⑦现有天平，溢水杯、细线、水、烧杯。用来测一不规则金属块的密度。要求天平只能用三次，请你说明测量的方法步骤。
这些灵活多变的实验题，可根据实际情况合理地安排于课上、课后或总复习中，教者如能创设类似的新颖、灵活、多变的问题于实验教学中，则教学就会充实、生动。用于物理总复习中，学生就不会感到重复乏味，既能提高综合运用知识的能力，又能增进学习兴趣。同时由于题设条件的不断变化，学生思维也能机敏应变，必将有利于促进学生思维的敏捷性和应变性的提高。
求异创新
求异创新就是不默守常规，对同一问题，能从多方位，多角度去分析思考，从新的角度探寻新的途径。
如在“测圆柱体周长和直径的实验”时，给学生这样一道题：请同学们想一想，试一试，你能用几种方法测出你的钢笔帽口的外径周长？前后桌的同学可互相研究讨论。下面请看在物理总复习中培养学生求异创新的发散性思维能力一例。
有一个6伏的蓄电池，正负极标志已经不清，你怎样来判别出蓄电池的正负极？请你写出判别方法和步骤。并实际试一试。
在初中知识范围内，至少可有如下七种实验判别方法。
方法一，用电压表的15伏量程测蓄电池两极，根据电压表指针偏转方向和接线柱正、负标记，可确定蓄电池的正、负极。
方法二，用电流表、滑动变阻器、电键与蓄电池组成一电路，试触开关，根据电流表指针偏转方向和接线柱正负标记，可确定出蓄电池的正负极。
方法三，将一直导线通过开关接在蓄电池的两极，拿一小磁针放在直导线附近。瞬时接通开关，根据小磁针的偏转情况，可辨出蓄电池的正负极。
方法四，将螺线管接到蓄电池两极上，把一小磁针放在螺线管附近，根据磁极间相互作用规律，确定出电流方向，进而辨别出蓄电池的正负极。
方法五，在方法三中不用小磁针，而是将通电直导线放在蹄形磁铁两极间，瞬时通电看直导线运动情况，由左手定则判断出导线中电流方向，进而辨别出蓄电池正负极。
方法六，拿两节干电池接到直流电动机模型上，记下线圈(转子)的转动方向和电池接到接线柱的极性，再换用蓄电池接在直流电动机模型上，根据电动机线圈的转动方向，对比辨别出蓄电池的正负极。
方法七，把两根碳棒插入硫酸铜溶液中，并将它们分别与蓄电池两极相连接。过一会，观察两根碳棒，其中一根表面出现一层红色铜的碳棒与蓄电池相连的极是负极，另一极就是正极。
此题解法多，思路广，能将教材中的前后知识有机巧妙地联系起来综合得以应用。有利于深化对基本概念和规律的理解与应用，能加深对基本仪器使用方法的掌握，有利于实验技能的提高，更有利于广阔、灵活、应变思维能力培养，分析问题解决问题能力的提高。在教育教学中如能多创设一些类似的发散性强的灵活问题，则对学生知识的增长，技能的形成，思维品质的提高，各种能力的培养都将大有裨益。
物理实验中发散思维的培养(四)
创造型人才的培养是当今教育界的一项具有世界意义的研究课题，发散性思维是以知识和智力为基础的创造性思维。发散性思维的一般模式是“选取思维发散点-→发散思维-→凝聚思维。”培养学生的发散性思维，就是培养学生探索问题的敏锐性、灵活性、创造性和批判性。从同一信息来源，利用已储存的知识，以探索尽可能多的解决问题的途径，避免学生被有意无意地纳入某种特定的思维模式，调整已储存知识的系统性、深刻性、使知识自然增长，从而开发学生潜在的智力——创造力。
物理学是一门以实验为基础的科学。物理学的实验基础、理论体系和研究方法是现代科学和技术的基础，物理实验不仅能帮助学生形成正确的物理概念，增加分析问题的能力，加深对物理规律的理解，而且能直接培养学生用实验方法去验证和探索问题的能力。这是任何其它手段所不能代替的。如何使实验教学成为培养创造性人才的一个重要方面，也是当今物理教学改革的重要课题。
物理实验教学应开拓学生思维空间
在物理实验教学中开拓学生思维空间，积极创设问题的情境，给学生思维以较大的活动范围，是培养发散性思维的重要一环。发散思维的最大特点是思考问题的多端性，从多角度，多方面来观察、思考、想象，从而提出多种设想和解决问题的方法。根据物理实验教学特点，开拓思维发散的途径是广阔的。
(1)多方案设计物理实验教学中培养学生发散性思维的一条重要途径是实验设计。在明确实验目的和要求后，让学生灵活地运用已掌握的物理基础知识和实验技能，设计出可行的实验方案。实验方案设计一般有两种类型：
［条件型设计性实验］即给定器材或给定环境，围绕给定的实验目的来进行设计。
［例］有一个电阻值已看不清楚的电阻器R1，我们想要测它的电阻值，手边只有一个电池组，一个安培表，一个电阻值看得清楚的电阻器R2和几根导线。你有办法测出R1的阻值吗？说出你的办法和理由。
这是一道很好的“条件型”实验设计题。下面这些方案学生是能够想到的。这些方案虽然原理相同，但方案实施还是有差别的：操作简繁、误差大小等各种因素都包含在实验过程中。［目的型设计性实验］在物理实验中，让学生去完成这样一个实验题：你怎样测定本地区的重力加速度？这就是目的型设计性实验。学生根据已学的物理知识会进行如下思考：
怎样测定本地的重力加速度可用圆锥摆，按ɡ=LL2sinθ/tɡθ求ɡ.
