應用五步教學法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

摘 要： 基于社會發(fā)展的要求，我國確立了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教育目標。在大學物理教學活動中，應充分發(fā)揮物理學研究方法及其科學思維的作用，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新意識及創(chuàng)新精神。五步教學法，把創(chuàng)新性與創(chuàng)造主體相結合，把理論與實踐相結合，努力構建創(chuàng)新教學體系和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，探索在大學物理教學過程中如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

關鍵詞： 五步教學法 大學物理教學 創(chuàng)新能力

近年來在高校教學中，學生的理論學習，尤其是基礎課的學習嚴重脫離生產(chǎn)實際，學生走上工作崗位，感覺所學不能為己所用，認為物理學枯燥、深奧、難懂、難學。為了改革傳統(tǒng)的課堂教學與新時期教育目標不相適應的教學觀念、教學環(huán)節(jié)、教學方法等，適應新時期對人才培養(yǎng)的新要求，提高學生學習物理的興趣，引發(fā)學生對物理現(xiàn)象背后本質的思考，培養(yǎng)學生學習物理的興趣，使學生通過嘗試創(chuàng)新增強創(chuàng)新意識，養(yǎng)成創(chuàng)新思維習慣，從而提高創(chuàng)新能力，筆者提出了五步教學法。

1.教學方法創(chuàng)新

五步教學法主要包括啟發(fā)、探尋、反思、設計、實踐五個環(huán)節(jié)。

1.1啟發(fā)

即創(chuàng)設情境、啟發(fā)思考，激發(fā)探究欲望。一改傳統(tǒng)教學由理論到理論的枯燥的直接講授，避免學生產(chǎn)生厭煩情緒，通過展現(xiàn)鮮活的豐富多彩的生活現(xiàn)象，引導學生對現(xiàn)象產(chǎn)生好奇，激發(fā)學生的研究興趣和創(chuàng)造熱情，使學生的各種生理和心理機制調節(jié)到最佳狀態(tài)，為創(chuàng)造性思維做好心理準備。

1.2探究

即歸納現(xiàn)象，得出規(guī)律，實現(xiàn)由感性認識到理性認知的飛躍。在啟發(fā)已經(jīng)完成的情況下，教師應趁熱打鐵，及時引導學生歸納這些現(xiàn)象的共同特征，引發(fā)學生對共同特征背后本質規(guī)律的思考。在這一過程中，會涉及物理學解決問題的思想方法（如：簡化模型、等效思想等），必然會引起學生的疑問，產(chǎn)生新設想和對已有認識結構的沖撞。引導學生及時記錄這些思想火花，這是創(chuàng)新思維的開始（或產(chǎn)生）。

1.3反思

即鞏固規(guī)律，反思物理意義，實現(xiàn)由理論到實踐的初步跨越。在第二步中得出用數(shù)學公式或文字所表達的物理規(guī)律之后，要及時引導學生反思其物理意義，透過理論公式和文字符號看蘊含的實際意義，對公式進行數(shù)學變換，再看其相應的物理意義和實際意義，以解例題的形式引導學生學會用理論指導實踐，解決實際問題，并挖掘規(guī)律的其他一切可能價值。在此過程中，注意啟發(fā)學生試圖用所學知識解決現(xiàn)實問題，并提示學生及時記錄創(chuàng)新設想。在這一階段中，學生會產(chǎn)生大量的新設想或新問題，這是創(chuàng)新活動的開始。

1.4設計

即查閱資料，明確問題，并設計解決問題的初步方案，實現(xiàn)由理論到實踐的大膽嘗試。在“反思”過后，學生頭腦中將會產(chǎn)生許多問題，迫切需要解決，甚至希望親自做實驗進行驗證。這時，教師應及時引導學生學會研究，學會查資料，學會正確表征自己所提出的問題，進一步完善理論構想，初步設計解決問題的方案。

