基于学生思维发展的初中物理实验教学策略

徐新建

【关键词】初中物理;思维能力;物理实验

物理学科知识具有较强的逻辑性及系统性，教师开展教学的过程中不仅要将物理学科知识传递给学生，还需要重视培养学生的思维能力，让学生在学习的过程中由“学会”转变为“会学”，并从中获得对客观世界进行探索的方法.在传统的初中物理教学课堂上，教师只是一味地让学生完成对教材中知识点的记忆，学生在学习过程中没有形成对知识灵活运用的能力，因此在面对新问题时往往不知道该如何结合所学知识.针对这一现象，现阶段的初中物理课程教学需要教师重视培养学生的探索精神，在发展学生思维的教学中使学生获得独立解决问题的能力.

1 构建限时作答模式，培养学生敏捷性思维

思维的敏捷性，指的是在规定的时间内，积极地利用已有的知识进行思考，通过大胆假设的方式全面思考问题，进而快速且准确地获得解决问题的方法及手段.思维敏捷性能够反映一个人智力的敏锐程度.在初中物理实验教学中，学生思维的敏捷性主要表现为能够在大脑中完成对知识的构建，能够掌握物理实验的技能及手段，以及能够对需要解决的问题快速且准确地制定解决方法或得出结论.因此，教师可以在初中物理课程教学中采用限时作答的模式培养学生思维的敏捷性.

例如 教师可以引导学生在规定时间内完成对“矿泉水瓶系列”的设计实验.学生在教师的指引中进行思考，能够设计出许多与矿泉水瓶相关的实验：在矿泉水瓶中加入小药瓶能够完成浮力实验;在矿泉水瓶中加入酒精及传感器，能够完成外界对气体做功及气体对外界做功的实验;在矿泉水瓶中加入有颜色的墨水及冷、热水，能够完成扩散速度与温度之间的探究实验，等等.学生在教师所构建的限时实验的教学模式下能够显著提升自己思维的敏捷性.在对学生敏捷性思维进行训练时，教师可以限时或定向地为学生提供一些必要的物理实验仪器，为学生构建一个具有一定竞争性及趣味性的物理实验氛围，使学生不仅得到好胜心及好动心方面的满足，还能够将以往的知识经验激发出来，通过一题多解的方式使学生思维的敏捷性得到多维度的发展.

2 引导学生设计物理实验方案，培养学生灵活性思维

灵活性思维就是指思维需要具有多变性及发散性，它主要表现能够运用所学知识，从不同角度出发，采用多种方式去解决出现的问题.它与敏捷性思维相比不需要受到时间的约束，并且思维在空间上表现得更加发散与广阔.在初中物理实验教学中，教师可以在学生面前直接呈现出生活化的情景，将情景中的复杂性特点利用起来，使学生能够结合所学知识，在对知识迁移应用的过程中从多个角度出发完成对问题发散式的思考，使学生能够使用多种方法完成对物理问题的解决，在举一反三中获得灵活性思维.

例如 在对“电磁继电器”这部分内容教学时，教师可以引导学生完成自主物理实验设计，要求学生能够设计出一个抽干水池中水的装置.学生在经过思考后，能够运用已学知识设计出多种多样的抽水装置电路图.在开展物理实验课程教学时，教师需要为学生预留充足的时间让学生先思考如何设计物理实验方案，使学生在思考的过程中获得发散性思维.在设计抽水装置的物理实验中，学生设计抽水装置的电路图时能够从电路的组成、用电安全等多个角度出发，不仅完成了对已学知识的梳理，还加深了对电路设计原理有关的知识理解，最终达到发展学生灵活性思维的教学目的.

3 引导学生进行交流，发展学生批判性思维

批判性思维指的是个体在自己独立思考的过程中，能够对整个思维过程进行全面检查，在分析及处理所捕捉到的反馈信息后，能够对其中出现的问题及矛盾点进行及时发现，同时能够对出现的错误进行自觉修正.物理实验本身就具有较强的逻辑性及严谨性，因此它也为培养学生批判性思维创造了条件.在开展物理实验教学时，需要教师能够引导学生在对物理现象进行独立思考后，能够提出具有批判质疑性质的问题，使学生在学习的过程中能够勇于表达自己的想法及观点.

例如 在探究物体浮沉条件时，可以在为学生演示浮沉子的上浮下沉实验后，让学生通过交流的方式去探究为何浮沉子会出现上浮下沉的现象.有的学生认为浮沉子下沉是由于改变了重力大小所导致的，即整体看待瓶子及进入的水，当用手挤压瓶子时，瓶子中的水会进入到小药瓶内，导致小药瓶在进入水之后增加了重量，在重力大于浮力的情况下就会出现小药瓶下沉的情况.而也有部分学生对这种说法质疑，他们认为之所以小药瓶下沉，是由于改變了浮力所导致的，即整体看待小药瓶及小药瓶上端封闭的空气柱，当用手对矿泉水瓶进行挤压时，小药瓶中会进入矿泉水瓶中的水，因此小药瓶上部的空气柱就会变小，进而减少了排开水的体积，在浮力小于重力的情况下小药瓶便出现了下沉的情况.批判性思维为学生其他思维的发展提供了基础并创造了前提，因此在初中物理实验课程教学中，需要教师鼓励学生先完成对问题的独立思考，并在独立思考的过程中对呈现出的实验现象进行质疑，接着引导学生与同伴进行交流及讨论，使学生在表达自己对问题独特看法的过程操作获得批判性思维.

