物理实验与学生创造性思维的培养

物理学是一门以实验为基础的自然科学，在物理实验教学中蕴含着极其丰富的探究、创新的教育内容，它既注重了学生创造意识的培养，又有利于充分发掘学生的潜能，为进一步培养学生的创造性思维能力提供了极好的途径。精心构思、设计创新性思维的教学方案。如何运用最优化的教学方式，最合理的教学结构进行教学才能达到使学生在获取知识、形成技能的同时，又能开发他们的智力、培养创新性思维及各种能力的目的？我们的体会是：必须依靠教者课前的创造性劳动——备课、课堂教学设计。

笔者通过自己的教学实践，以及向自己周围的骨干教师讨教，认为可通过以下几个环节来培养学生的创新思维。

一、改进演示实验

物理实验教学中，教师要引导学生的思维方式由模仿向支持己见过渡，使其思维方式首先转向“自我思维”，即摆脱习惯性思维，从固定的圈子里走出来，形成自己的思维；继而转向“怀疑思维”，即敢于对人们司空见惯的事物提出怀疑的思维；最后转向“进取思维”，即力破陈旧，锐意进取，勇于创新。如生活中的一些实例：在水杯中装满水，然后用一适当厚的纸将杯口盖住，当水杯倒置后该纸不会掉下，水也不会流出。这个实验简单易行，一做就成，且效果明显。但学生对这一现象很难接受，容易产生怀疑心理，认为是水把纸“粘”住了。怎样才能改变学生认识并使其确信大气压的存在呢？此时教师可启发学生，改变传统的思维程序，摆脱教材的束缚，改进实验的演示方法，将实验中的水杯底部开个小孔（水杯可用塑料杯）。演示时，先用手指按住小孔，实验结果和前述相同。但当放开手指，纸片随即落下。这一实验过程，使学生产生的知觉具有可信性、完整性、鲜明性和深刻性。

二、让学生猜想实验结果

教学过程是一个不断发现问题、分析问题、解决问题的动态变化过程。学生的创新思维往往是由遇到要解决的问题引发的。教师在进行一些演示实验前，先要求学生对可能发生的现象或结果进行猜想，然后让学生各抒己见，再做实验。

例如：在滑动摩擦力的教学中，对摩擦力的方向和大小教材上只有简短的文字说明，学生对“滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反”难以理解。对于滑动摩擦力的大小跟压力成正比，从定性来看学生不难接受，但对定量的正比关系直接得出也难让学生信服。教学中笔者采用如下实验来研究摩擦力：用一根绳子通过定滑轮把木块和弹簧测力计相连。（1）探究滑动摩擦力的方向：①提出问题：当皮带沿顺时针方向转动时，木块是否受到摩擦力作用？若有，所受的摩擦方向向哪？②猜想与假设：学生通过讨论提出各种不同的想法，请学生说出他们的猜想和理由。③进行实验与收集证据：转动皮带，学生观察得出摩擦力方向向右。④分析与论证：理论分析，因木块处于静止状态合力为零，所以摩擦力与向左的弹簧拉力平衡，故摩擦力方向向右。（2）探究滑动摩擦力的大小：①提出问题：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关呢？②猜想与假设：学生不难得出摩擦力与压力有关，与接触面的粗糙程度有关。但很多学生也会得出摩擦力与相对运动的速度有关或与接触面积有关等。③制订计划与设计实验：对学生提出的猜想不置可否，提议学生通过实验来检验自己的猜想，并能进一步得出定量的关系。教师对学生提出的实验方法进行总结，进行实验验证和记录数据。④进行实验与收集证据：教师事先测量出木块的重量，然后在木块上加砝码改变压力测出不同压力下的滑动摩擦力，将记录数据填人由学生设计的表格中。保持木块不变，改变皮带的速度，要学生观察滑动摩擦力的大小变化；将木块不同的面放在皮带上（接触面积不同）观察滑动摩擦力的变化情况。⑤分析与论证：要求学生对表中记录的数据进行分析，学生不难找出滑动摩擦力与压力的关系。

三、让学生通过实验现象处理实验数据得出结论

通过物理实验观察实验现象、获得实验数据后，进行分析、判断、概括、总结、归纳等思维加工过程，使之产生认识上的飞跃，获得结论。这是教学中培养学生总结归纳思维的重要途径。

摩擦力的大小，得出结论：在以上实验基础上，由学生总结出滑动摩擦力与压力成正比；从实验可得出滑动摩擦力与相对运动的速度和物体的接触面积无关。

当然，学生的素质不是一天两天就可以提高起来的，创新思维的培养也不是一朝一夕的事情，但我们只要时时处处注意培养，充分发挥实验的作用，就一定能把学生的创新思维能力提高上去。近几年来，笔者努力改进教学方式，注重学生创新思维能力的培养，笔者始终认为，任何形式任何性质的实验，都是和思维活动分不开的。通过实验过程培养学生创新思维，使知识的掌握、方法的运用和能力的形成结合在一起，应是我们物理教师在物理教学方面追求的最高境界。

（作者单位：河南省济源第一中学）