物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

【摘 要】課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，實(shí)事求是，動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)的意義，向?qū)嶒?yàn)探究、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方向發(fā)展。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾樵诟呖贾姓紦?jù)著重要的地位，主要考查學(xué)生設(shè)計(jì)和分析操作的能力。因此，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力已成為現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 發(fā)散思維 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）10-0129-01

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾樵诟呖贾幸恢闭紦?jù)著相當(dāng)重要的地位，通過(guò)考查學(xué)生一些簡(jiǎn)單的、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)來(lái)鑒別考生獨(dú)立自主地解決問(wèn)題的能力、發(fā)散思維能力。在平時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)為學(xué)生培養(yǎng)自身綜合運(yùn)用知識(shí)能力、設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手操作能力和發(fā)散思維等素質(zhì)提供一個(gè)良好的載體。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)注重訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

一 設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)

1.設(shè)計(jì)性意義

設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)，是讓考生根據(jù)掌握的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)和完成新的實(shí)驗(yàn)，它包含著新內(nèi)容、新方案、新視角等諸多側(cè)面。新的《課程標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施以后，對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能提出了更高的要求。現(xiàn)在側(cè)重于學(xué)生的參與過(guò)程，變被動(dòng)為主動(dòng)，由驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)向探究實(shí)驗(yàn)方向發(fā)展，使學(xué)生真正明確實(shí)驗(yàn)的意義。電學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yīng)的科學(xué)性、簡(jiǎn)捷性、精確性。從各地近年來(lái)的高考實(shí)驗(yàn)試題來(lái)看，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)試題占了很大比例。試題注重考查能力和方法，體現(xiàn)新課標(biāo)要求；試題具有探究性和設(shè)計(jì)性。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

具有多角度性：學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，需大膽假設(shè)，多方求異，突破束縛，創(chuàng)造性地提出解決問(wèn)題的途徑和方法。無(wú)論從實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用，還是實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的進(jìn)行，都要求體現(xiàn)學(xué)生一定的發(fā)散思維能力。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)中的作用

學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力即為努力依靠自身解決問(wèn)題的能力，探索實(shí)驗(yàn)過(guò)程的諸多方面，大膽假設(shè)，提出多種解決問(wèn)題的方法。所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠?yàn)閷W(xué)生培養(yǎng)發(fā)散思維能力提供一個(gè)平臺(tái)。第一，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力要調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)散思維的積極性。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本知識(shí)、基本技能的掌握。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生要擬定解決問(wèn)題的方法就必須收集和處理信息，用不同方法對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合分析、應(yīng)用，最后解決問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生發(fā)散思維的積極性能被充分調(diào)動(dòng)。第二，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)散思維的主動(dòng)性。如2010高考理綜北京卷第21題第（2）小題，從具體條件出發(fā)，先將帶改裝的電流表直接與電壓表校準(zhǔn)。請(qǐng)畫(huà)完方框中的校準(zhǔn)電路圖。本題要求學(xué)生能發(fā)散思維，所以從設(shè)計(jì)電路出發(fā)，采用滑動(dòng)變阻器分壓式接法。

二 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)試題考查了學(xué)生的發(fā)散思維能力

1.數(shù)據(jù)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(huì)錯(cuò)開(kāi)，原因在于增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無(wú)法及時(shí)恢復(fù)原長(zhǎng)。

例題2：2013福建理綜高考卷19題。

分析：根據(jù)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(guān)系。

2.誤差分析能力

要求學(xué)生利用學(xué)得的誤差知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行分析，判斷實(shí)驗(yàn)誤差的存在并找出產(chǎn)生誤差的原因。

例題1：2013高考北京理綜卷第21題，通過(guò)給定實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5?的電阻阻值測(cè)量，分析實(shí)驗(yàn)中電路圖的選取，儀器的選擇，產(chǎn)生誤差的主要原因。

分析：此題主要考查學(xué)生分析誤差的能力，分析實(shí)驗(yàn)中存在的誤差。

三 提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的實(shí)踐

從高考設(shè)計(jì)性試驗(yàn)出發(fā)及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生提供的自由發(fā)展空間出發(fā)、思考，從學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)入手，就提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的實(shí)踐進(jìn)行探討。用多種方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)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(shí)值，其中UA不可知而造成誤差，當(dāng)電流表示數(shù)越大時(shí)，UA的示數(shù)也變大，當(dāng)電流為零時(shí)，UA=0，電壓

為準(zhǔn)確值，等于E。結(jié)論：E為真實(shí)值。因?yàn)?，所以，

r測(cè)>r真。實(shí)驗(yàn)中由于安培表處在干路上，造成電源內(nèi)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(zhǔn)確的電源倆端電壓，測(cè)量時(shí)忽略了通過(guò)電壓表的電流IV而造成了誤差。所以，r測(cè)

2.安培表與電阻箱測(cè)量

誤差分析：測(cè)量時(shí)忽略電流表分壓，而產(chǎn)生誤差。結(jié)論：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值，由于，安培表內(nèi)阻的存在，造成電源內(nèi)阻測(cè)量值比真實(shí)值大。

本文結(jié)合高考設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考查，在實(shí)驗(yàn)老師的加強(qiáng)指導(dǎo)下，學(xué)生更加的有主動(dòng)性，設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)施就能夠創(chuàng)設(shè)發(fā)散思維氛圍。根據(jù)發(fā)散思維能力與物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之間的規(guī)律，從實(shí)踐中得到啟發(fā)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可提高實(shí)學(xué)生發(fā)散能力。

參考文獻(xiàn)

[1]漆建軍.設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施研究[D].華南師范大學(xué)，2004

〔責(zé)任編輯：林勁〕