4 引导学生观表探质，培养学生深刻性思维

深刻性思维需要建立在对知识的深度理解之上，它是在观察、分析、归纳事物的表象后，能够将表象的干扰排除掉，在抽象思维的引导下透过现象来把握事物的本质，完成对事物发展规律及趋势的预测.在开展初中物理实验教学时，需要教师将创新实验利用起来，引导学生在仔细及深入的观察中，运用对比法、正反论证法、控制变量法等科学的方法，自己完成对事物本质及核心的揭露，使得学生在深入理解物理概念及规律的过程中能够实现对知识“知其然并知其所以然”.

例如 在学习“小孔成像”相关内容时，大部分学生只是对小孔的大小停留在很小的孔这样的概念上，但是学生并不理解所谓的小孔到底有多小.因此，教师可以采用物理实验的方式引导学生理解.教师可以借助于LED灯为学生做出一个“上”字形的光源以及三角形的小孔，通过点亮LED 灯的灯源，通过小孔在光屏中呈现出小像.在演示完实验后，教师继续引导学生思考该实验是否为小孔成像.学生在思考后提出，由于整个“上”字上的光源能够呈现出上下左右均颠倒的像，因此实验为小孔成像，而在光屏上呈现出的LED灯的像为三角形形状，因此这个不是小孔成像.接着，教师再让学生对比“上”字所成的像以及LED灯所成的像，使学生在对比中完成对小孔的定义.通过实验教学的方式，能够加深学生对小孔定义的理解，学生能够理解小孔是相对而言的.教师要想使学生对小孔大小是相对而言这句话进行深入的理解，那么可以继续向学生提问：“如果想要使所有的光源通过这个小孔后均能够完成小孔成像的实验，那么应该如何进行改进？ ”学生在思考后能够提出两个解决方案，一是将小孔的大小减小，二是加大光源.学生在深度思考教师提问的过程中能够再次在自己的头脑中强化对小孔的定义.

总之，初中物理实验课程教学中，当学生对所学知识产生疑惑后，教师可以通过采用实验探究的方式加强学生对物理知识的理解，让学生结合物理实验所呈现出的现象，在对比中透过现象理解事物的本质，进而在这个过程中促进学生的深度学习，使学生发展深刻性思维.

5 引导学生优化物理实验，发展学生创造性思维

创造性思维属于思维中的最高层次，它是指一个人在遇到新的问题或处于新的情景中时，能够结合已有的知识储备进行快速地思考，并在思考的过程中能够创造性地获得具有价值性及新颖性的结论.创造性思维具有新颖性、发散性及独特性的特点，它在物理实验教学中主要能够体现在学生通过观察物理实验现象在大脑中思考物理现象后，能够提出具有创造性的看法及想法，并且能够运用一定的手段及方法完成对问题的解决.

5.1 对教材实验进行改进

教材中的实验在学生学习中能够起到重要的作用，它能够将教学中的重难点凸显出来，有助于学生掌握与理解所学知识.但是由于有些物理实验所呈现出的现象不明显，因此可能会导致学生得出不正确的结论.此时就需要教师能够引导学生进行思考，让学生在思考后改进实验.

例如 在“升华和凝华”实验中，用酒精灯加热碘锤后，会因为达到碘的熔点而观看到碘的液态现象，针对这一实验，教师可以引导学生结合其中的原理完成对实验的优化改进.如使用低于碘熔点的90℃ 或100℃ 的热水作为热源后，再对其进行加热就不会出现因为达到碘的熔点而出现液态碘的现象了.

5.2 对教材实验进行创新

教师可以引导学生对教材中的实验进行进一步创新拓展.例如，在开展“升华和凝华”实验中，教师可以指引学生从实验材料、实验方法、实验装置等角度完成对实验的创新.如学生提出可以改变实验材料，用干冰代替碘伏完成实验;也有学生提出，可以改变热源的方式，避免由于热源达到实验材料的熔点而导致实验材料出现熔化的情况.

总之，初中物理實验教学中，教师需要将教材中一些现象不明、结论不清的物理实验有效利用起来，引导学生提出自己的想法及观点，从不同方面、不同角度、不同维度出发，对教材中的实验进行积极改进与创新，在教学过程中为学生预留充足的思考问题的时间，让学生针对问题提出自己的看法，并结合自己的猜想完成对实验方案的优化设计，使学生在这个过程中能够获得创造性思维.并且，在设计实验方案的过程中，可以让学生先利用量表评价并改进自己的实验设计方案，接着引导学生运用生生互评及师生互评的方式进一步完善与修正自己的实验方案，使得学生的创造性思维在评价、交流与改进的过程中得到进一步提升.

6 结语

总而言之，在开展初中物理实验教学时，需要教师能够将基础知识教育与学生的思维发展培养相结合，使学生的思维得到激活，并借助物理学科中的实验教学调动学生学习的兴趣，引发学生完成对物理现象及物理问题的深度思考，进而帮助学生掌握物理学科中的一些抽象化概念及思维方式，使学生在不断提升创新能力及质疑意识的过程中获得思维方面的发展.