摘 要：隨著課程改革不斷推進，高中物理教學有了更高的要求，學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)日益得到重視，素質(zhì)教育將創(chuàng)新能力列為重點，新課程標準將“質(zhì)疑創(chuàng)新”歸為科學思維四要素之一。物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，物理演示實驗是物理教學中最直觀、最形象的手段，是提高物理教學質(zhì)量的重要途徑，也是激發(fā)學生對物理學科產(chǎn)生興趣的最好手段，對提升思維能力具有非常重要的意義。因此，本文將從創(chuàng)新思維的概念與特點出發(fā)，根據(jù)演示實驗的教學特點以及創(chuàng)新思維培養(yǎng)現(xiàn)狀提出具體的改進措施，從而為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：高中物理;演示實驗;創(chuàng)新思維;培養(yǎng)

創(chuàng)新思維是一種以發(fā)散思維為指引，通過運用直覺思維、形象思維、邏輯思維，突破原有的思維定式，以靈活、新穎的方式和多維的角度探求事物運動內(nèi)部機理的具有積極意義和價值的思維活動。創(chuàng)新思維不是某種基本的思維形式，而是幾種思維有機結(jié)合所形成一個有機的整體——創(chuàng)新思維結(jié)構(gòu)。在通過物理演示實驗對創(chuàng)新思維進行培養(yǎng)的研究中，除了創(chuàng)新改進實驗、創(chuàng)設(shè)問題情境外，關(guān)貞津認為應(yīng)當對實驗進行拓展和補充，從而讓學生多層面、全方位地了解物理規(guī)律的全貌;姜慧媛認為教師應(yīng)該邊教邊實驗，改變傳統(tǒng)的教師講、學生聽的教學模式;魯世明認為應(yīng)該增加學生的參與度，增強實驗的探索性;陳愛明認為先讓學生掌握物理基礎(chǔ)理論，再由實驗驗證，并且通過實驗視頻導入實驗教學。筆者認為上述文獻提出的培養(yǎng)策略各有千秋，但對于創(chuàng)新思維的概念描述都略為模糊籠統(tǒng)，皆是一筆帶過，也沒有具體的針對思維特點提出策略。因此，筆者將從創(chuàng)新思維的要素和特點出發(fā)，根據(jù)培養(yǎng)現(xiàn)狀，對已有策略進行進一步整合、細化，提出新的策略，并給出部分教學案例。

一、 高中物理實驗中創(chuàng)新思維培養(yǎng)現(xiàn)狀

（一）客觀條件受到制約

高中物理實驗室的情況普遍不盡如人意：實驗設(shè)施較為陳舊老化，許多儀器年久失修，部分實驗的實驗儀器僅有一臺，年級各班需要調(diào)節(jié)使用。除此之外，多媒體設(shè)備的普及也使得教師更傾向于選擇使用教學課件進行演示，忽略了演示實驗無可比擬的真實性。

（二）教師的教學策略有所不足

多數(shù)教師承認創(chuàng)新思維的重要性，但由于擔心在教學過程中注重學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)會影響知識的傳授，并且思維培養(yǎng)成效慢、不顯著，為了保證教學目標能及時有效的完成，很多教師在實驗教學中只注重知識的傳授與技能的培養(yǎng)，而忽視了實驗思想與方法的教育。

（三）學生的學習認知有所不足

多數(shù)學生知道物理實驗在物理學習中的重要性，也有著較高的興趣，但由于教師的授課模式較為呆板僵硬，導致學生對實驗的熱情大大消減，科學素養(yǎng)與實驗意識普遍不強。由于教師的不重視，學生對演示實驗的重要性的認識僅僅停留在幫助理解物理概念上，不能正確地認識到演示實驗在思維培養(yǎng)方面的重要作用。

總而言之，無論是演示實驗器材的數(shù)量還是質(zhì)量都難以滿足日益更新的教學需求，除了學校應(yīng)該投入經(jīng)費對實驗室進行建設(shè)外，想要在物理實驗中有效地培養(yǎng)高中學生的創(chuàng)新思維，教師也應(yīng)該從現(xiàn)有的條件入手，轉(zhuǎn)變教學觀念，適當?shù)卣{(diào)整演示實驗的教學策略，改進學生的學習認知與學習方法，從而對創(chuàng)新思維進行培養(yǎng)。

