初中物理实验教学中培养学生发散思维的探索
◎ 王 伦
随着教育改革的发展，更加注意培养学生的综合素质，培养学生的创意精神和创新意识，培养学生的发散思维和创新能力。在初中物理实验学教学中，培养学生的良好观察能力，活跃学生的发散思维，提高学生的综合分析能力是物理教师所面临的新课题。发散思维，又称为扩散思维、求异思维、延伸思维和创新思维，是指从不同思维视角、不同思路去想象，用各种各样的方法解决问题的思维方式，其实质就是要突破常规和定势，打破旧框框和老套套的限制，提供新思路、新思想、新概念、新办法。物理是一门以观察和实验为基础的自然科学，物理的实验基础、理论体系及研究方法在学生智能结构的发展中占有非常重要的地位。若能在物理实验中培养学生的发散思维，则对学生认知能力的提高、创造力的萌发都起着强有力的作用。因此，在初中物理实验教学中，教师有意识地抓住思维的积极性、求异性、广阔性、联想性等发散思维的特性进行训练和培养，既能提高学生的发散思维能力，又能提高教学质量。下面就初中物理实验教学中如何培养学生的发散思维能力谈几点认识和体会。
1.多途径、多方位寻找处理实验问题的方法，着力培养学生发散思维。即我们实际教学中常见的“一题多解”。也就是说，在基本原理相同的前提下，从已学知识出发，尽可能地挖掘各种直接或间接的可行测量方法。例如：在测量固体（如圆柱形金属）的密度试验中，可以从公式：ρ=m/V出发，用天平直接测量或用弹簧秤间接测量出物体的质量m，用刻度尺或用量筒测量物体的体积V，并指导学生将这几种方法进行组合，这测量物体密度的方法可以有四种。随着学生物理知识面的逐渐扩大，在学生接受了压强、浮力的概念及杠杆原理后，可引导学生用弹簧秤进行浮力称重法、用杠杆间接称质量法、天平等质量法来测。不仅固体密度测量方法很多，液体密度测量方法也较多。如密度计直接测量法、天平等质量法、杠杆法等。最后，要注意引导学生总结归纳出这几种方法的基本原理都依然是密度的定义公式：ρ=m/V，从而达到“殊途归一”的效果。
2.相同实验目的，通过变换实验器材，将多个知识点进行相互沟通和综合，灵活地处理问题，引导学生多角度思维。例如：现要求用实验测出待测电阻Rx的阻值。⑴如果你的器材中电流表、电压表均全齐，则可用“伏安法”来直接测量待测电阻两端的电压Ux及通过的电流Ix，后用公式即可求得待测电阻Rx；⑵如果给你的器材缺少了电流表、滑动变阻器，但多给了一个已知阻值的电阻RO，则要用电压表来直接测量待测电阻两端的电压Ux，并设法利用串联式电流处处相等的性质来进行间接测量通过Rx的电流大小Ix——串联等流法。当然也可用串联短路法；⑶如果给你的器材中少了的是电压表、滑动变阻器，但多给了一个已知阻值的电阻RO，则要用电流表来直接测量通过电测电阻的电流Ix，并设法利用并联式各支路两端的电压相等的性质来进行间接测量——并联等压法。当然也可以用并联开路法；⑷如果给你的器材缺少了电流表，但已知滑动变阻器的最大阻值为RO，则我们可以把滑动变阻器的滑片移到最大值处，把这个滑动变阻器当作是定值电阻RO连入电器中。除了这种方法外，我们还可以充分运用“滑动变阻器的最大阻值是RO，最小阻值是OΩ”的性质来帮助我们达到测量目的；⑸如果给你的器材中只缺少电压表，但已知滑动变阻器的最大阻值为RO，则我们可以把滑动变阻器的滑片移至最大值处，则可把这滑动变阻器当作是RO连队入电路中。除了这种方法外，我们还可以充分运用“滑动变阻器的最大阻值是RO，最小阻值是OΩ”的性质来进行测量。
3.介绍给大家都较熟悉的仪器的用途，培养学生的求异思维。例如：天平是测量质量的仪器，在教学中，除了进行基本的物体的质量的测量外，为了开拓学生的思路，还可以提出问题：如何用天平来“称”物体的面积和体积？此时学生就会展开丰富的想象，去寻找解决问题的办法。我们虽然不能直接测量这物体的面积S物，但可用间接的办法处理：找一张厚度均匀的硬纸片，用复写纸将待测物体的边界印在硬纸片上，然后沿边界将纸片剪下，再用同样的纸片剪一个边长为10cm的正方形，后用天平称出两者的质量分别为m物和m正，再根据同种物质密度相同而得到公式S正/S物=m正/m物，就可以求出待测物体的面积S物=m物·S正/m正。用类似的方法还可以测出许多不规则形状物体的面积。同样，我们虽不能直接测量物体的体积，但也通过测量这已知密度为ρ的物体质量m，后用V=m/ρ求得其体积。
4.多注意引导学生进行一物多用，发挥学生想象力，挖掘学生的实验潜力。例如：生活中常见且廉价的医用注射针筒也可以用于潜水艇的工作原理的模拟演示实验、液体的沸点与压强关系的演示实验、连通器原理的演示以及验证大气压的存在的演示实验等等。通过在教学中适时地引导学生用生活中常见、便宜的器材（或废品）来做实验，研究物理问题，就会使学生倍感亲切，也有利于调动学生的学习积极性，活跃学生思维，以及提高其动手能力。
5.改进课堂演示实验，培养学生的创新能力。新教材中的部分演示实验，由于各种因素的干扰，实验现象往往不明显，因而不利于学生对实验现象的观察。因此，在教学中我充分调动学生开展改进演示实验活动，培养学生的创新能力。例如：做水的沸腾实验时，不仅用时长，而且接近沸腾时温度不易上升。这时有些教师往往随便用一些理由搪塞过去，而我在教学中则及时引导学生分析原因，提出改进措施。有些学生认为水量多，水的初温偏低是导致加热时间长的根本原因；又有学生认为由于散热较多也可能导致加热时间长，建议盖上盖子；更有学生提出可以用大试管代替烧杯，这样同体积的水放在试管中较烧杯中要深得多，水沸腾前后产生的气泡在水里上升过程历时长，可以清楚地观察到气泡在上升过程中体积变化情况等，学生的学习热情和创新能力充分得到提升。
总之，在物理教学中，巧妙地利用物理实验的多元性、多变性，不断地培养学生发散思维能力，不但能使学生对物理概念和规律的理解更加完整和深刻，也能使学生摆脱习惯思维的束缚，拓宽思维空间，使解决问题的方法不拘一格，从而使学生的创造性思维能力得到发展。
（作者单位：云南省广南县第五中学）
