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在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
所謂發(fā)散思維，指對同一個(gè)問題產(chǎn)生多種解答的思維形式。在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的信息、實(shí)驗(yàn)提出的器材、學(xué)生掌握知識的深淺，從不同方向和不同方面來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，尋找處理實(shí)驗(yàn)的多種方法。
下面就如何在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維談?wù)勛约旱捏w會。
一、從基本原理出發(fā)，多方面、多途徑地尋找處理實(shí)驗(yàn)問題的方法。
密度是物質(zhì)的屬性之一，是初中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，它在科學(xué)技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。在測量固體的密度實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)公式：ρ=m/v，密度=質(zhì)量/體積，其中物體質(zhì)量可用天平直接測量，也可用彈簧秤間接測量；體積可用刻度尺測量，也可用量筒測量，將這幾種方法進(jìn)行組合，測量物體密度的方法就有了四種。隨著知識面的逐漸擴(kuò)大，在學(xué)生掌握了壓強(qiáng)概念、浮力概念及杠桿原理后，可引導(dǎo)學(xué)生用彈簧秤法、杠桿法、天平法來測。不僅固體密度測量方法很多，液體密度測量方法也較多，如密度計(jì)法、海爾法（利用連通器原理）、天平法、杠桿法等。另外，也可啟發(fā)學(xué)生測液體的密度。例如用天平法測液體的密度：首先用天平稱出一空瓶的質(zhì)量m，接著用天平稱出滿滿一瓶水的質(zhì)量m，再用量筒量出這瓶水的體積v，就可算出液體的密度為ρ=（m-m）/v。
二、從新的角度出發(fā)，獨(dú)到地處理問題。
也就是說在實(shí)驗(yàn)時(shí)，去想他人所未想，去求他人所未求，沖破現(xiàn)存觀念的束縛，克服思維定勢的影響，去進(jìn)行思考。例如：如何利用天平、量筒等儀器來測量易溶于水的食鹽密度？如果仍用上述的各種方法來處理有一定的困難，因?yàn)槭雏}的體積難以測出，這時(shí)就得打破常規(guī)，另辟蹊徑。設(shè)想食鹽溶于水，是否也溶于其他液體呢？實(shí)際處理時(shí)，我們可以找一種與食鹽互不相溶的液體來完成。也可引導(dǎo)學(xué)生思考：食鹽雖溶于水，是否一直溶解不止呢？答案是否定的。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以先制成食鹽的飽和溶液，再用它來代替上述的液體來完成。
三、改變熟悉儀器的用途，培養(yǎng)學(xué)生的求異思維。
例如：天平是測量物體質(zhì)量的，但為了開拓學(xué)生的思路，可以提出問題：如何用天平來“稱”物體的面積和體積呢？此時(shí)學(xué)生就會展開豐富的想象，去尋找解決問題的辦法。我們雖然不能直接測量，但可用間接的辦法處理。找一張厚度均勻的硬紙片，用復(fù)寫紙將待測物體的邊界印在紙片上，然后沿邊界將紙片剪下，再用同樣的紙片剪一個(gè)邊長為10厘米的正方形。用天平稱出兩者的質(zhì)量分別為m和m，再根據(jù)公式s/s=m/m，就可得出待測物體的面積s=ms/m。還可以用天平測出物體的質(zhì)量m，從密度表查出密度ρ，算出體積v，在測出厚度h，就可以算出面積s，s=mh/v，用類似的方法可以測出許多不規(guī)則形狀物體的面積。
四、不斷改進(jìn)舊有的常規(guī)實(shí)驗(yàn)，以改變學(xué)生的思維定勢的影響。
例如：演示“空氣不善于傳熱”的實(shí)驗(yàn)，可以不用溫度計(jì)來測試試管口和試管底的溫度差異，因?yàn)闇囟扔?jì)刻度太小，不便于觀察。只要將火柴捆在金屬絲上慢慢地從管中送到管底（火柴不能碰到試管壁），就可以看到火柴在管口、管的中部都沒有燃燒，一到管底就立即燒著了。這正說明了管底的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于管口的溫度，從而說明了空氣不善于傳熱。演示“液體不善于傳熱”，可用“燙水燒不死活魚”來幫助理解。在試管中裝上水傾斜，在里面放一只活魚，然后在試管上部加熱，上面水燒開，而魚在游動(dòng)。
五、將生活中常見的物體制成教具，演示有關(guān)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)造性思維。
例如：帕斯卡“桶裂”實(shí)驗(yàn)可以很好地證明液體壓強(qiáng)與液體的深度有關(guān)，可是該實(shí)驗(yàn)裝置的高度太高不便在教室里演示。這時(shí)可啟發(fā)學(xué)生思考：能否把所有的裝置都相應(yīng)地縮小呢？答案是否定的。接著問：管長減小了，液體壓強(qiáng)減小了，液體對木桶的壓力必定減小；而桶盡管縮小了，但其耐壓性幾乎不變，桶就不可能裂開，能否用其他物體來模擬“裂桶”呢？學(xué)生自然會想到用耐壓性較低的物體來代替（如薄塑料袋）。比較裝滿水的塑料袋在同質(zhì)量的一杯水與一管水作用下不同情形，液體壓強(qiáng)的實(shí)質(zhì)就非常容易理解了。
再如：靜摩擦力方向判別是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)樵谀承┣闆r下，相對運(yùn)動(dòng)趨勢不明顯，學(xué)生難以想象。如果能從宏觀的角度出發(fā)考慮，用模擬放大的辦法，使學(xué)生直觀地看到接觸層的有關(guān)情況，問題就可迎刃而解。在平面板上放一張砂布（以增大摩擦），再把一面有毛刷的木塊放在砂布上，且使板刷的長毛與砂布接觸。用力沿水平方向拉木塊，可以看到板刷的長毛發(fā)生形變，由形變的情況就可確定靜摩擦力的方向了。