1.5實踐

即進行實驗或理論推演，創(chuàng)造成果，最終實現(xiàn)由理論到實踐的飛躍。

“五步教學法”堅持以學生為主體、教師為主導的原則，能克服以教師或教學內容為中心、學生習慣于以教師為權威、全盤接受教師傳授知識的缺點，為學生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新行為提供可能。另外，筆者精心構建的整個教學新體系，都是圍繞培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新能力的總目標進行的。為了達到最后的教學目標，筆者十分注意教學手段的運用，對多媒體和板書取長補短，進行適當整合。筆者認為，多媒體在演示動畫、展示情景、創(chuàng)設情境、畫圖及布置思考題等方面更有優(yōu)勢，而板書在理論推演、控制節(jié)奏、及時答疑等方面具有多媒體不可替代的作用。

2.教學組織實施

2011年暑假，根據(jù)創(chuàng)新教學策略和研究方案，以及剛體的定軸轉動、流體力學、液體表面現(xiàn)象、穩(wěn)恒磁場和波動、幾何光學等內容，實施創(chuàng)新教學，在多媒體演示中插入更多形象生動的圖片。整節(jié)課對多媒體播放順序做了調整，更適應“五步教學法”的節(jié)奏。

2.1設計小課題

根據(jù)每章內容，初步擬定研究小課題，供學生參考，在實際研究中，學生可自行選題。下面列舉部分小課題：（1）人體骨骼的結構和力學特性；（2）肌肉牽引骨骼的力學原理；（3）人體的運動機制；（4）人體血液循環(huán)的力學原理；（5）體位對血壓的影響在醫(yī)學上的應用；（6）血液中各種細胞遷移現(xiàn)象分析；（7）B型超聲波的原理；（8）超聲波的生物效應；（9）孕婦做B超對胎兒有害嗎；（10）醫(yī)學上常見氣體栓塞現(xiàn)象及其防護。

