錢榮良

(浙江金華市賓虹中學(xué) 321000)

物理作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中占有重要地位，它不但能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作實(shí)踐能力，還能讓學(xué)生從形象直觀的物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象中加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解掌握，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生的物理素養(yǎng)得到提升.筆者結(jié)合高中物理教學(xué)，對(duì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力進(jìn)行了實(shí)踐探索.

一、將演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新思維

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，促進(jìn)學(xué)生的物理創(chuàng)新思維能力的提高，教師可適當(dāng)改革與創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的次數(shù)與機(jī)會(huì)，可以將教材中的部分演示性實(shí)驗(yàn)，變成學(xué)生親自動(dòng)手操作的隨堂實(shí)驗(yàn).

例1 在學(xué)習(xí)高一物理的“牛頓第三定律”時(shí)，為了讓學(xué)生加深對(duì)定律的理解，可以把這個(gè)演示性實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的課堂實(shí)驗(yàn)，可以邊講課邊實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生每人發(fā)一個(gè)彈簧秤.當(dāng)講到“作用力和反作用力同時(shí)存在，沒有作用力就沒能反作用力”時(shí)，可讓學(xué)生用手來(lái)拉彈簧秤，學(xué)生也會(huì)感到彈簧秤也在拉你.此時(shí)學(xué)生就能理解：彈簧秤受到了學(xué)生的拉力，同時(shí)學(xué)生也受到彈簧秤的拉力.這就能夠讓學(xué)生很好地理解兩物體之間力的作用是想互的，是同時(shí)存在的.在驗(yàn)證“作用力和反作用力大小相等”這個(gè)內(nèi)容時(shí)，可以開展合作實(shí)驗(yàn)，兩人為一組，讓學(xué)生把兩個(gè)彈簧秤鉤在一起，兩人同時(shí)緩慢拉彈簧秤，就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧秤上的示數(shù)是相同的.通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又讓學(xué)生在實(shí)踐中經(jīng)歷知識(shí)的獲取過(guò)程，掌握物理學(xué)習(xí)的思想方法，能提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力.

二、將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄繉?shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新思維

在高中物理學(xué)習(xí)中，課標(biāo)規(guī)定的大部分實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或是測(cè)量性的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力作用不大，如果把這些實(shí)驗(yàn)中的部分實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，就能有效發(fā)揮探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的作用，使學(xué)生通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)學(xué)到物理研究的科學(xué)方法，并能有效激發(fā)學(xué)生對(duì)物理規(guī)律或現(xiàn)象的探究的欲望和興趣.進(jìn)行這類實(shí)驗(yàn)需要教師進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和選擇，既要符合學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知水平和具備相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ).在實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可先讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)探究方案，然后在各學(xué)習(xí)小組展開討論，最后經(jīng)過(guò)師生的共同研究修改之后再實(shí)施具體實(shí)驗(yàn).

例2 在進(jìn)行“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”這個(gè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可讓學(xué)生利用該實(shí)驗(yàn)來(lái)探究如下幾個(gè)問題：

(1)除了教材中運(yùn)用的幾種方法外，你是否能想出其它的測(cè)量方法？

(2)除了用圖像法處理數(shù)據(jù)外，還能用其它方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)嗎？

(3)為了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使電源的路端電壓變化更明顯，提高實(shí)驗(yàn)的效果，讓學(xué)生探究是應(yīng)該選用內(nèi)阻大一些的電源還是選用內(nèi)阻小一些的電源？并說(shuō)明理由.

通過(guò)這樣的探究，既能掌握多種測(cè)量電源內(nèi)阻的方法，又能培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力.

