在初中光学实验教学中培养学生的发明创新能力

黄海文　冯桃红

摘 要：通过协助学生的一次对光学实验改进的探究尝试，进一步认识到学生巨大的创造性，再次给教学如何进行创新教育带来启发。在创造性活动中，要经过从发散思维到辐合思维，再从辐合思维到发散思维，多次循环最终完成设计目标，这很好地锻炼了学生的思维能力，也培养了他们的思维习惯。对于老师和学生而言，在思维独特性培养方面还没有有效措施前，学生中出现的这种情况教师的及时肯定和帮助，可能是较好的培养发散思维独特性的方式。

关键词：创新性思维；发散思维；辐合思维

创新可以来源于生活、生产实践、家庭的育人环境，但最根本的获取和学习的途径是教育。江泽民同志在十六大报告中指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。也是一个政党，永葆生机的源泉。”可见创新对个人、民族、国家、政党的重要。第三次全教会强调：“教育在培养民族创新精神和培养创造性人才方面，肩负着特殊的使命。”教育工作者要有这种使命感和责任感，首先要有创新精神，大胆进行教学改革，努力探索适合学生发展的教学新方法。

传统的教学是一种应试教学，它以社会为出发点，把人当作社会生活的客体来塑造，它注重的是知识的灌输和复制。传统的教学考什么、教什么，跟考试无关的知识很少沾边，思想品德更谈不上。方法一般是先讲定理、定律，再依照定理、定律讲解实例，忽视了知识的产生过程。为了分数，大搞题海战术，使学生疲于应付，自由发展的空间没有了，创新精神和创造能力自然也就得不到应有的培养。

我认为创新，从狭义上讲是指少数发明家、科学家、艺术家首创前所未有的事物的过程；从广义上讲凡是凭借自己的智能去发现、掌握他们尚未知晓的知识，并运用它们就是创新的表现。所以创造力是一种人类普遍具有的能力，还可以通过教育培养提高。而以实验为基础的物理学科是培养学生创造性，促进学生全面发展的良好平台和重要途径。正因为如此，让我再一次在光学实验教学之中感受到了学生无以限量的创新思维火花。

创新性思维并非游离于其他思维形式而存在，它包括了各种思维形式。创新性思维是以感知、记忆、思考、联想、理解等能力为基础，以综合性、探索性和求新性特征的高级心理活动。创新性思维有两种最基本的类型，即发散思维和辐合思维。

在创造性活动中，要经过从发散思维到辐合思维，再从辐合思维到发散思维，多次循环完成，这两种思维是辩证的、相辅相成的关系，其中发散占主导地位。

例如：在最近的一次“透镜成像规律探究”实验中就表现得尤为突出。

“透镜成像规律探究”实验仪器用到了：蜡烛、凸透镜、光屏、光具座。实验中要求学生调整物距和像距，找到蜡烛清晰的像，再利用记录的结果分析物距、像距和成像性质特征之间的关系。在实验探究过程之中，就有一些思维活跃的学生提出这个实验至少有如下四个缺点：

1.以蜡烛火焰为发光物体，比对其成像，但是火焰摆动不定，火焰轮廓不清楚导致实像边界也不清晰，极不利于确定实像的位置，因此同学们找的像距误差就比较大，甚至出现了同一个物距值对应几个差距较大像距的情况。

2.以蜡烛火焰为发光物体成像，所成实像摆动不定，而且随着蜡烛的燃烧，烛焰逐渐是变大的，这对于探究物距和像距的大小关系对物象大小的影响很大，尤其当物距在两倍焦距附近变化

时，所得的倒立实像大小分辨困难，导致一些同学很难归纳出：物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，此时物像等大等等

结论。

3.从环保上说，在实验中燃烧的蜡烛放出了很多十分难闻的气体，污染了我们周围的空气，使我们的呼吸道十分难受。燃烧的蜡烛熔化后粘到光具座和试验台上比较难清理。

4.从节能上说每次“透镜成像规律探究”实验，我们一个年

级7个班全部完成这个实验，至少用掉30支蜡烛，也是一个较大的消耗。

对于学生们智慧的闪现我欣喜地给予了赞扬与肯定，并引导他们就上述问题展开联想，鼓励他们发散思维进行探究，解决上面的几个问题。并且给他们提供了工具、材料，帮助他们了进行试验验证，经过了几天的设计与实验，同学们先后推出了几个改进方案：

方案1.利用凸透镜和小灯泡制作一个小型平行光源，提供平行光，在光源前面放一个镂空的箭头，于是就产生了一个发光的物体，然后用它代替蜡烛的火焰进行成像，并用直尺测量大小，进行物像大小比对。

方案2.在原先实验的基础上，直接用灯泡的灯丝作为发光物体替代蜡烛进行成像。

方案3.利用高亮发光二极管作为发光物体，根据需要在小电路板上拼成自己想要的形状形成成像物体，并且在电路板上面粘上一张坐标纸用于测定物体的大小，而在光屏上同样粘上一张坐标纸，用来确定像的大小，以便于在实验中比对物体和像的大小关系。

通过对上面的方案进行分析评估，学生对个方案的优劣有

了自己的评价，最后学生们将优胜奖评给了第三小组，并给出了

评价：

虽然三种方案都解决了空气污染问题以及资源浪费问题，但是从实验的有效性上三种方案的表现各有优劣：方案1的发光物体制作较为复杂，如果用亮度高的光源也会产生怪味，在物像大小差异的对比上较第三种方案差；方案2结构简单，现象明显，但是最大问题是物象大小差异的对比很不方便也不准确，而对这些问题方案3都有了较好的解决。

经过了这次尝试让我进一步认识到学生们的巨大创造性，再次给我在教学如何进行创新教育给予启发。学生们在创新活动过程中展开联想，培养发散思维的流畅性，在较短的时间内产生较多的联想，设计出了若干解决方案。这种围绕某个事物横向或纵向的展开联想，可有效地提高学生的思维广度和深度，为创新性思维打好扎实基础。最可贵的是学生们克服了思维定势（思维定势可使我们较快地找到解决问题的途径，但有时也会陷入思维定势的陷阱。）强化了发散思维的变通性，能做到触类旁通，举一反三，突破常规，不跟着之前的方案一成不变，而能另辟蹊径。活动中学生们表现出超常思维，发散思维的独特性对于学生们今后的学习、教师的教学都是及其可贵的。在创造性活动中，要经过从发散思维到辐合思维，再从辐合思维到发散思维，多次循环最终完成设计目标，这很好地锻炼了学生的思维能力，也培养了他们的思维习惯。对于老师和学生而言在思维独特性培养方面还没有有效措施前，对于学生中出现的这种情况教师的及时肯定和帮助，可

能是较好的培养发散思维独特性的方式。

参考文献：

[1]赵承福.对创造教育的几点认识[J].教育研究，2002（6）.

[2]2001-2005年中国青少年科学技术普及活动指导纲要.实施项目总课组.科技教育创新：在行动中[C].北京：学苑出版社，2002（5）.

（作者单位 黄海文：新疆维吾尔自治区乌鲁木齐实验学校 冯桃红：新疆维吾尔自治区乌鲁木齐第66中学）