物理实验中学生的发散思维引导与训练

时间:2023-05-18 10:18:05 公文范文 来源:网友投稿

【摘 要】思维能力作为新课改下高中物理核心素养培养的重要目标,是提高学生物理解题能力的重要条件。正因如此,学生在物理教学中的专项培养就显得尤为关键。本文立足于高中物理实验教学,就如何引导与训练学生的发散思维进行了重点探讨。

【关键词】高中物理;实验教学;发散思维;引导训练

实验作为高中物理教学的重要组成部分,是促进学生发散思维能力发展,提升学生动手操作能力的重要教学内容。而如果只是按照教材上面的要求,引导学生采用模仿式训练,机械地开展实验操作,那么就无法发挥实验教学的积极作用,甚至会使学生失去参与实验操作的兴趣。而如果可以基于实验教学,有效渗透发散思维培养理念,那么就可以极大地提升实验教学有效性。

一、发散实验设计思路,引导发散思维

在当下的高中物理教学过程中,许多教师可能会单纯地要求学生按照物理教材上实验的流程、要求以及实验原理等,按部就班地开展模仿式实验操作,或者仅仅注重要求学生在开展实验操作的时候做到完成精准性和标准性的规定,实验操作误差和结果误差满足实验要求。这种实验设计思路固然也可以在一定程度上发展学生的动手操作能力,促使他们养成科学、严谨的实验态度,但是也会使学生的实验操作完全转变成一种只懂机械化操作的机器,严重限制了他们发散思维与创造力的发展。实际上,一个物理实验的原理与方法不是固定不变的,而是多种多样的,所以教师可以充分立足于物理实验原理,本着发散思维引导的原则,发散实验设计思路。

例如,在开展物理实验教学期间,教师针对同一物理实验要应用不同的实验方式方法。比如,在“物体做功与速度变化之间关系”的探究性实验中,物理教师可以引导学生利用教材上面的实验设计思路和步骤开展操作,但是上述的这种实验设计思路无法实现定量计算,并且物体做功造成的速度变化具有多种方式,所以教师在指导学生利用教材上的实验设计思路开展实验操作的同时,还可以鼓励学生灵活地运用光电计时器和气垫导轨组合,借助计算机进行绘图操作,以此实现对物体重力做功与速度变化之间的关系进行定量测定,这样就进一步完善了物理教材上的实验设计思路。此外,针对“机械能守恒定律验证实验”、“平行四边形法则验证实验”等实验设计,教师都可以引导学生通过发散设计思路的方式方法发展他们的发散思维能力。

二、丰富数据处理方法,训练发散思维

在高中物理实验操作中,实验数据的处理是非常重要的一个环节,这也是训练学生发散思维的一个关键时期,所以教师必须要注意引导学生在参与物理实验过程中灵活地运用各种各样的数据处理方法。就高中物理的实验数据处理而言,常用的方法包括图像法、表格法以及解析法等。但是,高中生参与物理实验的过程中常常不懂得如何采用恰当的数据处理方法处理实验数据,以至于使得最终的实验结论不全面或不正确。特别是对于那些采用图像处理数据的物理实验,如果学生没有采取恰当的实验数据处理方法,就无法正确利用物理关系式开展自由变形,进而影响他们对图像结局和斜率等物理概念的理解。

例如,在开展物理实验教学期间,教师要善于引导学生针对不同物理实验问题提供不同的求解方法,如利用纸带求解加速度的实验,可以灵活地运用表格法、图像法、整差法与逐差法等求解方法,引导和鼓励学生应用不同实验数据处理方法的优劣性,这样可以使学生切实意识到图像法的处理效果。又如,在“电动势和内阻测定实验”中,教师可以引导和鼓励学生采用不同的数据处理方法,如图像法和计算法等,其中的图像法又可以分成“I/U-1/R图像”、“1/I-R图像”和“U/I图像”等,这些数据处理的图像形式固然不一样,但是都是借助相应的斜距和斜率等进行计算。通过这种多样化的数据处理方法应用,可以实现锻炼学生发散思维的目标。

三、优化实验教学评价,培养发散思维

为了进一步培养与提升高中生的发散思维能力,教师还需要注意优化实验教学评价,具体就是要尽量不强求高中生得出唯一的物理实验结论,避免限制学生发散思维的发展,这种观点可能得不到许多物理教师的接受和认可,他们可能认为物理实验最终只能够有一个正确的结果。但是这种唯一性的实验结果主要适用于那些测量性物理实验,而对于探究性物理实验而言,相应的实验结果并不是唯一的。因此,在开展教学评价期间,教师要注意优化实验教学评价,引导学生大胆地发表自己对物理实验的意见与看法。

例如,针对“在气垫导轨上应用两个小车压缩弹簧的方式,对动量是否守恒进行探究”这一物理实验,如果教师可以引导学生进一步深入探讨,就可以使学生发现该实验不但满足动量守恒条件,同样可以满足机械能守恒的条件。又如,针对“碰撞中动量守恒的探究实验”中,如果有的学生得出“两球同时落地的结论”,那么教师不能够直接说出这一结论是错误的。比如,如果学生采用了两个等质量的球概括、总结出平抛运动的基本规律或它们碰撞后交换速度的结论,那么都有助于发展他们的发散性思维。但是,这里所指的实验结论不固定并不是学生可以随心所欲得出结论,而是要在确保最终实验教学目标完成的基础上,允许学生可以从多角度、多方面进行多样化问题分析。

总之,發散思维培养是新课标下高中物理实验教学的一个重要目标。为了在实验中渗透发散思维培养理念,教师可以从发散实验设计思路入手,丰富数据处理方法,优化实验教学评价,力求可以有效地引导、锻炼和发展学生的发散思维能力。

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