基于學生思維發展的初中物理實驗教學策略

徐新建

【關鍵詞】初中物理;思維能力;物理實驗

物理學科知識具有較強的邏輯性及系統性，教師開展教學的過程中不僅要將物理學科知識傳遞給學生，還需要重視培養學生的思維能力，讓學生在學習的過程中由“學會”轉變為“會學”，并從中獲得對客觀世界進行探索的方法.在傳統的初中物理教學課堂上，教師只是一味地讓學生完成對教材中知識點的記憶，學生在學習過程中沒有形成對知識靈活運用的能力，因此在面對新問題時往往不知道該如何結合所學知識.針對這一現象，現階段的初中物理課程教學需要教師重視培養學生的探索精神，在發展學生思維的教學中使學生獲得獨立解決問題的能力.

1 構建限時作答模式，培養學生敏捷性思維

思維的敏捷性，指的是在規定的時間內，積極地利用已有的知識進行思考，通過大膽假設的方式全面思考問題，進而快速且準確地獲得解決問題的方法及手段.思維敏捷性能夠反映一個人智力的敏銳程度.在初中物理實驗教學中，學生思維的敏捷性主要表現為能夠在大腦中完成對知識的構建，能夠掌握物理實驗的技能及手段，以及能夠對需要解決的問題快速且準確地制定解決方法或得出結論.因此，教師可以在初中物理課程教學中采用限時作答的模式培養學生思維的敏捷性.

例如 教師可以引導學生在規定時間內完成對“礦泉水瓶系列”的設計實驗.學生在教師的指引中進行思考，能夠設計出許多與礦泉水瓶相關的實驗：在礦泉水瓶中加入小藥瓶能夠完成浮力實驗;在礦泉水瓶中加入酒精及傳感器，能夠完成外界對氣體做功及氣體對外界做功的實驗;在礦泉水瓶中加入有顏色的墨水及冷、熱水，能夠完成擴散速度與溫度之間的探究實驗，等等.學生在教師所構建的限時實驗的教學模式下能夠顯著提升自己思維的敏捷性.在對學生敏捷性思維進行訓練時，教師可以限時或定向地為學生提供一些必要的物理實驗儀器，為學生構建一個具有一定競爭性及趣味性的物理實驗氛圍，使學生不僅得到好勝心及好動心方面的滿足，還能夠將以往的知識經驗激發出來，通過一題多解的方式使學生思維的敏捷性得到多維度的發展.

2 引導學生設計物理實驗方案，培養學生靈活性思維

靈活性思維就是指思維需要具有多變性及發散性，它主要表現能夠運用所學知識，從不同角度出發，采用多種方式去解決出現的問題.它與敏捷性思維相比不需要受到時間的約束，并且思維在空間上表現得更加發散與廣闊.在初中物理實驗教學中，教師可以在學生面前直接呈現出生活化的情景，將情景中的復雜性特點利用起來，使學生能夠結合所學知識，在對知識遷移應用的過程中從多個角度出發完成對問題發散式的思考，使學生能夠使用多種方法完成對物理問題的解決，在舉一反三中獲得靈活性思維.

例如 在對“電磁繼電器”這部分內容教學時，教師可以引導學生完成自主物理實驗設計，要求學生能夠設計出一個抽干水池中水的裝置.學生在經過思考后，能夠運用已學知識設計出多種多樣的抽水裝置電路圖.在開展物理實驗課程教學時，教師需要為學生預留充足的時間讓學生先思考如何設計物理實驗方案，使學生在思考的過程中獲得發散性思維.在設計抽水裝置的物理實驗中，學生設計抽水裝置的電路圖時能夠從電路的組成、用電安全等多個角度出發，不僅完成了對已學知識的梳理，還加深了對電路設計原理有關的知識理解，最終達到發展學生靈活性思維的教學目的.

3 引導學生進行交流，發展學生批判性思維

批判性思維指的是個體在自己獨立思考的過程中，能夠對整個思維過程進行全面檢查，在分析及處理所捕捉到的反饋信息后，能夠對其中出現的問題及矛盾點進行及時發現，同時能夠對出現的錯誤進行自覺修正.物理實驗本身就具有較強的邏輯性及嚴謹性，因此它也為培養學生批判性思維創造了條件.在開展物理實驗教學時，需要教師能夠引導學生在對物理現象進行獨立思考后，能夠提出具有批判質疑性質的問題，使學生在學習的過程中能夠勇于表達自己的想法及觀點.

例如 在探究物體浮沉條件時，可以在為學生演示浮沉子的上浮下沉實驗后，讓學生通過交流的方式去探究為何浮沉子會出現上浮下沉的現象.有的學生認為浮沉子下沉是由于改變了重力大小所導致的，即整體看待瓶子及進入的水，當用手擠壓瓶子時，瓶子中的水會進入到小藥瓶內，導致小藥瓶在進入水之后增加了重量，在重力大于浮力的情況下就會出現小藥瓶下沉的情況.而也有部分學生對這種說法質疑，他們認為之所以小藥瓶下沉，是由于改變了浮力所導致的，即整體看待小藥瓶及小藥瓶上端封閉的空氣柱，當用手對礦泉水瓶進行擠壓時，小藥瓶中會進入礦泉水瓶中的水，因此小藥瓶上部的空氣柱就會變小，進而減少了排開水的體積，在浮力小于重力的情況下小藥瓶便出現了下沉的情況.批判性思維為學生其他思維的發展提供了基礎并創造了前提，因此在初中物理實驗課程教學中，需要教師鼓勵學生先完成對問題的獨立思考，并在獨立思考的過程中對呈現出的實驗現象進行質疑，接著引導學生與同伴進行交流及討論，使學生在表達自己對問題獨特看法的過程操作獲得批判性思維.