可用滴水法，按ɡ=2h/t2求出ɡ可用落球法，按ɡ=2h/t2求出ɡ可用单摆，按T=πLɡ求ɡ可用倾角为θ的气垫导轨，由a=ɡsinθ求ɡ.
物理实验教学，如能结合具体实验，从以上多方面对学生进行训练，多设计一些这类实验题并让他们动手，对巩固物理学知识，培养创造力是大有裨益的，尽管这些小设计是基本的，但蕴藏着开发学生创造力的巨大能量。
(2)多方案选择
多方案选择也是培养学生发散性思维的重要方式。中学物理分组实验“电流表改装为伏特表”中要成功地完成改装，关键在于电流表内阻的测量。课本给出了并联“半偏法”。这在分组实验中，测量电表内阻会出现多方面的困难，原因是众多的，而电流表内阻的测量方案很多：
［方案一］串联“半偏法”。简述：闭合开关使G表满偏，记录可变电阻阻值R，调整可变电阻器使G表半偏，这时可变电阻阻值为R-2R(忽略电源内阻)。
［方案二］并联“半偏法”，为［方案一］的改进型。由伏特表控制使V表读数在“满偏”和“半偏”时保持不变。
图2［方案三］等效法，简述：将K先接至1，使G表“满偏”，记下毫安表读数；再接K转接至2，改变电阻箱R的阻值，使毫安表读数前后不变，这时r=R。
［方案四］伏安法(简述略)。
尽管方案很多，其原理是相同的，如在实验之前，提供学生较多的方案，发挥学生学习主动性，根据已有的实验仪器，分析、探索各方案的利弊，实验成功的因素是多方面的。进行这方面的训练实际上是让学生发挥思维的敏锐性。多途径训练可以诱导思维，刺激思维活动，训练发散性思维。
“黑箱”实验使问题带有鲜明的发散性思维色彩，能激发学生去“侦破”、“探测”，含有“求异”、“组合”、“逆向”等思维素质。这种综合性类型的实验，对物理实验教学改革有重要意义。
(3)思维定势的消极影响
思维定势是思维中普遍存在的一种心理现象，它指人的思维中按一种固定的思路去考虑问题。表现了人的思维的趋向性和专注性。同任何一切事物无不具有两重性一样，它有积极的一面，也有消极的一面。思维定势在实验过程中消极的一面必须注意克服。
第一方面是实验中的思维惰性。如在分组实验中，由给定实验方法、步骤，器材均已固定，学生实验过程就成了机械的操作过程。而目前评价学生实验能力主要是笔试，这就使学生出现背实验的现象。物理实验本身得不到应有的重视。久之就产生一种思维的惰性；实验前问方法，继之器材、步骤一一询问，更有甚者凑实验结果。这就扼杀了学生发散性思维的发展。
第二方面即实验方法，学生认识事物往往从模仿开始，然后用对比方法(即使他们未能自觉地意识到)去解决遇到的新问题。但学生在学习中形成的心智活动和操作活动的方式，比较固定而不容易移到新的情境中去。因此，实验方法的单一化对学生思维的发展会产生不利影响。如让学生应用仪器测定电流表的内阻，有的学生在几次测量中失败以后，并不作其它尝试，而是局限于仪器本身，只想在操作上寻找错误。所以实验教学中，要鼓励学生“越轨”
思维。如果人人按规定办事，怎么会有创造呢？
物理实验应训练沉重评价能力
评价能力是发散性思维的第二个重要方面，评价能力就是从许多可能的方案中选定一个最佳方案的能力。这对于培养创造性的科学研究工作具有很重要的意义。这就是发散性思维模式中的凝聚思维或称收敛性加工。培养学生实验评价能力有以下两个方面。
(1)择优
思维的择优训练，即掌握探索问题的敏锐性和选择性，不满足问题的一般解决，而主动地寻求“还有没有更好的方案”的思维活动。例如前面谈到在“电流表改装为伏物表”实验中对电流表内阻的测量，提出了五个方案后，学生就要对这些方案进行择优评价，评价包括实验中各方面因素，以便选取进行本次实验的最佳方案。
