在物理實驗教學中如何培養學生的思維能力

來源:文萃谷 1.19W

所謂發散思維,指對同一個問題產生多種解答的思維形式。在進行物理實驗時,可根據實驗所提供的信息、實驗提出的器材、學生掌握知識的深淺,從不同方向和不同方面來指導實驗,尋找處理實驗的多種方法。

在物理實驗教學中如何培養學生的思維能力

下面就如何在國中物理實驗教學中培養學生的發散思維談談自己的體會。

一、從基本原理出發,多方面、多途徑地尋找處理實驗問題的方法。

密度是物質的屬性之一,是國中物理的重點內容,它在科學技術和農業生產中有着廣泛的應用。在測量固體的密度實驗中,根據公式:ρ=m/v,密度=質量/體積,其中物體質量可用天平直接測量,也可用彈簧秤間接測量;體積可用刻度尺測量,也可用量筒測量,將這幾種方法進行組合,測量物體密度的方法就有了四種。隨着知識面的逐漸擴大,在學生掌握了壓強概念、浮力概念及槓桿原理後,可引導學生用彈簧秤法、槓桿法、天平法來測。不僅固體密度測量方法很多,液體密度測量方法也較多,如密度計法、海爾法(利用連通器原理)、天平法、槓桿法等。另外,也可啟發學生測液體的密度。例如用天平法測液體的密度:首先用天平稱出一空瓶的質量m,接着用天平稱出滿滿一瓶水的質量m,再用量筒量出這瓶水的體積v,就可算出液體的密度為ρ=(m-m)/v。

二、從新的角度出發,獨到地處理問題。

也就是説在實驗時,去想他人所未想,去求他人所未求,衝破現存觀念的束縛,克服思維定勢的影響,去進行思考。例如:如何利用天平、量筒等儀器來測量易溶於水的食鹽密度?如果仍用上述的各種方法來處理有一定的困難,因為食鹽的體積難以測出,這時就得打破常規,另闢蹊徑。設想食鹽溶於水,是否也溶於其他液體呢?實際處理時,我們可以找一種與食鹽互不相溶的液體來完成。也可引導學生思考:食鹽雖溶於水,是否一直溶解不止呢?答案是否定的。做實驗時,可以先製成食鹽的飽和溶液,再用它來代替上述的液體來完成。

三、改變熟悉儀器的用途,培養學生的求異思維。

例如:天平是測量物體質量的,但為了開拓學生的思路,可以提出問題:如何用天平來“稱”物體的面積和體積呢?此時學生就會展開豐富的想象,去尋找解決問題的辦法。我們雖然不能直接測量,但可用間接的辦法處理。找一張厚度均勻的硬紙片,用複寫紙將待測物體的邊界印在紙片上,然後沿邊界將紙片剪下,再用同樣的紙片剪一個邊長為10釐米的正方形。用天平稱出兩者的質量分別為m和m,再根據公式s/s=m/m,就可得出待測物體的面積s=ms/m。還可以用天平測出物體的質量m,從密度表查出密度ρ,算出體積v,在測出厚度h,就可以算出面積s,s=mh/v,用類似的方法可以測出許多不規則形狀物體的面積。

四、不斷改進舊有的常規實驗,以改變學生的思維定勢的影響。

例如:演示“空氣不善於傳熱”的實驗,可以不用温度計來測試試管口和試管底的温度差異,因為温度計刻度太小,不便於觀察。只要將火柴捆在金屬絲上慢慢地從管中送到管底(火柴不能碰到試管壁),就可以看到火柴在管口、管的中部都沒有燃燒,一到管底就立即燒着了。這正説明了管底的温度遠遠高於管口的温度,從而説明了空氣不善於傳熱。演示“液體不善於傳熱”,可用“燙水燒不死活魚”來幫助理解。在試管中裝上水傾斜,在裏面放一隻活魚,然後在試管上部加熱,上面水燒開,而魚在遊動。

五、將生活中常見的物體制成教具,演示有關實驗,培養學生動手能力和創造性思維。

例如:帕斯卡“桶裂”實驗可以很好地證明液體壓強與液體的深度有關,可是該實驗裝置的高度太高不便在教室裏演示。這時可啟發學生思考:能否把所有的裝置都相應地縮小呢?答案是否定的。接着問:管長減小了,液體壓強減小了,液體對木桶的壓力必定減小;而桶儘管縮小了,但其耐壓性幾乎不變,桶就不可能裂開,能否用其他物體來模擬“裂桶”呢?學生自然會想到用耐壓性較低的物體來代替(如薄塑料袋)。比較裝滿水的'塑料袋在同質量的一杯水與一管水作用下不同情形,液體壓強的實質就非常容易理解了。

