大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的思考

葉吉麗

摘 要 通過對(duì)大學(xué)生思維發(fā)展階段的分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀察與經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于大學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，可以從三個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)：在物理實(shí)驗(yàn)中保持主動(dòng)性，在物理實(shí)驗(yàn)中提高創(chuàng)造性意識(shí)，在物理實(shí)驗(yàn)中保持嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)造性思維；仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）20-0122-02

1 前言

目前，我國大學(xué)生一般在17～22歲之間。學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入青春的中期階段，身體已經(jīng)基本成熟，并且富有朝氣，充滿活力。大學(xué)生的大腦發(fā)育在這個(gè)階段也已進(jìn)入成熟階段，能夠承受較大的精神壓力。從圖1可以看出，人類大腦的發(fā)展，增長速度最快是1～7歲；12歲時(shí)，可以看出基本上達(dá)到成人水平；而到20～35歲，人的腦容量達(dá)到最高值[1]。

在我國，20～35歲這個(gè)時(shí)期的早期，很多人處于大學(xué)時(shí)期，他們的注意力和記憶力基本上出現(xiàn)峰值。跟抽象的理論相比，大學(xué)生更感興趣的是教師的意見，希望得到教師的建議而非幫助，從而進(jìn)一步發(fā)展連接中學(xué)時(shí)期的能力。這時(shí)的抽象思維已經(jīng)呈現(xiàn)出其獨(dú)特性，他們喜歡用自己的頭腦，透過特殊的眼光觀察世界，并且獨(dú)立思考。這表明他們思維的獨(dú)立性也提高了[2]。而大學(xué)生的抽象思維能力屬于創(chuàng)造性能力的一種，大學(xué)階段應(yīng)是創(chuàng)造性思維培養(yǎng)的最佳時(shí)期，創(chuàng)造性能力應(yīng)屬最強(qiáng)。

2 大學(xué)生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)方式

在物理實(shí)驗(yàn)中保持主動(dòng)性 強(qiáng)扭的瓜不甜。教學(xué)并不是教師一味地進(jìn)行灌輸，教師應(yīng)利用個(gè)人魅力、先進(jìn)的教學(xué)手段等，改變一成不變的傳統(tǒng)教學(xué)方法，使教學(xué)充滿趣味，使學(xué)生的主觀能動(dòng)性發(fā)揮得淋漓盡致，主動(dòng)積極學(xué)習(xí)。只有學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)成績才可以體現(xiàn)出來，思維習(xí)慣才可以慢慢發(fā)展，才能提高學(xué)習(xí)能力。

近年來，很多高校都倡議：學(xué)生必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。國外很多高校亦是如此。條件好的實(shí)驗(yàn)室，設(shè)置有整套的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，先讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，然后進(jìn)行實(shí)物演練。而且，通過仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)覽。學(xué)生傾向于對(duì)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出特別的興趣。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的學(xué)生，完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間大大縮短，完成效果也比較良好，其動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的能力也大大增強(qiáng)，這樣更有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。學(xué)生是不是主動(dòng)學(xué)習(xí)了，實(shí)驗(yàn)的效果如何，都可以體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)上。沒有經(jīng)過實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的學(xué)生，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)很短，他們只能靠教師來幫忙解決問題，無法提高對(duì)自主學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)[3]。

通過課前預(yù)習(xí)，學(xué)生的頭腦中已形成有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拇致詧D像，做起實(shí)驗(yàn)來就會(huì)顯得胸有成竹、信心百倍。因此，學(xué)生在課堂上能夠積極嘗試針對(duì)特定問題主動(dòng)出擊，進(jìn)而解決問題。在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過程中，了解實(shí)驗(yàn)的方法不統(tǒng)一，一個(gè)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生準(zhǔn)備幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，以便進(jìn)行正常實(shí)驗(yàn)。這樣不僅能引導(dǎo)學(xué)生敢說敢做，逐漸由灌輸式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魇綄W(xué)習(xí)，養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，對(duì)創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)也很有幫助。在實(shí)驗(yàn)過程中，如果遇到查找文獻(xiàn)也不能解決問題，學(xué)生在課堂上大膽、勇敢地提出來，然后跟教師、同學(xué)一起探討解決之道。逐漸地，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力就會(huì)得到培養(yǎng)，主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣也逐漸形成，還強(qiáng)化了團(tuán)隊(duì)精神[4]。

