孫 斌

(張家港市南沙中學(xué) 江蘇 蘇州 215632)

創(chuàng)新，是當(dāng)前世界發(fā)展的主題，綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)急切需要大批的創(chuàng)新人才為其服務(wù).所謂創(chuàng)新人才，是指具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造思維和創(chuàng)新能力的人才[1].其核心是創(chuàng)造思維，它是創(chuàng)新人才的基礎(chǔ)素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的核心就是要培養(yǎng)人的創(chuàng)造思維.其培養(yǎng)任務(wù)已經(jīng)由大學(xué)悄悄地向中小學(xué)前移.

物理學(xué)是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造思維的基礎(chǔ)性科學(xué)，學(xué)生叩開物理學(xué)殿堂之門，是從學(xué)習(xí)初中物理開始的.而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的最佳載體.但是，由于初中物理教師的教學(xué)理念還跟不上當(dāng)前教學(xué)改革的實(shí)際，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法和內(nèi)容還比較陳舊，按圖索驥的實(shí)驗(yàn)操作并沒有給學(xué)生帶來(lái)能力上的提升，它已經(jīng)成為初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的瓶頸，阻礙了創(chuàng)新人才的脫穎而出.

1 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不適應(yīng)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)

長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式以講實(shí)驗(yàn)代替做實(shí)驗(yàn)，以多媒體課件代替學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，以教師實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生小組探究實(shí)驗(yàn).呈現(xiàn)了教學(xué)目的功利化、教學(xué)方式低效化、教學(xué)評(píng)價(jià)單一化.缺失了學(xué)生認(rèn)知過程中的主觀能動(dòng)性，束縛了學(xué)生創(chuàng)造能力的發(fā)揮，這種教學(xué)方式已經(jīng)不適應(yīng)創(chuàng)新人才的早期發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng).

1.1 教學(xué)目的功利化虛化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教學(xué)目的功利化的外在表現(xiàn)就是分?jǐn)?shù)至上的教學(xué)觀念.采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法從應(yīng)試角度來(lái)分析，短時(shí)間內(nèi)能機(jī)械化、強(qiáng)化式的傳授實(shí)驗(yàn)操作的基本原理、基本要領(lǐng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)等，在應(yīng)試環(huán)節(jié)能取得差強(qiáng)人意的效果，為此，很多課堂上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)取而代之的是實(shí)驗(yàn)視頻的播放.這種方式短期內(nèi)不一定會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)造成明顯的影響，但是從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維的培育和提升角度而言，卻是捉襟見肘，而且不利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展.

1.2 教學(xué)方式低效化弱化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在初中物理課堂教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式主要為接受式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)這兩種.而傳統(tǒng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是接受式學(xué)習(xí)，輕過程、重結(jié)果，死記硬背，機(jī)械訓(xùn)練，題海戰(zhàn)術(shù).影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力.這種教學(xué)方式的呈現(xiàn)主要基于兩個(gè)原因：

(1)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境和設(shè)施器材的硬件要求

探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要學(xué)校有較為健全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)校需要配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)員，如果實(shí)驗(yàn)員不夠?qū)I(yè)或者不夠敬業(yè)的話，實(shí)驗(yàn)員的角色往往是由任課教師擔(dān)任.很多器材有損耗、短缺等，臨時(shí)購(gòu)置、配備、報(bào)銷等，都需要很多的時(shí)間與精力，直接導(dǎo)致硬件保障不到位而耽擱.

(2)教師專業(yè)態(tài)度和主觀意識(shí)的軟件保障

探究式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要教師充分分析實(shí)驗(yàn)的價(jià)值和目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)態(tài)度，鎖定教學(xué)流程和教學(xué)策略.為了較好地達(dá)成預(yù)設(shè)效果，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，對(duì)教師和學(xué)生都提出了較高的要求，關(guān)鍵是教師對(duì)課堂的駕馭能力和臨場(chǎng)生成的處理、應(yīng)變能力，而現(xiàn)實(shí)總是與預(yù)設(shè)大相徑庭，甚至背道而馳、得不償失.

