利用物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

■陳策

利用物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

■陳策

新課程目標(biāo)指出，義務(wù)教育物理課程旨在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，不僅要注重科學(xué)知識(shí)和技能的訓(xùn)練，而且應(yīng)注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新能力包括創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)新想象能力、創(chuàng)新感知能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力等。在物理教學(xué)中，教師要想方設(shè)法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、利用經(jīng)典案例，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，學(xué)科本質(zhì)強(qiáng)調(diào)尊重事實(shí)、嚴(yán)肅認(rèn)真、按科學(xué)規(guī)律辦事，它更強(qiáng)調(diào)勇于發(fā)表自己的看法，勇于提出與他人不同的見(jiàn)解。很多物理學(xué)家，之所以能有很高的建樹(shù)，都源于他們的創(chuàng)新意識(shí)——不畏權(quán)威，大膽質(zhì)疑，不怕困難，鍥而不舍。這些物理學(xué)家的成功事例就是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的好素材。如，愛(ài)因斯坦的傳記作者克拉克這樣評(píng)價(jià)愛(ài)因斯坦：“他的天才中很大一部分依賴的是想象力，這種想象力使他有勇氣對(duì)公認(rèn)的信念進(jìn)行挑戰(zhàn)?！睈?ài)因斯坦不怕冒犯權(quán)威人士，有一次甚至公然違抗他的導(dǎo)師馬克思·斯蘭克，致使克拉克說(shuō)：“只有愛(ài)因斯坦才敢這么做?！庇秩?，歐姆總結(jié)出的該定律前后花費(fèi)了十年心血。在當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)陋的條件下，他竟然花了五年時(shí)間，克服了很大的困難，一次次努力，始終沒(méi)有氣餒，終于找到了穩(wěn)壓電源，再經(jīng)過(guò)五年的大量實(shí)驗(yàn)與細(xì)致研究，終于發(fā)現(xiàn)總結(jié)出了歐姆定律。再如，愛(ài)迪生研究燈絲的材料，從最初用的炭絲（材料的選擇）到盡可能地把玻璃泡里的空氣抽掉（發(fā)光的條件），從熔點(diǎn)較高的白金到稀有金屬以及各種耐熱材料的選用，最后選取熔點(diǎn)高的鎢絲在真空狀態(tài)下達(dá)到白熾發(fā)光（發(fā)光的原理）一直沿用到現(xiàn)在，先后試驗(yàn)了一千六百多種材料，做了上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)。

這些素材的選取能有效培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不怕困難與挫折、不怕失敗、鍥而不舍的探索精神和創(chuàng)新思維能力。

二、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新感知能力

傳統(tǒng)的滿堂灌的教學(xué)模式使學(xué)生成了應(yīng)試教育的奴隸，使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的激情和沖動(dòng)。新課程背景下的物理教學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是組織者、指導(dǎo)者、參與者，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程的親歷和感悟。在這一教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生如果充滿好奇，就會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣，就會(huì)全身心地投入、專心致志地思考和實(shí)踐，從而激活他們的思維，提高他們的創(chuàng)新感知能力。