2.2教學案例

2.2.1教學內容的組織實施

2.2.1.1“五步教學法”和創(chuàng)新思維訓練相結合。過去應試的物理教學方式比較強調歸納總結、數(shù)學推導，大量時間用于訓練學生的解題技巧，教學過程基本是單向的，學生學習起來枯燥乏味，由此萌發(fā)出怕學物理的心理。在創(chuàng)新教學新體系中，筆者以教學模式的改革為切入口，以引導學生創(chuàng)新思維為重點，重視學生的個性發(fā)展和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在課堂教學中注重物理圖像，注重物理學知識與自然現(xiàn)象、生活實踐、科學技術相結合，采用教師與學生雙向交流和溝通的方式實施教學。為了增強課堂教學效果，筆者依據(jù)學生的思維發(fā)展特點，遵循創(chuàng)新思維活動心理過程，以創(chuàng)新教學新體系為支架，遵循“五步教學法”原則，大膽開展創(chuàng)造性課堂教學，大大活躍課堂教學氣氛。如對流體力學的教學，筆者采用“五步教學”，首先呈現(xiàn)本章的知識構架，讓學生對所學的內容有一個粗略的框架，然后播放與流體有關的圖像和動畫，主要有臺風、山澗小溪、水上沖浪、自來水管、輸液管、人體血液系統(tǒng)等，接著引導學生觀察現(xiàn)象，通過對現(xiàn)象產(chǎn)生原因的追問，引發(fā)學生思考，激發(fā)學習興趣。在學生的思維狀態(tài)處于“最佳發(fā)展狀態(tài)”，對現(xiàn)象本質無限好奇之時，提示學生運用物理學解決問題的一般方法，根據(jù)實際流體的特征、性質和要解決的問題，抓住主要矛盾，進行合理簡化，建立理想流體和穩(wěn)定流動物理模型，并用物理語言和基本數(shù)學方法進行描述，讓學生興奮地體驗物理方法和物理思想的妙用，同時也完成了“五步教學法”中的“啟發(fā)”環(huán)節(jié)。這時，在學生會產(chǎn)生掌握方法的滿足感，迫切了解現(xiàn)象本質的熱情有所下降，激烈的腦細胞活動也得到片刻休息時，筆者不失時機地提示學生：“一切物理現(xiàn)象都遵循物理學的三大基本守恒定律?！币龑W生思考：“理想流體做穩(wěn)定流動會遵循怎樣的規(guī)律呢？”由此順利轉入“探尋”環(huán)節(jié)。此時學生思維活動狀態(tài)再次被激活，師生共同探尋規(guī)律，由質量守恒定律，進行邏輯和數(shù)學推演，得到連續(xù)性方程，認識到：流體的連續(xù)性方程其實就是質量守恒定律在流體力學中的應用特例。再由機械能守恒定律，結合連續(xù)性方程，進行邏輯和數(shù)學推演，得到伯努利方程，學生會深刻地體會到：將物理普遍規(guī)律，運用于具體現(xiàn)象中，就會產(chǎn)生新的定律和定理，從而產(chǎn)生理智感，在接受知識的同時激發(fā)創(chuàng)造熱情，至此也完成“探究”環(huán)節(jié)。在得出連續(xù)性方程和伯努利方程之后，學生會以為掌握了規(guī)律，就已經(jīng)完成了學習任務，可能不會再思考定律的深刻意義和價值，學生的心理活動暫時處于冷卻狀態(tài)。筆者抓緊時機，要求學生運用規(guī)律，解釋剛才所呈現(xiàn)的物理現(xiàn)象。學生的思維活動再次激活，轉入對定律的“反思”環(huán)節(jié)。本單元的“反思”環(huán)節(jié)，主要解決定律中每一項的物理意義，定律本身的物理意義，定律在特殊情況下的表現(xiàn)形式，討論定律的各種用途等。在這一環(huán)節(jié)中，學生不僅會對定律有更深刻的領會，能較好地接受發(fā)散思維訓練，體會運用規(guī)律解決實際問題的過程，而且在理論與實踐的聯(lián)系中，學生會萌生許多問題或設想。筆者會提醒他們及時記錄問題，并鼓勵大家課后進行更深入的研究。至此，完成了“反思”環(huán)節(jié)，并啟動了“設計”環(huán)節(jié)。整個課堂教學由張有弛，環(huán)環(huán)相扣，既重視基礎知識的教學，又重視創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，實現(xiàn)知識、能力和素質協(xié)調發(fā)展的培養(yǎng)目標。

2.2.1.2課內與課外相結合。課堂教學只能完成“五步教學法”中的前三步，對在“反思”中產(chǎn)生的問題，需要在課后進行“設計”和“實踐”。而“設計”和“實踐”是進行創(chuàng)造活動、形成創(chuàng)造成果的重要途徑，也是培養(yǎng)創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的重要途徑。

在教學中，改變問題盡量解決于課堂的傳授式教學方法，課堂教學重點是啟發(fā)思考現(xiàn)象、引導探尋規(guī)律、激發(fā)反思問題，側重講思路、講方法、引問題、重討論，而將許多通過思考可以自己掌握的內容留給學生自己去做。課外作業(yè)形式多樣，除了常規(guī)作業(yè)以外，筆者布置一些思考題、討論題、設計題及小課題等。對學生，要求每一章學過以后，完成一定的常規(guī)作業(yè)的基礎上，組織小組討論，學期結束，每人寫一份小論文，并實施新的學生考核方式。小組討論的目的，是對學生進行發(fā)散思維訓練，同時也為學生提供機會，讓他們提出在“反思”環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的問題，完成對問題的表征，并“設計”解決方案。布置小論文，目的是讓學生對問題有一個醞釀期，體驗“頓悟”和“靈感”的作用，同時完成論文的過程，也貫穿著思維的“實踐”過程。小論文自由選題，自由發(fā)揮，培養(yǎng)學生的自學能力和自覺性，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

參考文獻：

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