驗，對問題進行大膽猜想和假設(shè)，這時有些學(xué)生可能會說加熱就可使物質(zhì)熔化，不同物質(zhì)熔化的過程可能相同，都是由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，熔化時的溫度可能會升高。然后讓學(xué)生帶著這些問題和猜想設(shè)計實驗方案，進行實驗，觀察現(xiàn)象，收集數(shù)據(jù)。實驗中途或熔化中途可撤去酒精燈，讓學(xué)生觀察兩種物質(zhì)的狀態(tài)有什么變化，溫度計示數(shù)有無變化，這些變化說明了什么，學(xué)生通過思考和實驗，很自然地明白了不同物質(zhì)的熔化過程不同，不同的物質(zhì)熔化時各有待點。通過這樣探索性的實驗，使學(xué)生在獲取知識的同時，創(chuàng)新思維能力又得到升華。

二、采用多種實驗方法，激發(fā)學(xué)生的綜合思維潛能

對于學(xué)生實驗，在幫助學(xué)生掌握實驗原理的基礎(chǔ)上，應(yīng)該允許學(xué)生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。在實驗中，學(xué)生需要在各種因素中進行取舍，對所得信息進行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標(biāo)的前提下，有全局觀念，在不同情況下善于應(yīng)變，使學(xué)生分析、抽象、概括、綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。例如，液體密度的測量，除常用的用天平測出液體的質(zhì)量，用量筒測出液體的體積，然后算出液體的密度的方法外，還可安排學(xué)生用一個塑料瓶、水、天平測定液體的密度，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗方案、收集實驗數(shù)據(jù)、寫出液體的密度計算表達(dá)式。具體方法是：用天平測出塑料瓶的質(zhì)量ｍ，在塑料瓶中裝滿水，用天平測出其總質(zhì)量ｍ１，再在瓶中裝滿待測液體，用天平測出其總質(zhì)量ｍ２，則：

瓶中水的質(zhì)量為ｍ水=ｍ１－ｍ，

瓶子的容積為V=（ｍ１－ｍ）/ρ水，

瓶中待測液體的質(zhì)量為ｍ液＝ｍ２－ｍ，

待測液體的密度ρ液=ρ水（ｍ２－ｍ）/（ｍ１－ｍ）。

傳統(tǒng)的慣性實驗是在盛半杯水的玻璃杯口上放一張硬紙片，再在硬紙片上放一個雞蛋，用手指把硬紙片迅速彈出去，雞蛋會安全地掉進杯中。除此之外，還可安排學(xué)生做鑒別生熟雞蛋的實驗：用生熟雞蛋各一個，分別放在桌面上旋轉(zhuǎn)，觀察兩個雞蛋的旋轉(zhuǎn)有何異同，并試著解釋其原因。因為熟雞蛋的蛋黃、蛋清、蛋殼固定，所以旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，而生雞蛋蛋黃、蛋清、蛋殼幾乎分離，當(dāng)?shù)皻ばD(zhuǎn)時，內(nèi)部的蛋黃、蛋清由于慣性還要保持靜止?fàn)顟B(tài)，阻礙了蛋殼的旋轉(zhuǎn)，很快停止轉(zhuǎn)動。還可讓學(xué)生做安裝錘把的實驗：倒提錘把，用力敲擊錘把，錘頭就可緊緊地套在錘把上。用學(xué)生身邊的物品做實驗，學(xué)生更熟悉，更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊，物理與生活緊密相聯(lián)。而且，通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材，給學(xué)生創(chuàng)造最佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)和積極的學(xué)習(xí)氣氛，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能夠更好地啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生主動的參與意識，從而促進學(xué)生的智力發(fā)展和綜合素質(zhì)的提高以及創(chuàng)新潛能的開發(fā)。

三、巧設(shè)實驗問題，促進學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展

新一輪課程改革要求教師在實驗教學(xué)中創(chuàng)造性的應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段，將研究性、引導(dǎo)性、發(fā)現(xiàn)性、歸納性等有機地結(jié)合起來，將多種教學(xué)方法進行優(yōu)化組合，用“創(chuàng)造性地教”為學(xué)生“創(chuàng)造性地學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。因此在演示實驗、分組實驗和學(xué)生小實驗活動中，可以巧妙設(shè)置實驗問題，鼓勵學(xué)生積極思考，大膽想象，促進學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

例如，在浮力教學(xué)中，可安排學(xué)生用雞蛋、清水、鹽水探究浮力的大小與什么因素有關(guān)：將一個生雞蛋放入一杯清水中，觀察雞蛋的沉浮情況；加入適量食鹽，并不斷攪拌，直到雞蛋懸浮于水中任何位置；繼續(xù)向杯中放入食鹽，直到雞蛋漂浮于水面上。設(shè)計以下問題：

1．以上現(xiàn)象中，清水中加入食鹽，什么發(fā)生了變化？什么未發(fā)生變化？

2．雞蛋沉底、懸浮、漂浮時分別受到哪幾個力的作用？

3．雞蛋沉底、懸浮、漂浮時受到的浮力大小是否相等？

4．雞蛋沉底、懸浮、漂浮時排開水的體積是否相等？

5．浮力的大小與什么因素有關(guān)？（浸沒在液體中的物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)，液體的密度越大，物體受到的浮力就越大）。

