拓展課后實驗　培養學生發散思維

容科勇

摘 要：隨著新課改的實施，新課標提出了新要求，特別強調：“要注重科學探究，提倡學習方式多樣化，從而培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神．”下面筆者把在教學實踐中利用課后實驗拓展，培養學生發散思維的一些具體做法加以介紹，以達到互相交流、共同提高的目的．

關鍵詞：實驗拓展 發散思維

一、新課程新要求

九年義務教育《物理課程標準》指出：“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一．將科學探究列入內容標準，旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，從而培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神．”

這些陳述，闡明了科學探究在義務教育階段物理課程中的重要意義．

二、創新意識離不開發散思維

發散思維是對同一問題探求不同的甚至是奇異答案的思維方法和思維過程，它是創造性的核心.美國心理學家吉爾福特認為,由發散思維引起的行為表現即是一個人的創造力的標志．課堂是培養學生發散思維的主陣地,而課本上的課后小制作與實驗探究是為使學生鞏固所學知識和提高探究能力而設計的．在平時教學中,若能對課本上的課后小實驗與小制作加以重視，有利于培養和提高學生的實驗探究能力和發散思維能力．

三、拓展課后實驗，培養學生發散思維

在學習了《聲音的特性》一節的內容后，筆者給學生布置了本節的課后練習“動手動腦學物理”中的一個課后實驗制作與探究（人教版八年級物理上冊第24頁）：制作“水瓶琴”，即按如圖1所示，用8個相同的瓶子裝入不同質量的水，試用筷子敲擊瓶子（實驗1），聽其發出的聲音是否相同？有什么規律？

實驗結果：用筷子敲擊8個瓶體中部時產生的聲音音調明顯不同，按從右往左順序敲擊時，音調從低到高，即可以發出“1，2，3，4，5，6，7……”的聲音來．利用該“水瓶琴”可演奏優美的樂曲．

問題一：有些同學發現，在以上實驗中，在相同的8個瓶子里裝入水的質量保持不變，如改用嘴在瓶口吹（實驗2），發現其發出的聲音音調明顯不同，且音調變化規律與實驗1的結果剛好相反，即按從右往左順序吹時，音調是從高到低變化．其原因是什么呢？

原因分析：

1.實驗1中，用筷子敲擊瓶子時，由于每個瓶子和水的總質量不相同，在用力相同的情況下，瓶子振動頻率不同，所以產生的音調不同，即此時振動體主要是瓶子和水．

2.實驗2中，用嘴在瓶口吹時，由于每個瓶子內空氣柱的長度不同，在用相同力吹氣的情況下，瓶內空氣柱振動的頻率不同，空氣柱越長，其振動頻率越小，所以產生的音調不同，即此時振動體主要是瓶內空氣柱．

問題二：在實際教學中，對實驗1中現象的產生原因有很多同學和老師有異議，認為實驗1中的發聲體也主要是瓶內空氣柱，真是這樣嗎？

筆者引導學生做了這樣的拓展實驗探究：

實驗3：在8個相同的杯子里，放入不同量的水，將杯子按水深由低到高排列（如圖3），用筷子敲擊杯子，發現各杯子發出的聲音音調不同，按從右往左順序敲擊時，音調變化規律與實驗1相同．

實驗4：選8個相同且音色相近的碗（陶瓷碗效果好些），放入不同量的水，將碗按水深由低到高排列（如圖4），用筷子敲擊碗邊，實驗發現各碗發出的聲音音調不同，按從右往左順序敲擊時，其音調變化規律與實驗1相同．

實驗5：把實驗1中的8個裝有不同質量水的瓶子均加上塞子，重復實驗1，發現其實驗結果與實驗1相同．

實驗6：在物理實驗室中，在一個瓶子中裝入一定質量的水，敲擊瓶子使其發出的聲音通過話筒、通過特殊的電腦軟件轉換為振動頻率在電腦上顯示出來；多次改變瓶內水的質量，重復實驗，發現其瓶內水質量不同時，其振動頻率不同，瓶內水質量越多時，其頻率越小．

以上實驗結果說明了實驗1中聲音產生的主要原因與實驗3、實驗4相似，與實驗5相同，即實驗1中聲音產生的主要振動體并不是瓶子內空氣柱，而是瓶子和水整體，而實驗1與實驗2是形同質異的兩個實驗，不同的結果是因為產生原因不同而造成．

通過這次問題的討論與實驗拓展探究，使學生認識了研究物理問題的一般方法，提高了學生實驗探究能力，同時進一步激發了學生學習物理的興趣，培養了學生發散性思維能力．

實驗探究不僅涉及邏輯推理和實驗活動，同時還是一個充滿創造性思維的過程．因此在實驗探究中就不能只要求學生按教師或書本擬好的步驟呆板地去做，而應啟發他們積極地思考，引導他們發現問題、提出問題和解決問題，指導他們通過科學探究來分析得出結論，從而提高他們實驗探究能力、問題分析能力和歸納總結的能力．

參考文獻

1.中華人民共和國教育部.物理課程標準［M］.北京：北京師范大學出版社.2001，7.

2.周明星.思維創新與創造創新［M］.北京：中國人事出版社.1999，8.