結(jié)合以上兩個(gè)原因，久而久之，在常態(tài)課堂中，很多教師自然就選擇講授式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)形之中就被弱化了.

1.3 教學(xué)評(píng)價(jià)單一化淡化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)

課堂教學(xué)是一個(gè)準(zhǔn)備實(shí)施、目標(biāo)達(dá)成的完整系統(tǒng)，教學(xué)評(píng)價(jià)要能反映教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)要求、教學(xué)規(guī)律，強(qiáng)調(diào)重視學(xué)生的人格和個(gè)性，鼓勵(lì)發(fā)現(xiàn)、探究與質(zhì)疑，以利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.但是，傳統(tǒng)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)的內(nèi)容只強(qiáng)調(diào)從實(shí)驗(yàn)中獲得了哪些結(jié)論，評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)只強(qiáng)調(diào)共性和一般趨勢(shì)，評(píng)價(jià)的方法仍然以傳統(tǒng)的筆試為主，過多地依重結(jié)果.這樣的教學(xué)評(píng)價(jià)忽視了學(xué)生獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的實(shí)際能力、創(chuàng)新意識(shí)、習(xí)慣態(tài)度等綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)，忽視了學(xué)生個(gè)體差異和個(gè)性發(fā)展的價(jià)值.這樣的評(píng)價(jià)結(jié)果導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)中能獨(dú)立操作的學(xué)生和完全不會(huì)操作或沒有進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)的學(xué)生沒有什么區(qū)別，因?yàn)樗麄兌伎梢酝ㄟ^死記硬背而知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果.這種單一化的教學(xué)評(píng)價(jià)勢(shì)必造成學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的淡化，這與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)格格不入.

2 創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)呼喚實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

事實(shí)上，做實(shí)驗(yàn)比講實(shí)驗(yàn)確實(shí)要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力，而且在得到結(jié)論方面“做”不如“講”來(lái)得簡(jiǎn)潔而明確.在課時(shí)少、任務(wù)重的應(yīng)試教育氛圍中，講實(shí)驗(yàn)確實(shí)存在一定的市場(chǎng).但是，學(xué)生所獲得的感性認(rèn)識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、探索能力和動(dòng)手技巧等，是不可能從講實(shí)驗(yàn)中得到，只能在做實(shí)驗(yàn)中獲取.只有通過卓有成效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能使物理課堂真正成為知識(shí)創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的基地，成為發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的高地，其出路必須改革實(shí)驗(yàn)教學(xué).

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革要從課程理念中求突破

我們呼喚實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，就是為了貫徹新課程理念，突出學(xué)生主體地位的需要.教學(xué)理念是教學(xué)行為的靈魂，它對(duì)教學(xué)起著指導(dǎo)和統(tǒng)率的作用.

《義務(wù)教育初中物理課程》的基本理念是：注重全體學(xué)生的發(fā)展，改變學(xué)科本位的觀念；從生活走向物理，從物理走向社會(huì)；注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化；注意學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展和構(gòu)建新的評(píng)價(jià)體系[2].實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革首先必須從上述課程理念中求突破，保證學(xué)生有主動(dòng)獲取知識(shí)的過程，這個(gè)過程就是學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn).只有學(xué)生親身做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生才會(huì)真正開動(dòng)腦筋，積極主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，才能確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位，才能從中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)精神.

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革要從教學(xué)評(píng)價(jià)中謀發(fā)展

我們呼喚實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，就是要從改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)中促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，并落實(shí)到“一切為每一個(gè)學(xué)生的發(fā)展”和“一切為學(xué)生的全面發(fā)展”中.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與一般教學(xué)不同，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以具體實(shí)驗(yàn)為載體的師生互動(dòng)過程，是一個(gè)科學(xué)探究的過程，是學(xué)生直接經(jīng)驗(yàn)的形成過程.對(duì)其評(píng)價(jià)不能從實(shí)驗(yàn)過程中游離出來(lái)，而是要回歸到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整過程中.要重視評(píng)價(jià)學(xué)生獲得直接體驗(yàn)的探索過程，不能單純?cè)u(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，不能把評(píng)價(jià)看成是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的終結(jié)，而是要通過反饋去改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué).并通過具體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)內(nèi)容，選擇可行的評(píng)價(jià)工具和評(píng)價(jià)方法，收集學(xué)生翔實(shí)的互動(dòng)信息和活動(dòng)表現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)體的全面發(fā)展和全體學(xué)生的共同發(fā)展.就現(xiàn)在常態(tài)化的紙筆化考查情況下，我們需要從兩個(gè)維度來(lái)優(yōu)化我們的教學(xué)評(píng)價(jià).