三、開展低成本物理實(shí)驗(yàn)促進(jìn)創(chuàng)新思維發(fā)展

在我們的日常生活中，許多低廉或廢棄的物品都可以成為物理實(shí)驗(yàn)的器材，經(jīng)過(guò)學(xué)生簡(jiǎn)單的制作或組合就可成為理想的實(shí)驗(yàn)器材，利用這些器材做實(shí)驗(yàn)除了成本低廉外，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較形象直觀，易于學(xué)生觀察，并且貼近學(xué)生的生活，容易理解.更重要的是它具有較高的教育價(jià)值：利用這些低成本器材進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，能提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，學(xué)生通過(guò)親自設(shè)計(jì)方案、尋找制作器材、進(jìn)行觀察驗(yàn)證、深入思考等環(huán)節(jié)的操作，能激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的求知欲望與探究興趣，使學(xué)生了解物理知識(shí)與生活的關(guān)系，能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方法與途徑.因此，教師應(yīng)充分重視學(xué)生進(jìn)行低成本實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生廣泛進(jìn)行低成本實(shí)驗(yàn)，以有效激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維.

例3 在研究摩擦力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向相反這個(gè)問題時(shí)，摩擦力的方向不易觀察到，如果運(yùn)用一個(gè)軟毛刷，讓毛刷和桌面接觸，然后拉毛刷，此時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)刷毛向拉力相反的方向彎曲，這樣運(yùn)用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)就能讓學(xué)生明顯地觀察到摩擦力的方向，如果在拉毛刷時(shí)加大用力，就會(huì)看到刷毛彎曲度更大，也能說(shuō)明摩擦力的在增大.

四、運(yùn)用信息化手段實(shí)驗(yàn)促進(jìn)創(chuàng)新思維發(fā)展

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些物理實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力有重要作用，但限于學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件無(wú)法完成，或是實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或是不易觀察到，此時(shí)可借助于信息化教學(xué)手段，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，來(lái)為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示過(guò)程，讓學(xué)生充分、反復(fù)觀察實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和現(xiàn)象.以多媒體為代表的信息化教學(xué)手段主要用于以下的實(shí)驗(yàn)演示方面：一是運(yùn)用多媒體手段展示把實(shí)驗(yàn)的儀器、器材等進(jìn)行放大易于學(xué)生觀察和掌握其操作方法.如，由于游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的設(shè)備和刻度很小，進(jìn)行實(shí)物演示時(shí)學(xué)生不易觀察，可運(yùn)用多媒體演示，就能收到較好效果；二是動(dòng)畫模擬無(wú)法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn).如，分子的運(yùn)動(dòng)、電荷的運(yùn)動(dòng)、核反應(yīng)過(guò)程等.通過(guò)將信息化教學(xué)手段與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段結(jié)合，就能起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用，并能更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力.

五、運(yùn)用物理學(xué)的發(fā)展史促進(jìn)創(chuàng)新思維發(fā)展

通過(guò)物理學(xué)的發(fā)展史可以看出，每一個(gè)物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都是建立在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上的，物理理論的每一次發(fā)展也都是隨著物理實(shí)驗(yàn)理念的更新和技術(shù)的進(jìn)步而完成的，物理學(xué)的發(fā)展歷程不僅僅記載了物理實(shí)驗(yàn)和物理規(guī)律的發(fā)展歷程，也記錄了大量的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的思維過(guò)程，記錄了物理學(xué)家對(duì)待物理研究的態(tài)度、方法等.將物理學(xué)史用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣.如，進(jìn)行自由落體實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可講述伽利略進(jìn)行比薩斜塔實(shí)驗(yàn)的經(jīng)過(guò)，以吸引學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣；運(yùn)用物理學(xué)史可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的逆向思維能力.如，物理學(xué)家法拉第在受到奧斯特發(fā)現(xiàn)的“電能夠產(chǎn)生磁”理論的啟發(fā)，通過(guò)逆向思維進(jìn)行考慮“磁能否產(chǎn)生電呢？”有了這個(gè)想法后，法拉第經(jīng)過(guò)十年大量的實(shí)驗(yàn)研究，終于發(fā)現(xiàn)了著名的“電磁感應(yīng)定律”，科學(xué)家的靈活的思維和創(chuàng)新精神，在物理學(xué)史上留下了輝煌的記錄.

總之，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)的方法、手段和過(guò)程，不但能有效培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)技能，還能全面培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo).

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