论初中物理实验教学中如何培养学生逆向思维能力.doc

论初中物理实验教学中如何培养学生逆向思维能力摘 要：注重初中物理实验教学中学生逆向思维能力的培养，这是提高初中物理教学质量的关键。在教师的指导下学生自己动手操作、设计实验，探索知识这使学生良好的实验习惯和科学的态度在实践中逐步形成，实验能力得到提高，学生逆向思维能力得到培养，从而更好的激发了学生学习物理的兴趣。学生以物学理，以物懂理，这利于学生对物理知识的掌握，大大培养了学生的逆向思维能力。本文就培养学生逆向思维能力提出本人见解，意旨在教学中予以学生指导。主题词：初中；物理教学；学生逆向思维能力；培养。逆向思维是创造性思维的一种重要的思维方法,它是通过思维内容或思维过程与常规思维方式相反而达到创新目的的,与顺向思维方法相比,逆向思维具有更高的思维品质.历史上不少著名的物理学家都是通过逆向思维方法作出伟大的发明或发现的,如法拉第发现的电磁感应现象,爱因斯坦提出的光子说等都是逆向思维的结果.在物理实验的教学中,教师有意识地、经常地对学生进行逆向思维能力的培养和训练,对发展学生的创造性思维能力将是非常有益的,本文将就在物理实验教学中如何培养学生的逆向思维能力谈一些体会.一、鼓励学生思维求异创新通过物理实验学生能够更深入的理解所学的理论知识,但一些学生在成功地学习和掌握了一种实验方法后,就会把它当作解决类似问题的法宝,在以后的学习中多次重复使用这种方法,以至形成思维定势,磨灭了创造力.所以,在物理实验教学中,要鼓励学生思维求异.在完成一次物理实验后,要引导学生对这种看似完美无缺的过程提出置疑、修改和补充,提高创新意识.敢于思维求异的学生,就能进行逆向思维,打破事事寻求顺理成章、从已知条件到唯一答案的常规的思维方法。液体对流的演示实验一般是这样完成的,在装有冷水的烧瓶中投入一些彩色塑料碎片,烧瓶下用小火对碎片处加热,然后观察碎片的流动情况,以说明液体是如何流动的.由于受习惯思维影响,学生中很少有人会对这种传统方法提出异议.如果把实验条件限制一下,要求学生思考“不对其进行加热能否完成这个实验呢?”为此,教师首先要引导学生分析水循环流动的原因.水循环流动是由于上面的水和下面的水密度大小不一引起的,对水的上部进行冷却也能达到同样的目的.把红色冰块(在凉水中滴入红墨水后冷冻制成)放入热水中,冰的密度比水小,是漂浮在水面上的.在冰吸热溶化的过程中,可以看到红颜色的水流缓缓沉到底部,又从四周上升形成循环(如图1).这个实验操作方便、器材简单,但却是逆向思维的结果,可以扩大学生的思路,取得出乎意料的效果. 二、引导学生运用因果联系的可逆性解决实验中出现的问题因果联系是客观世界中普遍存在着的事物之间的联系方式.在物理实验教学中加强对物理规律的因果联系的分析,有助于学生掌握和运用物理知识,培养学生科学的思维方法.对一个物理问题进行因果分析时,通常人们都习惯于从原因寻找结果,而逆向思维则与人们常规的思维方法不同,它要从结果的角度考虑原因.运用这种方法来解决物理实验中出现的问题,就可以避免先入为主的思维定势,充分考虑到引起一个物理量变化的可能的变因,从而找出物理量之间的因果关系,使问题得以解决.初中物理实验中经常出现的许多现象都可以用因果分析的方法加以解决,只要灵活运用,就可以把它们当作培养学生逆向思维能力的教材.做测量小灯泡功率的实验时经常会出现这样的情况,有的学生接好电路后发现电流表和电压表虽然有读数但比较小,并且无论怎样移动滑动变阻器的滑片两表的指针都不动,小灯泡两端不能达到额定电压.实验器材都完好且符合要求,电流表有读数说明电路已经接通,问题出在什么地方呢?