二、 高中物理演示實驗中創(chuàng)新思維培養(yǎng)策略

演示實驗是教師為了完成一定的教學內(nèi)容而操作表演的實驗。在物理教學中，演示實驗可以將枯燥的講解、抽象的定律變得形象生動，使物理現(xiàn)象清晰直觀地展現(xiàn)給學生。教師通過引導學生觀察實驗現(xiàn)象，配合講解，能讓學生更好地掌握物理知識。在物理課堂上，大部分的演示實驗都被教師用于新課引入部分，僅僅作為激發(fā)學生學習興趣和注意的手段。但演示實驗的功能不止于此，在實驗前對實驗現(xiàn)象進行多種可能的猜想或在實驗后對實驗進行改進創(chuàng)新可以對發(fā)散思維進行培養(yǎng);在實驗中觀察與想象都需要良好的形象思維;將物理現(xiàn)象概括、抽象成物理規(guī)律和物理概念，或推理實驗結(jié)果、判斷實驗成功與否都可以培養(yǎng)學生的邏輯思維;學生形成對物理內(nèi)部規(guī)律獨特的認知方法后，當學生遇到從未見過的物理問題時，可以借助已有的物理知識、認知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生物理直覺，培養(yǎng)直覺思維。因此，演示實驗的運用與積累可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

（一）引導學生猜想

實驗猜想一般出現(xiàn)在探究實驗中，學生對實驗的設(shè)計、步驟、結(jié)論等大膽地猜測，大膽地設(shè)疑，提出自己的見解。但演示實驗同樣可以進行猜想，教師在大致地介紹完實驗器材、實驗過程后，可以引導學生對實驗結(jié)果進行猜想：可能會出現(xiàn)什么實驗現(xiàn)象，為什么會出現(xiàn)這樣的實驗現(xiàn)象等。在猜想的過程中，學生根據(jù)已有的知識經(jīng)驗、熟悉的表象以及感知到的問題信息，將不同的事物建立聯(lián)系，有理有據(jù)地進行聯(lián)想，從研究對象的部分信息推測出它具有的全部信息，在此過程中，無論是包含表象與聯(lián)想的形象思維還是用于推理的邏輯思維都能得到提高。除此之外，對實驗展開多種思路的分析過程也是學生進行發(fā)散思維活動的表現(xiàn)。因此，在演示實驗前，教師應(yīng)當積極鼓勵學生針對所面臨的問題，開闊思路，廣泛聯(lián)想，提出自己的見解，也應(yīng)該給出時間讓學生發(fā)表觀點，互相交流。

例如在介紹“超重與失重”時，在進行實驗之前，教師可以讓學生進行猜想：將一個裝滿水的瓶子開一個小孔，如果將瓶子上拋或自由下落，瓶子中的水會從小孔中流出嗎？學生根據(jù)以往的生活經(jīng)驗可能會猜想，自由下落時不會流出，上拋時會流出。經(jīng)過討論與交流后，教師進行實驗演示，學生發(fā)現(xiàn)自己的猜想并不正確，從而被激起學習興趣。

（二）設(shè)計問題引發(fā)思考

教師在演示實驗中除了需要將實驗現(xiàn)象真實地展現(xiàn)給學生，引導學生有重點地觀察實驗現(xiàn)象外，還需要借由實驗現(xiàn)象設(shè)計問題，適時合理地拋給學生，引發(fā)學生進一步思考。在思考的過程中，學生需要將所觀察到的現(xiàn)象與存在腦海中的現(xiàn)象進行聯(lián)結(jié)、對比，運用形象思維找出兩個現(xiàn)象的相似點;或是需要運用到以往所學習到的知識，經(jīng)過邏輯推理，得到現(xiàn)象產(chǎn)生的原因;或是需要從實驗現(xiàn)象反推實驗原理，運用逆向思維解決問題。因此，在演示實驗中設(shè)計問題、提出問題可以培養(yǎng)學生的形象思維、邏輯思維與直覺思維。