在物理實(shí)驗(yàn)中提高創(chuàng)造性意識(shí) 創(chuàng)造性意識(shí)是人們建立起來的高度的敏感性和自我意識(shí)，自發(fā)創(chuàng)造的心理準(zhǔn)備狀態(tài)，而這種心理準(zhǔn)備狀態(tài)是以創(chuàng)造活動(dòng)時(shí)的體驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)的。在創(chuàng)造性思維的前提下，既要形成創(chuàng)造性思維能力，又能夠?qū)⒍呔o密結(jié)合。沒有創(chuàng)造性意識(shí)，創(chuàng)造性思維活動(dòng)會(huì)怎么樣？可以看出，創(chuàng)造性思維的前提是創(chuàng)造性意識(shí)。

對(duì)于新事物，要有求知的心態(tài)，要明白：這是我創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。必須仔細(xì)研究，考慮周到，看看它們是不是可以進(jìn)一步在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展，然后為己所用。要培養(yǎng)良好的記錄習(xí)慣，即使知道一些想法可能沒有真正的價(jià)值，但這是一種思維訓(xùn)練。因此，對(duì)于自己所未知的知識(shí)，只有親身去接觸、探索，才可以讓自己的創(chuàng)造性意識(shí)處于一個(gè)活躍的狀態(tài)。

根據(jù)實(shí)踐情況發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)學(xué)生在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂上沒有做筆記的習(xí)慣，也不能主動(dòng)認(rèn)真思考并發(fā)現(xiàn)問題，有的甚至是發(fā)現(xiàn)了問題，卻不敢提出；甚至一些學(xué)生幾乎沒有什么新的想法，或者太懶，不愿去想，實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造性意識(shí)根本不會(huì)體現(xiàn)出來，特別是問題意識(shí)。要了解問題就是機(jī)會(huì)，不應(yīng)逃避，要勇于直面問題，當(dāng)成突破的機(jī)遇。每次遇到困難，琢磨里面是不是暗藏什么機(jī)制性的東西，先記錄，然后提出自己的設(shè)想，加以思考，再分析排除，不要輕易放棄。最好問自己：真的不能解決嗎？想放棄嗎？這樣才有助于自身創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

那么在實(shí)驗(yàn)中遇到問題，想要解決問題必須要從問題情境入手，對(duì)問題情境加以分析，才能使問題更加明朗化，進(jìn)而解決。學(xué)生必須學(xué)會(huì)為自己設(shè)置問題的狀態(tài)，或與教師一起，在其引導(dǎo)下積極融入已設(shè)定好的問題情境中，意識(shí)到要提高自己的創(chuàng)造性意識(shí)，特別是在理解這個(gè)問題的方向上，應(yīng)該是發(fā)現(xiàn)問題、直面問題、敢問問題。對(duì)在實(shí)驗(yàn)中所面臨的困難、疑惑，一定要問為什么、怎么去做。

如在“在電表的改裝與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)”中，學(xué)生應(yīng)該想到：如何知道改裝后的電表是想要的量程？會(huì)不會(huì)有誤差？誤差來源于哪里？帶著這些問題，首先要明白實(shí)驗(yàn)誤差對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確與否是一個(gè)重要因素，是否理解誤差的來源，能否分析其來源，是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)。因此，在實(shí)驗(yàn)過程中必須要了解：

1）用萬用表測(cè)量表頭內(nèi)阻時(shí)，萬用表的表筆與表頭接觸不良，導(dǎo)致測(cè)量表頭內(nèi)阻有誤差；

2）電阻的標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)際值不符，以及讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生的誤差，會(huì)導(dǎo)致改裝表與標(biāo)準(zhǔn)表的級(jí)別偏差大；

