加大實驗思維活動 培養(yǎng)學(xué)生思維能力

物理實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要特點，充分發(fā)揮物理實驗教學(xué)的功能，尤其是啟迪思維的功能，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，是物理教學(xué)的重要任務(wù)，也是物理實驗教學(xué)改革的重要方向，本文就如何認(rèn)識實驗啟思功能和加大實驗思維活動進行以下論述。

1 物理實驗具有啟思功能

思維，是人們進行的有意識的又能控制的認(rèn)識活動，它作為一種心理現(xiàn)象，就是要把客觀的物理現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律在人的大腦中反映出來，這個反映是否正確、完整、深刻，取決于個體，因此，思維具有個性特征。利用一切機會激發(fā)學(xué)生的思維動力，促進學(xué)生思維活動，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是每一個教師的職責(zé)。

實際上，在每一個物理實驗中均蘊含著一定的物理模型，科學(xué)方法和思維訓(xùn)練素材，在設(shè)計實驗過程中，存在著演澤思維，創(chuàng)造性思維；在觀察過程中，必須進行直覺、比較、判斷等思維活動；要對實驗結(jié)果進行分析作出結(jié)論，則需進行歸納思維，所以在探索，求得結(jié)果的過程中，學(xué)生的思維是核心，由此可見物理實驗具有啟迪思維，培養(yǎng)思維能力的重要功能。

在實際的物理教學(xué)中由于受傳統(tǒng)教育思想、教學(xué)觀念和考試制度的影響，很多時候?qū)嶒灥膯⑺脊δ鼙猾@取知識的功能所掩蓋，啟思功能沒有得到很好的發(fā)揮，學(xué)生的思維能力的發(fā)展受到一定的制約。要使實驗教學(xué)水平取得根本性的突破，必須站在素質(zhì)教育的高度對實驗教學(xué)的思維活動給予重視。若對實驗的啟思功能開發(fā)不夠，只重視知識價值，就會陷入重“做”輕“思”的誤區(qū)。物理實驗要重視“做”，重視操作規(guī)范，這當(dāng)然是對的。任何對實驗以“看”或“聽”代替“做”的借口實際上是一種倒退(例如：用多媒體教學(xué)播放錄相代替演示實驗等)。

實驗不只是“做”，還要“想”，技能訓(xùn)練僅是較低層次的實驗?zāi)芰Γh(yuǎn)遠(yuǎn)不是實驗?zāi)芰Φ娜浚瑢嶒灥脑O(shè)計、實驗探究和實驗分析，這種較高層次的實驗?zāi)芰团囵B(yǎng)，應(yīng)從初二年級開始學(xué)習(xí)物理學(xué)科時就開始逐步加強，貫穿在每一個物理實驗之中。

同樣，實驗改進也要著眼于促進學(xué)生更多的思考，應(yīng)成為實驗改進的指導(dǎo)思想之一。可喜的是，初中物理新課程設(shè)計了大量地探究性實驗和設(shè)計性實驗，引起了物理教師對實驗啟思功能的重視。這對物理實驗改革，加大實驗思維活動，培養(yǎng)學(xué)生思維能力將起到重要的推動作用。

2 加大實驗思維活動的著眼點

物理實驗?zāi)芰Φ慕Y(jié)構(gòu)因素包括實驗觀察，實驗操作，實驗分析，實驗設(shè)計，實驗評價等因素。這些因素與思維是密不可分的。從學(xué)科素質(zhì)教育這個角度去審視當(dāng)前的實驗教學(xué)，顯然，在繼續(xù)強調(diào)實驗動手性和規(guī)范性的同時，如何加大實驗過程的思維活動，是實驗教學(xué)改革深化的重要方向，目前多數(shù)學(xué)校的演示實驗和學(xué)生實驗已基本開足，但如何引導(dǎo)學(xué)生去分析裝置和操作的原理，分析實驗中正常和異常的現(xiàn)象，如何充分利用實驗探討更多問題，如何引導(dǎo)學(xué)生在實驗前設(shè)計或者評價一個實驗方案等等，這些方面可以發(fā)展的空間還相當(dāng)大。