(1)常態(tài)課堂，注重實(shí)驗(yàn)過程的多元化評(píng)價(jià)

在教學(xué)過程中，注重對(duì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作和設(shè)計(jì)上的充分肯定，善于挖掘?qū)W生參與的亮點(diǎn)，以此激發(fā)學(xué)生的參與度和思維度，引領(lǐng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的提升.在學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的各個(gè)維度，我們需要抓住學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過程的每個(gè)環(huán)節(jié)，以學(xué)助教、以評(píng)勵(lì)學(xué).比如，在探究凸透鏡成像規(guī)律過程中，以下幾個(gè)環(huán)節(jié)都可以挖掘?qū)W生的參與度，都可以激勵(lì)學(xué)生的再深入.

步驟1：參與實(shí)驗(yàn)的初步體驗(yàn)，學(xué)會(huì)在體驗(yàn)中提出科學(xué)合理的猜想.讓學(xué)生分別用凸透鏡觀察近處的字、稍遠(yuǎn)的圖片，再觀察一下遠(yuǎn)處的景物，此時(shí)請(qǐng)學(xué)生結(jié)合觀察到的現(xiàn)象提出科學(xué)合理的猜想.即凸透鏡成像的成像特點(diǎn)可能與物距有關(guān).

步驟2：參與實(shí)驗(yàn)的合理操作，學(xué)會(huì)在自己的摸索與思考下，較快地摸索出合理的操作細(xì)節(jié).比如，學(xué)生在參與中，不斷地改變物距，然后再去通過移動(dòng)光屏來(lái)找到相應(yīng)物距下最清晰的像.學(xué)生不能一邊移動(dòng)物距、一邊移動(dòng)光屏.

步驟3：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同物距和像距、成像特點(diǎn)歸類，總結(jié)出成像特點(diǎn)，并再次用其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證自己所得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.善于對(duì)多組數(shù)據(jù)的分類與總結(jié)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的一個(gè)重要體現(xiàn)，需要教師在常態(tài)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，逐漸引領(lǐng)提升.

類似上述的過程性評(píng)價(jià)和啟發(fā)是我們優(yōu)化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵之一，類似的過程和細(xì)節(jié)，都需要教師在常態(tài)過程中用發(fā)現(xiàn)智慧的眼光不斷去挖掘?qū)W生的智慧.

(2)考查形式，注重實(shí)驗(yàn)價(jià)值的多維度凸顯

紙筆化考查仍然是目前最好的評(píng)價(jià)學(xué)生的方式之一，在我們沒有辦法去改變紙筆化考查制度和形式的情況下，我們需要更科學(xué)的評(píng)價(jià)形式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)凸顯實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的重要性和價(jià)值性，以此促使學(xué)生和教師對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的高度重視.比如，在考查學(xué)生對(duì)刻度尺的正確使用時(shí)，我們可以通過如下的方式來(lái)考查，以此凸顯學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的重要性.

【例1】用刻度尺測(cè)量鉛筆的長(zhǎng)度，測(cè)量方法正確的是( )

類似的實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)避免單純的考查對(duì)使用要領(lǐng)的死記硬背，而是通過圖片將實(shí)驗(yàn)情境呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生通過觀察、對(duì)比、思考，達(dá)到實(shí)驗(yàn)操作技能的精準(zhǔn)考查.