再如:靜摩擦力方向判別是教學中的一個難點,因為在某些情況下,相對運動趨勢不明顯,學生難以想象。如果能從宏觀的角度出發考慮,用模擬放大的辦法,使學生直觀地看到接觸層的有關情況,問題就可迎刃而解。在平面板上放一張砂布(以增大摩擦),再把一面有毛刷的木塊放在砂布上,且使板刷的長毛與砂布接觸。用力沿水平方向拉木塊,可以看到板刷的長毛髮生形變,由形變的情況就可確定靜摩擦力的方向了。

總之,在物理實驗教學中,不斷地培養學生髮散思維能力,能使學生對實驗問題的理解不落俗套,敢於求異;解決實際問題能夠不拘一格,多方設想。只有不斷地運用發散思維解決問題,才能擺脱思維定勢的束縛,拓寬思維範圍,從而使創造性思維能力得到發展,以適應當前素質教育的需要。

在物理實驗教學中如何培養學生的思維能力 [篇2]

物理學是一門以實驗為基礎的科學。物理實驗作為物理教學的基本手段,有其特殊的教學功能:不僅能夠為學生提供學習的感性材料,驗證物理定律,而且能夠提供科學的思維方法,加深對基本知識的認識程度,激發學生的求知慾,培養學生的探索能力。

在實驗教學中突出探索方法的培養。物理教學常用的有實驗歸納法和實驗驗證法。在教學中,應有意識地安排這兩種方法加強訓練。例如,在總電阻教學中,就可進行這兩種方法的訓練。(1)應用實驗歸納法探索電阻串聯。首先,教師要求學生根據歐姆定律設計一個電路,測定各個電阻的阻值,然後由學生進行實驗,並從實驗中歸納出R串=R1+R2的結論。接着,教師根據串聯電路中電流電壓的特點和歐姆定律,從理論上加以推導,也得出同樣的結果。這樣,在獲得關於串聯-總電阻與分電阻關係的知識的同時,學生學習到自己設計電路、總結規律、從理論上論證的初步方法,即實驗歸納法。(2)應用實驗驗證法探索電阻並聯。在並聯電路的探索中,先由教師從理論上推導出1/R並=1/R1+1/R2的關係,接着由學生自己設計電路操作實驗,然後驗證這一關係。最後,由教師進行總結,聯繫電阻與導體截面積的關係對並聯作出解釋。這樣,在獲得關於並聯電阻知識的同時,學生學習了實驗驗證法。

通過設計物理實驗,進行思維能力的培養。學生對自然界的事物懷有好奇心,對還不懂的現象總喜歡問幾個為什麼。教師應該愛護學生的這種精神,可以和學生一起設計實驗,組織他們觀察現象,引導他們積極思考。例如“判定感生電流方向的楞次定律”的教學,課前可先留給學生一個思考題:如何判定感生電流方向?怎樣通過實驗加以歸納得出?強化學生的創造意識。在此基礎上,將學生帶到實驗室,根據電磁感應現象的知識,共同設計一個用線圈、電流表、條形磁鐵組成的實驗線路。讓學生自己動手連接線路,觀察實驗現象,並做好記錄。引導學生邊觀察,邊思考,邊發現問題,邊解決問題,並根據實驗記錄加以分析、歸納和總結,幫助學生從中得出感生電流的磁場總是要阻礙原來磁場的變化的結論。然後,引導學生將磁鐵換成通電螺線管再做實驗,或把通電螺線管放在線圈中,改變通電螺線管電流的大小,並觀察實驗現象,記錄實驗結果。最後,歸納得出上述不同情況下的電磁感應現象所產生的感生電流的磁場,總要阻礙原來磁場的變化的結論,即楞次定律。通過啟發誘導,大部分學生都能熟練應用楞次定律,收到良好的教學成效。

重視課外實驗,培養創造性思維能力。學生的課外實驗(包括小製作),主要是以擴展知識面、發展創造力為主要目的。學生在課外實驗中,不可能一帆風順。教師要適當引導,不使他們過多地碰壁。但是,教師也不可包辦代替,要讓學生經受挫折,從中總結經驗教訓,不斷改進實驗,發揮學生的創造性,從而獲得成功,這樣將會增加學生學習的樂趣並得到更多鍛鍊。

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