物理實(shí)驗(yàn)課堂有效培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維探析

陳來(lái)南

【摘要】探究性學(xué)習(xí)，主要是指將學(xué)生創(chuàng)造性思維與實(shí)踐能力培養(yǎng)作為首要目標(biāo)，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性、積極性，通過(guò)個(gè)人或者小組的形式來(lái)開展學(xué)習(xí)活動(dòng)的一種形式。在探究過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)、分析與解決問(wèn)題，從而不斷提升學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力。通過(guò)探究性學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)一步提升學(xué)生了解掌握學(xué)習(xí)本質(zhì)的能力，增強(qiáng)學(xué)生追求科學(xué)真理的信念，提高學(xué)生創(chuàng)造性思維與實(shí)踐能力。本文主要討論如何在高中階段的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)造性思維;實(shí)驗(yàn);探究

作為一門基礎(chǔ)科學(xué)，物理學(xué)高度依賴實(shí)驗(yàn)，在物理實(shí)驗(yàn)中不斷滲入學(xué)科的教育方法與理論，從而培養(yǎng)學(xué)生的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，也有助于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)形式多樣、內(nèi)容豐富，在有趣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。物理實(shí)驗(yàn)一般會(huì)首先創(chuàng)造一個(gè)問(wèn)題情境，引領(lǐng)學(xué)生全身心的投入到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一步一步引導(dǎo)學(xué)生探究科學(xué)的本質(zhì)與真諦。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中如何有效地提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維，筆者將在本文中做進(jìn)一步的說(shuō)明。

一、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維需要對(duì)實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行創(chuàng)新

物理學(xué)是一門極度重視實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性學(xué)科，物理學(xué)的各項(xiàng)定義、理論、定律等等，都是以大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)作為基礎(chǔ)支撐的。有鑒于此，筆者認(rèn)為，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能僅僅采用課堂演示、分組實(shí)驗(yàn)的方式，也需要通過(guò)課余實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)加以補(bǔ)充。在物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中既可以采用實(shí)驗(yàn)室的各類器材，也可以由教師根據(jù)實(shí)際需要來(lái)自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)教具，甚至可以采用一些我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷奈锲穪?lái)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。比如，就可以用書本或者粉筆來(lái)開展自由落體實(shí)驗(yàn);鑰匙、捏成團(tuán)狀的紙張演示平拋運(yùn)動(dòng)。由于這些實(shí)驗(yàn)物品都是日常生活中隨處可見的，所以更容易讓學(xué)生感受到物理知識(shí)的實(shí)用性，而且不拘泥于課本的實(shí)驗(yàn)器材更能吸引學(xué)生的注意力，也能夠更好地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維的提升。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還可以組織學(xué)生開展頭腦風(fēng)暴，引導(dǎo)學(xué)生來(lái)想一想日常生活中的哪些現(xiàn)象是能通過(guò)物理知識(shí)來(lái)加以解釋的，從而提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)與思考的能力。

總而言之，作為教師，我們不能僅僅為了完成教學(xué)任務(wù)而開展實(shí)驗(yàn)，要明白實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)內(nèi)涵，需要將學(xué)生放在實(shí)驗(yàn)課堂的主體地位上，引導(dǎo)學(xué)生自主開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷激發(fā)學(xué)生自我探究的能力，從而逐步提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

二、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維需要對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改良

1.改良的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芴嵘龑W(xué)生的觀察力從而觸發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維

實(shí)驗(yàn)的第一步往往都是觀察，這也是提升學(xué)生創(chuàng)造性思維的基本前提。案例一：在微小形變的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)平面鏡以及激光器組合的方式來(lái)開展實(shí)驗(yàn)，教師可以先讓學(xué)生來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行觀察，接著再向?qū)W生提出如下幾個(gè)問(wèn)題：

A.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的觀察對(duì)象是什么？如何進(jìn)行觀察？

B. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的斑點(diǎn)移動(dòng)是如何產(chǎn)生的？

C. 斑點(diǎn)產(chǎn)生移動(dòng)主要是受到何種因素的影響？

為了進(jìn)一步提升學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真觀察的能力，教師可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自由觀察，當(dāng)觀察一段時(shí)間之后，教師接著再向?qū)W生提問(wèn)，主要就是問(wèn)上述幾種問(wèn)題，相信一大半的學(xué)生都無(wú)法給出一個(gè)準(zhǔn)確的答案，此時(shí)再要求學(xué)生進(jìn)行更加細(xì)致的觀察，教師在一旁進(jìn)行指導(dǎo)，相信為了能夠準(zhǔn)確回答出問(wèn)題，學(xué)生們?cè)诮酉聛?lái)的觀察過(guò)程中將會(huì)更加認(rèn)真細(xì)致，從而能夠更好地掌握到實(shí)驗(yàn)的精髓。