課例1“光的折射”教學(xué)片段

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生閱讀“海市蜃樓”的報(bào)道。下午兩時(shí)蓬萊海濱薄霧漸退，上空零星出現(xiàn)淺黃色帶狀云霧，并逐漸轉(zhuǎn)白，蔚為壯觀。從16：50時(shí)開(kāi)始，海域上空大團(tuán)云彩變幻莫測(cè)，似空中綻開(kāi)的奇葩，似啟航的大船，從大海深處徐徐飄來(lái)，霎時(shí)蓬萊閣和八仙渡景區(qū)上空出現(xiàn)一道天幕，“海市蜃樓”奇觀呈現(xiàn)在人們面前，如同一幅靜止的、清晰度極高的、繁華美麗的城市美景。從這幅漫無(wú)邊際的畫面上看，好像一個(gè)海濱小城的鳥(niǎo)瞰圖，鑲嵌在蓬萊閣和八仙渡景區(qū)的上空，前面是微波蕩漾的碧水，后面是被碧水環(huán)繞的城市，畫面的中央部分宛如鱗次櫛比的城市建筑群，高樓大廈、燈塔、寬廣的城區(qū)道路清晰可見(jiàn)，時(shí)有天人天馬走動(dòng)穿梭，畫面的左邊是廟宇式建筑，并逐漸轉(zhuǎn)換成海邊小島，船兒點(diǎn)綴其間，畫面的右邊即像綿延千里的蔥綠茂盛的熱帶森林，又像遠(yuǎn)望的山野村莊散落到天際。忽而變幻成意大利的威尼斯，忽而變幻成香港的維多利亞港灣，又忽而變幻成上海的外灘、澳門的海邊。這一高度清晰的天象從16：40發(fā)現(xiàn)時(shí)開(kāi)始，直到18：30后才開(kāi)始漸漸暗淡，最后在海風(fēng)中慢慢飄失。這次持續(xù)兩個(gè)多小時(shí)的“海市蜃樓”一直到19：00才結(jié)束。此次奇觀使近萬(wàn)人大飽眼福。

【教師活動(dòng)】記者對(duì)“海市蜃樓”的描寫好不好？同學(xué)們想不想親眼目睹“海市蜃樓”的奇觀？

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生觀看“海市蜃樓”的視頻

【教師活動(dòng)】“海市蜃樓”那美麗奇妙的景象是如何形成的？同學(xué)們能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明。

【學(xué)生活動(dòng)】1.有些學(xué)生把筷子插入水中，豎直插入、斜插，從水面上看、從側(cè)面看；2.有些學(xué)生觀察厚玻璃磚后面的鉛筆等。

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生回答觀察到的現(xiàn)象并嘗試解釋原因。

下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究該問(wèn)題……

由于開(kāi)始創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程引起學(xué)生的注意，激發(fā)了他們的好奇心與探究欲望，也就大大提高了學(xué)生的探究感知能力。

三、積極引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力

培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力是新課程改革的主旋律，新課程標(biāo)準(zhǔn)提出了一種讓學(xué)生必須掌握的最基本的科學(xué)思維程序：“提出問(wèn)題——猜想與假設(shè)——制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)——分析與論證——評(píng)價(jià)——交流與合作”。在具體實(shí)施中可以是其中的一部分，教師不應(yīng)該苛求每次的探究活動(dòng)為整體的思維程序。

1.創(chuàng)設(shè)適當(dāng)情境，刺激學(xué)生實(shí)踐

創(chuàng)設(shè)情境的目的是培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)。亞里土多德曾說(shuō)過(guò)“思想是從疑問(wèn)和驚奇開(kāi)始的”。一切創(chuàng)新都始于問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)，而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題又源于強(qiáng)烈的問(wèn)題意識(shí)。如果缺乏問(wèn)題意識(shí)，創(chuàng)新也就是無(wú)源之水、無(wú)本之本。這就要求教師要重視教學(xué)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，把學(xué)生引入“提出問(wèn)題——探究發(fā)現(xiàn)——解決問(wèn)題”的學(xué)習(xí)過(guò)程，使學(xué)生全心地投入到學(xué)習(xí)中去。

課例2“滑動(dòng)變阻器”教學(xué)導(dǎo)入片段

【教師活動(dòng)】師撥動(dòng)收音機(jī)的音量開(kāi)關(guān)，旋動(dòng)調(diào)光燈開(kāi)關(guān)。

【學(xué)生活動(dòng)】生目睹調(diào)光燈亮度的變化，耳聞收音機(jī)音量的變化。

【學(xué)生發(fā)現(xiàn)】旋動(dòng)開(kāi)頭，聲音、光亮隨之改變。

【學(xué)生提問(wèn)】為什么旋動(dòng)開(kāi)關(guān)能改變電流大小呢？

【教師啟發(fā)】能否利用手邊的器材設(shè)計(jì)和連接能夠改變電流的電路？

【學(xué)生活動(dòng)】1.學(xué)生設(shè)計(jì)改變串聯(lián)入電路中的小燈泡的個(gè)數(shù)的電路；2.學(xué)生把一段電阻絲或一段鉛筆芯于小燈泡串聯(lián)在電路中，用電線夾改變他們?cè)陔娐分械拈L(zhǎng)度等。