又如在速度實驗教學(xué)中，讓學(xué)生根據(jù)百米競賽這一實際情景，思考以下問題：怎樣比較兩個同學(xué)跑得快慢？學(xué)生可能回答，跑在前面的同學(xué)跑得快；接下來再問，計時員是怎樣比較兩人快慢的？學(xué)生可能回答，所用時間短的那個同學(xué)跑得快；接下來再問：ａ.跑在中途的兩個同學(xué)，他們通過的路程是否相同？所用的時間是否相同？ｂ.跑完全程的兩個同學(xué)，他們通過的路程是否相同？所用的時間是否相同？通過以上問題思考，使學(xué)生明確，比較物體運動快慢的方法有：兩個物體運動相同的路程時，比較所用時間的長短；在兩個物體運動時間相同時，比較通過路程的長短。然后通過小車實驗統(tǒng)一到比較單位時間內(nèi)通過路程的長短。

這樣層層設(shè)問，可以活躍學(xué)生思維，使學(xué)生能夠積極思考，既傳授了知識，培養(yǎng)了學(xué)生的分析概括能力、語言表達(dá)能力，又可促進學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。

四、緊密聯(lián)系生活，培養(yǎng)學(xué)生的觀察思維能力

物理學(xué)研究的是自然界最基本的運動規(guī)律，而自然界中的物理現(xiàn)象蘊藏著無窮的奧秘。在日常生活中，學(xué)生對大量有趣的物理現(xiàn)象，幾乎是習(xí)以為常，熟視無睹。若要問為什么會發(fā)生這些現(xiàn)象，學(xué)生則會感到茫然。如果把這些現(xiàn)象歸納、整理，同時將學(xué)生認(rèn)識到的物理知識和科學(xué)研究的方法與社會實踐結(jié)合起來，讓學(xué)生從身邊熟悉的生活現(xiàn)象中探究并認(rèn)識物理規(guī)律，讓他們體會物理在生產(chǎn)和生活中的實際應(yīng)用，不僅可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理的樂趣，還可培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣和科學(xué)探究能力。例如學(xué)過聲速和光速后可讓學(xué)生解釋：雷雨天，閃電和雷聲是同時產(chǎn)生的，但我們?yōu)槭裁聪瓤吹介W電，后聽到雷聲？學(xué)習(xí)牛頓第一運動定律時，學(xué)生對“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”難以理解，教師可結(jié)合生活實際，舉一些學(xué)生熟悉的實例，如：根據(jù)牛頓第一運動定律，物體不受力（或受平衡力）的情況下，運動狀態(tài)不變，物體運動狀態(tài)改變一定是受到了外力的作用，那么，人在走路時，運動狀態(tài)是否改變？是否受到外力作用？受到幾個力的作用？是哪個力使人向前運動？這個力的方向如何？學(xué)過汽化和液化后讓學(xué)生解釋：燒紅的金屬工件投入水中時為什么會冒出大量的“白氣”？春末秋初的大霧天氣是怎樣形成的？冬天，戴眼鏡的人從寒冷的室外進入溫暖的室內(nèi)時，為什么鏡片上會蒙上一層小水珠？夏天，為什么自來水管有時會“出汗”？能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是物理學(xué)中最重要的規(guī)律之一，但比較抽象，在教學(xué)中可多舉一些學(xué)生熟悉的例子進行解釋，如冬天熱水泡腳，是能的轉(zhuǎn)移。雙手相互摩擦做功，雙手覺得暖和，是能的轉(zhuǎn)化。太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，煤燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，都是能的轉(zhuǎn)化。讓學(xué)生用學(xué)到的物理規(guī)律，去解釋日常生活中遇到的物理現(xiàn)象，把物理規(guī)律同學(xué)生的生活經(jīng)驗對號入座，激發(fā)學(xué)生對物理的濃厚興趣和對自然、生活勤于觀察、善于觀察的良好品質(zhì)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的觀察思維能力之目的。

物理新課改的目的在于引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣與創(chuàng)新精神，引導(dǎo)學(xué)生“從生活走向物理，從物理走向社會”。物理實驗是學(xué)生獲取物理知識的橋梁和杠桿。實驗教學(xué)中，教師的主要責(zé)任是依據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)條件，優(yōu)化最佳的教學(xué)方式，把學(xué)生置身于動態(tài)、開放、生動的學(xué)習(xí)環(huán)境中，尊重并鼓勵學(xué)生獨立思考，獨立學(xué)習(xí)，既重視傳授給學(xué)生清晰的物理概念和規(guī)律，又重視培養(yǎng)學(xué)生分析物理現(xiàn)象、總結(jié)物理規(guī)律的能力，培養(yǎng)他們終生發(fā)展必需的創(chuàng)新思維能力。

（作者單位：甘肅涼州區(qū)高壩鎮(zhèn)高壩中學(xué)）