安徽省太湖县天华中学（246460） 陈怀永
学生的学习是不断增长知识，不断发现问题，不断解决问题的过程。教师的教学是引导学生“探索”、“发现”知识，创造性解决问题并获得科学技能的过程。要激发学生的学习兴趣，开发学生的潜能，给学生创造一个良好的思维环境是必不可少的。因此，教师在课堂上，要针对学生的生理和心理特点，有意提出一些有创意的问题，培养学生的多元思维能力，让他们思考、质疑、动手设计实验。学生的创新精神和创造思维能力就会得到明显的提高。
1 开拓思路 多向思维创新
一个问题如果从不同的视角进行深入的研究，构思有了创新，方法也就不同，就有了独特之处。每一个学生都以自己的思维触角对问题进行深度的思考，就会有不同层面不同视点的解决方案，且各有独到之新意。所以，给学生自主的思维空间，开拓其思路，让学生从多方向思维，才能创新无限。
对于摩擦力的实验研究中，要测量摩擦系数，就要保证物体做匀速直线运动，而实验过程中人拉动测力计是不可能做到匀速的，因而实验过程中弹簧测力计的示数总是很不稳定。如何改进呢？笔者充分发挥学生的能动性，在课堂上要求学生多向思维，对此实验提出自己的看法，部分学生提出了很好的改进措施。
如图1（a）所示，传送带上放置一个特制的滑块，通过细绳绕过定滑轮固定在测力计下端。电机启动，带动传动带逆时针旋转时，滑块运动一点儿距离后会保持相对静止状态。根据二力平衡条件，不管传送带的运动是否匀速，都可测量出滑块与传送带之间的滑动摩擦力大小。这样的实验改进不仅消除了运动必须匀速的问题，而且测力计竖直放置减少了指针自身重力造成的误差，减少了指针的晃动，使实验数据更加精确。
如图l（b）所示，测力计增加了下端指针（加工一块小泡沫塑料，置于指针下端，泡沫可以在指针拖动下向下滑动，停留在指针移动的最大位置处），这样在启动机器时，泡沫停留的位置即为最大静摩擦力的示数。对测力计的这种小改进可以轻松读出最大静摩擦力的值，同时也不会影响测量滑动摩擦力的实验，从而拓展了这个实验的功能。
特制滑块的制作如图l（c）所示。滑块下端胶结一块绒布，传送带外侧用胶粘结不同的绒布，可以演示滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关，滑块上放不同重物，可以测量滑动摩擦力与所受的正压力有关。这样的实验改进不但可以定性说明影响滑动摩擦力大小的因素，测量滑动摩擦系数也比较精确，而拿起滑块，仔细观察绒毛弯曲的方向，对滑块和绒布各自所受的摩擦力方向也一目了然。
2 心智启发 逆向思维创新
如果对于一个问题，从相反的角度来思考，进而引导启发思维，突破传统思维形式的禁锢，挣脱思维的惯性，应用逆向思维解决问题，将能极大地释放学生思维的创造性，启发其心智。
透镜的折射在中学物理课本上是用平行光照射透镜，可以观察到凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。为深刻理解透镜的折射规律，笔者要求学生设计一个创新实验，帮助同学理解透镜的折射定律。一个学生利用逆向思维，设计了如图2所示的实验装置。
在玻璃槽内固定一个透明盒子，盒子上端用薄膜密封，内部充入一定压强的气体，使薄膜突起，然后慢慢倒入液体，薄膜在液体压强的作用下会慢慢压缩，由突起变成水平，再变成凹陷。玻璃槽下端有并排多束激光照射，可以看到当薄膜为凸形时，激光束发散；当薄膜为水平时，激光束平行；当薄膜为凹形时，激光束会聚。液体越深，压强越大，薄膜凹陷越明显，会聚能力越强。这种空气透镜的反常折射现象是因为光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，薄膜突起时，空气凸透镜相当于水凹透镜，平行光会发散；薄膜凹陷时，空气凹透镜相当于水凸透镜，平行光会会聚。为提高这个实验的可视性，液体可用胶体代替，多束平行激光可以用一束激光通过分光镜或半透半反透镜获得。这个实验的设计成功，体现了逆向思维的强大作用，取得了理想的效果。
3 融会贯通 发散思维创新
对于一个问题，如果能突破原有的框框，充分发挥想象力，运用各种知识，以各种方法重新思索，就会产生出多种设想、答案，从而使问题得到圆满解决。这种以问题为中心，沿着不同方向、不同角度向外扩散，融合多种知识寻求答案的过程，可以发挥个别学生的聪明才智，去同存异，创新无限。
我们知道汽油机无论是四冲程、两冲程还是六冲程的，均为曲轴连杆的发动机，其缺点是笨重、复杂、效率低。能不能设计一个不用曲轴连杆的汽油机呢？没想到课堂上一句话，引起了一位学生的注意，他通过网络搜索，找到了温克尔引擎和喷气式发动机，它们称为无曲轴连杆发动机，但两者都有各自的局限并未广泛运用。于是他通过反复思索，终于设计了一个全新的方案，并成功地申请了专利。其设计原理如图3所示。
该发动机由机体、转轴、转换器、进油嘴和点火装置组成，其优点是不存在往复的运动，进气、压缩、做功、排气4冲程一体化，高效快捷摩擦小。快捷的换气不需任何皮带的连动来带动，简单低耗，且任何燃气、燃油都可以使用。但是该设计的冷却、点火、汽油的雾化与清洁等装置，还需要与原发动机相关匹配的系统，并需要进行进一步的改进。
创新意识是引起多元思维的前提和条件，多元思维是创新意识的必然结果，二者之间具有密不可分的联系。如果能在中学阶段就注意培养学生创新意识，待他们走上了工作岗位就能成为创新人才。所以，教师在教学中要善于提出问题，培养学生的求知欲，激发学生的创造欲，发扬学生的质疑精神，注重学生的思维训练，才有利于学生的成长与发展。
收稿日期：2014-12-21