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革要從轉(zhuǎn)變方式中找策略

我們呼喚實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，就是要從學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變中找到培養(yǎng)創(chuàng)新人才的策略.這種學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變就是變接受式學(xué)習(xí)為探究式學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中提出和解決問題的積極性與創(chuàng)造性.要變教師的講實(shí)驗(yàn)為學(xué)生的做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親力親為，在實(shí)驗(yàn)探究中發(fā)展學(xué)生的動(dòng)手能力和探究能力.要變收斂思維為發(fā)散思維，突破習(xí)慣思維的限制，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中釀出新的構(gòu)思，提出新的方法，發(fā)展學(xué)生的想象力和思維力.也就是說，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要通過多種途徑，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式.要多一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，少一點(diǎn)接受；多一點(diǎn)過程，少一點(diǎn)結(jié)論；多一點(diǎn)探究，少一點(diǎn)驗(yàn)證；多一點(diǎn)啟發(fā)，少一點(diǎn)填鴨.這樣的方式轉(zhuǎn)變，會(huì)使創(chuàng)新人才脫穎而出.

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革要重視創(chuàng)造思維的培養(yǎng)

享譽(yù)海內(nèi)外的杰出科學(xué)家錢學(xué)森十分關(guān)心創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，提出要從思維科學(xué)入手[3].北京師范大學(xué)何克抗教授在《現(xiàn)代教育技術(shù)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)》一文中提出：成就創(chuàng)新人才的核心要素是創(chuàng)造思維，它包括發(fā)散思維、形象思維、直覺思維、邏輯思維、辯證思維和縱橫思維這6個(gè)要素[4].在這6個(gè)要素中，發(fā)散思維主要用于解決思維過程的方向，辨證思維和縱橫思維主要用于提供解決復(fù)雜問題的策略，形象思維、直覺思維和邏輯思維主要用于構(gòu)成創(chuàng)造性思維過程的主體.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，就要圍繞這一個(gè)方向、二個(gè)策略、三個(gè)主體展開.

3.1 培養(yǎng)發(fā)散思維 找準(zhǔn)思維方向

傳統(tǒng)教學(xué)較重視收斂思維(集中思維、求同思維、正向思維)的訓(xùn)練，而忽視發(fā)散思維(求異思維、逆向思維、多向思維)的培養(yǎng).實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革首先得從發(fā)散思維的培養(yǎng)上去探索.因?yàn)橹恢v收斂思維，只能使學(xué)生的認(rèn)知永遠(yuǎn)停留在前人的水平上.沒有發(fā)散思維，就不會(huì)有任何創(chuàng)造性的萌芽和創(chuàng)造性的成果.可以說一切創(chuàng)造都起源于發(fā)散思維.它能解決思維過程的方向問題.

例如，對(duì)法拉第“電磁感應(yīng)”現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)，筆者先圍繞“磁能否生電？怎樣才能使磁生電？”這兩個(gè)問題展開，并做如下設(shè)計(jì)：把導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中憑什么來(lái)判斷是否產(chǎn)生電流？(電流表)導(dǎo)體應(yīng)怎樣放在磁場(chǎng)中？是平放？豎放？斜放？導(dǎo)體在磁場(chǎng)中是靜止？運(yùn)動(dòng)？怎樣運(yùn)動(dòng)？然后針對(duì)上述問題讓學(xué)生設(shè)計(jì)圖1所示裝置實(shí)驗(yàn)，探索在什么條件下導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電流.并在實(shí)驗(yàn)過程中提出下列問題讓學(xué)生思考：上述實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明磁生電嗎？在什么條件下才能磁生電？為什么導(dǎo)體在磁場(chǎng)中左右、斜著運(yùn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生感應(yīng)電流，而上下運(yùn)動(dòng)或者靜止時(shí)卻不能呢？如果把磁感線想象成一根根實(shí)實(shí)在在的線，把導(dǎo)線想象成一把刀，表達(dá)起來(lái)會(huì)更方便嗎？如何表達(dá)？通過此實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？上述的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以學(xué)生熟悉的電生磁實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行逆向的發(fā)散思維，讓學(xué)生從中找準(zhǔn)了磁生電實(shí)驗(yàn)的方向問題.