4 引導學生觀表探質，培養學生深刻性思維

深刻性思維需要建立在對知識的深度理解之上，它是在觀察、分析、歸納事物的表象后，能夠將表象的干擾排除掉，在抽象思維的引導下透過現象來把握事物的本質，完成對事物發展規律及趨勢的預測.在開展初中物理實驗教學時，需要教師將創新實驗利用起來，引導學生在仔細及深入的觀察中，運用對比法、正反論證法、控制變量法等科學的方法，自己完成對事物本質及核心的揭露，使得學生在深入理解物理概念及規律的過程中能夠實現對知識“知其然并知其所以然”.

例如 在學習“小孔成像”相關內容時，大部分學生只是對小孔的大小停留在很小的孔這樣的概念上，但是學生并不理解所謂的小孔到底有多小.因此，教師可以采用物理實驗的方式引導學生理解.教師可以借助于LED燈為學生做出一個“上”字形的光源以及三角形的小孔，通過點亮LED 燈的燈源，通過小孔在光屏中呈現出小像.在演示完實驗后，教師繼續引導學生思考該實驗是否為小孔成像.學生在思考后提出，由于整個“上”字上的光源能夠呈現出上下左右均顛倒的像，因此實驗為小孔成像，而在光屏上呈現出的LED燈的像為三角形形狀，因此這個不是小孔成像.接著，教師再讓學生對比“上”字所成的像以及LED燈所成的像，使學生在對比中完成對小孔的定義.通過實驗教學的方式，能夠加深學生對小孔定義的理解，學生能夠理解小孔是相對而言的.教師要想使學生對小孔大小是相對而言這句話進行深入的理解，那么可以繼續向學生提問：“如果想要使所有的光源通過這個小孔后均能夠完成小孔成像的實驗，那么應該如何進行改進？ ”學生在思考后能夠提出兩個解決方案，一是將小孔的大小減小，二是加大光源.學生在深度思考教師提問的過程中能夠再次在自己的頭腦中強化對小孔的定義.

總之，初中物理實驗課程教學中，當學生對所學知識產生疑惑后，教師可以通過采用實驗探究的方式加強學生對物理知識的理解，讓學生結合物理實驗所呈現出的現象，在對比中透過現象理解事物的本質，進而在這個過程中促進學生的深度學習，使學生發展深刻性思維.

5 引導學生優化物理實驗，發展學生創造性思維

創造性思維屬于思維中的最高層次，它是指一個人在遇到新的問題或處于新的情景中時，能夠結合已有的知識儲備進行快速地思考，并在思考的過程中能夠創造性地獲得具有價值性及新穎性的結論.創造性思維具有新穎性、發散性及獨特性的特點，它在物理實驗教學中主要能夠體現在學生通過觀察物理實驗現象在大腦中思考物理現象后，能夠提出具有創造性的看法及想法，并且能夠運用一定的手段及方法完成對問題的解決.

5.1 對教材實驗進行改進

教材中的實驗在學生學習中能夠起到重要的作用，它能夠將教學中的重難點凸顯出來，有助于學生掌握與理解所學知識.但是由于有些物理實驗所呈現出的現象不明顯，因此可能會導致學生得出不正確的結論.此時就需要教師能夠引導學生進行思考，讓學生在思考后改進實驗.

例如 在“升華和凝華”實驗中，用酒精燈加熱碘錘后，會因為達到碘的熔點而觀看到碘的液態現象，針對這一實驗，教師可以引導學生結合其中的原理完成對實驗的優化改進.如使用低于碘熔點的90℃ 或100℃ 的熱水作為熱源后，再對其進行加熱就不會出現因為達到碘的熔點而出現液態碘的現象了.

5.2 對教材實驗進行創新

教師可以引導學生對教材中的實驗進行進一步創新拓展.例如，在開展“升華和凝華”實驗中，教師可以指引學生從實驗材料、實驗方法、實驗裝置等角度完成對實驗的創新.如學生提出可以改變實驗材料，用干冰代替碘伏完成實驗;也有學生提出，可以改變熱源的方式，避免由于熱源達到實驗材料的熔點而導致實驗材料出現熔化的情況.

總之，初中物理實驗教學中，教師需要將教材中一些現象不明、結論不清的物理實驗有效利用起來，引導學生提出自己的想法及觀點，從不同方面、不同角度、不同維度出發，對教材中的實驗進行積極改進與創新，在教學過程中為學生預留充足的思考問題的時間，讓學生針對問題提出自己的看法，并結合自己的猜想完成對實驗方案的優化設計，使學生在這個過程中能夠獲得創造性思維.并且，在設計實驗方案的過程中，可以讓學生先利用量表評價并改進自己的實驗設計方案，接著引導學生運用生生互評及師生互評的方式進一步完善與修正自己的實驗方案，使得學生的創造性思維在評價、交流與改進的過程中得到進一步提升.

6 結語

總而言之，在開展初中物理實驗教學時，需要教師能夠將基礎知識教育與學生的思維發展培養相結合，使學生的思維得到激活，并借助物理學科中的實驗教學調動學生學習的興趣，引發學生完成對物理現象及物理問題的深度思考，進而幫助學生掌握物理學科中的一些抽象化概念及思維方式，使學生在不斷提升創新能力及質疑意識的過程中獲得思維方面的發展.