在實(shí)驗(yàn)的觀察過(guò)程中，教師需要不斷引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)正確的方式來(lái)開展觀察，并在觀察過(guò)程中引入相應(yīng)的問(wèn)題，不斷去探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師不應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)條件、要素一股腦的灌輸給學(xué)生，這樣實(shí)際上是對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的限制。實(shí)驗(yàn)的結(jié)論也不能夠僅僅通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)就能得出，需要學(xué)生進(jìn)行多次觀察，測(cè)算出大量的數(shù)據(jù)才能夠驗(yàn)證最終的結(jié)論。

2.改良的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軇?chuàng)設(shè)不同的情境，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維的提升

在一般的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，大多數(shù)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其實(shí)這對(duì)于學(xué)生創(chuàng)造性思維的提升是不利的。實(shí)驗(yàn)如果是按部就班、一成不變的，將無(wú)法加深學(xué)生的印象，也無(wú)法更加深入的掌握知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)中如果出現(xiàn)一些意外情況，教師指導(dǎo)學(xué)生自主解決各項(xiàng)意外情況，往往能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)理解更透徹。下面就是筆者所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案：

案例二：在“圓錐擺驗(yàn)證向心力表達(dá)式”的實(shí)驗(yàn)中，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否受到質(zhì)量的顯著影響來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，此實(shí)驗(yàn)在有天平的情境下是一項(xiàng)非常容易實(shí)現(xiàn)的工作。教師不妨在開展此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)意外的情境，假設(shè)實(shí)驗(yàn)器材中并不包括天平，僅僅只有兩個(gè)小球。如下是學(xué)生為了解決這個(gè)意外所提出的幾種方法：

A.通過(guò)實(shí)心球的體積大小來(lái)進(jìn)行判斷

B.通過(guò)手掌來(lái)進(jìn)行觸摸

C.通過(guò)兩個(gè)小球的互相碰撞來(lái)得出質(zhì)量大小

在學(xué)生提出的上述三種方法中，第三種方法無(wú)疑是最為可靠的，這個(gè)學(xué)生能夠?qū)⑷粘Ｉ钪械慕?jīng)驗(yàn)來(lái)應(yīng)用到質(zhì)量比較試驗(yàn)中，從而達(dá)到了我們實(shí)驗(yàn)所需要達(dá)成的目標(biāo)。

在確保有助于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的前提下，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)開展實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也可以采用不同的實(shí)驗(yàn)器材。在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需要充分結(jié)合不同的實(shí)驗(yàn)情境，來(lái)對(duì)各類實(shí)驗(yàn)要素進(jìn)行篩選。因此，為了能夠更好地取得實(shí)驗(yàn)成效，就要求學(xué)生需要具備大局觀，并要不斷提升自身的應(yīng)變能力，不斷提高學(xué)生的綜合分析、信息提煉、表達(dá)能力，通過(guò)這一系列的能力提升，將會(huì)最終提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

三、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維需要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行自主總結(jié)分析

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的重要手段，書寫都需要通過(guò)文字以及語(yǔ)言的方式來(lái)開展，通過(guò)書寫，學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力以及文字表達(dá)能力都能夠得到一定程度的提升，而表達(dá)能力則是開拓型素質(zhì)人才所必須具備的基本素質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程當(dāng)中，教師需要依照不同學(xué)生的年齡，按照不同階段的心理特征來(lái)進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生逐步養(yǎng)成規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)言表達(dá)以及文字表達(dá)能力，不斷提升分析研究以及解決問(wèn)題的能力。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主思考，探索實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)步驟，開展實(shí)驗(yàn)觀察，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，處理實(shí)驗(yàn)意外，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及書寫最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告等等。

案例三：在電阻實(shí)驗(yàn)中，我們就進(jìn)行了很好的實(shí)驗(yàn)總結(jié)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)束以后，我們組織學(xué)生開展了實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析，對(duì)電阻測(cè)量方法進(jìn)行了歸納，指出這些方法各自還存在哪些不足等等，以下就是學(xué)生在電阻實(shí)驗(yàn)后自主總結(jié)的各種電阻測(cè)量方法優(yōu)缺點(diǎn)：

A.歐姆表法：通過(guò)歐姆表來(lái)對(duì)電阻的數(shù)值進(jìn)行一個(gè)初步的測(cè)算，從而為將來(lái)的精確測(cè)量提供一個(gè)對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)。

B.伏安法：該方法主要依據(jù)歐姆定律，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用到電流表以及電壓表，但是在實(shí)際過(guò)程中，不論是采用內(nèi)接電流表還是外接電流表，都不可避免的會(huì)出現(xiàn)一定的系統(tǒng)誤差，因此需要結(jié)合具體情境來(lái)采用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材。

C.替代法：既可以使用電流等效，也可以使用電壓等效，在電流表以及電壓表具備較高精度的前提下，替代法所能夠測(cè)量的電阻數(shù)值往往也具備很高的精確度，并且能夠很快的得出測(cè)量數(shù)據(jù)。

綜上可知，我們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中提升學(xué)生創(chuàng)造性思維是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，不能一蹴而就的，需要在設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)思路、改良物理實(shí)驗(yàn)方法、總結(jié)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論等方面有意識(shí)的對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生提升自己的創(chuàng)造性思維，逐步形成自主解決問(wèn)題的能力。

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