浅议物理实验教学中创新思维能力的培养

杨永波

创新教育是以培养具有创新精神和创新能思维力的新型人才为目的的教育,其中创新思维作为创新能力的核心是多种思维成分的综合表现,体现为发散思维、聚合思维、直觉思维、分析思维等思维的有机结合,同时又离不开想象力的参与。

在以往的应试教育理念支配下的物理教学过程中往往过于注重聚合思维及分析思维等思维能力的培养,而对发散思维、直觉思维、想象力方面的培养和训练相对缺乏。物理学作为一门以实验为基础的学科,实验教学是培养和发展学生创新能力的有效途径。

因此,为了改变我们的学生在创新能力方面存在不足的局面,给学生的创新思维一个广阔的发展空间,笔者认为在物理实验教学过程中应从以下几个方面培养学生的创新思维,提高学生的思维品质。

一、重视实验教学中问题的提出与讨论,培养思维的独立性

思维首先是解决问题的过程,思维通常是由问题情景产生的,而且是以解决问题为目的的。在实验过程中如果对问题的提出,总是教师“为什么、是什么、怎么做”,对实验的过程和结果不经过仔细地讨论和研究,总是死记硬背课本上的步骤和结论,那么,学生的思维就会被束缚,停止在事物的表面,就会丧失独立性和主动性。

因此,在实验教学中教师要根据学生现有的知识结构和心理发展水平,创设问题情景,重视问题的提出与讨论。可以是教师根据实验器材提出问题,可以是教师根据实验目的、原理、器材、方法、步骤内容,精心设计有启发性的问题,引导学生思考,也可以是学生根据实验过程中观察到的现象提出问题,引起学生好奇,然后根据提出的问题,教师让学生进行独立的思考,并展开热烈的讨论。

例如,在学生学习惯性的内容时,很多学生对实验现象以及实验本身提出了很有价值的问题,如:要求木棒打击塑料板的速度为什么要大?塑料板与鸡蛋之间的摩擦大些好还是小些好?一定要用鸡蛋做该实验吗?在杯里一定要装上水吗?等等。又如:研究浮力实验,先将塑料块放入盛水的烧杯中,无论怎样压塑料块,塑料块最终都浮在水面上,由此引出浮力的概念,而后再将杯中水倒干擦净,将塑料块压到杯底(与杯底密切),然后倒入水,这时问学生:塑料块会不会上浮?学生肯定回答塑料块会上浮,实验结果塑料块没有浮上来。如此“奇怪”问题,能激发学生去思考为什么,教师趁机分析浮力产生的原因。

在问题的提出与讨论的过程中,教师要允许学生提出不同的问题和发表不同的观点,即使提出的问题是肤浅的,发表的观点是片面的或(甚至)是错误的,教师也正面应加以指导和鼓励,调动和发挥学生的积极性与主动性。这样可以使学生的思维空间得以扩大,思维的积极性得到调动,思维的独立性得到培养和提高,以避免在教学过程中解决问题时常常出现“人云也云”的现象。

二、正确处理局部与整体的关系,提高思维的深刻性

在实验教学中应正确处理局部与整体的关系,把知识仅仅局限在某一方面是不够的,要从整体的高度去认识和把握。一方面把研究对象作为有机联系的整体,从各种联系的本质上去认识,从结构和功能上去把握。另一方面要明确在获得知识信息的过程中,所研究的知识点在整个知识体系中的位置。

不仅注重知识的学习,而且注重方法论的学习。这就要求教师在问题的设计时要由浅入深,由易到难,层层递进,把学生的思维逐步引向新的高度,提高思维的深刻性。

例如,探究平面镜成像:课本用两支点燃蜡烛来演示,让一支蜡烛与另一支蜡烛的像刚好重合,得出物与像等大的结论。在现实实验中,受许多因素影响,如空气流动使火焰不固定,两支蜡烛燃烧程度不可能完全相同等,很难做到完全“重合”,我在实验时提问学生如何使“重合”更明显?立即有学生提出用两块等大的长方形木块,结果长方形木块的长、宽、厚“重合”很明显,得出像与物等大的结论。

又如在“电阻”课题的教学中,研究导体电阻的大小与哪些因素有关,我们可以进行如下的分解:

(1) 导体电阻的大小可能与哪些因素有关?试根据已有的知识进行猜测;

(2) 导体的电阻与各种相关的因素可能有怎样的关系?试猜测;

(3) 如何通过实验研究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系?实验的条件应怎样进行控制,试设计实验电路。

三、注意引导学生从单向思维趋向多向思维,提高思维的灵活性

在实验教学中教师要使学生克服单一的思维模式,建立知识、方法、能力相结合的多向思维模式,加强引导学生沿着不同方向、不同角度思考,从多方面来探索问题的结果,通过实验的方法对问题加以探究或对结论加以验证,从不同侧面去掌握知识,从而提高学生思维的灵活性,也培养了学生的创新思维能力。

学生经过思考,对前面(2)、(3)题的电路进行分析、比较,进行设计电路。利用变阻器的两个特殊位置进行测量并列出方程最后得到满意答案。

通过这样的实验教学,不仅可以使学生加深对概念的理解,而且可以提高学生思维的广泛性。学生的思维能力的提高还表现在思维的发展性、创造性等方面,但思维品质的独立性是培养一切良好思维品质的前提和基础。在初中物理教学中培养思维品质的途径是多方面的,实验教学作为教学过程的一个重要环节,在培养学生的思维能力方面起着十分重要的作用。

总之,创新教育能使学生学会学习、开发智力、提高素质,增强适应社会发展的能力。我们在物理实验教学中,要时刻注意体现学生的主体地位,处理好掌握知识和发展能力的关系,紧扣教材,做好实验,同时尽可能地为学生提供创新机会,使之成为具有创造性的现代化建设所需的人才。

(江苏省灌云县小伊中学)