在实验设计中培养学生发散性思维

在实验设计中培养学生发散性思维
所谓发散性思维就是对同一问题，在不同的条件下提出多向性，多变形的解决问题方案的思维，而初中学生由于受年龄和阅历等方面的限制，虽然他们的思维能力已经有了一定的基础，但是思维的形式明显偏重于具体思维，思考问题非常的片面，发散思维意识相对薄弱，因此，在课堂教学中应该注意加强学生发散性思维年历的培养。

实践证明，利用初中物理实验可以引导学生广开思路，从多个角度去观察和分析问题，所以对初中学生进行发散思维能力的培养是完全可行的，也是培养学生发散思维能力的关键阶段。

下面就如何利用初中物理实验设计教学培养学生的发散思维能力来谈一谈本人的一些做法。

在实验探究的教学中，存在提出问题，猜想与假设，设计实验，进行实验，记录实验数据与现象，分析与论证，评估七大步骤。

其中实验的设计联系到其它的很多步骤，所以每一步都决定于实验的设计，要培养学生的发散性思维能力，就需要从每一步开导。

一、从猜想与假设中打开学生思维发散的大门
上物理实验探究课时，当问题提出以后，就需要学生进行猜想与假设，那么对于同一问题，学生的猜想各不相同，比如在探究《影响浮力大小的因素》的实验课中，学生的猜
想五花八门，如：如物体的质量，物体的体积，物体浸入液体的体积，液体的密度，物体排开液体的体积，液体的密度等等。

这么多的猜想不是全部正确的，有的学生是乱猜的，所以这个时候，老师就要开导学生，开拓思维，通过平时的生活经验，或者观察到的一些现象进行合理推导，合理的猜想。

只有让学生通过合理的猜想进行分析就可以排除物体的质量，物体的体积。

物体浸入液体的体积与和物体排开液体的体积是一回事。

所以最后就是液体的密度，物体排开液体的体积。

在设计实验时，还要考虑到两个物理量影响到浮力，那么还要运用到控制变量法。

在进行实验时，我们如何看出浮力的变化，就需要通过力的平衡来找出规律。

在这里存在的有物体的重力，测力计对物体的拉力，以及液体对物体的浮力。

物体的重力是不变的，当测力计的拉力减小时，那么物体所受到的浮力就变大了。

所以培养学生的发散性思维不是让学生乱做乱想，而是广开思路，合理分析。

二、在设计实验中让学生的思维的心在此翱翔
实验的设计取决于实验的猜想，根据猜想进行实验设计。

那么如何设计实验，关系到很多的问题。

实验的理论依据和公式，实验需要哪些实验器材，实验的步骤如何设计，对于实验的现象或数据如何进行分析等等，都是培养学生思维能力的途径。

从基本公式，定义等导出的定义实验设计中，要多途径，
多方位地寻找处理实验问题的方法。

也就是说，在基本原理相同的前提下，从已学知识出发，尽可能地挖掘出各种直接或间接的可行测量方法。

从而开导学生思维的方向。

相同实验目的，也可以通过改变实验器材，引导学生变换思维，灵活地进行实验。

例如，现要求用实验测出待测电阻R的阻值。

（1）如果给你的器材中电流表电压表齐全，那么就可以用“伏安法”来直接测量待测电阻两端的电压U以及通过电阻R的电流，后用公式R=U/I即可求出待测电阻。

（2）如果给你的器材中多给了一个已知阻值的电阻RO，但是缺少了电流表和滑动变阻器，则要用电压表来直接测量待测电阻两端的电压，并设法利用串联电流处处相等的性质来进行见解测量通过R的电流大小――串联等流法。

当然也可以用串联短路法。

（3）如果给你的器材中多给了一个已知阻值的电阻，但是实验器材中少了电压表和滑动变阻器，则要用电流表来直接测量通过待测电阻的电流I，并设法利用并联电路各支路两端的电压相等的性质来进行见解测量――
并联等压法。

当然也可以用并联开路法。

（4）如果给你的器材中已知滑动变阻器的最大阻值，但只缺少了电流表，则我们可以把滑动变阻器的滑片移动到最大值处，把这个滑动变阻器当定值电阻连入电路中。

除了这种方法外，我们还可以充分运用“滑动变阻器的最大阻值R0，最小阻值是0欧”的性质来帮助我们达到测量目的。

（5）如果给你的器材中只缺
少了电压表，但已知滑动变阻器的最大阻值为R0，则我们可以滑动变阻器的滑片移至最大处，则可以把滑动变阻器当作R0连入电路中。

除了这种方法外，我们还可以充分运用“滑动变阻器的最大阻值R0，最小阻值是0欧”的性质来进行测量。

相同的目的，但是由于所给的器材不同，采取解决问题的方法也就不同了。

这就需要拓宽学生发散思维的能力，通过不同的器材，测出不同的数据，利用不同的公式，测出相同的结果。

三、在设计实验中，介绍给学生都熟悉的器材的用途，培养学生的求异思维
例如：天平是测量质量的仪器，在教学中，除了进行基本的物质的质量的测量外，为了开拓学生的思维，还可以提出问题：如何用天平来“称”物体的体积或面积？针对这样的问题，学生就会展开丰富的想象，通过其他的途径寻找解决问题的办法。

大家都知道，天平是不能直接测量出物体的面积S，但是可以通过一些间接的方法来处理：如找一张厚度均匀的硬纸片，用复写纸将待测物体的边界印在硬纸片上，然后沿边界将纸片剪下，再用同样的纸片剪一个边长为10CM的正方形，后用天平称出两纸片的质量分别为M物和M正，再根据同种物质的密度相同而得到公式S正/S物=M 正/M物，就可以求出待测物体的面积S物=M物S正/M正。

用类似的方法还可以测出许多不规则形状物体的面积。

同
样，换个角度，我们虽然不能直接测量出物体的体积，但是也可以通过测量已知密度的物体质量，然后用质量除以密度求得体积。

四、在实验设计中，多引导学生进行一器多用，充分发挥学生想象力，开拓学生的思维能力
例如：空的塑料饮料瓶虽然是生活中比较常见的废品，结构也非常简单，但是在物理实验中的应用缺有其独到之处，在设计实验时，可考虑换用它来完成实验：如进行物体的压强岁深度的增加而增大的实验，固体的压强与压力，受力面积的关系的实验，浮力产生的原因…….又如：生活中常见的医用注射筒也可以用于进行潜水艇的工作原理的模拟演示实验。

液体的沸点与压强关系的演示实验，连通器原理的演示实验以及验证大气压的存在的演示实验等等。

通过在实验设计的教学中适时地引导学生用生活中常见的，便宜的器材（或废物）来做实验，研究物理问题，就会使学生倍感亲切，有利于调动学生的学习积极性，活跃学生的思维。

总之，在物理实验设计的教学中，巧妙的利用物理实验的多元性、多变形，不多的培养学生发散思维的能力，不但能使学生对物理概念和规律的理解更加完整和深刻，也能使学生摆脱习惯思维的束缚，拓宽思维范围，使解决问题的方法不拘一格，从而使学生的发散性思维能力也得到发展，以适应当前素质教育的需要。