2.1 挖掘教材資源 發(fā)揮探究實驗潛能

探究性實驗教學(xué)的基本要求是：以問題為基礎(chǔ)，依循“問題-假設(shè)-實驗-觀察-再假設(shè)-再實驗-分析與綜合-結(jié)論”的思路貫穿始終。教師要根據(jù)教學(xué)重點設(shè)計實驗，提出富有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思維。讓學(xué)生處于好奇、懷疑、困惑和矛盾的情景中，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索心理，形成探究問題的情境，促使學(xué)生構(gòu)思實驗，提出某種假設(shè)，作出操作上、現(xiàn)象上、結(jié)論上的某種預(yù)測。在探究活動中，不要為了趕進度而在學(xué)生還沒有進行足夠的思考就草率得出結(jié)論。

為了讓學(xué)生充分體驗探究的過程，應(yīng)該安排足夠的時間讓各種想法、各種觀點進行充分的交流和討論，然后得出結(jié)論。這樣就使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程，并且加大了各環(huán)節(jié)的思維活動，提高了思維品質(zhì)。上海科技出版社出版的義務(wù)教育階段物理教材中，有一百二十五個實驗，主題是實驗探究的就有五十七個。這是實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要資源，應(yīng)充分發(fā)揮這些實驗資源的潛能作用，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

2.2 依托演示實驗 加大思維分析成分

教材中的演示實驗是最常見的教學(xué)實驗之一。一段時間由于對實驗功能認(rèn)識的偏差，教師往往只重視對實驗操作技能的規(guī)范演示，從促進科學(xué)素質(zhì)育成目標(biāo)和實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)這個角度出發(fā)，顯然是不夠的。實驗的演示不但要演示操作，還要演示觀察，演示分析，常規(guī)演示中可提出系列設(shè)問。如：

①這個實驗?zāi)芊穹从痴n文提出的課題？

②這個實驗需要什么條件？

③這個實驗可以用怎樣的裝置來演示？

④這些儀器怎樣組裝？

⑤實驗順序怎樣操作？

⑥為什么要按這樣的順序操作？

⑦看到(或預(yù)期看到)什么現(xiàn)象？

⑧為什么會有另外的(異常的)現(xiàn)象或者為什么實驗不成功？等等。

在不同的實驗中，也會有不同側(cè)重，但它可以在一定程度上強化實驗手腦并用的方向。

2.3 優(yōu)化實驗組合，增大實驗的探索性

可以不改變教材中原有的實驗，僅僅通過對教學(xué)過程的優(yōu)化設(shè)計，就能大大增加實驗的探索性，更充分地發(fā)揮實驗功能的作用。例如：在八年級“大氣壓的測定”實驗教學(xué)中，如果教者按教材的編寫依葫蘆畫瓢，直接運用托里拆利實驗獲得結(jié)論，雖然能測得大氣壓的值，并能理解測量過程及原理，但這種生硬的灌輸式教學(xué)，學(xué)生只能知其然，達不到知其所以然的目的，更不可能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力。如果變講述為下面的探索式教學(xué)，則教學(xué)效果就會有很大不同。

①將一開口玻璃管插入水銀槽中，分析為什么管內(nèi)外水銀面相平？

②把玻璃管中安上一活塞，向上拉動活塞，分析為什么水銀柱能上升？

③分析當(dāng)玻璃管足夠長，是否當(dāng)不斷向上提拉活塞時，水銀柱能不斷上升？

④在水銀柱不隨活塞的上升而上升時，你能從中悟出什么？

⑤設(shè)想一下怎樣使管內(nèi)水銀面的上部分達到真空狀態(tài)？從而精確地測得大氣壓值。

這樣按此質(zhì)疑，實驗，探索，解疑等不斷深化的探索方式進行教學(xué)，使學(xué)生像科學(xué)家一樣親自參與科學(xué)探索，發(fā)現(xiàn)，這不僅有利于調(diào)動學(xué)生思維的積極性，激發(fā)靈感，使他們產(chǎn)生頓悟，而且還可以使他們的創(chuàng)造性思維得到培養(yǎng)。

