物理實驗方法與創(chuàng)造性思維的關(guān)系

朱星翰

摘 要：我們青少年在進行任何物理實驗的時候都需要一定的物理實驗方法去實施。但是就目前學(xué)校實驗課進行的物理實驗來看，無論是從整體的實驗內(nèi)容框架，還是進行具體的實驗項目，其中我們要做的就只是進行一些實驗?zāi)康?、原理、儀器、步驟、數(shù)據(jù)等的記錄與處理，接著就是對實驗結(jié)果進行分析驗證，可能還會有計算。但是對于如何達到預(yù)期實驗?zāi)康姆椒▌t并沒有突出其地位的單獨做一板塊來系統(tǒng)的介紹實驗思考過程。大多數(shù)情況下就是將這一思考過程或這方法很精簡的寫入實驗?zāi)康哪菈K，以作為其內(nèi)容的臨時性擴充說明。然而對實驗方法的分析是檢驗我們青少年是否具備創(chuàng)造性思維的重要途徑。本文就這一問題對物理實驗方法與創(chuàng)造性思維的關(guān)系的進行探討。

關(guān)鍵詞：物理實驗；教學(xué)活動；實驗方法；創(chuàng)造性思維

中圖分類號：G640 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0207-02

那么什么是創(chuàng)造性思維呢？它是指人們經(jīng)由已經(jīng)掌握的知識體系、規(guī)律方法、處理經(jīng)驗等的應(yīng)用于對客觀事物的研究分析發(fā)現(xiàn)其新的規(guī)律，進而產(chǎn)生新的思想、理論、知識體系等的思維模式[1]。然而對于我們青少年來說，思考問題的形式已經(jīng)趨于成熟和穩(wěn)定，并能夠在日常學(xué)習(xí)中進行系統(tǒng)的論證性思維活動，能運用自身已經(jīng)吸收的知識體系去探索客觀規(guī)律，對于各類問題的解決也有自己不一樣的想法，從而體現(xiàn)出各自思維的個性與創(chuàng)造性。所以創(chuàng)造性思維是我們青少年具有的特質(zhì)，應(yīng)當(dāng)通過實踐方法來發(fā)展青少年的創(chuàng)造性思維，這二者是有密不可分的關(guān)系的。

1 尋求實驗方法會促進創(chuàng)造性思維的發(fā)展

利用不同的實驗方法去探求從不同的角度解決問題的可能性的形式，是為思維的發(fā)散形式，而發(fā)散思維的產(chǎn)生是進行創(chuàng)造性思維活動的必要前提，此后發(fā)散思維的聚合便是確定解決問題的方向，以此獲得問題最后的解決途徑。那么對于我們青少年又如何去踐行上述的思維活動呢？又怎樣利用創(chuàng)造性思維解決實際問題呢？為此，我認為學(xué)校進行課題實驗時，教師要能引導(dǎo)我們的思維積極參與到問題探究當(dāng)中，鼓勵我們探求解決問題的各種方法，再根據(jù)客觀條件對各種實驗方法進行驗證分析，實驗中每個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的變量進行分析比較，最后比較出一個最優(yōu)解[2]。在上述的實驗教學(xué)踐行當(dāng)中，我們的創(chuàng)造性思維就可以得到鍛煉，并能最大限度地發(fā)揮出來。研究表明，利用創(chuàng)造性思維解決問題的本質(zhì)上就是對自身思維進行“發(fā)散，聚合，再發(fā)散，再聚合”多次循環(huán)的結(jié)果，而實驗方法的習(xí)得就是上述的循環(huán)過程。

2 創(chuàng)造性思維能力對尋求實驗方法的促進作用

就我們青少年的學(xué)習(xí)的特點而言，主要表現(xiàn)出獨立自主以及探索冒險的精神，并且它們的增長是與年級成正相關(guān)的。所以引導(dǎo)青少年發(fā)展創(chuàng)造性思維，并將之用于物理實驗方法的探求中，起到的促進作用是不容小覷的。

2.1 創(chuàng)造性思維促進新穎的實驗方法的產(chǎn)生

在青少年的物理實驗教學(xué)當(dāng)中，應(yīng)把創(chuàng)造性思維在實驗方法中的創(chuàng)新運用作為重點培養(yǎng)。大多情況下，對于物理實驗中實驗對象的檢測驗證是有多種不同的實驗方法的，只是因為教學(xué)計劃、實驗指導(dǎo)員能力等原因，它們平時便成為隱性的存在。為此理應(yīng)向?qū)W生明確，實際驗證中并不是僅有一種或幾種實驗方法而已，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生能夠發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維去踐行出的更為巧妙的實驗方法來因為全新的巧妙的實驗方法有時能夠突破問題的瓶頸。物理實驗自身的發(fā)展史也是不斷向前推進的，譬如推動物理實驗重大進步的伽利略，他通過斜面實驗證明了勻加速直線運動的主要特點，并創(chuàng)造新將其推廣到驗證自由落體運動，憑此進一步推翻了科學(xué)界上千年之久的亞里士多德的落體理論。伽利略采取的實驗方法的精度很高，不管重復(fù)實驗多少次，其得到的實驗結(jié)果都是基本一致的，其巧妙的實驗方法也創(chuàng)造性地發(fā)掘困擾許久的自由落體運動的本質(zhì)。目前物理實驗教程對不同的實驗方法的介紹大致為以下兩種情況：首先，根據(jù)不同的實驗原理，相應(yīng)的采取不同實驗方法；其次，基于一樣的實驗原理，但是使用的實驗方法卻不一致。如液體粘滯系數(shù)的測量依據(jù)的基本原理均為斯托克斯定律，但采用的實驗方法根據(jù)不同的情況有：毛細管法、落球法、和旋轉(zhuǎn)圓筒法。之所以出現(xiàn)不同的實驗方法，是因為在實際操作物理的過程當(dāng)中，創(chuàng)造性思維的活動所驅(qū)使的結(jié)果。所以一旦創(chuàng)造性思維啟用，就可以創(chuàng)造出解決問題的很多可能性。

