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物理实验方法与创造性思维的关系

2018-08-31朱星翰

中国科技纵横 2018年13期
关键词:实验方法物理实验创造性思维

朱星翰

摘 要:我们青少年在进行任何物理实验的时候都需要一定的物理实验方法去实施。但是就目前学校实验课进行的物理实验来看,无论是从整体的实验内容框架,还是进行具体的实验项目,其中我们要做的就只是进行一些实验目的、原理、仪器、步骤、数据等的记录与处理,接着就是对实验结果进行分析验证,可能还会有计算。但是对于如何达到预期实验目的方法则并没有突出其地位的单独做一板块来系统的介绍实验思考过程。大多数情况下就是将这一思考过程或这方法很精简的写入实验目的那块,以作为其内容的临时性扩充说明。然而对实验方法的分析是检验我们青少年是否具备创造性思维的重要途径。本文就这一问题对物理实验方法与创造性思维的关系的进行探讨。

关键词:物理实验;教学活动;实验方法;创造性思维

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)13-0207-02

那么什么是创造性思维呢?它是指人们经由已经掌握的知识体系、规律方法、处理经验等的应用于对客观事物的研究分析发现其新的规律,進而产生新的思想、理论、知识体系等的思维模式[1]。然而对于我们青少年来说,思考问题的形式已经趋于成熟和稳定,并能够在日常学习中进行系统的论证性思维活动,能运用自身已经吸收的知识体系去探索客观规律,对于各类问题的解决也有自己不一样的想法,从而体现出各自思维的个性与创造性。所以创造性思维是我们青少年具有的特质,应当通过实践方法来发展青少年的创造性思维,这二者是有密不可分的关系的。

1 寻求实验方法会促进创造性思维的发展

利用不同的实验方法去探求从不同的角度解决问题的可能性的形式,是为思维的发散形式,而发散思维的产生是进行创造性思维活动的必要前提,此后发散思维的聚合便是确定解决问题的方向,以此获得问题最后的解决途径。那么对于我们青少年又如何去践行上述的思维活动呢?又怎样利用创造性思维解决实际问题呢?为此,我认为学校进行课题实验时,教师要能引导我们的思维积极参与到问题探究当中,鼓励我们探求解决问题的各种方法,再根据客观条件对各种实验方法进行验证分析,实验中每个环节出现的变量进行分析比较,最后比较出一个最优解[2]。在上述的实验教学践行当中,我们的创造性思维就可以得到锻炼,并能最大限度地发挥出来。研究表明,利用创造性思维解决问题的本质上就是对自身思维进行“发散,聚合,再发散,再聚合”多次循环的结果,而实验方法的习得就是上述的循环过程。

2 创造性思维能力对寻求实验方法的促进作用

就我们青少年的学习的特点而言,主要表现出独立自主以及探索冒险的精神,并且它们的增长是与年级成正相关的。所以引导青少年发展创造性思维,并将之用于物理实验方法的探求中,起到的促进作用是不容小觑的。

2.1 创造性思维促进新颖的实验方法的产生

在青少年的物理实验教学当中,应把创造性思维在实验方法中的创新运用作为重点培养。大多情况下,对于物理实验中实验对象的检测验证是有多种不同的实验方法的,只是因为教学计划、实验指导员能力等原因,它们平时便成为隐性的存在。为此理应向学生明确,实际验证中并不是仅有一种或几种实验方法而已,应当引导学生能够发挥自己的创造性思维去践行出的更为巧妙的实验方法来因为全新的巧妙的实验方法有时能够突破问题的瓶颈。物理实验自身的发展史也是不断向前推进的,譬如推动物理实验重大进步的伽利略,他通过斜面实验证明了匀加速直线运动的主要特点,并创造新将其推广到验证自由落体运动,凭此进一步推翻了科学界上千年之久的亚里士多德的落体理论。伽利略采取的实验方法的精度很高,不管重复实验多少次,其得到的实验结果都是基本一致的,其巧妙的实验方法也创造性地发掘困扰许久的自由落体运动的本质。目前物理实验教程对不同的实验方法的介绍大致为以下两种情况:首先,根据不同的实验原理,相应的采取不同实验方法;其次,基于一样的实验原理,但是使用的实验方法却不一致。如液体粘滞系数的测量依据的基本原理均为斯托克斯定律,但采用的实验方法根据不同的情况有:毛细管法、落球法、和旋转圆筒法。之所以出现不同的实验方法,是因为在实际操作物理的过程当中,创造性思维的活动所驱使的结果。所以一旦创造性思维启用,就可以创造出解决问题的很多可能性。