圖1 探究電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置

3.2 培養(yǎng)辯證縱橫 凸顯思維策略

發(fā)散思維之所以能給思維過程指引正確方向，是依靠同中求異、正向求反、多向輻射.這里的同與異、正與反、收斂與輻射都構(gòu)成了矛盾的兩個(gè)側(cè)面，這正是辨證思維的具體體現(xiàn)，它能解決思維過程的策略問題.

例如，磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的方向與磁場(chǎng)方向、電流方向之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如圖2中A所示.

圖2 磁場(chǎng)對(duì)電流作用力示意圖

其中的磁場(chǎng)方向由N極指向S極，方向向下，電流圖示為箭頭，方向向前，力的方向向右.改變電流方向，圖示為箭尾，方向向后，此時(shí)力F的方向由圖A中的向右變?yōu)橄蜃?，如圖2中B所示.圖2B是對(duì)圖2A的一次否定，力的方向隨電流方向的改變而改變.再將磁極對(duì)調(diào)，上面S極，下面N極，磁場(chǎng)方向由圖2A中的向下變?yōu)橄蛏?，但電流方向保持不變，仍然向?發(fā)現(xiàn)力的方向也隨之發(fā)生改變，由圖2A中的向右變?yōu)橄蜃?，如圖2C所示.圖2C也是對(duì)圖2A的一次否定，力的方向隨磁場(chǎng)方向的改變而改變.最后改變圖2C中的電流方向，圖示為箭尾，方向向后，此時(shí)力F的方向由圖2C中的向左變?yōu)橄蛴?，如圖2D所示.圖2D對(duì)圖2C的一次否定，力的方向隨電流方向的改變而改變.而圖2D又是對(duì)圖2A的二次否定，力的方向隨電流和磁場(chǎng)方向的同時(shí)改變而保持不變，這就是圖2D是對(duì)圖2A的否定之否定，為肯定.同理，圖2C也是對(duì)圖2B的二次否定，為肯定.這就是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的辯證思維策略.其實(shí)，這樣的思維策略在初中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可隨手拈來(lái).如有關(guān)密度實(shí)驗(yàn)的思維策略為物質(zhì)與世界，有關(guān)二力平衡實(shí)驗(yàn)的思維策略為運(yùn)動(dòng)與靜止，有關(guān)速度實(shí)驗(yàn)的思維策略為聯(lián)系與規(guī)律，有關(guān)凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)的思維策略為量變與質(zhì)變，磁體有2個(gè)磁極，不能獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的思維策略為對(duì)立與統(tǒng)一，質(zhì)量與密度的思維策略為共性與個(gè)性，探究歐姆定律實(shí)驗(yàn)的思維策略為內(nèi)因和外因等.對(duì)于比較復(fù)雜的問題，可采取縱橫思維的策略，將實(shí)驗(yàn)的對(duì)象通過縱向思維和橫向思維的綜合，提升其創(chuàng)造思維的水平.

例如，成像問題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可通過凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，改變物距(u>2f，u=2f，f

圖3 凸透鏡成像橫向?qū)Ρ?/p>

從中歸納出凸透鏡成像規(guī)律，這就是橫向思維.還可通過凸透鏡與平面鏡、凹透鏡成像特點(diǎn)的縱向比較，提升思維水平的層次.凸透鏡既能成放大、縮小、等大的實(shí)像，還能成放大的虛像，但不能成縮小和等大的虛像.而凹透鏡只能成縮小的虛像，平面鏡只能成等大的虛像，如表1所示，這就是縱向思維.將圖3和表1結(jié)合起來(lái)進(jìn)行思考，就是縱橫思維策略.它能為復(fù)雜問題的解決提供哲學(xué)指導(dǎo)思想與心理加工策略.

表1 凸透鏡、凹透鏡和平面鏡成像特點(diǎn)

3.3 培養(yǎng)3種思維 抓牢思維主體

直覺思維、形象思維和邏輯思維這3種思維構(gòu)成了創(chuàng)造思維過程的主體.依靠直覺思維，能形成靈感或頓悟，它是創(chuàng)造思維的源泉；創(chuàng)造活動(dòng)中的關(guān)鍵性突破又往往來(lái)自于形象思維，而創(chuàng)造性目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)還離不開邏輯思維的指引、調(diào)節(jié)與控制的作用.所以，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，必須抓牢這3種思維品質(zhì)的培養(yǎng).

