物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

【摘 要】課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生主動參與實驗，實事求是，動手做實驗，明確實驗的意義，向?qū)嶒炋骄?、實驗設(shè)計方向發(fā)展。對物理實驗?zāi)芰Φ目疾樵诟呖贾姓紦?jù)著重要的地位，主要考查學(xué)生設(shè)計和分析操作的能力。因此，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力已成為現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計性實驗 發(fā)散思維 實驗設(shè)計能力

【中圖分類號】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）10-0129-01

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實驗?zāi)芰Φ目疾樵诟呖贾幸恢闭紦?jù)著相當(dāng)重要的地位，通過考查學(xué)生一些簡單的、設(shè)計性的實驗來鑒別考生獨立自主地解決問題的能力、發(fā)散思維能力。在平時實驗設(shè)計中，應(yīng)為學(xué)生培養(yǎng)自身綜合運(yùn)用知識能力、設(shè)計能力、動手操作能力和發(fā)散思維等素質(zhì)提供一個良好的載體。實驗教學(xué)中應(yīng)注重訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

一 設(shè)計性物理實驗

1.設(shè)計性意義

設(shè)計性物理實驗，是讓考生根據(jù)掌握的實驗原理、實驗器材和實驗方法，設(shè)計和完成新的實驗，它包含著新內(nèi)容、新方案、新視角等諸多側(cè)面。新的《課程標(biāo)準(zhǔn)》實施以后，對于學(xué)生的實驗技能提出了更高的要求。現(xiàn)在側(cè)重于學(xué)生的參與過程，變被動為主動，由驗證實驗向探究實驗方向發(fā)展，使學(xué)生真正明確實驗的意義。電學(xué)實驗中，除伏安法、多用電表法以外，還有電橋法、雙電阻法等，各種方法均具有相應(yīng)的科學(xué)性、簡捷性、精確性。從各地近年來的高考實驗試題來看，設(shè)計性實驗試題占了很大比例。試題注重考查能力和方法，體現(xiàn)新課標(biāo)要求；試題具有探究性和設(shè)計性。

2.實驗設(shè)計的特點

具有多角度性：學(xué)生在解決問題的過程中，需大膽假設(shè)，多方求異，突破束縛，創(chuàng)造性地提出解決問題的途徑和方法。無論從實驗思想、實驗方法、實驗原理的應(yīng)用，還是實驗儀器的選擇、實驗步驟的進(jìn)行，都要求體現(xiàn)學(xué)生一定的發(fā)散思維能力。

3.實驗設(shè)計在學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)中的作用

學(xué)生提高實驗設(shè)計能力即為努力依靠自身解決問題的能力，探索實驗過程的諸多方面，大膽假設(shè)，提出多種解決問題的方法。所以實驗設(shè)計能夠為學(xué)生培養(yǎng)發(fā)散思維能力提供一個平臺。第一，提高實驗設(shè)計能力要調(diào)動學(xué)生發(fā)散思維的積極性。實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)離不開實驗設(shè)計基本知識、基本技能的掌握。實驗過程中學(xué)生要擬定解決問題的方法就必須收集和處理信息，用不同方法對所學(xué)知識進(jìn)行綜合分析、應(yīng)用，最后解決問題。在這個過程中學(xué)生發(fā)散思維的積極性能被充分調(diào)動。第二，提高實驗設(shè)計能力有助于調(diào)動學(xué)生發(fā)散思維的主動性。如2010高考理綜北京卷第21題第（2）小題，從具體條件出發(fā)，先將帶改裝的電流表直接與電壓表校準(zhǔn)。請畫完方框中的校準(zhǔn)電路圖。本題要求學(xué)生能發(fā)散思維，所以從設(shè)計電路出發(fā)，采用滑動變阻器分壓式接法。

二 設(shè)計性實驗試題考查了學(xué)生的發(fā)散思維能力

1.數(shù)據(jù)與圖像分析能力

例題1：2010福建理綜高考卷19題第（2）小題。

分析：能分析圖像，要能從圖像中獲取有用的信息。從圖像分析，兩條曲線會錯開，原因在于增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及時恢復(fù)原長。

例題2：2013福建理綜高考卷19題。

分析：根據(jù)硅光I-U特性，描繪繪出的I-U圖像，分析I與U是否呈線性關(guān)系。

2.誤差分析能力

要求學(xué)生利用學(xué)得的誤差知識對實驗過程進(jìn)行分析，判斷實驗誤差的存在并找出產(chǎn)生誤差的原因。

例題1：2013高考北京理綜卷第21題，通過給定實驗測定一個阻值約為5?的電阻阻值測量，分析實驗中電路圖的選取，儀器的選擇，產(chǎn)生誤差的主要原因。

分析：此題主要考查學(xué)生分析誤差的能力，分析實驗中存在的誤差。

三 提高實驗設(shè)計能力的實踐

從高考設(shè)計性試驗出發(fā)及設(shè)計實驗給學(xué)生提供的自由發(fā)展空間出發(fā)、思考，從學(xué)生分組實驗入手，就提高學(xué)生實驗設(shè)計能力的實踐進(jìn)行探討。用多種方案設(shè)計實驗測電源電動勢E和內(nèi)阻r，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

1.伏安法

電流表接法1：理論上有：E=U+UA+IAr，由電路可得，IA為電源真實值，其中UA不可知而造成誤差，當(dāng)電流表示數(shù)越大時，UA的示數(shù)也變大，當(dāng)電流為零時，UA=0，電壓

為準(zhǔn)確值，等于E。結(jié)論：E為真實值。因為 ，所以，

r測>r真。實驗中由于安培表處在干路上，造成電源內(nèi)阻誤差很大，所以，一般不采用此種方法。

電流表接法2：理論上E=U+（IV+IA）r，電路中U是準(zhǔn)確的電源倆端電壓，測量時忽略了通過電壓表的電流IV而造成了誤差。所以，r測

2.安培表與電阻箱測量

誤差分析：測量時忽略電流表分壓，而產(chǎn)生誤差。結(jié)論：電動勢的測量值等于真實值，由于，安培表內(nèi)阻的存在，造成電源內(nèi)阻測量值比真實值大。

本文結(jié)合高考設(shè)計性實驗的考查，在實驗老師的加強(qiáng)指導(dǎo)下，學(xué)生更加的有主動性，設(shè)計性物理實驗的實施就能夠創(chuàng)設(shè)發(fā)散思維氛圍。根據(jù)發(fā)散思維能力與物理基礎(chǔ)實驗之間的規(guī)律，從實踐中得到啟發(fā)，物理實驗教學(xué)可提高實學(xué)生發(fā)散能力。

參考文獻(xiàn)

[1]漆建軍.設(shè)計性物理實驗的設(shè)計與實施研究[D].華南師范大學(xué)，2004

〔責(zé)任編輯：林勁〕