一个创造思维成果，往往要经过从发散思维到凝聚思维，如此反复多次才能完成。实践证明，只有在教学中有意识地引导学生进行训练，不仅能巩固知识，还能培养和训练他们的发散性思维。
(2)相似
客观事物在发展过程中，都存在着“同”和“异”，因为只有“同”才能有所继承；只有“异”，事物才会往前发展。这种“同”和“异”的辩证统一即是相似。在物理实验教学中，要注意相似现象和本质的联系。
［例］在使用伏特表、安培表测电池的电动势和内电阻的实验中，学生同时提出了四种设计方案，并指出方案A和B，C和D是相似的(见图7)，采用A、B电路时ε测＜ε实，r测＜r实；而采用C、D电路时，ε测=ε实，r测＞r实。这就是由“同”中求“异”、“异”中求“同”。
让学生在纷繁的物理实验中逐步认识到现象与本质的关系，就能抓住事物的实质，可以使学生的学习由被动变为主动，从而实现教学目标。培养学生提高认识相似性的能力，在“同”
与“异”中找到主要的原因和办法，这是评价能力的重要指标。
物理实验教学应鼓励学生的创造活动
(1)物理实验教学与发展
传统教学论只注意到教学要依赖于学生发展的一面，而忽视了教学要促进学生发展的一面。
直至本世纪初，苏联心理学家维果茨基根据一系列研究结果，提出了对于教学和发展具有重要价值的新概念——“最近发展区”，显示了教育强大的生命力，这一科学论断是教学论的一个飞跃。
维果茨基认为，儿童发展在任何时候都不是由成熟的部分决定的，至少可以决定儿童有两个发展水平；第一是现有的(或叫今天的)发展水平，是由已完成发展程序的结果而形成的儿童心理机能的发展水平，表现为能够独立地、自如地完成教师提出的智力任务。第二个是潜在的(或叫明天的)发展水平。是那些尚处于形成阶段的、刚刚在成熟的过程。表现为还不能独立地完成任务，但在教师帮助下，在集体活动中，通过模仿和自己努力才能完成的智力任务，这两个水平之间的幅度为“最近发展区”。
物理实验教学中培养学生发散性思维，就是以学生现有的水平为前提，确定最高的教学界限(潜在水平)，在它们之间——“最近发展区”进行“最佳期限”教学。培养学生的发散思维，把学生潜在水平转化为新的现有水平，在新的现有水平基础上，又出现新的潜在水平，并形成新的“最近发展区”。这种循环往复不断转化和“最近发展区”按层次递进的过程，就是知识积累的过程。培养学生发散性思维的重要特征便是通过教学创造“最近发展区”，这就是创造性地学习。
(2)鼓励学生的创造活动
人的思维虽有其共性规律，但也有其个性。每一学生所处的环境、知识基础、智力水平等因素的差异。也反映在学生的发散性思维之中，传统的实验教学中，较多注意的是学生思维的共性特征，实际上每个学生的思维过程又是任何别人规定的思路所代替不了的。况且人的创造性，常常寓于个性差异之中。因此培养学生创造性思维，就是要把面向全体学生和因材施教统一起来，没有个性的发展，就不会有创造性的出现。
发散性思维在分析问题和创造新信息上表现出思维的广阔性、深刻性、逻辑性、独立性、灵活性和敏捷性等心理品质，这要求在物理实验教学中应该重视研究学生心理特征，辅之组织讨论、设计实验和开展竞赛，以培养学生创造性能力。
伟大科学家的杰出的创造能力并不是先天的，而是从求学阶段到成人长期努力的结果，由一点一滴微小的创造性的思考逐步积累而成的。应该认为，创造性的思考是儿童的智力特征。
因而，必须重视对中学生创造性思维的培养。