3）將表頭改裝成較大量程的電流表時(shí)，表頭對(duì)電流有分流作用，導(dǎo)致改裝表測(cè)量值較標(biāo)準(zhǔn)值偏小。

另一個(gè)例子是“示波器使用”實(shí)驗(yàn)，有些學(xué)生在調(diào)校示波器時(shí)，可能在示波器上看不到亮點(diǎn)和掃描線，那么就會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問：為什么會(huì)這樣？導(dǎo)致這種情況的原因有哪些呢？亮點(diǎn)和掃描線對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)來說必不可少，因此，實(shí)驗(yàn)開始前必須要知道可能的原因并知道如何解決：endprint

1）示波器壞了；那就換儀器；

2）光點(diǎn)亮度太暗，要調(diào)節(jié)亮度旋鈕；

3）有信號(hào)加在示波器的信號(hào)輸入端，并且信號(hào)幅度較大，超出了當(dāng)前Y軸的量程，使得光點(diǎn)超出屏幕的范圍，所以將電壓擋旋鈕順時(shí)針換個(gè)較高的電壓擋，或者將信號(hào)源移除；

4）水平或者垂直位置旋鈕調(diào)整過度，使得光點(diǎn)超出屏幕范圍，這樣就要調(diào)整水平和垂直方向的旋鈕到中間位置。

在物理實(shí)驗(yàn)中保持嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度 在實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的觀察，大多數(shù)學(xué)生忽略了要腳踏實(shí)地，保持嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，一些學(xué)生甚至偽造數(shù)據(jù)，或者謊報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得過且過。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要求盡量準(zhǔn)確，但是實(shí)驗(yàn)過程顯得更加重要，要更加認(rèn)真對(duì)待自己的勞動(dòng)成果——實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)生如果發(fā)現(xiàn)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值差別很大，或者與別的同學(xué)相差很大，都不要著急偽造，而應(yīng)該仔細(xì)尋找原因，分析是不是實(shí)驗(yàn)過程中哪個(gè)步驟出現(xiàn)了問題？或者儀器本身是不是有問題的？要實(shí)事求是，要了解實(shí)驗(yàn)總是反反復(fù)復(fù)，經(jīng)歷一次次的失敗，才能夠看到成功的可能，或者才能成功。只有經(jīng)過多次實(shí)踐，才可以在新事物、新現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，才能找到創(chuàng)新突破口，進(jìn)行創(chuàng)新。因此，每個(gè)實(shí)驗(yàn)必須認(rèn)真對(duì)待，培養(yǎng)他們對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，這是創(chuàng)造性思維發(fā)展的必要條件。

實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是非常有必要的，這是從感性觀察到理性知識(shí)的過渡過程。因此，學(xué)生要正確處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作，不僅要真實(shí)地記錄觀察到的數(shù)據(jù)，而且要仔細(xì)分析結(jié)果，并要在實(shí)驗(yàn)過程中表達(dá)自己的想法和思維過程。特別是對(duì)數(shù)據(jù)處理問題的討論，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會(huì)使用先進(jìn)的技術(shù)來處理煩瑣的數(shù)據(jù)，并學(xué)會(huì)與實(shí)際情況進(jìn)行比較，誤差出現(xiàn)時(shí)，要懂得哪里出錯(cuò)或出錯(cuò)的地方。通過深入的誤差分析，一些零散的抽象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加深到理論水平層面。

可見，學(xué)生要理解實(shí)驗(yàn)，必須手和大腦并用，測(cè)試自己的靈感，并仔細(xì)記錄，總結(jié)和組織好實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，找到一個(gè)新的點(diǎn)，透過現(xiàn)象挖掘本質(zhì)，使感官刺激上升到理性的高度，達(dá)到思維訓(xùn)練的目的[3]。

3 結(jié)語

總之，教師和學(xué)生的創(chuàng)造性思維應(yīng)相互補(bǔ)充。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師教學(xué)用自己的手段和方法，通過發(fā)揮個(gè)人魅力等，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維；但實(shí)驗(yàn)主要由學(xué)生完成，學(xué)生要達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)，需要自己發(fā)揮關(guān)鍵作用，做自己思想的創(chuàng)造者。因此，在高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生要不斷地激發(fā)自己的主觀能動(dòng)性，以保持主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)造性意識(shí)，而且必須保持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，從而更好地培養(yǎng)自己的創(chuàng)造性思維。

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