例如，在阿基米德原理的教學(xué)中，筆者設(shè)計(jì)了圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置.

圖4 自制阿基米德探究演示儀

用玻璃缸①代表浴盆，燒杯②代表阿基米德的身體.讓學(xué)生還原阿基米德在坐下浴盆的瞬間突然頓悟的情景：玻璃缸(浴盆)中水面升高的體積很可能等于燒杯(阿基米德身體)浸入水中部分的體積.水面升高部分的體積V排和身體浸入水中部分的體積V物這兩件事，從表面上看互不相干，但是阿基米德通過整體把握與直觀透視的方法，卻在瞬間發(fā)現(xiàn)了二者之間的內(nèi)在聯(lián)系V物=V排，這就是直覺思維.而圖4所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，就是要讓學(xué)生悟出燒杯浸入水中部分的體積與玻璃缸中水面升高的體積之間究竟有何關(guān)系？培養(yǎng)的正是學(xué)生的直覺思維.

那么，如何證明二者之間的內(nèi)在聯(lián)系V物=V排呢？筆者啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)了圖5和圖6所示的實(shí)驗(yàn).

圖5 溢水法測(cè)量

圖6 排水法測(cè)量

在圖5中，將燒杯②裝滿水(水中加少量紅墨水，便于正確讀出量筒刻度)后放入玻璃缸①中；使小石塊③浸沒在水中，如圖5(a)所示.再將玻璃缸中被排出的水倒入量筒④，量筒中水的體積即為所測(cè)的V排，如圖5(b)所示.該體積就等于浸沒在水中的小石塊的體積V石，即V石=V排.在圖6中，先在量筒內(nèi)倒入適量的水，讀出示數(shù)為V1，如圖6(a)所示.再將小石塊浸沒在水中，讀出示數(shù)V2，如圖6(b)所示.將兩次的示數(shù)相減，就是小石塊的體積V石=V排=V2-V1.這為阿基米德原理的得出找到了等量關(guān)系.上述的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也可能是阿基米德實(shí)驗(yàn)的原型.該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)的正是學(xué)生的形象思維.

筆者還啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)了利用曹沖稱象的典故來(lái)得出阿基米德原理，如圖7所示.由于大象很重，當(dāng)時(shí)還沒有這樣大的秤可以直接稱.曹沖的辦法是：先把大象拉到船上，記下船的吃水深度；再用許多石塊代替大象，使船達(dá)到同樣的吃水深度；最后稱出這些石塊的總重，也就知道大象的體重了.在這里，曹沖采用了等量代換的方法，象或石塊越重，船的吃水深度越深，被船排開的水就越多.而載了象或石塊的船受到的總重力是靠浮力來(lái)平衡的，所以此時(shí)船受到的浮力就等于吃水深度所排開水的重力，即F浮=G排.上述思維過程所培養(yǎng)的正是學(xué)生需要感悟的邏輯思維.

圖7 曹沖稱象

直覺思維、形象思維和邏輯思維都是人類思維的3種基本形式，也是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造思維的主要過程，已經(jīng)成為培養(yǎng)創(chuàng)新人才進(jìn)行創(chuàng)造思維的主體.

綜上所述，創(chuàng)新人才的早期培養(yǎng)，關(guān)鍵是要提高學(xué)生的創(chuàng)造思維水平.就初中物理教學(xué)而言，其主要出路是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革.通過改革，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，解決思維的方向問題；培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維和縱橫思維，解決思維的策略問題；培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維、形象思維和邏輯思維，解決思維的主體問題.通過改革，在學(xué)生的頭腦中就會(huì)形成一個(gè)優(yōu)化的創(chuàng)造思維結(jié)構(gòu)，從而為創(chuàng)新人才的脫穎而出營(yíng)造一個(gè)良好的科學(xué)環(huán)境.