總之，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不斷地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力，能使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)問題的理解不落俗套，敢于求異；解決實(shí)際問題能夠不拘一格，多方設(shè)想。只有不斷地運(yùn)用發(fā)散思維解決問題，才能擺脫思維定勢的束縛，拓寬思維范圍，從而使創(chuàng)造性思維能力得到發(fā)展，以適應(yīng)當(dāng)前素質(zhì)教育的需要。
在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力 [篇2]
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的基本手段，有其特殊的教學(xué)功能：不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)習(xí)的感性材料，驗(yàn)證物理定律，而且能夠提供科學(xué)的思維方法，加深對基本知識的認(rèn)識程度，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的探索能力。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中突出探索方法的培養(yǎng)。物理教學(xué)常用的有實(shí)驗(yàn)歸納法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法。在教學(xué)中，應(yīng)有意識地安排這兩種方法加強(qiáng)訓(xùn)練。例如，在總電阻教學(xué)中，就可進(jìn)行這兩種方法的訓(xùn)練。（１）應(yīng)用實(shí)驗(yàn)歸納法探索電阻串聯(lián)。首先，教師要求學(xué)生根據(jù)歐姆定律設(shè)計(jì)一個(gè)電路，測定各個(gè)電阻的阻值，然后由學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并從實(shí)驗(yàn)中歸納出Ｒ串＝Ｒ１＋Ｒ２的結(jié)論。接著，教師根據(jù)串聯(lián)電路中電流電壓的特點(diǎn)和歐姆定律，從理論上加以推導(dǎo)，也得出同樣的結(jié)果。這樣，在獲得關(guān)于串聯(lián)-總電阻與分電阻關(guān)系的知識的同時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)到自己設(shè)計(jì)電路、總結(jié)規(guī)律、從理論上論證的初步方法，即實(shí)驗(yàn)歸納法。（２）應(yīng)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法探索電阻并聯(lián)。在并聯(lián)電路的探索中，先由教師從理論上推導(dǎo)出１／Ｒ并＝１／Ｒ１＋１／Ｒ２的關(guān)系，接著由學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路操作實(shí)驗(yàn)，然后驗(yàn)證這一關(guān)系。最后，由教師進(jìn)行總結(jié)，聯(lián)系電阻與導(dǎo)體截面積的關(guān)系對并聯(lián)作出解釋。這樣，在獲得關(guān)于并聯(lián)電阻知識的同時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法。
通過設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行思維能力的培養(yǎng)。學(xué)生對自然界的事物懷有好奇心，對還不懂的現(xiàn)象總喜歡問幾個(gè)為什么。教師應(yīng)該愛護(hù)學(xué)生的這種精神，可以和學(xué)生一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，組織他們觀察現(xiàn)象，引導(dǎo)他們積極思考。例如“判定感生電流方向的楞次定律”的教學(xué)，課前可先留給學(xué)生一個(gè)思考題：如何判定感生電流方向？怎樣通過實(shí)驗(yàn)加以歸納得出？強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)造意識。在此基礎(chǔ)上，將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的知識，共同設(shè)計(jì)一個(gè)用線圈、電流表、條形磁鐵組成的實(shí)驗(yàn)線路。讓學(xué)生自己動(dòng)手連接線路，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并做好記錄。引導(dǎo)學(xué)生邊觀察，邊思考，邊發(fā)現(xiàn)問題，邊解決問題，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄加以分析、歸納和總結(jié)，幫助學(xué)生從中得出感生電流的磁場總是要阻礙原來磁場的變化的結(jié)論。然后，引導(dǎo)學(xué)生將磁鐵換成通電螺線管再做實(shí)驗(yàn)，或把通電螺線管放在線圈中，改變通電螺線管電流的大小，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后，歸納得出上述不同情況下的電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的感生電流的磁場，總要阻礙原來磁場的變化的結(jié)論，即楞次定律。通過啟發(fā)誘導(dǎo)，大部分學(xué)生都能熟練應(yīng)用楞次定律，收到良好的教學(xué)成效。
重視課外實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。學(xué)生的課外實(shí)驗(yàn)（包括小制作），主要是以擴(kuò)展知識面、發(fā)展創(chuàng)造力為主要目的。學(xué)生在課外實(shí)驗(yàn)中，不可能一帆風(fēng)順。教師要適當(dāng)引導(dǎo)，不使他們過多地碰壁。但是，教師也不可包辦代替，要讓學(xué)生經(jīng)受挫折，從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，從而獲得成功，這樣將會增加學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣并得到更多鍛煉。
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