例如在“自由落體運動”中，教師在做真空毛錢管實驗前提問，羽毛和金屬片在同一高度同時下落，誰先落地？學生回答金屬片先落地。實驗后教師提問，為什么羽毛和金屬片同時落地？學生討論思考后回答，因為管內(nèi)真空，沒有空氣阻力，物體只受到重力。教師繼續(xù)提問，他們的質(zhì)量并不相同，為什么會同時落地？學生回答由牛頓第二定律可知，他們有相同的加速度g，因此會同時落地。根據(jù)教師的三個連問，學生思考由淺入深，由表及里，認識到自由落體運動的實質(zhì)。

（三）積累知識與方法

“不積跬步，無以至千里;不積小流，無以成江海?！敝R與方法的積累無論是在日常學習中還是在創(chuàng)新思維的培養(yǎng)中都尤為重要。而在創(chuàng)新思維的四個要素中，直覺思維的培養(yǎng)更加依賴于知識的積累。直覺思維具體表現(xiàn)為運用已有的經(jīng)驗和知識，對問題從整體上加以認識和把握，以一種高度省略、簡化、濃縮的方式，洞察問題的實質(zhì)，并迅速解決問題或做出某種猜測。由此可見，直覺是主體所掌握的知識與經(jīng)驗和所遇到的問題擦碰出的思想火花，想要培養(yǎng)高中學生的直覺思維，就應(yīng)該讓他們積累更多的物理知識和物理方法。

物理教學中科學研究方法眾多，如控制變量法、轉(zhuǎn)換法、圖像法、理想模型法、極限法、類比法、微元法等。在演示實驗過程中，教師運用科學方法分析、解決問題，學生從實驗中掌握了科學方法，有效地訓練了思維能力，養(yǎng)成良好的思考方法和習慣，在日后遇到類似的問題時就能靈活運用物理方法分析問題、解決問題。學生將物理方法內(nèi)化，不僅能豐富自己的認知結(jié)構(gòu)，形成自己的知識網(wǎng)絡(luò)，也可以為直覺思維積累素材，以備在遇到問題時靈光一現(xiàn)，運用適當?shù)奈锢矸椒ń鉀Q問題。解決問題的過程中也涉及了邏輯思維的使用。不同的方法有不同的優(yōu)缺點，學生接觸不同的物理方法，可以啟發(fā)思維，培養(yǎng)思維的靈活性與獨特性。因此，科學物理方法與知識的積累可以鍛煉學生的邏輯思維與直覺思維。

例如在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，一般教學采用“紙帶法”計算出小車在相同時間間隔內(nèi)的平均速度，再作出

vt圖像，從而找出小車運動規(guī)律。但也可以將紙帶從計數(shù)點處剪斷，依次黏貼在坐標橫軸上，取紙帶上端的中點作線。由于時間間隔相等，因此每條紙帶的長度可以代表小車經(jīng)過相同時間間隔的平均速度。

（四）實驗總結(jié)與反思

在演示實驗結(jié)束后，不應(yīng)該戛然而止，教師應(yīng)該引導學生對實驗進行總結(jié)和反思，讓學生再一次思考實驗與本節(jié)課的聯(lián)系之處、實驗的方案有哪些優(yōu)點和缺點、實驗有誤差的原因有哪些、是否可以對實驗進行改進或創(chuàng)新、實驗原理是否可以應(yīng)用到日常生活之中等等。學生在回顧實驗原理與過程中不僅需要使用形象思維，還需要運用逆向思維反推實驗誤差所在，從而進一步鞏固與加深理解、培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

三、 結(jié)語

高中物理演示實驗中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維是一項重要的任務(wù)，需要教師轉(zhuǎn)變教學觀念，與時代發(fā)展相結(jié)合，優(yōu)化教學方式，敢于對教學設(shè)計進行創(chuàng)新，從而幫助學生完成實驗操作，啟發(fā)創(chuàng)新思維，增強創(chuàng)新能力，為社會培育高素質(zhì)的科學人才。

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作者簡介：陳珂，江蘇省揚州市，揚州大學。