物理實驗教學中培養學生的發散思維能力

【摘 要】課程標準要求學生主動參與實驗，實事求是，動手做實驗，明確實驗的意義，向實驗探究、實驗設計方向發展。對物理實驗能力的考查在高考中占據著重要的地位，主要考查學生設計和分析操作的能力。因此，培養學生的發散思維能力已成為現代教育的發展趨勢。

【關鍵詞】設計性實驗 發散思維 實驗設計能力

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

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，物理實驗能力的考查在高考中一直占據著相當重要的地位，通過考查學生一些簡單的、設計性的實驗來鑒別考生獨立自主地解決問題的能力、發散思維能力。在平時實驗設計中，應為學生培養自身綜合運用知識能力、設計能力、動手操作能力和發散思維等素質提供一個良好的載體。實驗教學中應注重訓練和培養學生的發散思維能力。

一 設計性物理實驗

1.設計性意義

設計性物理實驗，是讓考生根據掌握的實驗原理、實驗器材和實驗方法，設計和完成新的實驗，它包含著新內容、新方案、新視角等諸多側面。新的《課程標準》實施以后，對于學生的實驗技能提出了更高的要求。現在側重于學生的參與過程，變被動為主動，由驗證實驗向探究實驗方向發展，使學生真正明確實驗的意義。電學實驗中，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的科學性、簡捷性、精確性。從各地近年來的高考實驗試題來看，設計性實驗試題占了很大比例。試題注重考查能力和方法，體現新課標要求；試題具有探究性和設計性。

2.實驗設計的特點

具有多角度性：學生在解決問題的過程中，需大膽假設，多方求異，突破束縛，創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、實驗原理的應用，還是實驗儀器的選擇、實驗步驟的進行，都要求體現學生一定的發散思維能力。

3.實驗設計在學生素質培養中的作用

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

二 設計性實驗試題考查了學生的發散思維能力

1.數據與圖像分析能力

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過多，導致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及時恢復原長。

例題2：2013福建理綜高考卷19題。

分析：根據硅光I-U特性，描繪繪出的I-U圖像，分析I與U是否呈線性關系。

2.誤差分析能力

要求學生利用學得的誤差知識對實驗過程進行分析，判斷實驗誤差的存在并找出產生誤差的原因。

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，產生誤差的主要原因。

分析：此題主要考查學生分析誤差的能力，分析實驗中存在的誤差。

三 提高實驗設計能力的實踐

從高考設計性試驗出發及設計實驗給學生提供的自由發展空間出發、思考，從學生分組實驗入手，就提高學生實驗設計能力的實踐進行探討。用多種方案設計實驗測電源電動勢E和內阻r，培養學生的發散思維。

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，當電流表示數越大時，UA的示數也變大，當電流為零時，UA=0，電壓

為準確值，等于E。結論：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，而產生誤差。結論：電動勢的測量值等于真實值，由于，安培表內阻的存在，造成電源內阻測量值比真實值大。

本文結合高考設計性實驗的考查，在實驗老師的加強指導下，學生更加的有主動性，設計性物理實驗的實施就能夠創設發散思維氛圍。根據發散思維能力與物理基礎實驗之間的規律，從實踐中得到啟發，物理實驗教學可提高實學生發散能力。

參考文獻

[1]漆建軍.設計性物理實驗的設計與實施研究[D].華南師范大學，2004

〔責任編輯：林勁〕