該問(wèn)題的情境貼近生活實(shí)際，學(xué)生會(huì)以積極的態(tài)度參與學(xué)習(xí)，以飽滿的情緒參與到問(wèn)題的探究中。

2.設(shè)計(jì)開(kāi)放問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐

我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)注重問(wèn)題的唯一性，沒(méi)有唯一答案的問(wèn)題不上課本，沒(méi)有固定答案的問(wèn)題教師不講，這大大制約了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。實(shí)際的問(wèn)題往往是開(kāi)放的，沒(méi)有唯一正確的答案，教師要向?qū)W生不斷提出具有挑戰(zhàn)性、激勵(lì)性的問(wèn)題，不斷地激發(fā)學(xué)生的思維。

課例3“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)物質(zhì)的密度”教學(xué)片段

【教師活動(dòng)】請(qǐng)同學(xué)們利用下列儀器：天平、量筒、刻度尺、水、燒杯、鐵架臺(tái)、測(cè)力計(jì)、細(xì)線設(shè)計(jì)不同方案，測(cè)一個(gè)規(guī)則的小鐵塊的密度。

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生分成若干小組，討論異常激烈，最后由每個(gè)小組長(zhǎng)代表該組把設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)給師生，各小組間參與交流（師生間交流）。

【師生活動(dòng)】總結(jié)出不同的方法如天平法、量筒法、測(cè)力計(jì)法、刻度尺法、基本法、杠桿法等。

【教師活動(dòng)】要求每個(gè)小組至少用三種方法實(shí)測(cè)小鐵塊的密度。

【學(xué)生活動(dòng)】各小組動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，匯報(bào)結(jié)果。

該課例的問(wèn)題本身就是開(kāi)放性的，學(xué)生的活動(dòng)過(guò)程也是開(kāi)放性的，學(xué)生做到了積極參與和有效參與。在各小組動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)中，由于方案各不相同，教師要分組進(jìn)行指導(dǎo)，如器材如何組合、如何放置，數(shù)據(jù)如何觀察、如何記錄、如何處理等，由于學(xué)生有充分的自主學(xué)習(xí)時(shí)間和互動(dòng)的交流空間，創(chuàng)設(shè)了民主、和諧、自由的教學(xué)氛圍，充分體現(xiàn)了探究、自主、合作的新課程理念，有效地培養(yǎng)了創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力以及相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

3.鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)踐，勇于提出見(jiàn)解

教師還可開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索，敢于通過(guò)實(shí)驗(yàn)提出自己的見(jiàn)解，發(fā)表自己的看法，并能通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證問(wèn)題的真?zhèn)危纭坝米冏杵鞲淖冸娐返碾娏鳌睂?shí)驗(yàn)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)滑片移動(dòng)時(shí)，電源兩端的電壓表示數(shù)隨之改變，這一發(fā)現(xiàn)與平常所說(shuō)的電源電壓一定的結(jié)論是矛盾的。教師要抓住這一契機(jī)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出自己的想法并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，比如設(shè)計(jì)串聯(lián)和并聯(lián)這些鏈接方式不同的電路，還可以在同一電路中接入數(shù)目不同的用電器進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)，記錄并進(jìn)行分析，研究矛盾的焦點(diǎn)，從而有效地激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力。

學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要教師創(chuàng)設(shè)生動(dòng)、活潑、自由、民主的課堂氛圍，讓學(xué)生在自我構(gòu)建的過(guò)程中，張開(kāi)思維與想象的翅膀，尋找解決問(wèn)題的策略。教師要及時(shí)引導(dǎo)和發(fā)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)特、新穎的思維和方法，在學(xué)生感受和理解知識(shí)發(fā)生和發(fā)展的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（作者單位：武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)第二初級(jí)中學(xué)）

責(zé)任編輯 王愛(ài)民