2.2 创造性思维促进关键技术的革新和发展

物理实验的实验方法中除了构建方法框架的过程外,还包含对某种关键技术的灵活应用,不能将其拘泥于原有操作模式上,这一关键技术也很有可能成为解决问题的突破口。例如在弹性模量的测试的实验中,细微的长度弹性变化就是实验过程中的关键技术部分,是实验方法能否解决实验问题的关键突破点了[3]。对预测微发的探究一直在进行,研究希望能创造出更多样的测微方式。因此在传统的直接测微法、光杠杆测微法的基础上,逐渐创造新的发展出了干涉法、衍射法、电容传感法、霍耳元件法、计算机实时测量法、电感传感法、光电智能法等多种测微方法。虽然每种测量方法都有各自的缺点存在,但创造性的方法使用还是值得肯定的,重要的关键点在于以往固定技术使用的创造性革新,这是物理实验方法和创造性思维灵活的结果。上述举的实例仅仅是物理实验中的一小部分,还有更多的可能性等着我们的创造性思维去发掘。

3 实验教学中加强对青少年创造性思维的培养

3.1 实验教学中突出和强调实验方法

物理是一门实验性很强的学科,其中的新概念、新发现的产生主要就是根据于物理实验,此外科学界里的新的突破也是要经历实验方法的进一步更新与发展的,进而完成新的科学革命。因而实验方法在物理实验当中有相当重要的作用,尤其是对于物理实验内容体系的建立有着重大的影响。对于物理实验教学中的指导老师的地位也要强调出来,因为其在整个实验当中的对于我们青少年的指引作用是毋庸置疑的。

3.2 创设实验方法的问题情景,启发青少年创造思维

物理实验原理中是会夹杂着实验方法的,实验教学中指导教师应当加以强调。有些实验原理实质确实简单明了,主要解决的问题就是谈求出最为合适的实验方法,也可以说是找到问题的最优解。而最优的实验方法就是在以往的基础上不断改善、进步而来的。这对实验指导教师的教学方法有较高的要求了,学生思维被指导教师启发引导,实验教学当中要以实验方法为侧重点,层层递进,逐步发展学生的创造性思维。此外,实验方法形成的这个思维活动过程也是尤为重要的,可能实验原理很简单,但是如何用最为简便有效的方法来验证呢?为什么要采取所设想的方法呢?又怎样将设想的实验方法一步一步条理清晰地做出来呢?为什么这一步必须这么做,换成其他方式就不行了呢?……种种这些问题都要经过思考,这种思考实验方法的形式才能对我们青少年的创造性思维能力的养成与发展产生极大的促进作用。如果直接地将实验方法步骤给出来,就算学生知道实验的验证过程,但对于实验原理的实质或是问题的解决并不能真正的理解,换句话说,学生对实验思想以及实验方法的如何的形成过程并没有真正的领悟到,又或者说学生的思维并没有跟上这个给定实验方法的过程,这样的照葫芦画瓢的教学方式的结果并不会有良好的成效,又何来的创造性思维的产生。

4 结语

如何培养并发展我们青少年的创造性思维?践行的物理实验的实验方法中的内容的创造性和重要性与创造性思维的养成是密不可分的关系。而物理实验当中的教师就成为重要的启发者、引导者的角色,他们的打破陈规对于我们青少年自主独立进行实验方法的探究以及创造性思维的发掘是很重要的;他们的引导对于我们青少年的创新能力的提高以及通过使用不一样的实验方法对问题的创造性解决起到很大的促进作用。

参考文献

[1]高虹.大学物理实验教学中培养学生创造性思维的探究[J].现代职业教育,2015,(19):112-113.

[2]宗一博.试论高中物理实验学习过程培养创新思维的方法[J].数理化解题研究,2016,(3):73-73.

[3]温俊霞.强化物理实验教学,培养学生创新能力[J].教育界,2014,(26):148-148.

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