2.4 改進實驗方法，探尋新的實驗途徑

在物理教學(xué)中，不論是演示實驗，還是學(xué)生實驗，一般都不局限一種方法，如測園柱體的長和直徑的實驗，測物質(zhì)密度的實驗，測導(dǎo)體電阻的實驗等，除書中的實驗方法外，都還有很多種其它方法，在教學(xué)中教者如能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)，提供探索其它方法的機會和條件，有意引導(dǎo)學(xué)生探索，尋求不同方法，則學(xué)生就能充分發(fā)揮主觀能動性，發(fā)現(xiàn)新的途徑及方法。在探索、發(fā)現(xiàn)的過程中，學(xué)生思路開闊，定能使學(xué)生思維的靈活性、發(fā)散性、創(chuàng)造性得到培養(yǎng)和提高。

2.5 運用理想實驗 發(fā)展邏輯推理思維

真實實驗是人們能夠進行的實驗活動。理想實驗是人們在頭腦中塑造的一種理想過程，是邏輯推理的一種方法和形式，它將研究對象加以“純化”，以便在最少受干擾和影響的條件下，概括出所研究對象的特征和本質(zhì)。

理想實驗要以真實實驗為基礎(chǔ)，通過物理實驗，觀察實驗現(xiàn)象，獲得實驗數(shù)據(jù)后，再通過分析，判斷、概括、綜合、推理和抽象思維，使之產(chǎn)生認(rèn)識上的飛躍，獲得結(jié)論，這是教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的重要途徑。但若把握不當(dāng)，也不能達到目的。

如牛頓第一定律的教學(xué)，關(guān)鍵在于實驗后，通過對實驗現(xiàn)象的分析，比較，進一步的假設(shè)推理的創(chuàng)造性思維，才能實現(xiàn)認(rèn)識上的重大飛躍，獲得用實驗方法無法直接驗證的重要規(guī)律。但這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，往往有些教師不能很好把握，為急于得出結(jié)論，用教者的講述取代了學(xué)生的思維，使一個難得的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的良機喪失掉。因此，在教學(xué)中要善于抓住這些關(guān)鍵之處，加大思維活動，以突出對學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)。

2.6 自助物理實驗 解放學(xué)生創(chuàng)新思維

“自助式”物理實驗就是借用了“自助餐”的模式和購物超市的模式，在自由選擇物品的寬松條件下，充分滿足顧客的需要。

“自助式”物理實驗，可以最大限度發(fā)揮學(xué)生主體作用，滿足學(xué)生主體自主學(xué)習(xí)的需要。

在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)老師安排的內(nèi)容或自己選擇喜歡的課題，在開放實驗室的條件下，使學(xué)生敢于提出問題，大膽猜想、大膽設(shè)計，勇于實踐，用實驗探究問題或課題。學(xué)生經(jīng)過自己提出問題，自主設(shè)計實驗方案，自己選擇實驗儀器，自己調(diào)控實驗過程，自助解決實驗中遇到的問題，完成整個實驗步驟得出實驗結(jié)果，整個實驗過程由學(xué)生自己掌控。

“自助式”物理實驗解放了學(xué)生思想，擴大了學(xué)生思維空間，可以極大地促進學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

在物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生思維能力的實驗種類還很多，如課外小實驗，小制作，實踐活動等。只要教者培養(yǎng)學(xué)生思維能力的意識到位，就能抓住各類實驗的思維訓(xùn)練環(huán)節(jié)，加大思維活動，提高學(xué)生思維能力。

參考文獻：

[1]閻金澤，陶洪.《物理實驗論》.廣西教育出版社.1999.3.

[2]常汝吉.《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》.北京師范大學(xué)出版社.2002.9.

[3]廖伯琴等.《物理實驗手冊》.上海科技出版社.2004.7.