教师引导学生进行“从结果到原因”的分析发现:从图2所示的实验电路图可以看出,小灯泡两端的电压变化是由通过它的电流变化引起的,电流I=U电源/(R灯+R变阻器),在电源电压和小灯泡电阻不变的情况下,只有滑动变阻器电阻的改变才能引起电流的变化,从而引起小灯泡两端电压的变化,由此可以推断尽管移动了滑动变阻器的滑片但其电阻值却没有改变,可以肯定是把滑动变阻器的接线柱搞错了,又由于电流表的读数较小可知一定是把导线接在滑动变阻器的金属线两端了。 三、运用反证法进行物理实验提高学生的逆向思维能力在初中物理教学中,有些实验的目的是为了验证物理规律或物理现象的存在.现行物理教材的许多演示实验都是单方向进行得出结论的,很少从正反两个方面进行论证.这样不但实验本身单调乏味,而且不利于培养学生的创造性思维能力.如果能在物理实验教学中既能把实验的进程沿着正方向推进,求得问题的解决,又能改变思维程序,逆向前行,殊途同归,就能引导学生从习惯的思维方法中摆脱出来,学会从正反两个方面入手分析问题、解决问题,提高其逆向思维能力.在验证大气会对其中物体产生压强时,可以用一个具有橡皮吸盘的挂勾和玻璃板紧紧地压在一起,排去其间的空气,手拿挂勾就可以把玻璃板吊起.这是因为玻璃板和橡皮吸盘被空气压在一起了,由此可见大气压确实存在.现在进行一下逆向思维,看一看如果没有大气压将会出现什么情况.把吊着玻璃板的挂勾放进一个玻璃瓶内,盖上瓶盖,抽去瓶中空气(如图3所示),玻璃板便会掉下来,这就从反面证明了大气压的存在. 四、设置情境促使学生逆向思维设计实验物理实验是初中物理教学中的重要手段和方法,教师在完成教材上的实验的同时能让学生根据不同的情境自己设计实验不仅能提高实验教学的质量,同时也有利于学生创造性思维能力的培养.但大多初中学生在进行物理实验的设计时往往很难摆脱教材上现有实验的影响,不能表现出思维的独创性.为了促使学生积极思维,可以对实验条件加以限制,这样学生就不能照搬教材上的现成的方案解决问题,而必须根据新的情境对实验器材和实验步骤进行重新选取和组合.鼓励学生用逆向思维的方法设计物理实验将使他们在学会独立思考、锻炼创造能力方面的起步阶段迈出坚实的一步。初三学生在学习了关于浮力的章节后已经了解浮力的概念和阿基米德原理,并且也学会了如何使用弹簧秤测量浸在液体里的物体所受的浮力,而他们在初二时也做过测量不规则铁块的密度的实验.现在设置这样的情境,在不使用量筒(杯)、天平秤的情况下,运用阿基米德原理来测不规则铁块的密度.分析可知,浮力这一章节虽然是研究如何根据液体密度和物体排开液体的体积求出浮力这一物理量的,但反过来想一下,在已知液的情况下,可以根据F浮求出V排,而V物=V排;再根据物体所受的重力求出其质量m物,即可算出物体的密度.这样便可用逆向思维的方法设计完成实验.在问题分析的方法上更加注意学生科学态度的养成。由于许多学生实验都由学生设计，所以学生实验会在操作及处理过程上各不相同，所以在学生实验中尽量加强学生的自主交流与实验介绍，并且在后期的实验数据分析中要求学生完成实验报告，在实验报告中特别强调了实验数据与实验现象纪录的真实性和实验数据处理的科学方法，综上所述,要在物理实验中培养学生的逆向思维能力,就不能满足于教材上现有实验的教学,而要对某些实验作适当的改进、创新,使之有利于学生的逆向思维,教师应积极引导,创设各种教学情境激发学生的思维火花,促使他们在完成实验的过程中既要正向思考,也要反向思考,以提高思维的完整性、深刻性.参考文献1 常效奇,倪成锦. 建构主义在物理教法教学中的应用J. 鞍山师范学院学报, 2003,(04) . 2 张云. 建构主义理论在中学物理教学中的应用J. 成都教育学院学报, 2006,(04) . 3 王凤志. 浅谈初中物理教学中的STS教育J. 赤峰教育学院学报, 2003,(06) .4 梁贵生. 物理教学与基本能力培养J. 太原城市职业技术学院学报, 2008,(03) .