2.2 創(chuàng)造性思維促進關(guān)鍵技術(shù)的革新和發(fā)展

物理實驗的實驗方法中除了構(gòu)建方法框架的過程外，還包含對某種關(guān)鍵技術(shù)的靈活應(yīng)用，不能將其拘泥于原有操作模式上，這一關(guān)鍵技術(shù)也很有可能成為解決問題的突破口。例如在彈性模量的測試的實驗中，細微的長度彈性變化就是實驗過程中的關(guān)鍵技術(shù)部分，是實驗方法能否解決實驗問題的關(guān)鍵突破點了[3]。對預(yù)測微發(fā)的探究一直在進行，研究希望能創(chuàng)造出更多樣的測微方式。因此在傳統(tǒng)的直接測微法、光杠桿測微法的基礎(chǔ)上，逐漸創(chuàng)造新的發(fā)展出了干涉法、衍射法、電容傳感法、霍耳元件法、計算機實時測量法、電感傳感法、光電智能法等多種測微方法。雖然每種測量方法都有各自的缺點存在，但創(chuàng)造性的方法使用還是值得肯定的，重要的關(guān)鍵點在于以往固定技術(shù)使用的創(chuàng)造性革新，這是物理實驗方法和創(chuàng)造性思維靈活的結(jié)果。上述舉的實例僅僅是物理實驗中的一小部分，還有更多的可能性等著我們的創(chuàng)造性思維去發(fā)掘。

3 實驗教學(xué)中加強對青少年創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)

3.1 實驗教學(xué)中突出和強調(diào)實驗方法

物理是一門實驗性很強的學(xué)科，其中的新概念、新發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生主要就是根據(jù)于物理實驗，此外科學(xué)界里的新的突破也是要經(jīng)歷實驗方法的進一步更新與發(fā)展的，進而完成新的科學(xué)革命。因而實驗方法在物理實驗當(dāng)中有相當(dāng)重要的作用，尤其是對于物理實驗內(nèi)容體系的建立有著重大的影響。對于物理實驗教學(xué)中的指導(dǎo)老師的地位也要強調(diào)出來，因為其在整個實驗當(dāng)中的對于我們青少年的指引作用是毋庸置疑的。

3.2 創(chuàng)設(shè)實驗方法的問題情景，啟發(fā)青少年創(chuàng)造思維

物理實驗原理中是會夾雜著實驗方法的，實驗教學(xué)中指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)加以強調(diào)。有些實驗原理實質(zhì)確實簡單明了，主要解決的問題就是談求出最為合適的實驗方法，也可以說是找到問題的最優(yōu)解。而最優(yōu)的實驗方法就是在以往的基礎(chǔ)上不斷改善、進步而來的。這對實驗指導(dǎo)教師的教學(xué)方法有較高的要求了，學(xué)生思維被指導(dǎo)教師啟發(fā)引導(dǎo)，實驗教學(xué)當(dāng)中要以實驗方法為側(cè)重點，層層遞進，逐步發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維。此外，實驗方法形成的這個思維活動過程也是尤為重要的，可能實驗原理很簡單，但是如何用最為簡便有效的方法來驗證呢？為什么要采取所設(shè)想的方法呢？又怎樣將設(shè)想的實驗方法一步一步條理清晰地做出來呢？為什么這一步必須這么做，換成其他方式就不行了呢？……種種這些問題都要經(jīng)過思考，這種思考實驗方法的形式才能對我們青少年的創(chuàng)造性思維能力的養(yǎng)成與發(fā)展產(chǎn)生極大的促進作用。如果直接地將實驗方法步驟給出來，就算學(xué)生知道實驗的驗證過程，但對于實驗原理的實質(zhì)或是問題的解決并不能真正的理解，換句話說，學(xué)生對實驗思想以及實驗方法的如何的形成過程并沒有真正的領(lǐng)悟到，又或者說學(xué)生的思維并沒有跟上這個給定實驗方法的過程，這樣的照葫蘆畫瓢的教學(xué)方式的結(jié)果并不會有良好的成效，又何來的創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生。

4 結(jié)語

如何培養(yǎng)并發(fā)展我們青少年的創(chuàng)造性思維？踐行的物理實驗的實驗方法中的內(nèi)容的創(chuàng)造性和重要性與創(chuàng)造性思維的養(yǎng)成是密不可分的關(guān)系。而物理實驗當(dāng)中的教師就成為重要的啟發(fā)者、引導(dǎo)者的角色，他們的打破陳規(guī)對于我們青少年自主獨立進行實驗方法的探究以及創(chuàng)造性思維的發(fā)掘是很重要的；他們的引導(dǎo)對于我們青少年的創(chuàng)新能力的提高以及通過使用不一樣的實驗方法對問題的創(chuàng)造性解決起到很大的促進作用。

參考文獻

[1]高虹.大學(xué)物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的探究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2015，（19）：112-113.

[2]宗一博.試論高中物理實驗學(xué)習(xí)過程培養(yǎng)創(chuàng)新思維的方法[J].數(shù)理化解題研究，2016，（3）：73-73.

[3]溫俊霞.強化物理實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].教育界，2014，（26）：148-148.